申请/专利权人：深圳视力棒医疗科技有限公司

申请日：2018-02-06

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN108272431B

主分类号：A61B3/02

分类号：A61B3/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2023.07.11#专利申请权的转移;2018.08.07#实质审查的生效;2018.07.13#公开

摘要：本发明公开了一种眼睛瞳距测量装置及方法，所述装置包括本体以及用于图形显示、人机交互、数据处理的智能终端，智能终端通过无线或有线方式与本体进行数据通信；所述本体包括方便被测者头戴的壳体，壳体的内腔中并列设置有两组用于分别测试两只眼睛的柱形光筒，柱形光筒内靠近眼睛的一端设置有带裂隙缝的裂隙片；所述壳体上设置有用于改变柱形光筒在壳体内左右位置的横向移动机构以及与智能终端实现相互通信的的控制机构；所述人眼位于本体的光路末端，智能终端嵌装在本体的光路始端。本发明在测量眼睛的瞳距时，需要单眼进行测试，可以客观地测量出眼睛的瞳距，具有测量精度高、可操作性强的优点。

主权项：1.一种基于眼睛瞳距测量装置的眼睛瞳距测量方法，其特征在于，所述眼睛瞳距测量装置包括本体以及用于图形显示、人机交互、数据处理的智能终端（5），智能终端通过无线或有线方式与本体进行数据通信；所述本体包括方便被测者头戴的壳体（1），壳体（1）的内腔中并列设置有两组用于分别测试两只眼睛的柱形光筒，柱形光筒内靠近眼睛的一端设置有带裂隙缝的裂隙片；所述壳体上设置有用于改变柱形光筒在壳体内左右位置的横向移动机构以及与智能终端实现相互通信的的控制机构；人眼位于本体的光路末端，智能终端嵌装在本体的光路始端，智能终端在测量状态下分别针对被测试眼睛和放松眼睛同时在屏幕上显示测试图案和遮挡图案，其中测试图案为背景单一的两条颜色不同的平行竖条，遮挡图案为黑色背景；所述裂隙片包括设置在壳体内具有入射光选择功能的基板，基板上对应被测者眼睛的部位竖向开设有两条平行的裂隙缝，或者两个相对的小孔，两裂隙缝或小孔之间的间距为2.5±2mm；基板为不透光材料并安装有对光波长具有选择性的滤光片；所述眼睛瞳距测量方法，具体包括以下步骤：1）将智能终端放置在本体的光路始端；2）将眼睛贴紧本体的光路末端；3）调整横向移动机构，使眼睛能够看清楚智能终端屏幕测试图案中的视标；4）分别测量眼睛的远瞳距、近瞳距；所述步骤4）中所述远瞳距的测量方法为：通过控制机构使智能终端对应被测试的眼睛一侧屏幕显示测量图案，对应另一眼睛一侧的屏幕显示遮挡图案；通过左右线性调节横向移动机构调整柱形光筒以及其内的裂隙片在壳体中的左右位置，此时测量图案中的视标跟随裂隙片同步移动；当被测者眼睛瞳孔、裂隙片上的裂隙缝以及智能终端测量图案中的视标处于一条直线，即被测试眼睛能够清楚地看到测量图案中的视标时，停止移动，同时触发控制机构，控制机构将测量的数据通过通信模块传输给智能终端，智能终端根据当前裂隙片中心距离壳体中心的距离计算出单眼远瞳距；然后再通过控制机构更换智能终端屏幕中的图案并重复上述操作进行另一眼睛的远瞳距测量；最后将两只眼睛的单眼瞳距相加得到被测者眼睛的远瞳距；所述步骤4）所述近瞳距的测量方法为：通过控制机构使智能终端对应被测试的眼睛一侧屏幕显示测量图案，对应另一眼睛一侧的屏幕显示遮挡图案；保持柱形光筒位置不变，通过控制机构向壳体中心轴线侧移动智能终端测量图案中的视标，模拟眼睛与成像点之间的视距为近视距；而后通过左右线性调节横向移动机构调整柱形光筒以及其内的裂隙片在壳体中的左右位置，此时测量图案中的视标跟随裂隙片同步移动；当被测者眼睛瞳孔、裂隙片上的裂隙缝以及智能终端测量图案中的视标处于一条直线，即被测试眼睛能够清楚地看到测量图案中的视标时，停止移动，同时触发控制机构，控制机构将测量的数据通过通信模块传输给智能终端，智能终端根据当前裂隙片中心距离壳体中心的距离计算出单眼近瞳距；然后再通过控制机构更换智能终端屏幕中的图案并重复上述操作进行另一眼睛的近瞳距测量；最后将两只眼睛的单眼瞳距相加得到被测者眼睛的近瞳距。

全文数据：一种眼睛瞳距测量装置及方法技术领域[0001]本发明涉及光学设备技术领域，特别是一种用于测量眼睛瞳距的装置及方法。背景技术[0002]眼睛是人体上最为精密的器官，其工作环境差异巨大例如距离远近不同、光照条件不同等），所以需要眼睛能够根据不同的工作环境进行调节，以看清楚外界物体。然而在生活工作当中，人们无时无刻不在使用眼睛，随着智能电子设备的普及，以及日常用眼的不良习惯，使得人们的眼睛更容易发生疲劳等症状。因此，为了保护视力，人们需要定期对眼睛的状态的进行检测。[0003]在通常的视力检查中，瞳距是需要进行检测的一项重要指标。在验配眼镜时，需要确定眼睛的远瞳距和近瞳距以确定眼镜的中心。目前用于测量瞳距的工具主要有瞳距仪和电脑验光仪，电脑验光仪仪器昂贵无法进入到普通家庭进行日常检测；而现有的瞳距仪大多存在测量精度以及操作性差的问题。发明内容[0004]本发明需要解决的技术问题是提供成本低廉、可在普通家庭中推广应用的一种眼睛瞳距测量装置及方法，具有较高的测量精度高以及可操作性，方便人们进行眼睛的自测。[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。[0006]—种眼睛瞳距测量装置，包括本体以及用于图形显示、人机交互、数据处理的智能终端，智能终端通过无线或有线方式与本体进行数据通信;所述本体包括方便被测者头戴的壳体，壳体的内腔中并列设置有两组用于分别测试两只眼睛的柱形光筒，柱形光筒内靠近眼睛的一端设置有带裂隙缝的裂隙片;所述壳体上设置有用于改变柱形光筒在壳体内左右位置的横向移动机构以及与智能终端实现相互通信的控制机构;所述人眼位于本体的光路末端，智能终端嵌装在本体的光路始端。[0007]上述一种眼睛瞳距测量装置，所述裂隙片包括设置在壳体内具有入射光选择功能的基板，基板上对应被测者眼睛的部位竖向开设有两条平行的裂隙缝，或者两个相对的小孔，两裂隙缝或小孔之间的间距为2.5±2mm。[0008]上述一种眼睛瞳距测量装置，所述控制机构包括操作按钮、位移识别器、信号处理单元以及通信单元，所述信号处理单元分别与操作按钮和位移识别器连接，信号处理单元经通信单元与智能终端相互通信。[0009]上述一种眼睛瞳距测量装置，所述智能终端在测量状态下分别针对被测试眼睛和放松眼睛同时在屏幕上显示测试图案和遮挡图案，其中测试图案为背景单一的两条颜色不同的平行竖条，遮挡图案为黑色背景。[0010]—种眼睛瞳距测量方法具体包括以下步骤：1将智能终端放置在本体的光路始端；2将眼睛贴紧本体的光路末端；3调整横向移动机构，使眼睛能够看清楚智能终端屏幕测试图案中的视标；4分别测量眼睛的远瞳距、近瞳距。[0011]上述眼睛瞳距测量方法，步骤4中所述远瞳距的测量方法为：通过控制机构使智能终端对应被测试的眼睛一侧屏幕显示测量图案，对应另一眼睛一侧的屏幕显示遮挡图案;通过左右线性调节横向移动机构调整柱形光筒以及其内的裂隙片在壳体中的左右位置，此时测量图案中的视标跟随裂隙片同步移动；当被测者眼睛瞳孔、裂隙片上的裂隙缝以及智能终端测量图案中的视标处于一条直线，即被测试眼睛能够清楚地看到测量图案中的视标时，停止移动，同时触发控制机构，控制机构将测量的数据通过通信模块传输给智能终端，智能终端根据当前裂隙片中心距离壳体中心的距离计算出单眼远瞳距;然后再通过控制机构更换智能终端屏幕中的图案并重复上述操作进行另一眼睛的远瞳距测量;最后将两只眼睛的单眼瞳距相加得到被测者双眼的远瞳距。[0012]上述眼睛瞳距测量方法中，步骤4所述近瞳距的测量方法为：通过控制机构使智能终端对应被测试的眼睛一侧屏幕显示测量图案，对应另一眼睛一侧的屏幕显示遮挡图案;保持柱形光筒位置不变，通过控制机构向壳体中心轴线侧移动智能终端测量图案中的视标，模拟眼睛与成像点之间的视距为近视距；而后通过左右线性调节横向移动机构调整柱形光筒以及其内的裂隙片在壳体中的左右位置，此时测量图案中的视标跟随裂隙片同步移动；当被测者眼睛瞳孔、裂隙片上的裂隙缝以及智能终端测量图案中的视标处于一条直线，即被测试眼睛能够清楚地看到测量图案中的视标时，停止移动，同时触发控制机构，控制机构将测量的数据通过通信模块传输给智能终端，智能终端根据当前裂隙片中心距离壳体中心的距离计算出单眼近瞳距;然后再通过控制机构更换智能终端屏幕中的图案并重复上述操作进行另一眼睛的近瞳距测量;最后将两只眼睛的单眼瞳距相加得到被测者双眼的近瞳距。[0013]由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。[0014]本发明利用智能终端作为用于显示的虚拟现实设备，并借助瞳距检测装置本体来实现眼睛瞳距的检测，其成本较为低廉，交互形式简单，操作非常方便，且检测的判断采用有明显界限的主观方式实现，准确度高。本发明使用时无需第三人、甚至经验丰富的第三人协助，即可方便地、客观地对自身的瞳距进行检测，方便被测者能够及时准确掌握自己眼睛的发展状态，对青少年近视眼的预防起到良好效果。附图说明[0015]图1为本发明的结构示意图；图2为本发明所述裂隙片的另一种结构示意图；图3为本发明中瞳距测量改变视标位置的原理图。[0016]其中：1.壳体，2.裂隙片，3.智能终端，4.眼睛。具体实施方式[0017]下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。[0018]一种眼睛瞳距测量装置，包括本体以及智能终端，本体用于改变光线光程，智能终端5用于图形显示、人机交互和数据处理，智能终端通过无线或有线方式与本体进行数据通{目。[0019]本发明的本体包括方便被测者头戴的壳体1，壳体1的内腔中并列设置有两组用于分别测试两只眼睛的柱形光筒，柱形光筒内靠近眼睛的一端设置有带裂隙缝的裂隙片;壳体上设置有横向移动机构和控制机构，横向移动机构用于改变测试组件在壳体内的状态以改变光线光程，控制机构用于与智能终端实现相互通信;所述人眼位于本体的光路末端，智能终端嵌装在本体的光路始端。[0020]裂隙片用于实现眼睛瞳距的测量，包括设置在壳体内具有入射光选择功能的基板，基板上对应被测者眼睛的部位开设有通光孔洞。基板可以采用不透光材料制作，也可以采用半透光材料制作;基板上设置有入射光选择器件，入射光选择器件为滤光片或者是偏振光选择片;上述通光孔洞可以为直线裂隙缝、小孔或者是小孔阵列。本实施例中，裂隙片选择在不透光材料制作的基板上安装对光波长具有选择性的滤光片，以消除之间的相互串扰;并在滤光片上开设两条平行的裂隙缝结构，两条平行的裂隙缝之间的间距与眼睛的瞳孔直径相应，为2.5±2mm。[0021]在本发明的另一实施例中，裂隙片采用液晶光相位调制器件，即在不透光的玻璃基板上，有规则排列的小孔阵列，如图2所示，小孔阵列中填充有液晶材料，液晶材料在外加电场的控制下，对通过其的光线产生相位调制，以控制光线能否够通过该小孔区域。对于采用液晶光相位调制器件的实施例，不需要相应的机械传动机构。[0022]本发明的壳体上设置的横向移动机构，用于改变柱形光筒及其内裂隙片在壳体内的左右位置，从而实现光线光程的改变。所述横向移动机构优选自动控制方式，当然，还可以为手动操作方式。自动控制方式下，横向移动机构的受控端分别连接控制机构的输出端。但无论是自动控制方式还是手动控制方式，都可采用光感传导、电子传导或者信息传导等方式来实现裂隙片中裂隙缝与智能终端上测量图案中图标的同步变化。[0023]控制机构包括操作按钮、位移识别器、信号处理单元以及通信单元，所述信号处理单元分别与操作按钮和位移识别器连接，信号处理单元经通信单元与智能终端相互通信。被测者通过操作操作按钮控制横向移动机构改变柱形光筒和裂隙片在壳体内的位置状态，在柱形光筒和裂隙片移动过程中，当被测者眼睛能够满足设定的要求时，被测者触发控制机构的信号处理单元，此时位移识别器将测量的数据传输给信号处理单元，信号处理单元处理后通过通信单元传输给智能终端，智能终端再计算相应的性能参数;被测者眼睛测试完成后，智能终端进行测量值的直观显示。[0024]本发明中的智能终端必须具有显示屏幕，用于测量图案、遮挡图案以及测量结果和干预信息的显示。屏幕可以采用黑白色或者彩色，本发明中选择彩色屏幕;遮挡图案为纯黑色背景;测量图案为黑色背景中两条红绿色条图案。本发明所述的智能终端可以为智能手机、蜂窝电话、多媒体播放设备以及IPAD等设备。[0025]智能终端还能够装载嵌入式软件，用于实现人机交互以及被测者信息的采集。实现人机交互的方式可以采用物理连接的机械结构、触摸屏、语音输入输出部件、蓝牙或者其他无线外设。被测者的信息包括自身生理数据、行为习惯数据以及外部影响因素。其中自身生理数据包括年龄、身高、体重、远近瞳距，以及眼位、调节远点、调节近点、调节力、色觉、立体视等双眼视功能；行为习惯数据包括读写习惯、运动习惯、饮食习惯、作息习惯和卫生习惯等;外部影响因素包括日常用眼环境状态、光照条件、各种学习生活周边状态和遗传因素等。[0026]智能终端中还需要设置数据处理单元、存储单元以及数据收发单元，以实现数据的处理、存储以及收发。[0027]一种采用上述眼睛瞳距测量装置进行的眼睛瞳距检测的方法，所述瞳距包含远瞳距、近瞳距，具体检测方法包括以下步骤：1将智能终端放置在本体的光路始端。[0028]2将眼睛贴紧本体的光路末端。[0029]3调整横向移动机构，使眼睛能够看清楚智能终端屏幕测试图案中的视标。[0030]4分别测量眼睛的远瞳距、近瞳距。[0031]远瞳距的测量过程中，可采用左右眼睛的单眼远瞳距测量后，两者相加获得双眼的远瞳距。[0032]远瞳距测量前，首先遮挡住被测者一只眼睛，先进行另一只眼睛单眼瞳距的测量，本发明中通过使智能终端屏幕上一侧为遮挡图案、另一侧显示具有红绿色条视标的测量图案来实现。测量时，通过控制机构使智能终端对应被测试的眼睛一侧屏幕显示测量图案，对应另一眼睛一侧的屏幕显示遮挡图案;其次，通过左右线性调节横向移动机构调整柱形光筒以及其内的裂隙片在壳体中的左右位置，此时测量图案中的视标跟随裂隙片同步移动；当被测者眼睛瞳孔、裂隙片上的裂隙缝以及智能终端测量图案中的视标处于一条直线，即被测试眼睛能够清楚地看到测量图案中的视标时，停止移动，同时触发控制机构，控制机构将测量的数据通过通信模块传输给智能终端，智能终端根据当前裂隙片中心距离壳体中心的距离计算出单眼远瞳距。[0033]然后再通过控制机构更换智能终端屏幕中的图案并重复上述操作进行另一眼睛的远瞳距测量。最后将两只眼睛的单眼瞳距相加得到被测者双眼的远瞳距。[0034]上述所述的测量数据是指裂隙片在壳体内左右移动的距离，根据此距离可以计算出裂隙片至壳体中心轴线间的距离，即为被测试眼睛的单眼瞳距。[0035]本发明中，柱形光筒和裂隙片在壳体内左右移动的距离可采用位移识别器进行采集，位移识别器可以采用滑线变阻器等，位移识别器将测量的位移量传输给信号处理单元进行处理，进行单眼远瞳距的计算。[0036]当然，柱形光筒和裂隙片在壳体内左右移动的距离还可以采用光感传导方式进行采集，光感传导方式是控制机构与智能终端共同配合实现。此种结构是通过控制机构启动智能终端进行光栅的灯光扫描，智能终端发出的扫描信号会从壳体的一侧匀速地向另一侧移动，当移动到壳体上对应裂隙片中心的光感元件时，触发控制机构中的电路，同时控制机构将电路触发信号反馈至智能终端，智能终端接收到信号后，停止灯光扫描，并记录灯光扫描停止点至壳体中心轴线间的距离，通过该距离计算得到单眼远瞳距。[0037]本实施例中的视标图案采用两条平行的红绿色条，色差较大且比较明亮，对于被测者来说，易于辨识。并且在测量了单眼远瞳距后，还可进行左右眼瞳距的对比，来确定被测者是否存在斜视状态。[0038]测量近瞳距时，可根据图3所示的被测者眼睛经常使用的视距SD来调节智能终端测量图案中红绿色条距离壳体中心光轴线间的距离X，以模拟近视距SD，方便进行近瞳距的测量，上述各参数之间的关系如下式所示。其中:a为左右眼裂隙缝的距离，d为智能终端屏幕到裂隙缝的距离。[0040]例如，采用人们经常使用的近瞳距为33cm，那么通过改变红绿色条视标相对于中心光轴线的位置X，可以调节被测者眼睛与测量图案之间的模拟视距为33cm。[0041]具体调节时，保持柱形光筒位置不变，通过控制机构向壳体中心轴线侧移动智能终端测量图案中的视标，模拟眼睛与成像点之间的视距为近视距。[0042]而后通过左右线性调节横向移动机构调整柱形光筒以及其内的裂隙片在壳体中的左右位置，此时测量图案中的视标跟随裂隙片同步移动；当被测者眼睛瞳孔、裂隙片上的裂隙缝以及智能终端测量图案中的视标处于一条直线，即被测试眼睛能够清楚地看到测量图案中的视标时，停止移动，同时触发控制机构，控制机构将测量的数据通过通信模块传输给智能终端，智能终端根据当前裂隙片中心距离壳体中心的距离计算出单眼近瞳距;然后再通过控制机构更换智能终端屏幕中的图案并重复上述操作进行另一眼睛的近瞳距测量；最后将两只眼睛的单眼瞳距相加得到被测者双眼的近瞳距。[0043]本发明在测量眼睛的瞳距时，需要单眼进行测试，另一只眼睛可在遮挡图案下进行，从而客观地测量出眼睛的瞳距，具有测量精度高操作性好的优点。

权利要求：1.一种眼睛瞳距测量装置，其特征在于，包括本体以及用于图形显示、人机交互、数据处理的智能终端5，智能终端通过无线或有线方式与本体进行数据通信;所述本体包括方便被测者头戴的壳体1，壳体1的内腔中并列设置有两组用于分别测试两只眼睛的柱形光筒，柱形光筒内靠近眼睛的一端设置有带裂隙缝的裂隙片;所述壳体上设置有用于改变柱形光筒在壳体内左右位置的横向移动机构以及与智能终端实现相互通信的的控制机构；所述人眼位于本体的光路末端，智能终端嵌装在本体的光路始端。2.根据权利要求1所述的一种眼睛瞳距测量装置，其特征在于:所述裂隙片包括设置在壳体内具有入射光选择功能的基板，基板上对应被测者眼睛的部位竖向开设有两条平行的裂隙缝，或者两个相对的小孔，两裂隙缝或小孔之间的间距为2.5±2mm。3.根据权利要求2所述的一种眼睛瞳距测量装置，其特征在于:所述控制机构包括操作按钮、位移识别器、信号处理单元以及通信单元，所述信号处理单元分别与操作按钮和位移识别器连接，信号处理单元经通信单元与智能终端相互通信。4.根据权利要求1所述的一种眼睛瞳距测量装置，其特征在于:所述智能终端在测量状态下分别针对被测试眼睛和放松眼睛同时在屏幕上显示测试图案和遮挡图案，其中测试图案为背景单一的两条颜色不同的平行竖条，遮挡图案为黑色背景。5.—种采用权利要求1至3任一项所述的眼睛瞳距测量装置的眼睛瞳距测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1将智能终端放置在本体的光路始端；2将眼睛贴紧本体的光路末端；3调整横向移动机构，使眼睛能够看清楚智能终端屏幕测试图案中的视标；4分别测量眼睛的远瞳距、近瞳距。6.根据权利要求5所述的眼睛瞳距测量方法，其特征在于，步骤4中所述远瞳距的测量方法为:通过控制机构使智能终端对应被测试的眼睛一侧屏幕显示测量图案，对应另一眼睛一侧的屏幕显示遮挡图案;通过左右线性调节横向移动机构调整柱形光筒以及其内的裂隙片在壳体中的左右位置，此时测量图案中的视标跟随裂隙片同步移动；当被测者眼睛瞳孔、裂隙片上的裂隙缝以及智能终端测量图案中的视标处于一条直线，即被测试眼睛能够清楚地看到测量图案中的视标时，停止移动，同时触发控制机构，控制机构将测量的数据通过通信模块传输给智能终端，智能终端根据当前裂隙片中心距离壳体中心的距离计算出单眼远瞳距;然后再通过控制机构更换智能终端屏幕中的图案并重复上述操作进行另一眼睛的远瞳距测量;最后将两只眼睛的单眼瞳距相加得到被测者眼睛的远瞳距。7.根据权利要求5所述的眼睛瞳距测量方法，其特征在于，步骤4所述近瞳距的测量方法为:通过控制机构使智能终端对应被测试的眼睛一侧屏幕显示测量图案，对应另一眼睛一侧的屏幕显示遮挡图案;保持柱形光筒位置不变，通过控制机构向壳体中心轴线侧移动智能终端测量图案中的视标，模拟眼睛与成像点之间的视距为近视距；而后通过左右线性调节横向移动机构调整柱形光筒以及其内的裂隙片在壳体中的左右位置，此时测量图案中的视标跟随裂隙片同步移动；当被测者眼睛瞳孔、裂隙片上的裂隙缝以及智能终端测量图案中的视标处于一条直线，即被测试眼睛能够清楚地看到测量图案中的视标时，停止移动，同时触发控制机构，控制机构将测量的数据通过通信模块传输给智能终端，智能终端根据当前裂隙片中心距离壳体中心的距离计算出单眼近瞳距;然后再通过控制机构更换智能终端屏幕中的图案并重复上述操作进行另一眼睛的近瞳距测量;最后将两只眼睛的单眼瞳距相加得到被测者眼睛的近瞳距。

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