專利名稱：動畫色光弱視治療儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于眼科弱視、早期近視的治療設備，特別是一種動畫色光弱視治療儀。
人眼視網膜由視錐和視桿細胞組成，而視錐細胞又分為紅視錐、綠視錐、藍視錐細胞，其中紅視錐、綠視錐細胞分布于中心凹及附近區域，藍視錐細胞位于紅、綠視錐細胞的周邊區域，視桿細胞位于更周邊區域，在約20-30度視角處密度最高。根據不同視細胞在網膜分布的特點，應用顏色頡頏的敏感方法分別選擇性的進行刺激，可以明顯提高弱視治療效果，本發明就是根據這一原理設計的。
本發明動畫色光弱視治療儀，包括機箱、置于機箱的LED(發光二極管)顯示屏以及控制器；LED顯示屏由顯示基板、位于基板中央區中心的紅色LED、紅色LED周圍設置的高亮度白色LED環以及中央區外圍依次排列的紅/綠、黃/藍、白多種顏色的LED環組成；控制器由單片機、I/O控制卡及若干驅動電路組成，驅動器連接I/O控制卡的輸出，LED顯示屏的所有發光二極管組成矩陣連接到相應的驅動電路輸出，由單片機控制按設定程序有序的變化色光對視網膜的視錐細胞和視桿細胞進行選擇性刺激。
本治療儀根據針對視網膜不同視細胞的分布密度而設計，利用多顏色發光二極管按照一定的規律排列，組成LED(發光二極管)矩陣，由單片機按設定程序有序的變化色光對視網膜的視錐細胞和視桿細胞進行選擇性刺激。軟件可隨意控制每個位置LED的閃滅，從而可模擬靜止和運動的目標，將后像刺激、智能化游戲精細目力訓練、針對不同視細胞分別刺激結合起來；本顯示屏就象一個具有一定空間頻率、可以運動的條柵，使弱視眼的視細胞在各個方位上都能接受一定空間頻率、可以運動的條柵的刺激，從而創造良好的視覺發育環境。治療時可單眼也可雙眼進行刺激，以促進雙眼視覺競爭的平衡。同時在此基礎上設計多種程控智能化游戲方法，進行精細目力訓練，訓練患者大腦反應、眼睛追蹤及動手能力，更加真實的模仿外界自然世界，具有更加自然、智能化及針對性的治療效果。
應用此設計，可智能化的模仿后像治療、黃斑色覺訓練、CAM訓練、掃視及追隨運動訓練等多種弱視訓練方法，將多種治療方法智能化的融合在一起，極大提高了訓練的趣味性和有效性。
圖6為其控制器實施電路圖。
LED顯示屏針對視網膜不同視細胞的分布密度而設計，LED顯示屏由顯示基板和有序分布在基板上的多顏色發光二極管組成。在
圖1、2中LED顯示屏2的顯示基板為平板狀，LED顯示屏安裝在機箱面板上。圖3、4所示實施例之LED顯示屏2的顯示基板為球殼狀，機箱1上部為空心球體，前面開有觀察窗口4，LED顯示屏2安裝于所述空心球體內后壁上。如圖5所示，紅色LED位于基板中央區中心，紅色LED周圍設置由4個高亮度白色LED組成的光環，在高亮度白色LED環外側約10度視角范圍內，設置交替排列的7個紅色、綠色LED環；在紅、綠色LED環外側約10-15度視角范圍內，設置交替排列的7個黃色、藍色LED環；在黃、藍色LED環外側約15-25度視角范圍內，設置7個白色LED環。
在所有的LED表面覆蓋一層透明塑料薄膜，構成面光源，中央區的紅色面光源直徑為￠2cm，白色LED環呈寬度為1cm白色面光源。
在LED顯示屏中，除中央區外，所有LED環上的發光二極管均位于從中心向外間隔15度排列的放射線上。所有發光二極管組成LED(發光二極管)矩陣，由相應的橫列驅動電路驅動。
在紅、綠色LED環中，紅、綠LED的直徑均為￠3mm，點間距為4mm；在黃、藍色LED環中，黃、藍LED直徑均為￠3.75mm、點間距為4.8mm；在白色LED環中，白色LED直徑均為￠5mm、點間距為7.6mm。
圖6為其控制器一實施例電路。控制器由單片機、I/O控制卡及若干驅動電路(如74LS06)組成，I/O控制卡接在單片機的相應的輸出端口，驅動器連接到I/O控制卡的輸出，LED顯示屏的所有發光二極管組成矩陣連接到相應的驅動電路輸出，由單片機控制按設定程序使色光有序的變化，對視網膜的視錐細胞和視桿細胞進行選擇性刺激。
矩陣排列的LED(發光二極管)，模擬靜止和運動的目標刺激，將后像刺激和針對不同視錐細胞、視桿細胞分別刺激結合起來；同時在此基礎上設計程控游戲方式，進行精細目力訓練，訓練患者大腦反應、眼睛追蹤及動手能力，具有自然化、智能化、療效高的特點。
圖6中還設置了反應鍵K、計數器和計數顯示器3，用于測試判定治療的效果。控制程序切換鍵K1、K2和游戲切換鍵K3-K5均接在I/O控制卡的相應的輸入端，所述的功能鍵也可接至單片機的輸入端，通過程序判斷來選擇切換。
其工作過程如下開機后，病人距離視屏30cm，可單眼也可雙眼進行刺激。
首先，進行后像聯合運動刺激，選擇程序切換鍵，LED顯示屏中央區白色LED環中4個高亮度白色發光二極管點亮，此光源持續亮60秒，隨后熄滅，緊接其中心部的直徑2cm紅色面光源LED按一定頻率閃爍。
然后進行視細胞刺激。在中心部紅燈閃爍的同時，周圍按一定規律排列、多種顏色的發光二極管依次閃爍，模擬出放射狀或環形運動的刺激效果，分別選擇性的對紅、綠、藍錐細胞及視桿細胞進行刺激。
其中在白色LED環外側約10度視角范圍內的7個紅色、綠色LED環依次交替閃爍，用來選擇性的刺激紅、綠視錐細胞；在紅、綠色LED環外側10-15度視角范圍內的7個黃色、藍色LED環依次交替閃爍，用來選擇性的刺激藍視錐細胞；最外層約15-25度范圍內的7個白色LED環依次閃爍，選擇性的刺激視桿細胞。2分鐘后，此過程結束。按鍵可多次重復上述刺激過程。
以上刺激過程有兩種選擇鍵，可根據弱視不同程度，針對性的進行刺激。輕度弱視時選擇切換鍵K1，所有二極管條柵全部閃爍，產生間隔較窄的紅綠、黃藍、白色光柵依次閃爍的運動效果；而在中、重度弱視時，選擇切換鍵K2，則圓周狀光柵間每間隔兩條光柵閃爍，產生間隔較寬的紅綠、黃藍、白色光柵依次閃爍的運動效果。
最后選擇游戲鍵進行精細目力訓練。根據不同的視力分別通過游戲切換鍵K3-K5可選擇游戲1、游戲2和游戲3。如輕度弱視則選擇游戲1，中度弱視則選擇游戲2，重度弱視則選擇游戲3。游戲中，LED兩兩靠一定間隔貼在一起，在10個不同位置中隨機閃爍，刺激持續時間0.5秒，刺激間隔1秒。
如果某一位置中二個燈光中只有一個燈光閃爍時，患者無須按鍵；如果兩個緊貼在一起的LED同時閃爍時，則按下反應鍵K，機器會自動計數，計數器會記錄并顯示出正確反應的比率，從而家長可根據隨機位置10次實驗的正確反應率，判定治療的效果。在游戲1中，二個LED中，每燈的直徑為3mm、點間隔為4mm；同樣道理，在游戲2中，則為10個不同位置的直徑3.75mm、點間隔4.8mm緊密結合的二個LED閃爍；在游戲3中，則為10個不同位置的直徑5mm、點間隔7.6mm緊密結合的二個LED閃爍。
權利要求
1.一種動畫色光弱視治療儀，其特征在于包括機箱、置于機箱的LED顯示屏以及控制器；LED顯示屏由顯示基板、位于基板中央區中心的紅色LED、紅色LED周圍設置的高亮度白色LED環以及中央區外圍依次排列的紅/綠、黃/藍、白多種顏色的LED環組成；控制器由I/O控制卡及若干驅動電路組成，驅動器連接I/O控制卡的輸出，LED顯示屏的所有發光二極管組成矩陣，連接到相應的驅動電路輸出，由單片機控制按設定程序有序的變化色光對視網膜的視錐細胞和視桿細胞進行選擇性刺激。
2.根據權利要求1所述動畫色光弱視治療儀，其特征在于顯示基板上所有的LED設計成面光源。
3.根據權利要求1所述動畫色光弱視治療儀，其特征在于顯示基板上中央區外圍的多種顏色的LED環是這樣分布的，在高亮度白色LED環外側10度視角范圍內，設置交替排列的多個紅色、綠色LED環，用于刺激紅、綠視錐細胞；在紅、綠色LED環外側10-15度視角范圍內，設置交替排列的若干個黃色、藍色LED環，用于刺激藍視錐細胞；在黃、藍色LED環外側15-30度視角范圍內，設置多個白色LED環，用于刺激視桿細胞。
4.根據權利要求1或3所述動畫色光弱視治療儀，其特征在于在LED顯示屏中，除中央區外，所有發光二極管均位于從中心向外間隔排列的放射線上。
5.根據權利要求1所述動畫色光弱視治療儀，其特征在于LED顯示屏的顯示基板為平板狀，或球殼狀。
全文摘要
一種動畫色光弱視治療儀，包括機箱，LED顯示屏及控制器；LED顯示屏由基板、位于基板中央區中心的紅色LED、紅色LED周圍的高亮度白色LED環以及外圍依次排列的紅/綠、黃/藍、白色的LED環組成；控制器由單片機、I/O控制卡及若干驅動電路組成，顯示屏的所有LED組成矩陣連接到相應的驅動電路輸出。其針對視網膜不同視細胞的分布密度而設計，利用多顏色LED按照一定的規律排列組成LED矩陣，由單片機按設定程序有序的變化色光，將后像治療、智能化游戲精細目力訓練、選擇性刺激不同視細胞結合，臨床試驗效果明顯，使用方便，可廣泛進入醫療及家庭。
文檔編號A61F9/00GK1463687SQ02134239
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月22日 優先權日2002年6月22日
發明者顧寶文 申請人:顧寶文