用于少兒視力普查的便攜式裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于少兒視力普查的便攜式裝置，該裝置包括由左至右同光軸依次安裝的用于可視化操作及檢測(cè)結(jié)果顯示的顯示模塊、用于對(duì)獲取檢測(cè)圖像進(jìn)行分析處理的圖像分析處理模塊、包含定焦鏡頭和圖像傳感器，用于系統(tǒng)成像的圖像獲取模塊及為被檢者眼睛提供檢測(cè)光源和固視光源的光源模塊，其中，所述光源模塊由同軸裝配的光源主板和擋光板組成。本發(fā)明的光源模塊采用直射方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，避免了雜散光造成的測(cè)量精度的下降，同時(shí)，光源模塊采用紅外光和可見光相結(jié)合的方式，可見光用于引起被檢者注意，紅外光用于目視能力檢測(cè)，針對(duì)配合能力較低的少兒或心智不健全者設(shè)計(jì)，降低了檢測(cè)誤差。
【專利說明】用于少兒視力普查的便攜式裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于眼科醫(yī)療設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及的是一種用于少兒視力普查的便攜式裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]眼睛是人體最重要的感覺器官，人們所接收的外界信息約80%以上是通過眼睛獲得的。近年來，視力異常人群的比例逐年升高，特別在兒童群體中，出現(xiàn)視力問題的現(xiàn)象愈加普遍。而早期的視覺功能發(fā)育障礙如果不能及時(shí)檢查矯正，將會(huì)造成伴隨一生的視力問題，給成長(zhǎng)中的兒童帶來生理和心靈的雙重傷害，并且有可能會(huì)影響到之后的升學(xué)、就業(yè)等方面。因此，進(jìn)行少兒視力普查，對(duì)有早期視力障礙的患者及時(shí)介入治療，對(duì)每個(gè)家庭及全社會(huì)都具有重要意義。
[0003]目前存在視力檢查方法分為主觀驗(yàn)光法和客觀驗(yàn)光法兩大類。主觀驗(yàn)光法是靠被檢者的自覺視力能力來確定屈光狀態(tài)的性質(zhì)和異常程度的一種檢查方法。一般是在瞳孔保持自然狀態(tài)下，將試鏡片放在患者眼前，根據(jù)患者的主觀視力的好壞來決定屈光不正的性質(zhì)及最適合的矯正鏡片度數(shù)。這種方法簡(jiǎn)單易學(xué)，便于操作，然而通過頻繁的更換試鏡片來確定患者的屈光誤差耗費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，不適合進(jìn)行大范圍的視力普查。
[0004]客觀驗(yàn)光法是醫(yī)師操作綜合驗(yàn)光儀對(duì)被檢者的屈光狀態(tài)進(jìn)行判斷的方法。這種方法檢測(cè)速度快，但是需要被檢者始終注視機(jī)器內(nèi)部的標(biāo)靶，同樣很難適應(yīng)配合能力不高的少兒檢測(cè)。另外，此類設(shè)備一般體積較大，價(jià)格昂貴，且需要一定的操作經(jīng)驗(yàn)，因此不可能用于大范圍的視力普查。
[0005]專利CN103930015描述了一種采用分束鏡的檢測(cè)裝置，如圖1所示，包括顯示模塊1、圖像分析處理模塊2、圖像獲取模塊3、光源部分4、光源陣列虛像5、分束鏡6、采用分束鏡裝置的光源陣列7、光軸8及被檢者眼睛9，在該裝置的光源部分中，其光源陣列7設(shè)置在裝置底部，光源上方有一塊與水平方向成45°的分束鏡6，光源陣列發(fā)射紅外光和可見光通過分束鏡反射照向被檢者眼睛9，紅外光用于檢測(cè)，可見光用于引起被檢者注意，于被檢者眼底反射回來的光線可透過分束鏡被圖像采集模塊接收。這類裝置的缺點(diǎn)是分束鏡會(huì)引入虛像和雜散光，使圖像的對(duì)比度降低并嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量，使得檢測(cè)的精度大大降低，同時(shí)此類裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，調(diào)試過程比較繁瑣，系統(tǒng)成本較高，不適合工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
[0006]專利W02014020013所描述的裝置如圖2所示，包括顯示模塊1、圖像分析處理模塊2、圖像獲取模塊3、光軸8、被檢者眼睛9及光源模塊10，該裝置光源模塊的光源呈米字形排列，僅采用了人眼不敏感的紅外波段發(fā)光二極管。這類裝置對(duì)于主觀意識(shí)較強(qiáng)且具有配合能力的被檢者可以順利進(jìn)行檢測(cè)。由于6歲以下的少兒不具備較強(qiáng)的配合能力，很難按照裝置的檢測(cè)要求以較好的姿態(tài)和固視水平配合操作者，在這種情況下進(jìn)行的檢測(cè)會(huì)存在很大誤差。因此，該裝置不適用對(duì)少兒或心智不健全者等配合能力較差的人群進(jìn)行目視能力的檢測(cè)。
[0007]本發(fā)明旨在研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)成本低且適用于配合能力較差的被檢者的目視能力檢測(cè)裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于少兒視力普查的便攜式
目.ο
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種用于少兒視力普查的便攜式裝置，該裝置包括由左至右同光軸依次安裝的用于可視化操作及檢測(cè)結(jié)果顯示的顯示模塊、用于對(duì)獲取檢測(cè)圖像進(jìn)行分析處理的圖像分析處理模塊、包含定焦鏡頭和圖像傳感器，用于系統(tǒng)成像的圖像獲取模塊及為被檢者眼睛提供檢測(cè)光源和固視光源的光源模塊，
[0011]其中，所述光源模塊由同軸裝配的光源主板和擋光板組成；
[0012]所述光源主板進(jìn)一步包括電路板，電路板中央制有圓形鏤空孔，在鏤空孔內(nèi)均勻分布的輻射狀支撐梁匯聚于圓心，所述支撐梁用于固定中央紅外光LED，多個(gè)發(fā)散紅外光LED以中央紅外光LED為中心，沿徑向呈發(fā)射狀排列安裝在鏤空孔外側(cè)的電路板上，相鄰發(fā)射方向間隔角度為60°，在發(fā)散紅外光LED陣列之間的電路板上同心圓狀安裝可見光LED ；
[0013]所述擋光板整體為不透光材料制作，在所述擋光板的中心處開有通孔，在通孔上安裝紅外濾光片，在紅外濾光片的中心開有與中央紅外光LED光源匹配的中央光源通孔，同時(shí)，在擋光板上制有與光源主板上發(fā)散紅外光LED和可見光LED光源位置對(duì)應(yīng)，尺寸匹配的光源通孔。
[0014]而且，所述電路板中央圓形鏤空孔半徑與圖像獲取模塊中定焦鏡頭的有效半徑相匹配。
[0015]而且，所述擋光板中心處通孔上安裝的紅外濾光片尺寸與電路板中央圓形鏤空孔半徑尺寸相同。
[0016]而且，所述電路板上支撐梁設(shè)置在發(fā)散紅外光LED相鄰發(fā)射方向的角分線方向，各支撐梁間隔角度為60°，沿周向共有6條。
[0017]而且，所述光源模塊以中央紅外光LED為中心，與光軸對(duì)齊，保證與圖像獲取模塊同軸安裝。
[0018]而且，在擋光板上安裝有測(cè)距模塊，所述測(cè)距模塊包括紅外測(cè)距元件或超聲測(cè)距元件，測(cè)距模塊確認(rèn)當(dāng)前擋光板與被檢者眼睛的工作距離，測(cè)距模塊的輸出與圖像分析處理模塊的數(shù)據(jù)輸入連接。
[0019]而且，所述電路板上同心圓狀安裝的可見光LED由可見光貼片LED替代，同時(shí)，在擋光板上相對(duì)于可見光貼片LED的位置，安裝有一個(gè)由透明材料制成導(dǎo)光環(huán)板。
[0020]而且，在圖像獲取模塊一側(cè)安裝有包括藍(lán)牙部件或WIFI部件或者兩者兼有的無線傳輸模塊，所述無線傳輸模塊的輸入為圖像分析處理模塊輸出的圖像處理結(jié)果，無線傳輸模塊的輸出對(duì)象為配套手機(jī)，或用于連接網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器。
[0021 ] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0022]1、本發(fā)明的光源模塊采用直射式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，避免了雜散光造成的測(cè)量精度的下降。
[0023]2、本發(fā)明的光源模塊采用紅外光和可見光相結(jié)合的方式，可見光用于引起被檢者注意，同時(shí)人眼對(duì)于紅外光不敏感，用于目視能力檢測(cè)，針對(duì)配合能力較低的少兒或心智不健全者降低了檢測(cè)誤差。
[0024]3、本發(fā)明體積小，重量輕，全自動(dòng)化操作無需任何使用經(jīng)驗(yàn)，適用于大范圍的視力普查使用。檢測(cè)結(jié)果可以通過無線傳輸至客戶端或服務(wù)器端，完成海量數(shù)據(jù)的自動(dòng)化整理工作，為大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)提供便利。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用分束鏡的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中沒有采用可見光源的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是圖3中光源模塊的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5是圖4中光源主板的右視圖；
[0030]圖6是圖4中擋光板的右視圖；
[0031]圖7是圖6采用導(dǎo)光環(huán)板后的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施做進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]一種用于少兒視力普查的便攜式裝置，如圖3所示，該裝置包括由左至右同光軸8依次安裝的用于可視化操作及檢測(cè)結(jié)果顯示的顯示模塊1、用于對(duì)獲取檢測(cè)圖像進(jìn)行分析處理的圖像分析處理模塊2、包含定焦鏡頭和圖像傳感器，用于系統(tǒng)成像的圖像獲取模塊3及為被檢者眼睛9提供檢測(cè)光源和固視光源的光源模塊11，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是:
[0034]其中，如圖4所示，所述光源模塊由同軸裝配的光源主板14和擋光板15組成，如圖5所示，所述光源主板進(jìn)一步包括電路板16，電路板中央制有圓形鏤空孔20，在鏤空孔內(nèi)均勻分布的輻射狀支撐梁22匯聚于圓心，所述支撐梁用于固定中央紅外光LED21，同時(shí)用于排布導(dǎo)線向中央紅外光LED供電，多個(gè)發(fā)散紅外光LED17以中央紅外光LED為中心，沿徑向呈發(fā)射狀排列安裝在鏤空孔外側(cè)的電路板上，每個(gè)發(fā)射方向上有N，N多3個(gè)等間隔排列的發(fā)散紅外光LED，相鄰發(fā)射方向間隔角度為60°，沿軸向共有6組，發(fā)散紅外光LED組成的陣列用作本發(fā)明裝置的檢測(cè)光源，在靠近鏤空孔外側(cè)邊緣，在發(fā)散紅外光LED陣列之間的電路板上同心圓狀安裝可見光LED18，可見光LED組成的陣列用作本發(fā)明裝置的固視光源；
[0035]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述圓形鏤空孔半徑與圖像獲取模塊中定焦鏡頭的有效半徑相匹配，避免圓形鏤空孔過大或過小引起的裝置性能的降低。
[0036]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述支撐梁設(shè)置在發(fā)散紅外光LED相鄰發(fā)射方向的角分線方向，各支撐梁間隔角度為60°，沿周向共有6條。
[0037]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，在電路板上制有用于固定光源主板和擋光板的電路板螺釘通孔19。
[0038]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述光源模塊以中央紅外光LED為中心，與光軸對(duì)齊，保證與圖像獲取模塊同軸。
[0039]其中，如圖6所示，所述擋光板整體為不透光材料制作，用于阻擋中央及發(fā)散紅外光LED和可見光LED輻射的光線進(jìn)入圖像獲取模塊，避免雜散光對(duì)所接收的信號(hào)光線造成干擾，影響圖像質(zhì)量，使測(cè)量精度下降。在所述擋光板的中心處開有通孔，在通孔上安裝紅外濾光片25，紅外濾光片半徑與電路板中央圓形鏤空孔半徑相同，用于阻擋外界環(huán)境可見光，僅允許紅外光進(jìn)入圖像獲取模塊，進(jìn)一步降低雜散光的干擾。在擋光板上制有與光源主板上發(fā)散紅外光LED和可見光LED光源位置對(duì)應(yīng)的光源通孔24，光源通孔尺寸與發(fā)散紅外光LED和可見光LED光源的尺寸相匹配，同時(shí)，在紅外濾光片的中心開有與中央紅外光LED光源匹配的中央光源通孔26。
[0040]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，如圖6所示，在擋光板上開有與光源主板上電路板螺釘通孔位置相匹配的擋光板螺釘通孔23。
[0041]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，如圖6所示，在擋光板上安裝有測(cè)距模塊13，所述測(cè)距模塊包括紅外測(cè)距元件或超聲測(cè)距元件，用于確認(rèn)當(dāng)前擋光板與被檢者眼睛的工作距離，測(cè)距模塊的輸出與圖像分析處理模塊的數(shù)據(jù)輸入連接，由圖像分析處理模塊分析判斷當(dāng)前工作距離是否符合標(biāo)準(zhǔn)。
[0042]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，如圖7所示，光源模塊的另一種實(shí)現(xiàn)方式，所述電路板上同心圓狀安裝的可見光LED由可見光貼片LED27替代，其位置仍然位于發(fā)散紅外光LED陣列的相鄰發(fā)射方向的間隔區(qū)域，在以中央紅外光LED為圓心的圓上，同時(shí)，在擋光板上相對(duì)于可見光貼片LED的位置，制有一導(dǎo)光環(huán)板28，導(dǎo)光環(huán)板由透明材料制作，并進(jìn)行了毛化處理，其優(yōu)點(diǎn)在于可以使作為固視光源的可見光輻射分布更加均勻，在引起被檢者注意的同時(shí)降低了可見光直射對(duì)人眼造成的可能的刺激，使得本發(fā)明裝置測(cè)量精度更高，適用范圍更廣。
[0043]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，如圖1所示，在圖像獲取模塊一側(cè)安裝有包括藍(lán)牙部件或WIFI部件或者兩者兼有的無線傳輸模塊12，所述無線傳輸模塊的輸入為圖像分析處理模塊輸出的圖像處理結(jié)果，無線傳輸模塊的輸出對(duì)象為配套設(shè)備，如應(yīng)用手機(jī)，或用于連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享操作。
[0044]本發(fā)明裝置的工作過程如下:
[0045]被檢者可選擇一種較舒適的姿態(tài)，操作者通過顯示模塊輸入開始檢測(cè)的指令，裝置將自動(dòng)進(jìn)入的檢測(cè)流程?？梢姽釲ED開始無規(guī)則閃爍，并貫穿整個(gè)檢測(cè)過程至檢測(cè)結(jié)束。其目的是為了吸引被檢者的注意，使其將注意力集中在本發(fā)明裝置的光源模塊的中央?yún)^(qū)域上，即光軸附近的區(qū)域。這種方式可以提高被檢者其固視能力，即在一定程度上提高被檢者的配合程度，降低了因被檢者頭部晃動(dòng)或固視方向改變而引起的測(cè)量誤差。其優(yōu)勢(shì)在于針對(duì)少兒或心智不健全者亦可得到比較可靠的測(cè)量結(jié)果，大大擴(kuò)展了本發(fā)明裝置的適用范圍。閃爍的可見光還可以降低被檢者眼睛因注視常亮的可見光源而引起的屈光調(diào)節(jié)，避免帶來測(cè)量誤差。中央紅外光LED亮起，調(diào)整本發(fā)明裝置光軸對(duì)準(zhǔn)鼻梁中部，即雙眼連線中點(diǎn)位置，此時(shí)顯示模塊中出現(xiàn)被檢者眼睛的圖像并且位于畫面中間區(qū)域。測(cè)距模塊將輔助操作者調(diào)整裝置的前后位置，使得裝置與被測(cè)者之間的距離滿足規(guī)定的工作距離的要求；此時(shí)顯示模塊將會(huì)出現(xiàn)清晰的被檢者眼睛的圖像。眼底反射光照亮瞳孔，其中只有紅外光部分可以通過紅外濾光片進(jìn)入圖像獲取模塊，因此圖像分析處理模塊對(duì)采集到的圖像進(jìn)行識(shí)別處理，可以得出被檢者瞳孔直徑、瞳距、固視方向等檢測(cè)結(jié)果。偏離光軸的紅外光LED按照預(yù)先設(shè)定的順序逐個(gè)點(diǎn)亮激勵(lì)，根據(jù)幾何光學(xué)原理，瞳孔亮度分布響應(yīng)與紅外光LED的偏離光軸程度和被檢者屈光程度有關(guān)，因此可以獲取的一系列與激勵(lì)相對(duì)應(yīng)的瞳孔響應(yīng)圖像，由圖像分析處理模塊通過一系列的圖像處理算法從中得出被檢者屈光狀態(tài)。
[0046]根據(jù)以上所得到的檢測(cè)結(jié)果可以評(píng)價(jià)被檢者是否存在屈光不正、屈光參差、斜視、弱視等視力問題。檢測(cè)結(jié)果可由無線傳輸模塊發(fā)送至客戶端或服務(wù)器端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，便于家長(zhǎng)或醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)施了解被檢者視力情況，同時(shí)便于進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，體積小，便于攜帶，檢測(cè)過程自動(dòng)，1-2秒內(nèi)即可完成檢測(cè)。
[0047]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于簡(jiǎn)要的闡述本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于少兒視力普查的便攜式裝置，該裝置包括由左至右同光軸依次安裝的用于可視化操作及檢測(cè)結(jié)果顯示的顯示模塊、用于對(duì)獲取檢測(cè)圖像進(jìn)行分析處理的圖像分析處理模塊、包含定焦鏡頭和圖像傳感器，用于系統(tǒng)成像的圖像獲取模塊及為被檢者眼睛提供檢測(cè)光源和固視光源的光源模塊，其特征在于: 其中，所述光源模塊由同軸裝配的光源主板和擋光板組成； 所述光源主板進(jìn)一步包括電路板，電路板中央制有圓形鏤空孔，在鏤空孔內(nèi)均勻分布的輻射狀支撐梁匯聚于圓心，所述支撐梁用于固定中央紅外光LED，多個(gè)發(fā)散紅外光LED以中央紅外光LED為中心，沿徑向呈發(fā)射狀排列安裝在鏤空孔外側(cè)的電路板上，相鄰發(fā)射方向間隔角度為60°，在發(fā)散紅外光LED陣列之間的電路板上同心圓狀安裝可見光LED ; 所述擋光板整體為不透光材料制作，在所述擋光板的中心處開有通孔，在通孔上安裝紅外濾光片，在紅外濾光片的中心開有與中央紅外光LED光源匹配的中央光源通孔，同時(shí)，在擋光板上制有與光源主板上發(fā)散紅外光LED和可見光LED光源位置對(duì)應(yīng)，尺寸匹配的光源通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于少兒視力普查的便攜式裝置，其特征在于:所述電路板中央圓形鏤空孔半徑與圖像獲取模塊中定焦鏡頭的有效半徑相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于少兒視力普查的便攜式裝置，其特征在于:所述擋光板中心處通孔上安裝的紅外濾光片尺寸與電路板中央圓形鏤空孔半徑尺寸相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于少兒視力普查的便攜式裝置，其特征在于:所述電路板上支撐梁設(shè)置在發(fā)散紅外光LED相鄰發(fā)射方向的角分線方向，各支撐梁間隔角度為60°，沿周向共有6條。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于少兒視力普查的便攜式裝置，其特征在于:所述光源模塊以中央紅外光LED為中心，與光軸對(duì)齊，保證與圖像獲取模塊同軸安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于少兒視力普查的便攜式裝置，其特征在于:在擋光板上安裝有測(cè)距模塊，所述測(cè)距模塊包括紅外測(cè)距元件或超聲測(cè)距元件，測(cè)距模塊確認(rèn)當(dāng)前擋光板與被檢者眼睛的工作距離，測(cè)距模塊的輸出與圖像分析處理模塊的數(shù)據(jù)輸入連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于少兒視力普查的便攜式裝置，其特征在于:所述電路板上同心圓狀安裝的可見光LED由可見光貼片LED替代，同時(shí)，在擋光板上相對(duì)于可見光貼片LED的位置，安裝有一個(gè)由透明材料制成導(dǎo)光環(huán)板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于少兒視力普查的便攜式裝置，其特征在于:在圖像獲取模塊一側(cè)安裝有包括藍(lán)牙部件或WIFI部件或者兩者兼有的無線傳輸模塊，所述無線傳輸模塊的輸入為圖像分析處理模塊輸出的圖像處理結(jié)果，無線傳輸模塊的輸出對(duì)象為配套手機(jī)，或用于連接網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器。
【文檔編號(hào)】A61B3/103GK104490359SQ201510023960
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月19日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月19日
【發(fā)明者】趙鵬, 牛艷偉, 王元, 李寧, 王雪喬 申請(qǐng)人:天津市索維電子技術(shù)有限公司