专利名称：一种视力训练装置及方法
技术领域：
本发明涉及视力训练装置领域，特别涉及一种治疗弱视、近视的视力训练装置及方法。
背景技术：
当前，青少年视力问题越来越严重，大量的近视与弱视困扰着人们，从根本上治疗近视或弱视，就要从眼睛的生理学入手，训练眼睛的调节与集合能力。眼睛看远与看近，必须有调节和集合。眼睛的调节如照相机的调焦，集合如照相机的变焦。理论的最好视力应该是从眼睛角膜至无限远都应该看清楚，但事实上，每个人看清物体都有最近点和最远点，我们就把这叫做近点和远点，当近点最近，远点最远时，说明视力最好。
眼睛的调节是靠睫状肌通过悬韧带连接晶状体改变凸凹来实现的，眼睛的集合是由六条眼外肌通过内聚与外展来完成的。眼睛注视的距离不同，使用的
调节力不同。根据公式D-1/F,其中D是调节力，单位是百度，既1D-100度；F是距离，单位是米。也就是说，物体距离眼睛l米，需要一百度的调节力；距离眼睛0.1米，需要一千度的调节力。 一百度与一千度作用在晶状体上，就表现为晶状体厚度的变化，对晶状体本身来说，这个厚度变化是很大的。反过来睫状肌只有很大的收缩与放松才能完成晶状体厚度的变化。同样，眼睛看O.l米和l米的距离，其六条眼外肌也要收缩与放松来完成集合。
综上所述，要想使眼睛的近点最近，远点最远，只有增强睫状体肌和六条眼外肌的肌力。针对上述情况，眼睛注视由近至远或由远至近的移动物体，晶状体需要不断的由凸变平或由平变凸，那么连接晶状体的睫状体肌也不断的收缩、放松。同样，六条眼外肌在改变集合时，也被不断的收缩、放;^。这样睫状体肌和眼外肌都得到了训练，肌力增强。
目前市场上这种视力训练装置是机械运动式的结构，包括控制装置和支架，所述支架上装有一见力标靶，通过控制装置佳j见力标靶在支架上来回滑动。控制装置构造复杂，噪音大，视力标靶滑动需要电机来控制，电机成本高，并且离不开电源，停电后无法使用。发明内容本发明的目的是提供一种视力训练装置，该装置摆脱了机械传动装置，通过控制装置控制不同的显示模式，使训练者可以在无噪音的情况下进行视力训练，并且停电后可以用蓄电池继续训练。
本发明提供了一种视力训练装置，包括控制装置和支架，所述支架上纵向排列2个以上发光二极管组成的阵列，所述控制装置控制所述发光二极管由远及近或由近及远依次亮灭。
优选的，所述支架上还装有可移除的十字视标。
优选的，所述控制装置还包括第一驱动设备、速度加和速度减按《睫，所述速度加或速度减按键将按下的次数传递给所述数字处理器，数字处理器对该次数进行累加，把累加值对应的控制指令传递给所述第一驱动设备，所述第一驱动设备缩短或增加发光二极管依次亮灭的时间间隔。
优选的，所述控制装置还包括功能选择按键、状态选择第一按键、状态选择第二按键和第二驱动设备，所述功能选择按键、状态选择第一按键或状态选择第二按键将按下的次数传递给所述数字处理器，所述数字处理器对该次数进行累加，把累加值对应的控制指令传递给所述第二驱动设备，所述第二驱动设备驱动发光二极管显示控制指令对应的显示模式。
优选的，所述控制装置包括数字处理器、开始/停止按一睫，所述开始/停止按键将按下的次数传递给所述数字处理器，所述数字处理器通过所述第二驱动设备驱动所述发光二极管亮灭。
优选的，所述控制装置还包括考评按钮和液晶显示器，当发光二极管由第一种颜色变成第二种颜色时按下所述考评按钮，考评按钮将按下的次数传递给所述数字处理器，所述数字处理器对按键次数累加，把累加值传递给所述第一驱动设备，所述第 一驱动设备驱动液晶显示器来显示累加值。
优选的，所述控制装置还包括扬声器和第三驱动设备，当开始按4定按下后，将按下的次数传递给所述数字处理器，所述数字处理器把对应的控制指令传递给所述第三驱动设备，第三驱动设备驱动扬声器发出提示音和音乐。
优选的，所述发光二极管包括单基色发光二极管、双基色发光二极管、及三基色发光二极管。
本发明还提供了 一种视力训练方法，包括，
5在支架上纵向排列两个以上发光二极管；
控制所述两个以上发光二极管由近及远或由远及近依次亮灭。
优选的，还包括，当所述发光二极管由第一种颜色变成第二种颜色时，考 评按钮将按下的次数传递给数字处理器，数字处理器对该次数进行累加，把累 加值传递给第二驱动设备，所述第二驱动设备驱动液晶显示器显示累加值。
优选的，还包括，依次启动功能按键、状态选择第一按键或状态选择第二 按键，所述按4建将按下的次数传递给数字处理器，数字处理器将对应的控制指 令传递给第一驱动设备，所述第一驱动设备驱动发光二极管显示红色或绿色。
优选的，还包括，依次启动功能按键、状态选择第一按键或状态选择第二 按键，所述按键将按下的次数传递给所述数字处理器，数字处理器将对应的控 制指令传递给所述第一驱动设备，第一驱动设备驱动发光二极管以预设个数间 隔亮灭。
优选的，还包括，依次启动功能按键、状态选择第一按键或状态选择第二 按键，所述按4定将按下的次数传递给所述数字处理器，数字处理器将对应的控 制指令传递给所述第一驱动设备，第一驱动设备驱动发光二极管以预设折返距 离折返显示。
优选的，还包括，启动速度加或速度减按键，所述速度加或速度减按键将 按下的次数传递给所述数字处理器，数字处理器对按下的次数累加，把累加值 对应的控制指令传递给所述第一驱动设备，第一驱动设备根据所述控制指令缩 短或增加发光二极管依次点亮熄灭的时间间隔。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
本发明在支架上纵向排列两个以上发光二极管(LED, light emitting diode)，控制装置控制所述LED由近及远或由远及近依次亮灭，眼睛注视被点 亮的LED,这样循环地训练，眼睛的晶状体不断地由凸变平或由平变凸，连接 晶状体的睫状肌不断地收缩、放松，同样眼外肌在改变集合点时，也被不断地 收缩、放松，这样睫状体肌和六条眼外肌通过收缩与放松过程，增强了自身的 肌力。LED寿命长，能耗低，由于没有任何机械传动，所以没有任何噪音，这 样训练者可以在宁静的环境下训练，精神集中，训练认真，从而达到更好的训 练效果。
图l是本发明实施例一装置示意图； 图2是本发明实施例二装置正面示意图； 图3是本发明实施例二装置侧面示意图； 图4是本发明实施例三装置示意图； 图5是本发明实施例三功能结构图； 图6是本发明的电路原理图； 图7是本发明控制发光二极管的电路原理图； 图8是本发明视力训练的方法实施例一流程图； 图9是本发明视力训练的方法实施例二流程图。
具体实施例方式
本发明采用廉价的LED，通过数字处理器控制LED由近及远或由远及近依 次亮灭，眼睛注视亮的LED，这样循环地训练，眼睛的晶状体不断地由凸变平 或由平变凸，连接晶状体的睫状体肌不断地收缩、放松，同样眼外肌在改变集 合点时，也被不断地收缩、放松，这样睫状体肌和六条眼外肌通过收缩与放松 的过程，增强了自身的肌力。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
本发明中的LED包括单基色发光二极管、双基色发光二极管、及三基色发 光二极管。下面以双基色发光二极管为例来具体介绍本发明。
参见图1,所示的本发明实施例一装置示意图，图中的101是视力训练装 置的支架，102是LED阵列，LED阵列102纵向排列在支架101上。控制装 置103控制支架101上的LED阵列102由远及近或由近及远依次亮灭，LED 阵列102为两个以上LED。训练者的眼睛注视被点亮的LED阵列102，从而 训练睫状体肌和眼外肌的肌力。控制装置可以控LED阵列102循环显示的方 向和循环显示的次it，可以由远及近依次亮灭，也可以由近及远依次亮灭。同 一个显示才莫式可以循环显示2-20次。
参见图2，所示的本发明实施例二装置正面示意图，如图2所示的电源插 孔201,电池202，液晶显示器203,十字视标204、耳机插孔205,考评按钮插孔206，支架207和211，开始/停止按键209，速度加按键210，速度减按 键211。
电源插孔201可以插接交流/直流电源。当停电时，可以用电池202来供 电，继续训练。避免了停电给训练带来的不便。十字视标204是可移除的，靠 近训练者这一侧。训练者在训练开始前，先注^L十字视标204,看清楚上面的 十字后，再按下开始按键209。安装十字视标的作用是眼角膜水平方向和垂 直方向曲率半径不一样，不同的曲率在视网膜成像的位置不一样，曲率大折射 率相对大；成像就相对靠前，曲率小折射率小，成像相对靠后。神经系统为了 使不同曲率都能成像在视网膜上，支配晶状体前嚢膜做相对的修正，十字视标 水平线和垂直线都能看清楚，说明修正完成。
耳机插孔205可以插上耳机听提示音和音乐。训练者可以根据需要，通过 按速度加按键209使LED依次亮灭的时间间隔缩小，既LED亮灭速度加快； 也可以按速度减210按键使LED依次亮灭的时间间隔增大，既LED亮灭速度 减慢。该训练装置上还包括考评按钮206,当LED的第二种颜色被点亮时， 训练者按下考评按钮206,考评按钮206将被按下的次数传递给控制装置的数 字处理器，数字处理器对该次数进行累加，将累加值传递给第一驱动设备，第 一驱动设备驱动液晶显示器来显示累加值。通过累加值可以判断训练者参与训 练的认真度。例如LED依次亮灭的颜色为绿色，当LED有红色点亮时，训练 者同步按下考评按钮206。液晶显示器显示考评按钮206被按下的总次数。
参见图3，本发明实施例二装置的侧面示意图，301是所述的十字视标， 在训练开始前，修正晶状体前嚢膜。302是本发明视力训练装置的支架，上边 纵向分布着两个以上的LED。
参见图4，本发明对应的实施例三的装置示意图。实施例三与实施例二的 区別是增加了三个按键，分别是功能选择按键412、状态选择第一按键413和 状态选择第二按键412。
为了说明图4对应的装置功能，参见图5，所示的本发明实施例三的功能 结构图。包括开始/停止按键501、功能选择按键502、状态选择第一按键503、 状态选择第二按键504、考评按钮505、交流/直流电源(AC/DC) 506、数字 处理器515、第一驱动设备513、液晶显示器514、第二驱动设备511、 LED
8阵列512、第三驱动设备509、扬声器510、第四驱动设备507、蜂鸣器508。
开始/停止按钮501，训练时按一下开始/停止按钮501，训练开始。再按一 下开始/停止按钮501训练停止。
功能选择按键502配合状态选择第一按键503和状态选择第二按键504 来选择LED显示的不同模式。例如功能选择按键502按第一次，状态选择第 一按键503按下，表示LED跑马灯显示的颜色为绿色，红色随机点亮。此处 的跑马灯是指依次亮灭的所有LED。状态选择第二按键504按下，表示LED 跑马灯显示的颜色为红色，绿色随机点亮。当LED的第二种颜色被随机点亮 时，按下考评按钮505。考评按钮505将按键次数传递给数字处理器515，数 字处理器515对次数进行累加，把累加值对应的控制指令传递给第一驱动设备 513，第一驱动设备513驱动液晶显示器514来显示累加值。当然也可以把状 态选择第一按4建503定义为跑马灯颜色为红色，状态选择第二按键504定义为 跑马灯颜色为绿色。
功能选择按键502按第二次，选择跑马灯间隔显示。根据LED数量，可 以预设间隔个数。比如预设间隔0到间隔5。例如间隔2,跑马灯显示时间隔 2个LED显示一个。状态选择第一按键503被按下，选择显示的跑马灯间隔 依次递减来变化，比如间隔个数按照5、 4、 3、 2、 1、 O来变化。状态选择第 二按键504被按下，选择显示的跑马灯间隔依次递增来变化，比如间隔个数按 照0、 1、 2、 3、 4、 5来变化。当然也可以设置状态选择第一按键503实现间 隔个数递增，状态选才奪第二按键504实现间隔个数递减。
功能选择按键502按第三次，选择预设跑马灯折返距离。根据需要通过状 态选择第一按键503和状态选择第二按键504设置折返距离，比如状态选择第 一按键503被按下，选择显示的跑马灯折返距离是整个支架的1/2;状态选择 第二按键504被按下，选择显示的跑马灯折返距离是所有LED的1/4。折返距 离还可以用LED的整数倍来定义，例如设置最小折返单位为2个LED间隔。
功能选择按键502、状态选择第一按键503和状态选择第二按4建504将按 下的次数传递给数字处理模块515，数字处理模块515对次数进行累加，将累 加值对应的控制指令传递给第二驱动设备511，第二驱动设备511驱动LED 显示相应的模式。当然功能选择按键被按下的次数对应的状态选择按键的功能是可以改变的。例如功能选择按键按一次代表选择折返距离，两次代表选择发 光二极管显示的颜色等等。
本发明还包括扬声器510，当开始按钮501按下后，将信号传递给数字处 理器515,数字处理器515把对应的控制指令传递给第三驱动设备509，第三 驱动设备509驱动扬声器510发出提示音和音乐，把耳机插在耳机插孔听取提 示音和音乐。
本发明还包括蜂鸣器508,当数字处理器515监测到装置出现故障或训练 者操作错误时，传递控制指令到第四驱动设备507，第四驱动设备507驱动蜂 鸣器508发出警告。
基于以上功能结构图，下面详细介绍本发明的电路原理图，参见图6,本 发明的电路原理图。Ul为本发明的数字处理器，Jl为液晶显示器，J2为语音 模块，U13为地址锁存器，U14为数字处理器的P0 口为液晶显示器的数据口。 如图6所示的PO 口连接Jl的8位数据口。另外液晶显示器的读写控制、数据 指令控制和使能端口由数字处理器的P3 口来控制。如图6所示的P3.5、 P3.6、 P3.7分别连接Jl的LCD—E、 LCD—R/W和LCD—RS。
数字处理器Ul通过P3.0和P3.1来分别选通地址锁存器U13和74245。 地址锁存器U13作为语音模块J2的地址锁存。
本实施例优选40个双基色发光二极管，如图7所示，本发明控制发光二 极管的电路原理图。图6中的数字处理器Ul的Pl.O、 P1.2和P1.4分别连接 移位寄存器U2的移位寄存器时钟输入R_RCLK、存储寄存器时钟输入 R—SCLK和串行移位输入R_IN。移位寄存器U2的串行移位输出口 SDO连接 下一个移位寄存器U3的串行移位输入R—IN,如图7所示，U3与U4、 U4与 U5、 U5与U6的连接与此类似。图7是数字处理器控制双基色发光二极管的 显示红色的原理图，控制其显示绿色的原理图与此类似，图6中的数字处理器 Ul的Pl.l、 P1.3和P1.5分别连接移位寄存器U2的移位寄存器时钟输入 G—RCLK、存储寄存器时钟输入G—SCLK和串行移位输入G—IN。也可以为了 节省端口用数字处理器的3个端口来控制双色发光二极管分别显示红色和绿 色，不用6个来分别控制红色和绿色。 '
基于上述一种视力训练装置，本发明还提供了一种视力训练方法，下面结合具体实施例来详细说明其流程。
参见图8,本发明视力训练的方法实施例一流程图。下面结合具体步骤来 描述其流程。
步骤801:在支架上纵向排列两个以上发光二极管。根据支架的长度选择 不同个数的LED,例如支架长度为l米，设置40个LED。
步骤802:控制所述两个以上发光二极管由近及远或由远及近依次亮灭。 训练者坐在支架的一端，注视纵向排列的LED。 LED可以通过设置显示不同 的模式。
参见图9,本发明视力训练的方法实施例二流程图。下面结合具体步骤来 描述其流程。
步骤901:在支架上纵向排列两个以上LED。根据支架的长度选择不同个 数的LED，例如支架长度为1米，设置40个LED。
步骤902:注视十字视标后移除十字视标，按开始按键。在训练开始之前， 训练者先注视支架前端的十字视标，修正晶状体前嚢膜。看清楚十字视标后， 移动该十字视标，按开始按4建。
步骤903:发光二极管全亮自检。控制支架上所有发光二极管全亮全灭进 行自检，看发光二极管是否完好。
步骤904:发光二极管绿色逐个亮灭自检。控制支架上所有发光二极管依 次显示绿色，看绿色显示是否完好。
步骤905:发光二极管红色逐个亮灭自检。控制支架上所有发光二极管依 次显示绿色，看红色显示是否完好。
步骤906:依次启动功能选择按键和状态选择按键选择LED显示的颜色。 功能选择按键配合状态选择第 一按键或状态选择第二按键实现不同显示模式。 例如功能选择按键被按下一次，状态选择第一按键和状态选择第二按键表示选 择LED显示红色还是绿色。
步骤907:依次启动功能选择按键和状态选择按键选择LED间隔显示。 例如功能选择按键被按下两次，状态选4奪第一按4建和状态选择第二按键表示选 择LED显示红色还是绿色。
步骤908:依次启动功能选择按键和状态选择按键选择LED折返显示。
ii例如功能选择按键被按下三次，状态选择第一按键503被按下，选择显示的跑 马灯折返距离是整个支架的1/2;状态选择第二按键504被按下，选择显示的 跑马灯折返距离是整个支架的1/4。折返距离还可以用LED的整数倍来定义， 例如设置最小折返单位为2个LED间隔。
步骤909:控制发光二极管由近及远或由远及近依次亮灭。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何 熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述 揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改 为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本 发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属 于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1、一种视力训练装置，包括控制装置和支架，其特征在于，所述支架上纵向排列2个以上发光二极管组成的阵列，所述控制装置控制所述发光二极管由远及近或由近及远依次亮灭。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支架上还装有可移除的十字视标。
3、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制装置还包括第一驱动设备、速度加和速度减按键，所述速度加或速度减按键将按下的次数传递给所述数字处理器，数字处理器对该次数进行累加，把累加值对应的控制指令传递给所述第一驱动设备，所述第一驱动设备缩短或增加发光二极管依次亮灭的时间间隔。
4、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制装置还包括功能选择按键、状态选择第一按键、状态选择第二按键和第二驱动设备，所述功能选择按键、状态选择第 一按键或状态选择第二按键将按下的次数传递给所述数字处理器，所述数字处理器对该次数进行累加，把累加值对应的控制指令传递给所述第二驱动设备，所述第二驱动设备驱动发光二极管显示控制指令对应的显示模式。
5、 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制装置包括数字处理器、开始/停止按键，所述开始/停止按键将按下的次数传递给所述数字处理器，所述数字处理器通过所述第二驱动设备驱动所述发光二极管亮灭。
6、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制装置还包括考评按钮和液晶显示器，当发光二极管由第 一种颜色变成第二种颜色时按下所述考评按钮，考评按钮将按下的次数传递给所述数字处理器，所述数字处理器对按键次数累加，把累加值传递给所述第一驱动设备，所述第一驱动设备驱动液晶显示器来显示累加值。
7、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制装置还包括扬声器和第三驱动设备，当开始按键按下后，将按下的次数传递给所述数字处理器，所述数字处理器把对应的控制指令传递给所述第三驱动设备，第三驱动设备驱动扬声器发出提示音和音乐。
8、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光二极管包括单基色发光二极管、双基色发光二极管、及三基色发光二极管。
9、 一种视力训练方法，其特征在于，包括，在支架上纵向排列两个以上发光二极管；控制所述两个以上发光二极管由近及远或由远及近依次亮灭。
10、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括，当所述发光二极管由第 一种颜色变成第二种颜色时，考评按钮将按下的次数传递给数字处理器，数字处理器对该次数进行累加，把累加值传递给第二驱动设备，所述第二驱动设备驱动液晶显示器显示累加值。
11、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括，依次启动功能按键、状态选择第一按键或状态选择第二按键，所述按键将按下的次数传递给数字处理器，数字处理器将对应的控制指令传递给第一驱动设备，所述第一驱动设备驱动发光二极管显示红色或绿色。
12、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括，依次启动功能按键、状态选择第一按键或状态选择第二按键，所述按键将按下的次数传递给所述数字处理器，数字处理器将对应的控制指令传递给所述第一驱动设备，第一驱动设备驱动发光二极管以预设个数间隔亮灭。
13、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括，依次启动功能按键、状态选择第一按键或状态选择第二按键，所述按键将按下的次数传递给所述数字处理器，数字处理器将对应的控制指令传递给所述第一驱动设备，第一驱动设备驱动发光二极管以预设折返距离折返显示。
14、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括，启动速度加或速度减按键，所述速度加或速度减按键将按下的次数传递给所述数字处理器，数字处理器对按下的次数累力口，把累加值对应的控制指令传递给所述第一驱动设备，第一驱动设备根据所述控制指令缩短或增加发光二极管依次点亮熄灭的时间间隔。
全文摘要
本发明公开了一种视力训练装置，包括控制装置和支架，所述支架上纵向排列2个以上发光二极管组成的阵列，所述控制装置控制所述发光二极管由远及近或由近及远依次亮灭。所述控制装置控制发光二极管的显示速度，折返的显示距离。本发明还公开了一种视力训练方法，在支架上纵向排列两个以上发光二极管；控制所述两个以上发光二极管由近及远或由远及近依次亮灭。当发光二极管的第二种颜色被点亮时，训练者同步按下考评按钮，液晶显示器显示所述考评按钮被按下的次数，与实际点亮的次数比较检验训练者训练认真度。本发明的发光二极管寿命长，能耗低，且没有机械传动装置和任何噪音，训练者可以在宁静的环境下训练，精神集中，从而达到更好的训练效果。
文档编号A61H5/00GK101574286SQ20081009702
公开日2009年11月11日 申请日期2008年5月8日 优先权日2008年5月8日
发明者孙沛文 申请人:孙沛文