CN109077701A - 一种动态视力检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种动态视力检测设备，包括视差调节模块，配置来根据所需要的视觉深度调节左右眼虚拟视靶图像的视差；虚拟视靶生成模块，配置来同时为左右眼分别生成具有所述视差的虚拟视靶图像的刺激信号；虚拟视靶光学显示模块，配置来显示所述虚拟视靶图像；反馈采集模块，配置来采集被测者对视靶变化的反馈数据；反馈处理模块，配置来比较反馈数据和实际虚拟视靶图像变化，获得比较结果，发明实施例提供的动态视力检测设备可以保证在不受外界光环境干扰的情况下模拟现实中的各种视觉刺激，从而获得更为准确的动态视力检测结果。

Description

一种动态视力检测设备

技术领域

本发明涉及视力检测技术领域，特别涉及一种动态视力检测设备。

背景技术

动态视力是指在观察目标和观察者之间存在相对运动时观察者的视觉分辨力。动态视力的好坏与能否完成运动状态下的工作任务紧密相关。因此，动态视力检测在检查各类驾驶人员，提高驾驶员训练效果起着重要作用。

发明内容

本发明实施例一种动态视力检测设备，包括视差调节模块，配置来根据所需要的视觉深度调节左右眼虚拟视靶图像的视差；虚拟视靶生成模块，配置来同时为左右眼分别生成具有所述视差的虚拟视靶图像的刺激信号；虚拟视靶光学显示模块，配置来显示所述虚拟视靶图像；反馈采集模块，配置来采集被测者对视靶变化的反馈数据；反馈处理模块，配置来比较反馈数据和实际虚拟视靶图像变化，获得比较结果。

可选地，所述虚拟视靶图像以径深方式运动。

可选地，所述反馈采集模块包括触控屏。

可选地，所述虚拟视靶光学显示模块包括微型图像源子模块和投影光学子模块。

可选地，所述微型图像源子模块包括用于显示所述虚拟视靶图像的微型液晶显示器，所述投影光学子模块包括由多个透镜组成的目镜光学单元，所述目镜光学单元设置于镜筒中，并通过隔圈、压圈以及垫片固定。

可选地，所述虚拟视靶光学显示模块内还包括用于调整所述虚拟视靶光学显示模块中所述目镜光学单元瞳距的瞳距调节机构，通过调节使得所述视频眼罩的瞳距与被测者的瞳距适配。

可选地，所述虚拟视靶图像包括视力表。

本发明实施例提供动态视力检测设备，以左右眼因虚拟视靶图像的视差产生的视觉深度为基础，实现虚拟视靶的动态视力检测，可以保证在不受外界光环境干扰的情况下模拟现实中的各种视觉刺激，从而获得更为准确的动态视力检测结果。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的视频眼罩示意图；

图3是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的视频眼罩整体结构示意图；

图4(a)是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的视频眼罩内部结构图；

图4(b)是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的图4(a)A-A’向剖视图；

图5是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的视频眼罩中虚拟视靶光学显示模块的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的视频眼罩中虚拟视靶光学显示模块直视型光学***示意图；

图7是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的反馈采集模块的示意图；

图8是本发明一实施例提供的动态视力检测设备的视差调节模块的原理图；

图9为本发明一实施例采用的一种视靶图像；

图10为本发明一实施例采用的视标示意图；

图11为本发明一实施例中所述虚拟视靶生成模块为左右两个微型液晶显示器生成的视靶图像；

图12为本发明一实施例采用的视标示意图；

图13为本发明一实施例采用的视标示意图；

图中：11-微型液晶显示器，12-目镜光学***，13-镜筒，14-隔圈，15-压圈，16-垫片，17-外壳，18-定位机构，19-双向螺杆，20-调整滚轮，21-固定架，22-滑轨，23-瞳距调节机构，24-眼球，25-虚像，26-瞳距调节机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。

如图1所示，本发明一实施例提供的动态视力检测设备包括视频眼罩101、反馈采集模块102、计算机103以及其上运行的应用软件104。

图2为本发明一实施提供的动态视力检测设备中的视频眼罩101的结构示意图。所述视频眼罩包括分别用于左右两只眼睛的、两个完全相同的虚拟视靶光学显示模块。所述虚拟视靶光学显示模块配置来显示通过应用软件产生的用于视觉刺激的虚拟视靶图像，包括微型图像源单元和投影光学单元。

如图3至图5所示，在本实施例中，所述虚拟视靶光学显示模块的所述微型图像源子模块可以为用于显示所述虚拟视靶图像的微型液晶显示器11；所述投影光学子模块包括由多个透镜组成的目镜光学***12，所述目镜光学***12设置于镜筒13中，并通过隔圈14、压圈15以及垫片16固定，如图3和图5所示。

按照光学设计要求，每个所述虚拟视靶光学显示模块内都是由一个所述镜筒13和两个所述隔圈14将所述目镜光学***12和所述微型液晶显示器11准确地组合在一起。所述虚拟视靶光学显示模块采用虚拟光学技术将用于显示所述虚拟视靶图像的所述微型液晶显示器11放在目镜焦点之内，生成一个虚像，其像距和像的尺寸不受仪器尺寸的限制，利用物距变化或目镜焦距变化可使虚像像距满足预定要求。

瞳距调节机构26用于调节所述目镜光学***12的瞳距。如图4(a)和图4(b)所示，所述瞳距调节机构26包括(左、右旋)双向螺杆19、调整滚轮20、固定架21和滑轨22。通过调整设置在所述视频眼罩壳体外部的所述调整滚轮20调整所述目镜光学***12的瞳距，本发明提供的视频眼罩的瞳距调整范围是58mm-70mm，通过调节使得所述视频眼罩的瞳距与被测者的瞳距适配。

本发明的光学***可以为直视型，如图6所示，以一只眼睛为例，所述微型液晶显示器11通过所述目镜光学***12在被检测人员眼球24的正前方，且在虚拟距离Z的地方形成一个虚像25，即为所述虚拟视靶图像。

本发明一实施例中，所述虚拟视靶光学显示模块采用的所述微型液晶显示器11为0.61″高分辨率OLED彩色液晶显示器，像元数为800×600，采用透射式虚拟成像，观察视场角为60°。所述视频眼罩的外壳17是由吸塑成形的壳体组成，分为上下两部分，并组合成为一个整体，通过螺钉等连接部件固定在所述视频眼罩的机架上，所述视频眼罩的整体重量约为200g。所述外壳17前部与脸颊接触的曲边采用柔软的橡塑粘包完整，以保证检测时所述视频眼罩能与脸颊完好贴合且密不透光。

所述反馈采集模块102，配置来采集被测者对视靶变化的反馈数据。

本发明一实施例中，所述反馈采集模块可以是一个拨动杆，其具有上、右上、右、右下、下、左下、左、左上八个指定方向。这样当被测者判断出视靶的运动情况或者的开口方向后，直接向该方向拨动此拨动杆即可，方便被测者使用。

另外，所述拨动杆上还可以具有按钮，其配置来开启或关闭该动态视力测试***。将开关和使用功能集成在一个零件上，结构紧凑，占用空间小，又方便被测者操作。

本发明另一实施例中，所述反馈采集模块可以为一个触控屏，被测者在触控面板上做出具有方向性的滑动操作，例如从上往下滑动，从左往右滑动等。这样当被测者判断出视靶的运动情况或者的开口方向后，直接向该方向做出滑动操作即可。例如，参见图7，本发明一实施例中，所述触控屏以九宫格的方式显示出各种可能的方向点，由被测者看到视靶后给出反馈并进行记录。

所述计算机103包括计算机存储及显示***、外设接口，以及与所述应用软件104相配合的应用电路和电气元件。所述外设接口为通用接口，便于设备日后的更新升级。所述计算机可以是台式机，便携式笔记本或者IPHONE，IPAD等智能终端设备。

所述应用软件104实现对各种刺激参数的设置以及对视差调节的设置，并对反馈数据进行处理。通过运行所述应用软件来实现视差调节模块、虚拟视靶生成模块、反馈处理模块。其中，所述视差调节模块，配置来根据所需要的视觉深度调节左右眼虚拟视靶图像的视差；所述虚拟视靶生成模块配置来同时为左右眼分别生成具有所述视差的虚拟视靶图像的刺激信号；所述反馈处理模块，配置来比较反馈数据和实际虚拟视靶图像变化，获得比较结果。

图8是视差调节模块的原理图。其中：C_x ^left和C_x ^right表示微型液晶显示器上的像主点；O_l和O_r表示左右眼球；T表示两个眼睛的瞳距；f表示为眼球到微型液晶显示屏上成像的距离；x^l表示虚拟视靶图像P在左眼对应的微型液晶显示器上的横坐标；x^r表示虚拟视靶图像P在右眼对应的微型液晶显示器上的横坐标。

d＝x^l-x^r，表示左右眼在左右两个液晶显示器图像之间关于虚拟视靶图像P的视差。

由三角形相似原理可以得到：

由公式1可以推出，在f和T不变的情况下，可以通过调节左右眼虚拟视靶图像在左右微型液晶显示器上的视差来获得需要的视觉深度。

参见图9和图10，本发明一实施例中，所述虚拟视靶生成模块可以以图9所示的标准对数视力表为基础，生成图10所示的E字标式样的视靶图像；在本发明另一实施例中，所述视靶生成模块也可以以图11所示的兰氏环形视力表为基础，生成图12所示的C字标式样的视靶图像，即可利用本发明实施例提供的技术方案实现动态视力检测。

以E字标式样的视靶图像为例，通过所述视差调节模块、所述视靶生成模块与所述虚拟视靶光学显示模块结合，由视靶生成模块模拟绘制出图10所示的E字标式样的视靶图像视标，由视差调节模块按照视觉深度Z的要求根据公式1计算出对应的视差，由视靶生成模块绘制出在左右两个微型液晶显示器上显示的视靶图像，如图11所示，所述虚拟视靶光学显示在微型液晶显示器上显示绘制出的视靶图像。需要说明的是，左右两个微型液晶显示器上的视靶图像需要同时显示，才能利用双眼的视差使被测者看到视觉度为Z的视靶图像。

在确定视觉深度Z之后，在其他参数，如f和T都确定的情况下，则可获得视差d＝x^l-x^r＝fT/Z。左右两个微型液晶显示器上对同一个像点的横坐标相差d，即可实现基于标准对数视力表的双眼视力检测。以图11中的视靶图像为例，图中，左图为左眼对应的微型液晶显示器上显示的视靶图像，右图为右眼对应的微型液晶显示器上显示的视靶图像。对于视标E上的同一个点，例如左图E左上角的顶点，其横坐标如果是x^l，那么对应的右图E左上角的顶点的横坐标x^r＝d+x^l，从而使得人眼可以在景深为Z处看到视靶E。

在对被测者进行动态视力检测过程中，同时在左右微型液晶显示器上显示出视靶图像，左右微型液晶显示器上显示的视靶图像上同一个点的横坐标之间保持d的差距，就能够使得被测者在景深为Z处看到虚拟的视靶图像，通过反馈采集模块采集被测者的反馈。若反馈采集模块为拨动杆，可以采集被拨动杆被拨动的方向；如果反馈采集模块为触控液晶屏，可以采集被测者在触控屏上滑动的方向。

实际应用中，可以根据实际检测需要通过虚拟视靶生成模块生成对应的虚拟视靶图像并且设置该虚拟视靶图像的运动速度和运动方式。

可以设置所述视靶图像的显示模式是旋转模式、直线模式或者径深模式。所述视靶图像的径深模式显示是通过改变虚拟视靶图像的同一点在左右两个微型液晶显示器示器上的图像的横坐标的差d来调节虚拟视靶图像的视觉深度，使得虚拟视靶图像可以做径深模式的运动。

无论虚拟视靶图像以何种模式显示，都可以对虚拟视靶图像的动态变化进行控制：

(1)旋转模式：

控制虚拟视靶图像的旋转速度，旋转方向，在虚拟视靶图像的视标旋转速度不变的情况下，可以按照从小到大或者从大到小的顺序显示不同的虚拟视靶图像的视标，用来判定被试能看到的最小视标；或者在虚拟视靶图像的视标大小确定时，不断地改变虚拟视靶图像的视标的旋转速度，例如可以从慢到快或者从快到慢，从而可以判定被测者能看清的虚拟视靶图像的视标的最快速度。

(2)直线模式：

控制虚拟视靶图像的运动速度，运动方向，在虚拟视靶图像的视标运动速度不变的情况下，可以按照从小到大或者从大到小的顺序显示大小不同的虚拟视靶图像的视标，用来判定被试能看到的最小视标；或者在虚拟视靶图像的视标大小确定时，不断地改变虚拟视靶图像的视标的运动速度，例如可以从慢到快或者从快到慢，从而可以判定被测者能看清的虚拟视靶图像的视标的最快速度。

(3)径深模式：

根据公式1，虚拟视靶图像的径深方向的速度通过调整虚拟视靶图像的同一点在左右两个微型液晶显示器上的图像的横坐标的差d的变化速度来实现的。当d与视觉深度Z成反比，当要增大径深Z时，就减小d；当要减小径深Z时，就增大d。

通过调整d的变化速度即可调整虚拟视靶图像的视标做径深模式的运动速度。在径深模式的运动速度不变的情况下，可以按照从小到大或者从大到小的顺序显示大小不同的虚拟视靶图像的视标，用来判定被试能看到的最小视标；或者在虚拟视靶图像的视标大小确定时，不断地改变虚拟视靶图像的视标径深模式下的运动速度，即不断改变d的变化速度，例如可以从慢到快或者从快到慢，从而可以判定被测者能看清的虚拟视靶图像的视标径深模式下的最快运动速度。

本发明实施例中，通过反馈采集模块来采集被测者看到虚拟视靶图像进行的反馈，所述反馈包括拨动杆拨动的方向或者触控屏上被测者滑动的方向或者被测者通过其他方式给出的反馈数据。

当采集到被测者的反馈数据后，反馈处理将反馈数据与虚拟视靶生成模块所生成的数据进行比较，从而给出比较结果。根据比较结果可以对被测者的动态视力给出综合性的评价。

本发明实施例提供的动态视力检测设备，可以通过视频眼罩实现各种模式的动态视力检测，设备结构简单，可以保证在不受外界光环境干扰的情况下模拟现实中的各种视觉刺激，从而获得更为准确的动态视力检测结果。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种动态视力检测设备，其特征在于：包括

视差调节模块，配置来根据所需要的视觉深度调节左右眼虚拟视靶图像的视差；

虚拟视靶生成模块，配置用于同时为左右眼分别生成具有所述视差的虚拟视靶图像的刺激信号；

虚拟视靶光学显示模块，配置来接收所述刺激信号并显示所述虚拟视靶图像；

反馈采集模块，配置来采集被测者对虚拟视靶图像变化的反馈数据；

反馈处理模块，配置来接收并比较反馈数据和所述虚拟视靶图像的实际变化，获得比较结果。

2.根据权利要求1所述的动态视力检测设备，其特征在于：所述虚拟视靶图像以径深方式运动。

3.根据权利要求1所述的动态视力检测设备，其特征在于：所述反馈采集模块包括触控屏。

4.根据权利要求1或2所述的动态视力检测设备，其特征在于：所述虚拟视靶光学显示模块包括微型图像源子模块和投影光学子模块。

5.根据权利要求4所述的动态视力检测设备，其特征在于：所述微型图像源子模块包括用于显示所述虚拟视靶图像的微型液晶显示器，所述投影光学子模块包括由多个透镜组成的目镜光学单元，所述目镜光学单元设置于镜筒中，并通过隔圈、压圈以及垫片固定。

6.根据权利要求5所述的动态视力检测设备，其特征在于：所述虚拟视靶光学显示模块还包括用于调整所述虚拟视靶光学显示模块中所述目镜光学单元瞳距的瞳距调节机构，通过调节使得所述视频眼罩的瞳距与被测者的瞳距适配。

7.根据权利要求1所述的动态视力检测设备，其特征在于：所述虚拟视靶图像包括视力表。