一种视力检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及视力检测技术领域，特别是涉及一种视力检测装置。


背景技术：

2.随着高等教育的逐渐普及，智能手机、平板、电视的大面积推广使用，越来越多的人们承受着的用眼过度的风险。尤其是随着教育平板的逐渐推广，学生更加面临着用眼过度，视力降低的风险也随之增加。
3.然而，当前主流的视力检测方法，是通过在视力表上显示的视标内容进行创新，但是这些检测方法均需要线下的实体视力表，被检验人需要线下进行检测，无法随时随地进行视力检测，便捷性不高。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种视力检测装置，以提高视力检测的便携性。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一个技术方案为：提供一种视力检测装置，所述视力检测装置包括壳体、设置于所述壳体中的处理器，还包括均与所述处理器电连接的显示屏、距离检测组件和识别组件；其中，所述显示屏设置于所述壳体的前表面上，用于显示视标和视力检测结果；所述距离检测组件设置于所述壳体的前表面上，用于采集待检测人员与所述显示屏之间的距离信息；所述识别组件设置于所述壳体上，用于接收所述待检测人员发出的视标方向信息；所述处理器用于根据所述距离信息确定所述视标，以及根据所述视标方向信息确定所述视力检测结果。
6.其中，所述视标包括e字形字符、c字形字符、文字字符、数字字符以及卡通图案中的至少一种。
7.其中，所述距离检测组件为第一摄像头或红外传感器。
8.其中，所述视力检测装置还包括环境检测组件，所述环境检测组件与所述处理器电连接，用于采集所述视力检测装置所处的环境信息；所述处理器还用于根据所述环境信息判断是否符合测试环境要求，并在不符合测试环境要求时，生成提示所述待检测人员移动到符合测试环境要求的环境中进行测试的提示信息；所述显示屏还用于显示所述提示信息。
9.其中，所述环境检测组件包括亮度传感器和色温传感器。
10.其中，所述识别组件包括语音识别传感器，所述视标方向信息为包含视标方向的语音信息。
11.其中，所述识别组件包括第二摄像头，所述第二摄像头设置于所述壳体的前表面上，所述视标方向信息为包含视标方向的动作信息。
12.其中，所述视力检测装置还包括运动检测组件，所述运动检测组件与所述处理器电连接，用于获取所述视力检测装置的加速度信息；所述处理器还用于根据所述加速度信息判断所述视力检测装置的运动状态。
13.其中，所述视力检测装置还包括扬声器，所述扬声器与所述处理器电连接，所述扬声器用于发出包含所述视力检测结果的声音信号。
14.其中，所述视力检测装置为移动电子设备。
15.本实用新型的有益效果，区别于现有技术，本实用新型提供的视力检测装置包括壳体、设置于壳体中的处理器，还包括均与处理器电连接的显示屏、距离检测组件和识别组件，显示屏和距离检测组件设置于壳体的前表面上，识别组件设置于壳体上。因此，通过距离检测组件采集待检测人员与显示屏之间的距离信息，由处理器根据距离信息确定视标，并通过显示屏显示视标，于是识别组件可以接收待检测人员发出的关于视标的视标方向信息，然后处理器根据视标方向信息确定视力检测结果，实现随时随地进行视力检测，便捷性高。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
17.图1为本实用新型视力检测装置的一实施例的结构示意图；
18.图2为本实用新型视力检测装置的一实施例的框架结构示意图；
19.图3为本实用新型视力检测装置的一实施例的工作原理示意图。
20.具体实施方法
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.平常所说的测视力其实是检测眼睛看远处的能力(远视力表)，其准确定义为：测定能够认识其形状的最小的视网膜上的成像。以当前主流常用的e字国际标准视力表为例，一般也称为标准对数视力表，在5米距离，1.0行的e字上下两横在视网膜上的投影正好是1度角，视力的计算公式为：视力＝1/度角。也就是说在5米距离，视力表最上一行的视标在视网膜上的投影为10度角，视力就是0.1(0.1以下的视力应用另一公式计算)。由于该视力检测原理，需要人距离视力表5米距离，且依赖于实际的视力表，该视力表长宽较大，悬挂于墙上，因此不便于携带。本实用新型提供一种视力检测装置，该视力检测装置能够解决上述问题，下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。
23.请参见图1和图2，图1为本实用新型视力检测装置的一实施例的结构示意图，图2为本实用新型视力检测装置的一实施例的框架结构示意图。具体的，视力检测装置10包括壳体100、设置于壳体100中的处理器101，还包括均与处理器101电连接的显示屏102、距离检测组件103和识别组件104。其中，显示屏102设置于壳体100的前表面上，用于显示视标105和视力检测结果；距离检测组件103设置于壳体100的前表面上，用于采集待检测人员与显示屏102之间的距离信息；识别组件104设置于壳体100上，用于接收待检测人员发出的视标方向信息；处理器101用于根据距离信息确定视标105，以及根据视标方向信息确定视力
检测结果。通过距离检测组件103采集待检测人员与显示屏102之间的距离信息，由处理器101根据距离信息确定视标105，并通过显示屏102显示视标105，于是识别组件104可以接收待检测人员发出的关于视标105的视标方向信息，然后处理器101根据视标方向信息确定视力检测结果，实现随时随地进行视力检测，便捷性高。
24.根据上述的视力检测原理，视力检测有以下几个参数：人眼的视力值s、人眼的视场角θ、人眼与视力表的距离l(例如在传统的视力检测方法中，距离l一般设置为5米)、视力表中的各个视标、每个视标的字体大小(长a*宽b)以及每个视标在人眼中的成像大小(长a*宽b)。可以发现，视标的清晰度取决于视场角的大小，也就是视标在视野中占据的角度，视场角近似等于视标的字体大小除以距离。对于字体大的视标，其对应的视场角θ1大，待检测人员可以看得清楚，而对于字体小的视标，其对应的视场角θ2小，为了达到与字体大的视标同样的清晰度，即为了在肉眼观看字体小的视标时达到与观看字体大的视标同样的视觉效果，可以减小人眼与视力表的距离l，从而增大字体小的视标所对应的视场角θ2；因此，在视力检测过程中，根据距离l的不同，应调整所显示的视标的字体大小，以使在不同距离l的条件下的视标在人眼中的视场角θ相同，从而保证在不同距离l的条件下的检测效果相同，例如，可以将视标的大小与距离l设置成正比。于是，视力检测装置10通过距离检测组件103采集待检测人员与显示屏102之间的距离信息后，可以根据距离信息确定视标的实际大小，并通过显示屏102显示视标，于是待检测人员可以利用视力检测装置10实现随时随地进行视力检测，便捷性高，且检测结果准确性高。
25.于是，基于视场角θ与距离l之间的关系，可以提出一种视力检测方法，用于视力检测。具体地，假设有n个视力从高到低的待检测人员，视力分别记为s1，s2，s3，
…
，sn，视力表有m个视标，m个视标分别记为e1，e2，e3，
…
，em。设视力为s1的待检测人员的人眼与视力表的距离l1为5米时，观看视标e1(大小为a1*b1)，在其人眼看清的情况下，记录此时视标e1在人眼中大小为a*b，对应关系记为(s1，l1，e1)。以此类推，视力为s1的待检测人员，在与视力表的距离l1时能够看清的视标为p个，分别记为(s1，l1，e1)，(s1，l1，e2)，
…
，(s1，l1，ep)。然后，在保证人眼中的视标大小不变的情况下，提高或拉近人眼与视力表的距离，例如，通过减小人眼与视力表的距离至l2时，视力为s1的待检测人员观看视标e2(大小为a2*b2)，在其人眼中的大小为a*b，记录下此时的对应关系，记为(s1，l2，e2)。于是，通过上述方式，可以得到视力为s1的待检测人员的视力关系为：
26.(s1，l1，e1)＝(s1，l2，e2)；
…
；(s1，l1，e1)＝(s1，lp，ep1)。
27.以此类推，可以得到视力为s2的待检测人员的视力关系为：
28.(s2，l1，e1)＝(s2，l2，e2)；
…
；(s2，l1，e1)＝(s2，lp，ep2)；且(s2，l1，e1)≠(s2，lp，ep2 1)，(s2，l1，e1)≠(s2，lp，em)。
29.视力为sn的待检测人员的视力关系为：
30.(sn，l1，e1)＝(sn，l2，e2)；
…
；(sn，l1，e1)＝(sn，lp，epn)。
31.因此，视力为si的待检测人员，与视力表的距离lp时，能够观看到的清晰视标epi，其对应视力q值为：q[si，lp，epi]。
[0032]
于是通过本技术的视力检测装置10，可以利用上述的视力检测方法进行视力检测。具体地，通过距离检测组件103采集待检测人员与显示屏102之间的距离信息lp，然后由处理器101根据距离信息lp以及待检测人员的视力等级si确定视标epi，并通过显示屏102
显示视标epi，于是识别组件104可以接收待检测人员发出的关于视标epi的视标方向信息，然后处理器101根据视标方向信息判断待检测人员的视力等级是否为si，从而可以确定视力检测结果，实现随时随地进行视力检测，便捷性高。
[0033]
进一步地，视标105包括e字形字符、c字形字符、文字字符、数字字符以及卡通图案中的至少一种。可以理解的是，根据实际的检测场景，视力表可以具有不同形式的视标105，例如，在待检测人员为飞行员时，可以选择使用具有c字形字符的视标105，而待检测人员为没有认字的儿童时，则可以选择使用卡通图案的视标105，从而可以适应不同的待检测人员，通用性好。
[0034]
进一步地，距离检测组件103为第一摄像头或红外传感器。例如，距离检测组件103可以为第一摄像头，通过第一摄像头采集待检测人员的图像信息，于是可以根据待检测人员的图像信息和待检测人员的实际面部信息，从而可以得到待检测人员与显示屏102之间的距离信息；又例如，距离检测组件103可以为红外传感器，红外传感器具有一对发射管和接收管，发射管发射红外光，红外光被待检测人员遮挡后，返回接收管，通过计算光脉冲返回接收管的时间，从而可以计算出待检测人员距离红外传感器的距离，即可以得到待检测人员与显示屏102之间的距离信息。于是通过获取当前待检测人员与视力检测装置10之间的距离信息，分析待检测人员距离显示屏102之间的距离，从而根据视力评估算法显示对应的大小的视标105在显示屏102上，以供待检测人员进行视力测试。如图2所示，发射管的发光和距离的处理通过距离信息处理算法实现，计算出距离信息后送入视力评估算法中。
[0035]
在一实施例中，识别组件104包括语音识别传感器，视标方向信息为包含视标方向的语音信息。具体地，语音识别传感器用于接收待检测人员发出的语音信号，此时，待检测人员发出的语音信号包括待检测人员观察视标105并语音说出的视标方向信息，于是语音识别传感器可以识别语音信息，并通过语音判断语义，例如待检测人员发出的语音信号包括“向上”、“向下”、“向左”、“向右”以及“看不清”等用于辨别视标105的语音。如图2所示，语音识别传感器接收的语音信号经过语音识别算法进行解析得到语义，视力检测算法根据解析的语义判断待检测人员识别视标是否正确，并根据识别的准确度评估待检测人员的眼睛视力，确定视力检测结果。
[0036]
在其他实施例中，识别组件104包括第二摄像头，第二摄像头设置于壳体100的前表面上，视标方向信息为包含视标方向的动作信息。可以理解的是，第二摄像头用于获取待检测人员的动作图像，此时，待检测人员的动作图像包括待检测人员观察视标105并做出的表示视标方向的肢体动作，于是通过第二摄像头可以对待检测人员的动作图像进行图像解析，判断肢体动作的含义，例如待检测人员做出的肢体动作包括向上指、向下指、向左指、向右指以及摆手或摇头等用于辨别视标方向的动作。
[0037]
在一具体实施例中，视力检测装置10还包括环境检测组件106，环境检测组件106与处理器101电连接，用于采集视力检测装置10所处的环境信息；处理器101还用于根据环境信息判断是否符合测试环境要求，并在不符合测试环境要求时，生成提示待检测人员移动到符合测试环境要求的环境中进行测试的提示信息；显示屏102还用于显示提示信息。可以理解的是，在视力检测时，所处的测试环境会对检测结果产生较大的影响；例如，如果环境光强太大，人的瞳孔会变小，如果环境光强太小，人的瞳孔会变大，而这两者都会给视力检测造成误差。因此，本技术实施例中的视力检测装置10还设计了环境检测组件106，可在
视力测试时采集视力检测装置10所处的环境信息，于是可以根据环境信息判断当前所处的环境是否符合测试环境要求，并在不符合测试环境要求时，生成提示待检测人员移动到符合测试环境要求的环境中进行测试的提示信息，并由显示屏102显示该提示信息给待检测人员，从而可以有效避免环境因素造成的检测误差。
[0038]
进一步地，环境检测组件106包括亮度传感器1061和色温传感器1062。具体地，亮度传感器1061主要采集环境的亮度信息，色温传感器1062主要采集环境的色温信息，当处理器101接收到视力检测的应用通知时，可以发送命令给亮度传感器1061和色温传感器1062，以对环境的亮度和色温进行采集，采集后的数据传送到环境处理算法中，判断当前待检测人员所处的环境是否符合测试环境要求；如果不符合要求，则通过显示屏102提示待检测人员移动到符合要求的环境当中进行视力检测，从而保证检测结果的准确性。
[0039]
在一具体实施例中，视力检测装置10还包括运动检测组件107，运动检测组件107与处理器101电连接，用于获取视力检测装置10的加速度信息；处理器101还用于根据加速度信息判断视力检测装置10的运动状态。可以理解的是，在视力检测时，需要保证视力检测装置10处于静止状态，以满足视力检测的要求，当视力检测装置10处于运动状态时，待检测人员无法很好的完成视力检测；因此，通过运动检测组件107采集视力检测装置10的加速度信息，可以根据加速度信息判断视力检测装置10的运动轨迹，以实现对视力检测装置10的静止/运动状态分析。
[0040]
具体地，运动检测组件107可以包括重力加速度传感器，重力加速度传感器可以为3轴加速度计或6轴加速度计，以3轴加速度计为例，通过获取三维方向上的加速度数值，记为(x，y，z)，从而可以计算出当前视力检测装置10所处的环境，当(x，y，z)的数值的变化量为0时，则表明视力检测装置10处于静止状态，可以进行视力检测。
[0041]
在一些实施例中，视力检测装置10还包括扬声器(未图示)，扬声器与处理器101电连接，扬声器用于发出包含视力检测结果的声音信号。具体地，当处理器101生成视力检测结果时，扬声器根据视力检测结果发出相应的声音信号。另外，在其他实施例中，在视力检测装置10当前所处环境不符合测试环境要求时，扬声器还可以发出提示待检测人员移动到符合测试环境要求的环境中进行测试的提示信息。
[0042]
可以理解的是，本技术的视力检测装置10为移动电子设备。移动电子设备可以为智能手机、平板电脑、学习机等，上述实施例的视力检测装置10的便捷性高，可随时随地应用于各类视力检测场景中。
[0043]
在一应用场景中，请结合图1至图3，其中图3为本实用新型视力检测装置的一实施例的工作原理示意图，用户需要利用视力检测装置10进行视力检测，开始设用户的人眼视力为si，判断视力检测装置10中的视力检测app是否打开，在视力检测app打开后，通过距离检测组件103检测用户的人眼与显示屏102之间的距离l，然后判断距离l是否变化。若距离l变化至距离lp，则需要根据距离lp更新视力表，按照距离lp所对应的视力表进行测试，并提示测试过程中尽量保持距离不变；若距离l不变，则可以输入人眼视力等级，显示屏102根据距离l对应的视力表，显示对应的视标ei，然后通过识别组件104识别用户的手势或者语音所包括的视标方向。于是可以判断用户给出的视标方向是否正确，若正确，则减小视标至ei-1并显示，若错误，则增大视标至ei 1并显示，之后再继续通过识别组件104识别用户的手势或者语音所包括的视标方向，继续判断用户给出的视标方向是否正确，从而可以检测
出用户的视力值q[si，lp，epi]，q[si，lp，epi]表示该用户si在距离lp的情况下，对应视标epi的视力等级。可以发现，用户可以利用视力检测装置10实现随时随地进行视力检测，便捷性高，且检测结果准确性高。
[0044]
在本技术中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0045]
本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术的限制。
[0046]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0047]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。