一种提高裸眼视力的训练系统

摘要

一种提高裸眼视力的训练系统，采用训练眼镜设备本体作为训练的载体；训练眼镜设备本体控制电路板的主控系统内安装有基于加波尔函数理论编程的控制软件单元；控制软件单元包括计时子单元和输出子单元；输出子单元分为正三档和负三档输出，活动镜片朝向前侧端及朝向后侧端每运动一个档次改变视力的屈光度是0.25D。本发明控制软件能控制训练眼镜设备本体的活动镜片和固定镜片之间形成不同的焦距，每个档位运动在不同的时间内完成，使电机减速机构能在无极调速下工作，训练中眼部能在不同焦深范围内得到有效视物训练，使训练者的大脑具有图像处理的能力，实际裸眼视物时，在可以清楚视物焦深范围内，都能清晰视物，对训练人员的恢复提供了技术支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及视力治疗技术领域，特别是一种提高裸眼视力的训练系统。

背景技术

由于现代社会学习及工作压力等较大，患有近视、老花、弱视等视力问题的人群越来越多。目前技术中，对于视力的恢复一般采用配戴眼镜、手术、视觉功能、理疗等方法。佩戴眼镜由于只能在佩戴眼睛条件下实现视力恢复，存在治标不治本的缺点，人们不佩戴眼镜时，视力又会受到影响，因此应用存在局限性。手术虽然能从根本上提高视力，但是由于采用激光手术等治疗近视属于新兴技术，很多潜在的风险还未显露，以后会不会对视力造成影响都还未得到确定，而且手术治疗还存在手术失败、导致被手术者视力出现不可逆的风险，因此具有一定的安全隐患。视觉功能和理疗（比如按摩）针对眼内外肌的放松训练，对假性近视有效果，对真性近视效果不佳，因此应用也存在局限。

现有技术中，还出现了一种物理治疗恢复视力的训练眼镜设备，其训练机理基于模糊适应理论（后文有注解），主要结构包括眼镜本体、电机减速机构驱动纵向运动的活动镜片，两个活动镜片分别位于眼镜本体的两个固定镜片后侧端。工作时，电机减速机构在控制电路板的作用下，循环快速驱动两个活动镜片在固定镜片后侧前后运动改变焦距，活动镜片和固定镜片的最佳焦距，也就是训练者佩戴训练眼镜设备后最佳视力，在训练前已经确定（活动镜片的止点已经确定），这样训练者配套训练眼镜设备后，就能反复在最佳视力及最模糊视力（雾视状态下）两个档位下视物训练，提高大脑皮层视神经整合图像的能力，进而提升视力（实际训练中，训练眼镜设备的活动镜片到前止点或后止点两个位置后会停留一段时间，一段时间内对训练者在雾视或清晰状态下视物进行训练）。由于训练时，现有的训练眼镜设备控制电路板（实际就是循环固定输出正负两极、负正两极电源的电源输出电路）其控制电机运动的速度及到达前后止点的位置是一致的，也就是说处于定值，训练者的视力固定在雾视状态及最佳视力两个模式下训练，这种训练往往会造成训练者大脑固定思维的模式建立（训练的基准少），后续不佩戴眼镜训练设备裸眼视物时，大脑整合视神经的反应变慢，容错能力变低，导致裸眼视力无法有效得到恢复。

举例来说， 照相机在固定焦距下可以拍摄清晰的外界物空间范围。而照相机焦深则是和照相机景深相对应的像空间，也就是可以被清晰识别的像空间的距离。就人眼系统来说，焦深可以定义为视觉系统没有察觉模糊（所能容忍的）最大视网膜离焦的屈光度范围，虽然理论上只有当物体和视网膜精确共轭时才能产生清晰像，但是只要处于焦深范围内，离焦的视网膜像都能被大脑解析为同样的清晰像，因此，焦深本质上是神经和视觉系统的误差容许范围。由于现有的训练眼镜设备只能在雾视状态及最佳视力两个模式下得到训练（在最佳视物和模糊视物之间的焦深一定范围内未得到有效训练），大脑整合视神经的反应速度变慢，容错能力变低，实际裸眼视物时，在本该可以清楚视物的焦深一定范围内，无法有效清晰视物，因此会对训练人员的视力恢复带来影响。

发明内容

为了克服现有技术中采用眼镜训练设备训练恢复视力，因训练眼镜设备控制电路板其控制电机运动的速度是一致的，也就是说处于定值，只能实现训练者在雾视及清晰状态两种模式下视物训练，会导致训练者大脑固定思维的模式建立，后续不佩戴眼镜训练设备裸眼视物时，大脑整合视神经视物的容错能力变低，在本该可以清楚视物的焦深一定范围内，无法有效清晰视物，会对训练人员的视力恢复带来影响的弊端，本发明提供了在训练眼镜设备本体控制电路板的主控系统内安装有基于加波尔（Gabor）函数理论的控制软件单元，控制软件单元能根据程序控制训练眼镜设备本体的电机减速机构在0mm、2mm、4mm、8mm多个档位内驱动活动镜片活动，和固定镜片之间形成不同的焦距，完成类似于照相机勾轮廓的过程及功能，且在控制软件单元作用下，每个档位运动中能在不同的时间内完成，使电机减速机构能在类似于无极调速下工作，完成类似于照相机滤光和对比度增强的过程及功能，以及左右眼同向和相对运动训练左右眼的前焦深和后焦深，完成类似于不同方向GABOR图形训练，能将模糊景物快速傅里叶变换出GABOR图形供大脑视觉皮层处理，模糊景物在训练者大脑中既具有空间坐标也具有频率坐标，类似于多种图像处理软件的功能（勾图，滤光对比度 等）并且是动态的，能在不同眼部焦深范围内得到有效视物训练，提高大脑模糊适应能力和反应速度，容错能力变大，实际裸眼视物时，在可以清楚视物的焦深一定范围内，都能有效清晰视物，使训练者的大脑具有图像处理的能力，对训练人员的视力恢复提供了有力技术支撑的一种提高裸眼视力的训练系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种提高裸眼视力的训练系统，采用训练眼镜设备本体作为训练的载体；其特征在于所述训练眼镜设备本体控制电路板的主控系统内安装有基于加波尔函数理论编程的控制软件单元；所述控制软件单元包括计时子单元和输出子单元；所述输出子单元分为正三档和负三档输出，输出子单元正三档和负三档输出能在计时子单元计时基础上，每循环间隔一定时间输出三档正负两极及负正两极电源进入眼镜设备本体的微型伺服电机减速机构的电源输入端两端；所述伺服电机减速机构受到控制软件单元控制工作时，能先控制伺服电机减速机构驱动活动镜片分别从0mm处，朝前运动2mm、4mm、8mm三档位置，然后控制伺服电机减速机构驱动活动镜片分别从8mm处，朝后运动4mm、2mm、0mm三档位置；所述控制软件单元控制伺服电机减速机构工作时，从0mm处运动到2mm处时间为0.2秒，从2mm处运动到4mm处时间为0.1秒，从4mm处运动到8mm处时间为0.05秒；所述活动镜片朝向前侧端及朝向后侧端每运动一个档次，在视觉暂留的时间内，改变视力的屈光度是0.25D。

进一步地，所述活动镜片处于0mm位置时，是训练者佩戴眼镜设备本体调节活动镜片后，眼睛处于最佳的视物状态，也就是最佳训练视力。

进一步地，所述活动镜片处于8mm位置时，是训练者佩戴眼镜设备本体调节活动镜片后，眼睛处于模糊的视物状态，也就是较差训练视力。

进一步地，所述控制软件单元的输出子单元在计时子单元作用下，能输出不同占空比的电源信号、不同电压的电源进入伺服电机减速机构的电源输入端，达到伺服电机减速机构无极调速的目的。

本发明有益效果是：本发明基于变焦眼镜能对大脑视觉神经产生冲动的影响，提高大脑识别图像信息的能力为基础，在训练眼镜设备本体控制电路板的主控系统（微型处理器）内安装有基于加波尔（Gabor）函数理论的控制软件单元，控制软件单元能根据程序、控制训练眼镜设备本体的电机减速机构在0mm、2mm、4mm、8mm多个档位内驱动活动镜片进行变速运动，和固定镜片之间形成不同的焦距，完成类似于照相机勾轮廓的过程及功能，且在控制软件单元作用下，每个档位运动中，能在不同的时间内完成，使电机减速机构能在类似于无极调速下工作，完成类似于照相机滤光和对比度增强的过程及功能，进而训练者训练中能在不同焦深范围内得到有效视物训练，大脑最高容错能力平均可达5D左右，提高了大脑整合视神经的反应速度，容错能力变大，实际裸眼视物时，在可以清楚视物的焦深一定范围内，都能有效清晰视物，对训练人员的视力恢复提供了有力技术支撑。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

图1是使本发明架构框图示意。

具体实施方式

图1所示，一种提高裸眼视力的训练系统，采用训练眼镜设备本体作为训练的载体，训练眼镜设备本体具有微型伺服电机减速机构驱动纵向运动的活动镜片，两个活动镜片分别位于眼镜设备本体的两个固定镜片后侧端，训练眼镜设备本体配套的锂电池、控制电路板分别位于训练眼镜设备本体的镜腿后左右两侧；所述训练眼镜设备本体控制电路板的主控系统内安装有基于加波尔函数理论编程的控制软件单元；所述控制软件单元包括计时子单元和输出子单元；所述输出子单元分为正三档和负三档输出，输出子单元正三档和负三档输出能在计时子单元计时基础上，每循环间隔一定时间输出三档正负两极及负正两极电源进入眼镜设备本体的微型伺服电机减速机构的电源输入端两端；所述伺服电机减速机构受到控制软件单元控制工作时，能先控制伺服电机减速机构驱动活动镜片分别从0mm处（最佳训练视力距离），朝前运动2mm、4mm、8mm三档位置（视力由最佳到模糊），然后控制伺服电机减速机构驱动活动镜片分别从8mm处，朝后运动4mm、2mm、0mm三档位置（视力由模糊到最佳；所述控制软件单元控制伺服电机减速机构工作时，从0mm处运动到2mm处时间为0.2秒，从2mm处运动到4mm处时间为0.1秒，从4mm处运动到8mm处时间为0.05秒；所述活动镜片朝向前侧端及朝向后侧端每运动一个档次，在视觉暂留的时间内，改变视力的屈光度是0.25D。

图1所示，活动镜片处于0mm位置时，是训练者佩戴眼镜设备本体调节活动镜片后，眼睛处于最佳的视物状态，也就是最佳训练视力。活动镜片处于8mm位置时，是训练者佩戴眼镜设备本体调节活动镜片后，眼睛处于模糊的视物状态，也就是较差训练视力。控制软件单元的输出子单元在计时子单元作用下，能输出不同占空比的电源信号、不同电压的电源进入伺服电机减速机构的电源输入端，达到伺服电机减速机构无极调速的目的。训练眼镜设备本体训练恢复人员的视力时，每天可以训练二至三次左右，每次只训练半小时左右，每两次之间间隔一小时以上左右，七天为一个训练过程，加上巩固过程，总时间需要3个月左右。

图1所示，本发明其他佩戴训练眼镜设备本体训练视力的佩戴方法和现有训练眼镜基本一致。本发明基于变焦眼镜能对大脑视觉神经产生冲动的影响，提高大脑识别图像信息的能力（模糊适应）为基础，独创在训练眼镜设备本体控制电路板的主控系统内安装有基于加波尔（Gabor）函数理论的控制软件单元，控制软件单元能根据程序控制训练眼镜设备本体的电机减速机构在0mm、2mm.、4mm.、mm多个档位内驱动活动镜片进行变速运动，和固定镜片之间形成不同的焦距，完成类似于照相机勾轮廓的过程及功能。活动镜片每一步进所改变的屈光度为0.25D，并且在0.2秒内完成，其中A档运动时间为0.2秒（活动镜片0mm处运动到2mm时），B档运动时间为0.1秒（活动镜片2mm处运动到4mm时），C档运动时间为0.05秒（活动镜片4mm处运动到8mm时），使电机减速机构能工作在无极调速下工作，完成类似于照相机滤光和对比度增强的过程及功能。每一个步骤活动镜片位移和固定镜片形成的焦距能形成四个维度变化，即在大脑内形成不同的视物图像，分别是0mm间距下最佳视物图像、2mm.间距下较为清晰图像、4mm间距下较模糊图像、8mm间距下模糊图像，这样每个步进大脑视网膜形成清晰图像后，在0.2秒内，能完成0.25D的变焦，此时大脑视觉皮层反映还停留在0.2秒内之前清晰图形上，0.2秒内的时间已经形成模糊图像，大脑识别还是清晰图形，由此提升了大脑0.25D的容错能力，以此类推，当下一个0.2秒内时间来临，变焦范围改为0.5D，即大脑的容错能力改进为0.5D，或者说景深加大了0.5D，这样，训练中的大脑最高容错能力平均为5D左右（也就是在视觉暂留的时间内，让大脑神经学会上述四种情况下眼部视物后分别处理图像的功能，训练的维度更为广泛），提高了大脑模糊适应能力和反应速度，容错能力变大。多次训练后，后续实际裸眼视物时，在可以清楚视物的焦深一定范围内，眼部都能有效清晰视物，对训练人员的视力恢复提供了有力技术支撑。克服了现有技术中采用眼镜训练设备训练恢复视力，因训练眼镜设备控制电路其控制电机减速机构运动的速度是一致的，也就是说处于定值，只能实现在雾视及清晰状态下两种模式下视物训练，会导致训练者大脑固定思维的模式建立，后续不佩戴眼镜训练设备裸眼视物时，大脑整合视神经视物的容错能力变低，在本该可以清楚视物的焦深一定范围内，无法有效清晰视物，会对训练人员的视力恢复带来影响的弊端。

关于模糊适应理论的现有知识解释如下。人的视力是指分辨细小的或遥远的物体及细微部分的能力，眼识别远方物体或目标的能力称为远视力，识别近处细小对象或目标的能力称为近视力。在健康检查时，主要是检查远视力。在一定条件下，眼睛能分辨的物体越小，视觉的敏锐度越大，视力的基本特征在于辨别两点之间距离的大小。视力可分为静视力、动态视力和夜间视力。静视力是指人和观察对象都处于静止状态下检测的视力，动态视力是指眼睛在观察移动目标时，捕获影像、分解、感知移动目标影像的能力。在高速环境下行车，人体的生理状态也会有所改变，具体体现在，眼睛的动态视力降低。眼睛具有多种不同层次、不同作用的视觉功能，它们都与大脑视觉系统存在着一定程度的联系。眼睛是属于大脑体系的一个固有组成部分，眼睛或者眼球组织仅仅是大脑与外界联系的重要通道。眼球活动全部受制于大脑，眼球组织的视觉活动、视觉功能是为满足大脑视觉需求而服务的。事实上，与大脑视觉系统支配互动关联度越大的视觉功能其重要性越大。此外，就是大脑视觉系统、眼球器官组织与视功能状态协调性问题，大多数时候它们也是相互影响，互为因果的。视力的形成主要有两部分组成眼睛和大脑。根据视觉功能的形成原理，模糊理论主要关注的是大脑视觉系统。模糊适应就是大脑视觉知觉训练，旨在提高大脑的图像识别能力，又叫提高模糊识别能力。与传统的视力训练不同的地方是他们不进行眼睛肌肉和双眼统合能力的训练。这类训练侧重于大脑高级中枢的整合和代偿，激发大脑皮层力量,唤醒大脑代偿效果，使训练人员提高视力.比如双眼同时视及立体视觉训练对单眼弱视尤其是顽固性弱视有明显帮助，说明大脑皮层高级中枢对视力的辨识也有积极作用.视力是一个非常主观的测量结果，不仅和眼睛的屈光状态（近视、远视、散光）有关，还和其他很多因素有关,主要是大脑的学习分析的作用。其中模糊适应就是大脑学习分析眼部视物的过程,可以明显影响视力结果。

本发明还可扩展使用，在手机内安装能接收训练眼镜设备本体观察到的景物APP，手机APP和训练眼镜设备本体控制软件单元实现信息交互。应用中，手机APP在训练者佩戴眼镜经训练眼镜设备本体观察景物时，手机界面显示景物，当训练者没有观察景物时（没有观察景物就是活动镜片动作中），手机显示界面显示控制软件单元输出的基于加波尔（Gabor）函数理论不同占空比电源信号（矩形方波），训练者观看手机的矩形方波显示界面。上述的有益之处就是从两个维度，一个是空域的维度（景物），一个是频率的维度（手机界面矩形方波）去描述模糊图片在大脑中的形成过程；比如说矩形方波的频率维度，它的波形在软件控制作用下不断的变化，然后空域的取景维度变化是活动镜片的前后间距变化来控制的，这样能让大脑逐步的一步一步的得到训练；而不是像现有普通的变焦眼镜一样，一次性模糊到清楚视物到位，造成训练者大脑固定思维的模式建立，后续不佩戴眼镜训练设备裸眼视物时，大脑整合视神经的反应变慢，容错能力变低，导致裸眼视力无法有效得到恢复。本申请通过上述相当于完成勾轮廓、滤光、对比度增强、看波形等多步骤，提高了大脑模糊适应能力和反应速度，容错能力变大，对训练人员的视力恢复提供了有力技术支撑。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。