专利名称：一种数字化视力检查系统的制作方法
一种数字化视力检査系统技术领域：
本发明属于眼科医疗技术领域，特别涉及一种具有智能控制的数字化视力 检查系统。
背景技术：
视力指人眼能分辨出最小目标物图形的能力。在一定条件下，眼睛能分辨 的物体越小，视觉的敏锐度越大。视力的基本特征在于辨别两点之间距离的大 小，分为静视力、动视力和夜间视力。通常所说的视力为静视力，是指人和观 察对象都处于静止状态下检测的视力。
标准的视力检查包括远视力和近视力，远视力检査，我国通常采用国际标
准视力表和对数视力表。检查时，被检者坐在距视力表5m之处，国际标准视力 表1.0或对数视力表5.0与被检眼处在同一水平，双眼分别检査，验光师从上而 下、先右后左指示视力表中的图形，受检者迅速说出其所指图形的视标方向， 最后，验光师把说准确的最小视标一行的字号记录下来。正常人的视力为1.0或 5.0。当视力低于0.1时，可逐步走近视力表，按0.1xd/5算出(d为被检者看清 该行时距视力表的距离)其视力。
上述的视力检查方法操作较为简单，但还存在诸多缺陷。首先，全部视力 符号印制在一张表上，不仅图形内容单一，而且容易引起被测者的视力疲劳， 且一些被测者可背熟视力表，影响检査的准确性；其次，其必须由验光师现场 指导，检査结果由验光师记录下来，受验光师主观判断影响，检查结果误差大； 再次，验光师采用棒指点视力符号，容易造成指点位置偏差，影响检查的准确 性；最后，此检查方式不适合不能识别字符或符号的受检查者，如幼儿、文盲、 聋哑患者等，也不能同时检査双眼视力。
目前， 一些眼科医疗机构开始尝试使用机械式视力检查仪，检查时显示一 个视力标识。但是，此类检测仪仍基于传统的单一的视力检查表，检查数据单 一，不能变换检査量表，不能双眼同时检查，不能在对比度、字母锐度改变的情况下进行检查，且其利用键盘、鼠标或摄像头作为输入设备也不便于操作。
发明内容
本发明公开了一种数字化视力检查系统。
本发明所采用的技术方案是 一种数字化视力检査系统，包括图形显示部、 智能处理部、控制输入部，所述的图形显示部采用LCD显示屏，智能处理部采 用CPU微处理器，控制输入部采用红外遥控器，CPU微处理器装于主板之上， 主板设有电源接口 、红外接口 、 VGA接口 、 CF卡接口 、 SDRAM及FLASH ROM, 电源接口联接电源，红外接口联接红外接收头、VGA接口联接LCD显示屏、 CF卡接口联接CF卡；红外遥控器产生按键编码信号，通过红外信号传输至红 外接收头，由CPU微处理器对该信号进行解码、匹配处理，从CF卡存储的图 形中选出相匹配的图形检查项目，暂存入CPU内存，由CPU微处理器对选出的 检查项目进行处理，后写入显存，通过LCD显示屏幕显示出被选中的检查项目， 对受检者进行视力检査。
所述的数字化视力检查系统，装载CPU微处理器的主板还设有打印机接口 ， 打印机接口联接微型打印机，由打印机输出检査结果。
所述的数字化视力检査系统，装载CPU微处理器的主板设有USB接口，该 接口插接外置USB设备。
所述的数字化视力检查系统，装载CPU微处理器的主板嵌装于LCD显示 屏的背面。
所述的数字化视力检査系统，LCD显示屏的正面设置LCD开关及微型打
印机的打印输出口。
所述的数字化视力检查系统，LCD显示屏的背面设置挂钩。 该数字化视力检査系统采用LCD大屏幕作为视力表显示屏，采用红外遥控器
控制切换量表，利用嵌入式CPU微处理器处理接收信号，最后由LCD显示屏显
示视力检查项目，并能自动地由微型打印机输出检测结果。
该数字化视力检査系统具备多种检査项目，例如VA Chart(Letter)、Red-GreenChart、 DotsChart、 Binocular Balance Chart、 Stereo Chart,可测对比敏感度、可 双眼同时检査、可检査立体视、散光等，并具有镜面反转模式？。该数字化视 力检査系统具备多种检查量表，例如，VAChart包括字符量表、E字量表、数字 量表、兰道环量表、儿童量表等，可用于幼儿以及非语言交流者。
检测时，验光师用遥控器来选择各种不同的视力检査项目，由LCD显示屏 显示被选中的检査项目图形表，受查者根据LCD显示器显示出的检査项目进行 视力检査，检查结果由打印机输出。
由于双眼平衡测试的特殊性，本发明通过额外佩戴红绿眼镜(右眼红片，左 眼绿片)的方式，实现双眼同时检测。
图1为本发明系统的外形图。
图2为本发明LCD显示屏的背面结构示意图。
图3为本发明系统的结构原理图。
图4为本发明摇控器的功能示意图。
图5为本发明CPU微处理器控制的拓扑结构图。
图6为本发明系统的高级设定模块图。
图7为本发明系统的控制流程图。
图8为本发明视力检査系统软件功能模块图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图l、 2所示，本数字化视力检查系统的硬件部分包括红外遥控器2、显 示屏l、嵌装于LCD显示屏背面的CPU微处理器4，显示屏采用高分辨率的大 尺寸LCD显示屏，用以最大限度地提高目标物图形空间频率的显示能力。LCD 显示屏1的背面设有挂钩5，在该LCD显示屏中还嵌入一个微型打开机(图中 未画)，LCD显示屏的正面开有微型打开机的输出口 3、 LCD开关6、工作模式 按键9及红外接收头7。如图3所示，本数字化视力检查系统的输入部为红外遥控器2，输出部为 LCD显示屏1和微型打印机8,智能处理部采用CPU微处理器4，采用红外遥 控器2选择需要进行检査的项目，红外遥控器2通过无线连接方式与CPU微处 理器4联系，CPU微处理器4对接收的信号进行处理，实现选择检査项目，并 将选择结果传输至LCD显示屏1，由LCD显示屏显示目标图形，打印机3负责 输出检査结果报告。
如图4所示，红外遥控器内置单片机和红外发射头，外表设有众多功能按 钮，该红外遥控器采用现有技术。红外遥控器具有多种检査项目的切换功能， 视标类型包括C字表、E字表、字母、数字、Z幼儿图形等，视标显示方式包括 单个显示、单排显示、单列显示，视标的范围从小数0.03—2.0。特殊视标包括 红绿视标、点状视标、散光表、ETDRS表、隐斜视标、含固视标的隐斜视标、融 像视标、Schober视标、Worth四点视标等(根据不同视标组类型有所区别)。 按下功能键，通过内设编码，产生相应的命令信号。该图中，21是幻灯处/图片 显示切换按键，22是随机打乱图标按键，23是各种不同的检测项目按键，24是 检查开始/结束切换按键，25是与LCD显示屏同步输出的显示面板，26是对比 度调整按键，27是屏幕开/关按键，28是红绿眼镜项目按键，29是屏幕显示调 整按键，210是上下左右方向键，211是确定键。
如图5所示，CPU微处理器安装于主板之上，主板设电源接口、 USB接口、 CF卡接口、 SDRAM、 VGA接口、打印机接口、红外接口、 FLASH ROM,电源接口 通过适配器联接外界220V电源，适配器将220V交流电转换为3V、 5V、 12V等 的直流电为系统供电；设置USB接口以扩展其功能，如联接鼠标、键盘等USB 设备；CF卡接口联接CF卡，CF卡用于存储视力检査项目，多种视力检查项目 通过不同的路径存储于其内，其编码与摇控器的编码相匹配；SDRAM (随机存储 器)与FLASH ROM (只读存储器)用于缓存；VGA接口联接LCD显示屏；打印 机接口联接微型打印机；红外接口联接红外信号接收头。
如图6所示，LCD显示屏的正面设置调整工作模式的按键 Up功能向上逐个选中高级设定模块14项中任一选项down功能向下逐个选中高级设定模块14项中任一选项
change功能改变高级设定模块各项中的可选参数
End功能当选中高级设定模块的(十四)后，通过该按钮退出。
高级设定模块有十四个
(一) Chart type用来选择T、 P、 M、 UK、 A模式
(二) Distance选择湖!)视距离，在6m 、 5.5m、 5m 、 4.5m 、 4m 、 3.5m、 3m
选择
(三) Remote channel选择不同的遥控频道，在1 ch、 2 ch、 3 ch、 4 ch、 5 ch、 6 ch 、 7 ch、 8 ch选择
(四) Back-light选择背景的明亮度，在5、 4、 3、 2、 1选择
(五) Autolightoff选择灯光自动关闭时间，在15min、 5min 、 off选择
(六) Demo
(七) Beep sound设置鸣声器的声音，在high 、 low 、 off选择
(八) Clock设置此参数为1
(九) Phoria选择phoria chart的背景颜色，可在白色、黑色中选择
(十)Coincidence选择coincidence chart的背景颜色，可在白色、黑色中选择 (H~—) Cyclophoria 设置此参数为white (十二) Mirror选择镜像的开、关功能 (十三)Remote type选择遥控器的开、关功能 (十四)Exit退出高级设定模块
通过LCD显示屏的工作模式按键选定相应的工作模式后，如图7所示，按 下遥控器的某个检査项目按键，遥控器将其按键信号传输到内置的单片机，由 单片机判断由哪个按键产生的命令，便产生一个命令信号，然后通过红外发射 头发射信号。上述发射信号被红外接收头接收，再由红外接收头传输至CPU微 处理器中，CPU微处理器便对该信号进行解码、匹配处理，CPU微处理器从CF 卡中选出与上述遥控器产生的编码信号相匹配的检査项目，将该检査项目暂存 入CPU内存中并进行一些处理，如灰度、对比度等，最后将处理后的信号写入16M的显存当中，由LCD显示屏显示检査项目。
由于双眼平衡测试的特殊性，本发明可通过额外佩戴红绿眼镜(右眼红片， 左眼绿片)的方式，实现双眼同时检测。
下面详述CPU微处理器的体系结构 一、功能模块
1、 CPU主模块
CPU: INTEL公司的PXA270嵌入处理器，主频520MHz，工业级。
内存128MByte SDRAM(4片16位的SDRAM芯片组成，主频lOOMHz)。
NORFlash: 32MByte存储器(2片Intel E28F128组成32位接口 )。
1路9线全双工异步串行口，波特率高达921600bps。
1路5线硬件流控异步串行口，波特率高达921600bps。
1个10M/100M标准以太网接口，带联接和传输指示灯。
2、 VGAorLCD接口模块
SM501/SM502是一款便携式多媒体协处理器芯片，具有视频和2D加速能力。 SM501/SM502支持多种输入/输出接口，包括模拟RGB、数字LCD屏接口、图 像处理模块。
SM501/SM502的2D引擎包括一个前端色彩空间转换器，支持4 : 1禾B 1 : 8的比例。
支持的最大屏的大小为1280X1024，刷新频率60hz。
3、 红外遥控和键盘模块
红外遥控器，接口为串口模式，接PXA270。 键盘为4键，控制系统用。
红外键盘遥控器模块，单片机模块(LCD点阵模式)。
4、 控制输出模块
l个USBHOST (USB1.1规范)接口，支持全速(12Mbps)或低速(1.5Mbps)。 AC97音频CODEC,支持立体声音乐播放、录音。
1个CF卡接口，可以支持2GCF卡；外扩实时时钟芯片PCF8563，耗电小。图8为本发明的视力检查软件功能模块，本视力检査系统软件功能模块包 含遥控操作模块和高级用户模块，其中遥控操作模块又包括VA检查模块、常用 功能模块、模式设定模块及其他检査模块。 下面以VA检査模块的letter chart为例作如下说明
1) 按下不同VA值的按钮，在LCD上显示不同VA值的图片。
2) 当选中0.05 letter chart时，可以通过上、下按钮在0.05、 0.04、 0.03 letter chart转换。上按钮转换为更低一级的VA图，下按钮转换为更高一级 的VA图。
3) 当选中其他letter chart时，LCD上显示多行多列的字母。 ③通过上、下按钮切换到单行(如何实现中间那行？)
上按钮切换到更低一级的VA图，下按钮切换到更高一级的VA图 Random按钮产生随机字母图。 ③通过左、右按钮切换到单列
左按钮切换到左边列，右按钮切换到右边列。
上按钮切换到更低一级的VA图，下按钮切换到更高一级的VA图。 ③通过single letter按钮显示单独一个字母
左按钮切换到左边字母，右按钮切换到右边字母。
上按钮切换到更低一级的VA图，下按钮切换到更高一级的VA图。 ③通过red-green filter按钮使图像在有红、绿背景色和无背景色间相互切换。
上按钮切换到更低一级的VA图，下按钮切换到更高一级的VA图。 VA检査模块还有number chart 、 tumbling E chart 、 children chart 。
其他检査模块
1. stereo chart
2. phoria、 phoria with fixation chart
3. vertical coincidence 、 schober chart
4. worth 、 fixation chart
5. cross grid chart6. binocular balance 、 duochrome balance chart
7. red-green chart
8. dots 、 astigmatism clock dial chart
常用功能模块
Slide功能以幻灯片的方式播放图片 Ctrs功能改变图片的对比度(25%， 12.5%, 6%， 0%) Etdrs功能产生ETDRS图 Random功能产生随机的字母 Single letter功能单独显示一个字母 Red-green filter button:改变图片红，绿背景色 本发明具有显著的技术进步和效果
1、 高解像超大显示屏，高清晰画面质感，高对比高亮度超长背景光，显示 平稳而无闪烁，运行安静而无噪音。
2、 超宽视标显示0.03—2.0,工作距离3m—6m，亮度范围 80cd/mZ—320cd/m2。
3、 采用红绿分视方式，实现完整双眼视功能检査。
4、 具有对比敏感度测试，镜面反转模式。
5、 丰富多样的显示方式(单个、单行、单列)，单行视标开口方向随机出现， 消除因受检者人为记忆所造成的测量误差。
6、 通过USB接口，可编辑播放个性化图片，如广告宣传、配镜常识等，既 美化验光环境，又充分发挥显示器作用。
7、 有多种安装方法，方便灵活，符合VESA标准，也可安装到常规显示器 底座上。
8、 可用幻灯片的显示方式来替换量表的显示。
权利要求
1. 一种数字化视力检查系统，包括图形显示部，其特征是，还包括智能处理部、控制输入部，所述的图形显示部采用LCD显示屏，智能处理部采用CPU微处理器，控制输入部采用红外遥控器，CPU微处理器装于主板之上，主板设有电源接口、红外接口、VGA接口、CF卡接口、SDRAM及FLASH ROM，电源接口联接电源，红外接口联接红外接收头、VGA接口联接LCD显示屏、CF卡接口联接CF卡；红外遥控器产生按键编码信号，通过红外信号传输至红外接收头，由CPU微处理器对该信号进行解码、匹配处理，从CF卡存储的图形中选出相匹配的图形检查项目，暂存入CPU内存，由CPU微处理器对选出的检查项目进行处理，后写入显存，通过LCD显示屏幕显示出被选中的检查项目，对受检者进行视力检查。
2、 如权利要求1所述的数字化视力检査系统，其特征是，装载CPU微处 理器的主板还设有打印机接口，打印机接口联接微型打印机，由打印机输出检 査结果。
3、 如权利要求1所述的数字化视力检查系统，其特征是，装载CPU微处 理器的主板设有USB接口，该接口插接外置USB设备。
4、 如权利要求l一3任一项所述的数字化视力检査系统，其特征是，装载 CPU微处理器的主板嵌装于LCD显示屏的背面。
5、 如权利要求3所述的数字化视力检查系统，其特征是，LCD显示屏的正 面设置LCD开关及微型打印机的打印输出口 。
6、 如权利要求4所述的数字化视力检査系统，其特征是，LCD显示屏的背 面设置挂钩。
全文摘要
本发明涉及一种数字化视力检查系统，包括图形显示部、智能处理部、控制输入部，图形显示部采用LCD显示屏，智能处理部采用CPU微处理器，控制输入部采用红外遥控器，CPU微处理器装于主板之上，主板设有电源接口、红外接口、VGA接口、CF卡接口、SDRAM及FLASH ROM，电源接口联接电源，红外接口联接红外接收头、VGA接口联接LCD显示屏、CF卡接口联接CF卡；红外遥控器产生按键编码信号，通过红外信号传输至红外接收头，由CPU微处理器对该信号进行解码、匹配处理，从CF卡存储的图形中选出相匹配的图形检查项目，暂存入CPU内存，由CPU微处理器对选出的检查项目进行处理，后写入显存，通过LCD显示屏幕显示出被选中的检查项目，对受检者进行视力检查。
文档编号A61B3/02GK101283903SQ200810061609
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者王丽萍, 邱飞岳 申请人:浙江工业大学