一种自助式眼睛综合检测设备的制作方法
【专利摘要】本发明公布了一种自助式眼睛综合检测设备，包括：显示模块、控制处理模块、测距模块、摄像模块、偏心照明模块和视力表测试输入模块；当需要自测双眼的屈光、散光和眼位时，显示模块、控制处理模块、测距模块、摄像模块和偏心照明模块配合工作；当需要自测双眼视力时，显示模块、控制处理模块、测距模块和视力表测试输入模块配合工作，测试者观察显示模块上显示的不同视力等级的视标图样的开口方向，操作视力表输入模块，将结果输入给本设备；本设备通过将输入结果和正确值比较，得出双眼视力值。因此，本设备能实现双眼屈光、散光、眼位和视力的自助测量，测试过程无需其他医务人员协助，具有操作方便，测试结果准确、节省人力物力的优点。
【专利说明】一种自助式眼睛综合检测设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及眼科医疗设备领域，具体涉及一种自助式眼睛综合检测设备。
【背景技术】
[0002] 目前的眼睛屈光度自动检查设备主要是台式电脑验光仪。由于这种设备需要操作 者进行对准瞳孔、调节工作距离等动作，被测者主动注视仪器中的图像，才能测出被测者的 视力，因此无法做到被测者自助完成检查。另外一种红外偏心成像验光仪是一种新型的眼 睛检测设备，它对被测者的配合度要求很低，无需被测者主动注视仪器中的图像，可以用于 婴儿等无法主动配合的人群验光。一个人的眼睛如何，除了以屈光度作为一个衡量标准外， 另外一个标准就是人眼视力。就视力测量而言，目前广泛使用的是传统灯箱视力表或者电 子视力表。但是，现有的眼科医疗设备很难做到既能自助测量人眼屈光、瞳距和眼位、散光， 又能自助测量人眼视力。这里所说的自助，是指自测者一个人通过操作眼科医疗设备就能 完成测试，无需其他医务人员的配合。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种自助式眼睛综合检测设备，其目的在于解决眼科医疗设备不能 实现自助测量双眼屈光、瞳距、眼位、散光和视力的问题；
[0004] 本发明技术方案如下：
[0005] -种自助式眼睛综合检测设备，包括显示模块、控制处理模块、测距模块、摄像模 块、偏心照明模块和视力表测试输入模块；
[0006] 所述偏心照明光源用于提供照明光源；所述测距模块用于判断双眼与设备之间的 第一距离是否符合屈光、散光和眼位测试的工作距离；显示模块用于显示所述第一距离； 所述摄像模块用于拍摄双眼的预览图像和双眼在显示模块后处于正确位置的图像；控制 处理模块用于控制对偏心照明模块的照明光源进行照明，还用于控制摄像模块摄像并将预 览图像显示在显示模块上，通过算法分析瞳孔区域的光强分布，得到双眼的屈光、眼位和散 光；
[0007] 所述测距模块还用于判断双眼与设备的第二距离是否符合视力检测的距离要求； 所述显示模块还用于显示视力表图样；所述控制处理模块还用于控制所述显示模块对所述 视力表图样的显示，接收通过视力表测试输入模块得到的输入结果并对所述输入结果的正 确性进行判断，得到检测者的视力值。
[0008] 进一步地：在所述设备中的显示模块和所述双眼之间的光路上还依次设置有观察 透镜和二向色镜；所述显示模块设置在所述观察透镜一侧的焦平面上。
[0009] 进一步地：所述视力表测试输入模块为手动输入装置或者声控识别装置。
[0010] 进一步地：所述手动输入装置为遥控器。
[0011] 进一步地：所述视力表图样至少为E视标、C视标或者儿童视力表图案的一种。
[0012] 进一步地：所述摄像模块为面阵相机。
[0013] 进一步地：所述偏心照明模块为沿着同一圆心环形均匀设置的大于或者等于4的 偶数个LED灯。
[0014] 进一步地：所述显示模块为LED显示屏、IXD显示屏或者0LED显示屏。
[0015] 本发明的有益技术效果：本发明能同时实现人眼屈光、瞳距、眼位以及视力的自助 式测量，整个操作只需要被测者自己完成，无需其他医务人员帮忙，该测量结果准确，且操 作方便，能节省人力物力。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本检测设备的模块连接图；
[0017] 图2为本检测设备在自助测人眼的屈光、散光和眼位时，使用的模块组合示意图；
[0018] 图3为本检测设备在自助测人眼视力时使用的模块组合示意图；
[0019] 图4为摄像模块4拍摄正视眼的光路图及得到的人眼图像；
[0020] 图5为摄像模块4拍摄近视眼的光路图及得到的人眼图像；
[0021] 图6为摄像模块4拍摄远视眼的光路图及得到的人眼图像；
[0022] 图7为偏心照明模块结构示意图；
[0023] 图8为本检测设备的部分光路图。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结 合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025] 参考图1，本发明所说的自助式眼睛综合检测设备包括如下各功能模块：控制处 理模块1、偏心照明模块2、显示模块3、摄像模块4、视力表测试输入模块5和测距模块6。 参考图2,当需要自助测量双眼屈光、散光和眼位时，控制处理模块1、偏心照明模块2、显示 模块3、摄像模块4和测距模块6 -起互相配合工作，而视力表测试输入模块5则不参与工 作。参考图3,当需要测试双眼视力时，切换到让控制处理模块1、视力表测试输入模块5、显 示模块3和测距模块6互相配合的工作，偏心照明模块2和摄像模块4则不参与工作。因 此，自助式眼睛综合检测设备能够实现在自助测量双眼屈光、散光、眼位以及视力等参数， 同时根据摄像模块拍摄的双眼的图像，测得瞳距。可以做到一台眼科医疗设备多种用途，且 操作简便，测试结果准确。
[0026] 具体地，参考图2,当检测者自助测试人眼屈光、瞳距和眼位时，测距模块6判断人 眼E和设备之间的第一距离是否处于工作距离处，第一距离通过显示模块3显示出来，检测 者通过观察显示模块3,判定第一距离是否处于工作距离处，如果是，则检测者不需要移动 眼睛；如果不是，则需要调整人眼和设备之间的第一距离，以满足测试需要。具体地，第一 距离是否处于工作距离处的方法如下：参考图1和图7,控制处理模块1控制偏心照明模块 2上的不同方位的照明光源组21依次点亮，同时控制摄像模块4对人眼E摄像，并把预览 图像显示在显示模块3上，并通过预览图像辅助自测者将双眼都调整到显示模块的合适的 范围中。当测距模块6检测到第一距离符合设备设置的距离要求时，依次点亮照明光源组 21的光源，摄像模块4对双眼进行拍照，得到双眼的多幅图像；控制处理模块1根据多幅图 像，通过算法分析人眼瞳孔区域的光强分布，得到双眼的屈光、眼位、散光的参数，并且根据 拍摄得到的多幅图像测量出瞳距。
[0027] 参考图8,图8为本设备的部分光路图。在该设备中还依次设置有二向色镜31和 观察透镜21 ;显示模块3设置在观察透镜21 -侧的焦平面上，偏心照明模块2发出的照明 光源经过二向色镜31反射后，进入人眼E，反射光经人眼E反射后，经二向色镜31透射后， 再经观察透镜21透射，在显示模块3上成像。进一步地，显示模块3设置在观察透镜21 - 侧的焦平面上，当人眼观察显示模块3时，实际是在观察位于无穷远处的物体。二向色镜31 的作用为把观察光路的可见光和探测光路的近红外光分开。
[0028] 下面具体介绍偏心照明模块的工作原理。
[0029] 摄像模块的工作原理
[0030] 对于本专利申请文件中利用偏心照明模块2实现测双眼屈光的原理，在2005年12 月的《光学仪器》杂志的第27卷第6期发表的文章编号为1005-5630 (2005) 06-0080-05,题 目为"红外偏心摄影验光仪的研究"的文献做了详细介绍。
[0031] 本发明中的摄像模块的工作原理和上述文献工作原理基本相同，具体参考图4和 图7。
[0032] 参考图4-图6,这三幅图分别代表介绍摄像模块拍摄正视眼、近视眼、远视眼的光 路图及得到的人眼图像的变化情况。图4中，由于人眼是正视眼，光源41发出的第一光束 (箭头向左）在人眼E的眼底Er上成像，此时，从眼底Er发出的比较微弱的第二光束（箭 头向右）通过光阑镜头42的中心通孔421，由于第一光束和第二光束在眼底Er上没有交 集，故得到的光束经过人眼瞳孔的眼底图像44没有亮点区域。图5中，由于人眼是近视眼， 光源41发出的第一光束（箭头向左）在人眼E的眼底Er前端聚焦；从眼底Er发出的比较 微弱的第二光束（箭头向右）在眼底Er前端聚焦后通过光阑镜头42的中心通孔421，由 于第一光束和第二光束在眼底Er上有共同的区域M，故得到的光束经过人眼瞳孔的眼底图 像44有亮点区域441 ;图6中，由于人眼是远视眼，光源41发出的第一光束（箭头向左）在 眼底Er的后端聚焦，从眼底Er发出的比较微弱的第二光束（箭头向右）眼底Er的后端聚 焦，然后通过光阑镜头42的中心孔421。此时，第一光束（箭头向左）和第二光束（箭头 向右）在眼底Er有共同的区域M，光束经过人眼瞳孔得到的眼底图像44有亮点区域441。 根据摄像模块4测量的人眼瞳孔区域的光强分布，就可以得到双眼的屈光、眼位和散光参 数。在实际测量时，利用图7中偏心照明模块2对人眼E不同方位进行照明，得到眼睛的球 镜度和散光度数以及眼位等信息。
[0033] 参考图7,作为优选的技术方案，偏心照明模块2为若干绕着同一圆心均匀布置的 LED灯组。具体地，若干LED灯组被均分成6组，这6组LED灯分别一一设置在正六边形的 六个边上。也就是说，正六边形的每一边上均放置有数量相同的一组LED灯22。打开偏心 照明模块2的电源，其实质是依次打开处于正六边形的每一边上的LED灯22,让不同的LED 灯22从多角度照亮双眼。需要说明的是，偏心照明模块2在摄像模块4拍摄双眼的预览图 像时，如果环境的光线足够充足，不需要点亮，但是，在完成双眼在显示模块中显示的位置 的正确调整后，摄像模块4拍摄双眼图像时，偏心照明模块2的各LED灯则需要全部点亮。
[0034] 参考图3,当测量双眼视力的时候，显示模块3、控制处理模块1、测距模块6和视力 表测试输入模块6工作。此时，需要自测者再次调整双眼E与自助测试设备之间的第二距 离，以使第二距离满足视力测试的要求。需要说明的是，第二距离和第一距离可能相同，也 可能不相同。当第二距离调整完毕后，控制处理模块1控制显示模块3上显示出视力表图 样，显示模块3上显示出视力表图样，自测者操作视力表测试输入模块5,将看到的视力表 图样的具体信息反馈给设备，由控制处理模块1对输入结果的正确性进行判断，从而得到 检测者的视力值。此处所说的视力表图样的具体信息，通常指视力表图样的开口方向。本 发明中的视力表图样不做限制，优选地，它至少包括了常见的E视标图案、C视标图案或者 儿童视力表图案的一种。但是，对于其他满足视力测试的视力表图案，也在本发明的保护范 围内。因此，视力表图样的具体信息可以进一步认为是指E视标开口方向或者C视标开口 方向。
[0035] 进一步地，视力表测试输入模块5为手动输入装置或者声控输入装置。手动输入 装置有很多种，在本发明中，优先选择为遥控板。当需要自测视力时，检测者保持双眼与设 备处于标准距离，裸眼观察显示模块6上的显示的符合标准视力表等级的E视标或者C视 标的开口方向，并根据看到的方向用手指按下遥控器面板上的相应的方向键，若按下的方 向键和实际看到的视标的开口方向相同，则设备判定输入结果正确；若方向键的指示方向 和实际看到的开口方向不相同，则设备判定输入结果错误。相应地，也可以通过声控输入装 置判断看到的E视标或者C视标的开口方向，例如：当看到的E视标或者C视标的开口方向 向上，则自测者说"上"，开到的E视标或者C视标的开口方向向下，则被测者说"下"，在这 种情况下设备就会判定自测者用声音判断的输入结果正确。需要指出的是，显示模块6上 显示的E视标或者C视标的形状大小和开口方向是变化的，每一个E视标或者C视标均符 合标准视力表的不同视力等级的E视标或C视标的大小，且每一个变化的E视标或者C视 标均对应相应的视力值，例如：视力值为0. 1的E视标在显示模块3较大，"E"的笔画较粗； 视力值为1. 5的E视标在显示模块3上较小，"E"的笔画较细。再者，同一视力等级的E视 标的"E"字的开口方向在显示模块6上可以显示成上、下、左、右四个方向，这就是前面提到 的检测者用遥控器上的方向键的选择来与之对应。
[0036] 本发明中的测距模块6优选为超声波测距装置或者红外测距装置。超声波测距装 置或者红外测距装置具有准确的测距功能，能保证整个测试过程中双眼与设备之间距离符 合行业规定的标准值。
[0037] 优选的，本发明中的摄像模块4为面阵相机。面阵相机具有用途广泛的优点，可以 对面积、形状、尺寸、位置，甚至温度的测量。另外，面阵相机可以获取二维图像，测量图像更 加直观。
[0038] 优选的，本发明中的显示模块6为0LED显示屏、LED显示屏或者IXD显示屏。
[0039] 本发明能够实现人的双眼屈光、散光、眼位和视力的自助测量，而无需其他医务人 员的帮助，简化了测试流程，实现了人员精简，从而节省了人力和物力。
[0040] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种自助式眼睛综合检测设备，其特征在于：包括显示模块、控制处理模块、测距模 块、摄像模块、偏心照明模块和视力表测试输入模块； 所述偏心照明光源用于提供照明光源；所述测距模块用于判断双眼与设备之间的第一 距离是否符合屈光、散光和眼位测试的工作距离；显示模块用于显示所述第一距离；所述 摄像模块用于拍摄双眼的预览图像和双眼在显示模块后处于正确位置的图像；控制处理模 块用于控制对偏心照明模块的照明光源进行照明，还用于控制摄像模块摄像并将预览图像 显示在显示模块上，通过算法分析瞳孔区域的光强分布，得到双眼的屈光、眼位和散光； 所述测距模块还用于判断双眼与设备的第二距离是否符合视力检测的距离要求；所述 显示模块还用于显示视力表图样；所述控制处理模块还用于控制所述显示模块对所述视力 表图样的显示，接收通过视力表测试输入模块得到的输入结果并对所述输入结果的正确性 进行判断，得到检测者的视力值。
2. 如权利要求1所述的自助式眼睛综合检测设备，其特征在于：在所述设备中的显示 模块和所述双眼之间的光路上还依次设置有观察透镜和二向色镜；所述显示模块设置在所 述观察透镜一侧的焦平面上。
3. 如权利要求1所述的自助式眼睛综合检测设备，其特征在于：所述视力表测试输入 模块为手动输入装置或者声控识别装置。
4. 如权利要求3所述的自助式眼睛综合检测设备，其特征在于：所述手动输入装置为 遥控器。
5. 如权利要求1所述的自助式眼睛综合检测设备，其特征在于：所述视力表图样至少 为E视标、C视标或者儿童视力表图案的一种。
6. 如权利要求1所述的自助式眼睛综合检测设备，其特征在于：所述摄像模块为面阵 相机。
7. 如权利要求1所述的自助式眼睛综合检测设备，其特征在于：所述偏心照明模块为 沿着同一圆心环形均匀设置的大于或者等于4的偶数个LED灯。
8. 如权利要求1所述的自助式眼睛综合检测设备，其特征在于：所述显示模块为LED 显示屏、IXD显示屏或者OLED显示屏。
【文档编号】A61B3/18GK104042186SQ201410294926
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】王辉, 代祥松 申请人:深圳市斯尔顿科技有限公司