一种双线视标检测视力的光学系统和方法与流程

本发明属于视力检测光学系统，涉及光学器件，是一种便携式，小型化的近视验光设备。

背景技术：

青少年近视是全球所有国家都会面临的问题，尤其是我国近视发病率高居世界第一。近视后，容易出现视疲劳，近视后如果不矫正，长时间看物体会出现注意力不集中、头晕等显现，不仅影响青少年的学习，还对青少年的心理健康产生影响。并且近视度数过高还会提高眼部疾病的发病率，严重者可能会致盲。

青少年在近视初期，近视现象并不明显，不影响正常生活学习，等到后面发现时近视已经变严重了，所以怎么在近视早期或者视力疲劳引起的短期性视力下降时就知道自己的眼睛健康状态，就非常重要。目前想要知道自己的视力状况，都是要去医院或者眼镜店等专业机构，用电脑验光仪等设备进行验光，这种设备不仅体积大，而且每次测试都要去医院眼镜店等机构，时间成本非常高。

技术实现要素：

本发明针对背景技术的不足，提供一种便携性，随时能够判断人眼屈光状态的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种双线视标视力检测方法，采用两条平行线光源作为视标，所述两条平行线光源发射的光经过凹透镜，并从平凸透镜凸面入射后再经过两个孔径光阑限制系统出射光线光束，从两个孔径光阑出射的两束光被人眼接收，在视网膜上成像。通过调节两条平行线间的距离使其在视网膜上完全重合，根据两条平行线的实际距离和基准距离比较，进而推算出人眼的屈光不正度数：

d＝(0.078×h–h)×(25/0.076)

其中，d表示屈光不正度数，h表示两条平行线在视网膜上重合时的实际距离，h为基准距离，为两个孔径光阑出射的两束光平行时的两条平行线间的距离。

进一步地，凹透镜位于凸透镜焦距以内。

进一步地，两条平行线颜色不同，平凸透镜依据两条平行线对半分别镀透对应颜色光的膜。

进一步地，两条平行线颜色分别为红色和绿色。

进一步地，两条平行线的宽度为wp个像素，长度为hp个像素，其中wp取值20，hp取值为200。

进一步地，h取值为12.792mm。

一种基于上述方法的双线视标视力检测系统，该系统由依次设置的显示装置、双凹透镜、平凸透镜和两个孔径光阑组成。所述显示装置上显示两条平行线作为系统光源，光源发射的光经过凹透镜后成像，后续经过平凸透镜，两个孔径光阑限制系统出射光线光束，从两个孔径光阑出射的两束光被人眼接收，在视网膜上成像。

进一步地，凹透镜位于凸透镜焦距以内。

进一步地，所述两条平行线与两个孔径光阑的连线垂直。

进一步地，两条平行线颜色不同，平凸透镜依据两条平行线对半分别镀透对应颜色光的膜。

进一步地，两条平行线颜色分别为红色和绿色。

本发明的优势在于：

1.本发明的红绿两条线作为视标，该发明实现让人眼观测到的红绿两条线，等效于从人眼看远点的物体，所以眼睛处于放松状态，测试时不会引起眼睛不适。

2.该系统/方法能够同步给出眼睛的屈光不正度数，测试者在调节两条线从分离到重合的过程中，当双线完全重合时，显示装置上显示当前屈光不正度数，被测者可以实时获取自己的眼睛的屈光不正度数。

3.该方法没有用复杂的视标，用简单的两条线的位置关系来判定被测者的眼睛屈光状态，视标状态分为分离和重合两种状态，学习成本非常低。

4.该方法通过两个孔径光阑限制成像光束的范围，既消除了系统的杂散光，也让红绿两条线在视网膜上成像更清晰，解决了屈光不正度数偏大的测试者观察红绿两条线出现边缘模糊从而影响两条线完全重合的判断的问题。

附图说明

图1为红绿两条线视标分离状态示意图；

图2为红绿两条线视标重合的状态示意图；

图3为基准状态下视标位置以及光路图；

图4为调节双线视标状态下视标位置以及光路图；

图中，1、2分别为两条平行线，3为显示装置，4为凹透镜，5为平凸透镜，6为人眼晶状体，7为视网膜。

具体实施方式

本发明提供了一种双线视标视力检测方法，采用两条平行线光源作为视标，如图1-2所示，其光路图如图3-4所示，两条平行线光源(1、2)发射的光经过凹透镜4，并从平凸透镜5凸面入射、后再经过两个孔径光阑限制系统出射光线光束，从两个孔径光阑出射的两束光被人眼接收，在视网膜上成像。其中，凹透镜4与平凸透镜5光轴重合，所述两条平行线与两个孔径光阑的的连线垂直。

图3为基准状态下视标位置以及光路图，此时两个孔径光阑出射的两束光平行。等效于正常人眼看远处物体时，入射人眼的光线是平行光，当入射光是平行光时，人眼处于完全放松状态，入射的平行光刚好成像在视网膜上。

图4为调节双线视标状态下视标位置以及光路图，当调整两条平行线光源间的距离时，由于入射光线角度的变化，导致从两个孔径光阑出射的两束光角度随之发生改变，从而在人眼视网膜上成像产生相应偏差，当人眼屈光不正时，人眼的眼轴长度不同于正常人眼的眼轴长度，近视眼的眼轴长度比正常人眼的眼轴长度长，视网膜到晶状体的距离变长，在人眼的屈光组织屈光能力一定时，成像位置相对正常人眼视网膜成像，近视眼的成像位置是在视网膜前方的，所以看东西模糊，通过改变两个孔径光阑出射光角度，调整两条线在视网膜成像，使两条光束经过人眼屈光组织后刚好成像在视网膜上，即两条平行线重合。

据此，可以通过调节两条平行线间的距离使其在视网膜上完全重合，根据两条平行线的实际距离和基准距离比较，进而推算出人眼的屈光不正度数：

d＝(0.078×h–h)×(25/0.076)

其中，d表示屈光不正度数，h表示两条平行线在视网膜上重合时的实际距离，h为基准距离，为两个孔径光阑出射的两束光平行时的两条平行线间的距离，即图3所示状态下的两条平行线间的距离。可以通过仿真等方法获得。

其中，两条平行线颜色不同，平凸透镜依据两条平行线对半分别镀透对应颜色的膜，便于识别两条线是否完全重合。优选地，两条线平行，但相互错开，如图1所示，当重合时为错位重合，更便于识别。另外，两条平行线颜色分别优选为红色和绿色，红色和绿色是红绿蓝三基色中的颜色，不含蓝光，可以避免对人眼的伤害。

作为另一优选方案，平行线光源采用显示装置提供，如oled、led屏幕等显示两条不同颜色的平行线，可以通过计算机精确调整两条平行线间的距离，操作简便，精度高。两条平行线的宽度为wp个像素，长度为hp个像素，其中wp优选取值20，hp优选取值为200。

本实施例中还提供了一种双线视标视力检测系统，该系统中包含显示装置，双凹透镜，平凸透镜，镜筒和带有两个孔径光阑的上盖，镜筒内的一端安装双凹透镜，另一端开有凹槽，平凸透镜安装在凹槽内，上盖安装在凹槽上方，同时也能防止平凸透镜掉落，在安装有双凹透镜的镜筒端，通过螺丝固定在底座上，底座结构为台柱形状的镜筒结构，其中直径小的一端和镜筒连接，另一端安装有显示装置，显示装置可以显示两条不同颜色的平行线视标，且与计算机相连，测试者在调节两条线从分离到重合的过程中，当双线完全重合时，计算机能根据前述屈光不正度数计算公式计算获得屈光不正度数并同步在显示装置上显示，被测者可以获取自己的眼睛的屈光不正度数。该系统不需要依赖外部设置能够完成人眼屈光度的检测。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法把所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围。

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