一种基于虚拟现实的多功能便携式眼震视图仪的制作方法

本发明涉及眼震视图仪，特别涉及一种基于虚拟现实的多功能便携式眼震视图仪。

背景技术：

1、眼震视图仪是一种用于检测和分析眼球运动的设备，是区分外周及中枢性眩晕的基础检查设备，是平衡检查中最关键的一个环节，其广泛应用于耳鼻喉科、神经内科、康复科、老年科、眩晕诊疗中心等领域，传统的眼震视图仪由于其体积和占地面积大、操作复杂、价格昂贵、受使用环境的限制等缺点，限制了其在临床和科研中的广泛应用。为了解决这些问题，市场上出现了各类便携式眼震视图检查装置，但受技术和检查原理的限制这些便携式眼震视图检查装置或多或少都存在一些不足，其不足之处主要集中在以下几点：

2、1、检查功能单一，如只能在暗视环境下对自发性眼震进行检查或单一针对bppv症状的辅助检查，而真正意义上的眼震视图检查仪的常规检查功能包含8个试验：自发性眼震试验、凝视试验、平稳跟踪试验、扫视试验、视动性眼震试验、动态位置试验、静态位置试验及温度试验；2、无定标校准功能，即在检查前不能对受试者进行定标校准，这将在一定程度上影响软件对眼震的识别率及眼震的真实性；3、无内置视靶或内置视靶距受试者眼睛的距离达不到检查要求，且不可调节；4、非全视野刺激，内置视靶刺激范围有限，影响定标的准确性及对眼震的诱发，全视野刺激可使受试者的视角打开更大，无视觉盲区，直接刺激受试者的整个视网膜，更易诱发眼震；5、摄像机采样率低，摄像机的焦距和角度不可调节；且摄像机为非分离式不可取下更换，这将增加维修的时间成本；6、无配套电子耳镜，眼震视图的温度试验检查前先对患者外耳道及中耳的情况进行检查，，且需将检查结果自动保存至患者眼震视图检查的电子病历下，以便后续复诊；7、不能直接在仪器上分析测试结果，需要将仪器采集的眼震视频拷贝到另外的电脑工作站上进行分析，这将增加医生检查的时间；8、分析的眼震参数不全面，常规眼震参数的分析包括：强度、方向、数量、频率和持续时间等；9、仪器本身重量较大，增加受试者佩戴的不适性，在做位置试验时需要患者佩戴仪器做垂头、转颈等动作，仪器易在自身重量的作用下发生偏移，导致采集的数据不真实。10、头部固定带不能便捷的取下和佩戴，不能进行松紧度调节且易松弛。

3、为此提出一种基于虚拟现实的多功能便携式眼震视图仪。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供了一种基于虚拟现实的多功能便携式眼震视图仪。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

3、一种基于虚拟现实的多功能便携式眼震视图仪，包括：

4、壳体，其后侧为佩戴端，前侧为视野端；

5、可调节式头箍，与壳体的佩戴端可拆卸的连接；

6、两个耳镜，分别设置在可调节式头箍两侧；

7、两个二色向镜，竖直且可转动的设置在壳体内；

8、两个摄像机总成，分别设置在壳体两侧，其摄像头角度可调的设置在壳体内，且与二色向镜相对应；

9、与眼球距离可调整的视靶总成，设置在壳体的视野端的视窗上；

10、外显交互设备，设置在视靶总成的外侧；

11、其中，耳镜、摄像机总成和视靶总成分别与外显交互设备的对应端子连接。

12、所述可调节式头箍包括：

13、底座，其后侧设置有凹槽，凹槽上扣盖有限位背板；

14、轴心柱，垂直设置在凹槽内，其上依次安装复位弹簧和齿轮轴；

15、调节旋钮，设置在限位背板外壁上，其主轴穿过限位背板薄壁与齿轮轴相互连接；

16、左止滑头带，其一端为调节端，另一端为连接端，调节端上设置有调节方孔，调节方孔下侧侧壁上设置有下齿条；

17、右止滑头带，其一端为调节端，另一端为连接端，调节端上也设置有调节方孔，调节方孔上侧侧壁上设置上齿条；

18、其中，左止滑头带和右止滑头带的调节端相互搭接之后设置在凹槽内，且上齿条和下齿条分别啮合在齿轮轴的外壁齿轮环上，使得齿轮轴转动时，能够将左止滑头带和右止滑头带推动；

19、其中，左止滑头带和右止滑头带的连接端均通过可调节且拆卸的卡扣与壳体两侧连接。

20、所述底座前侧设置有底座缓冲棉；所述二色向镜底部设置二色向镜转轴座，二色向镜转轴座设置在转轴座底座上，转轴座底座设置在壳体内；壳体的佩戴端上设置有贴合面罩。

21、所述左止滑头带和右止滑头带的调节端上均设置有两个滑动条孔，两个滑动条孔分别与底座后侧侧壁上的左上限位销和右下限位销对应套装。

22、所述卡扣包括：

23、连接板，前端铰接在壳体外壁上；

24、卡板，其上下两侧分别设置有卡槽，卡板通过卡槽与连接板相互插接；

25、其中，连接板和卡板上均设置有安装条孔，并通过螺栓相互连接。

26、本发明还包括：

27、电池，设置在底座内的电池仓内，且电池仓的进口设置在底座底部；

28、电池仓底部盖板，卡扣在电池仓的进口上；

29、上头带，设置在底座上部，其一端插接在底座顶部的插接口上，另一端通过上头带固定条与壳体相互固定；

30、其中，上头带内设置有导线，导线一端与电池连接，另一端分别与耳镜、摄像机总成和视靶总成分别和外显交互设备的用电部分连接。

31、所述耳镜包括：

32、主镜腔壳体；

33、第一透光罩和第二透光罩，分别设置在主镜腔壳体两侧的安装孔上；

34、放大镜，设置在主镜腔壳体前端的安装孔上；

35、led灯环，设置在主镜腔壳体后端的安装孔上，且其上均匀分布有若干个led照明灯；

36、入耳锥形头壳体，配合安装在主镜腔壳体后端上；

37、灯控开关，设置在入耳锥形头壳体的侧壁上，并串接在led照明灯的供电电路上；

38、遮光堵塞，设置在入耳锥形头壳体的侧壁上的避空孔上；

39、轨道摄像头，设置在入耳锥形头壳体内；

40、手拨滚轮a，设置在入耳锥形头壳体的侧壁上的安装孔上，并与轨道摄像头上竖直设置的齿条相互啮合，使得在转动手拨滚轮a时，能够带动轨道摄像头上下移动；

41、可弯曲线缆，一端分别与轨道摄像头的信号输出端和供电电路连接，另一端与外显交互设备和电池连接。

42、所述摄像机总成包括：

43、外壳a，其外壁的三个丝牙孔上分别设置有焦距调节旋钮、水平方向角度调节旋钮和垂直方向角度调节旋钮；

44、支撑架，设置在外壳a内；

45、支撑台，设置在支撑架上，其上的圆柱体凸杆插在支撑架中心处的圆孔上；

46、摄像机模组主板，卡接在支撑台上；

47、模组主板底座，插接在摄像机模组主板上；

48、滤光片，设置在模组主板底座上的中心孔上；

49、镜头底座，插接在模组主板底座上，且其上的内防尘防光圈装配至模组主板底座中心的外防尘防光圈内，同时，镜头底座两端与支撑架两端相互连接；

50、led灯电路板，一侧与镜头底座相对应，另一侧通过调节弹簧顶压在外壳b的中心孔上，其上的排线端子与摄像机模组主板的排线连接，其中，外壳b与外壳a相互扣合形成一个盒体；

51、镜头，设置在外壳b的中心孔上，并依次穿过外壳b的中心孔、调节弹簧和led灯电路板的中心孔后，螺纹安装在镜头底座上；

52、红外补光灯a、红外补光灯b和固视抑制灯，设置在外壳b的外壁上，其分别与led灯电路板连接；

53、排线，一端穿过外壳b与摄像机模组主板连接，另一端分别与外显交互设备和电池连接；

54、其中，焦距调节旋钮、水平方向角度调节旋钮和垂直方向角度调节旋钮上均设置有限位卡簧；焦距调节旋钮穿过支撑架中心处的圆孔，顶在支撑台的圆柱体凸杆上的对应锥形弧槽内；水平方向角度调节旋钮末端顶在支撑架的水平方向边缘处；垂直方向角度调节旋钮末端顶在支撑架的垂直方向边缘处。

55、所述视靶总成包括：

56、显示模组，其内侧可转动的设置第一推力凸轮；

57、镜片组a和镜片组b，设置在显示模组内侧的视景窗上，并分别位于第一推力凸轮两侧，同时，其上分别安装有测距传感器a和测距传感器b，且测距传感器a和测距传感器b的信号输出端与外显交互设备连接；

58、手拨滚轮b，通过阻尼垫和滚轮定位螺丝，可转动的安装在壳体的视野端侧壁上；

59、从动齿轮，可转动的安装在壳体的视野端侧壁上，并与手拨滚轮b上的齿牙相互啮合；

60、第二推力凸轮，安装在从动齿轮中心处，从动齿轮转动时能够带动第二推力凸轮一起转动；

61、其中，显示模组内侧与壳体的视野端相对应，显示模组两侧分别通过模组限位螺丝a和模组限位螺丝b以及分别套装在模组限位螺丝a和模组限位螺丝b上的模组伸缩弹簧a和模组伸缩弹簧b，与壳体的视野端上的两个高台螺母柱上，此时，第一推力凸轮与第二推力凸轮相互对应接触。

62、所述外显交互设备包括：

63、外壳体，与壳体相互扣合形成一个盒体；

64、整机主控板，设置在外壳体内；

65、柔性屏翻转支架，可翻转的设置在外壳体前侧侧壁上；

66、柔性屏，设置在柔性屏翻转支架上，其通过信号线缆与整机主控板连接；

67、其中，外壳体的外壁上设置有喇叭、音量键、开机电源指示灯导光柱、开关键和充电指示灯导光柱，且均与整机主控板连接。

68、本发明的有益效果是：

69、1、在便携式眼震视图仪上设计了视靶，并使用虚拟现实技术实现在便携式眼震视图仪上视靶的全视野刺激；

70、2、视靶距受试者眼睛的物理距离可量化调节，且可根据物理距离的变化实时同步计算出虚像等效距离，并提供理想状态下模拟计算的视靶到受检者眼睛物理距离对应虚像等效距离的标准数值，用以对所调节的距离数值进行校对和验证，以防因仪器佩戴不正确或其他主客观原因造成的较大误差，确保视靶到受试者眼睛之间的距离达到眼震视图检查要求的范围；

71、2、在便携式眼震视图仪上实现摄像采集装置焦距和角度的可调节、可拆卸；

72、3、在便携式眼震视图仪上可实现传统眼震视图仪的常规检查功能；

73、4、配备了双工作模式电子耳镜，可直接在电子耳镜上通过放大镜查看耳道和鼓膜，也可使用摄像头采集耳道图像在仪器屏幕上查看；

74、5、可直接在仪器上分析眼震视图的测试结果，无需将采集的眼震视频图像拷贝或传输到电脑工作站上分析，且能全面分析眼震的强度、方向、数量、频率和持续时间等常规眼震参数进对于测试项目的特殊眼震参数；

75、6、仪器将电池后置安装，通过上头带隐藏导线与主控板连接，可增加整机重量分布的平衡性，提高受试者佩戴的舒适感；将主显示屏使用柔性屏贴合翻转支架使用，可减轻整机重量，且翻转屏幕可方便医生查看；

76、7、本发明的头部固定带装置解决了在进行眼震视图检查时患者佩戴便携式眼震视图仪紧固性和舒适性的问题，该装置可方便快捷的对便携式眼震视图仪进行佩戴、松紧度调节、取下及定位，操作简单，可方便医护人员的操作，节省检查时间，且在取下时不会拉拽患者头发；该装置底座面积大，配备有底座缓冲棉可降低头部压迫感、提高佩戴人员舒适感，本装置与便携式眼震视图仪的连接方式为卡扣抽拉式，安装、拆卸都很方便，可广泛适用于同类产品。

77、8、本发明的视频采集部分可有效解决在进行眼震视图检查时视频采集装置的焦距或角度有一个不能进行调节、或视频采集装置的焦距和角度都不能进行调节的问题；其工作原理为：将整个摄像头模组与镜头设计成一个整体，在前端安装调节弹簧，在后端安装调节旋钮，调节旋钮的调节使前端弹簧发生收缩、扩张、回弹，以此来实现摄像机整体的垂直前进、后退（焦距调节）及单侧前进、后退（角度调节），进而实现摄像机（视频采集装置）的焦距调节和角度调节。本发明的视频采集装置可实现在进行摄像机的焦距或角度调节时红外补光灯和固视抑制灯的位置保持恒定，即红外补光灯和固视抑制灯不随摄像机焦距或角度调节而变动，这样可确保固视抑制灯的光点始终位于患者视野的正前方，可对需要固视抑制的眼震真正起到固视抑制的效果；此外红外补光灯的位置恒定，可确保在暗视环境下照亮患者眼部位置的固定区域，此固定区域为软件识别患者眼部的最佳区域，亦是医生观察患者眼球运动的最佳区域，可确保摄像机采集、记录的眼震清晰、真实；本发明的视频采集装置可方便、快捷的对视频采集装置进行焦距和角度的调节，在视频采集装置外壳的显眼位置设计有焦距调节旋钮、垂直方向角度调节旋钮和水平方向角度调节旋钮，只需轻轻转动旋钮即可实现对焦距或角度的调节，调节的效果可同步实时呈现在摄像机连接的显示屏上，且在整个调节过程中患者全程无感，不会接触患者身体，亦不用反复多次取戴眼震视图仪或遮光板（罩），不会对患者造成紧张感或焦虑。

78、9、本发明的视靶部分解决了便携式眼震试图仪视靶不能实现全视野刺激和视靶距受试者眼睛距离近、达不到规定距离范围的问题，利用虚拟现实技术使用虚拟视靶代替传统视靶，在实现全视野刺激的同时，使虚像等效距离达到眼震视图检查规定的距离要求，实现了在便携式眼震视图仪内部狭小的空间内视靶可全视野刺激及视靶距离受试者眼睛的距离达到规定范围的要求，使视靶定标校准和所呈现的刺激内容对受试者有效、可信，也在很大程度上提高了眼震视图检查的便利性和快捷性；同时解决了便携式眼震视图仪视靶位置固定不可调节的问题，利用滚轮联联动装置、凸轮双向螺旋推角及高台螺母柱和伸缩弹簧组成复合联动装置，可手动量化调节显示模组（视靶）水平前后移动，并利用阻尼原理对调节后的距离进行限位，可有效解决在近眼显示中受受检者头型、额头宽窄、面部扁平度、眼部凹凸程度及便携式眼震视图仪的佩戴等因素的影响而导致的视靶到眼睛虚拟距离变化幅度较大的问题；本发明的视靶部分在显示模组视景窗的镜片组上设计有测距传感器，可测量视靶总成3到眼睛的距离，可实时显示视靶距眼睛的物理距离和经系统换算的虚像等效距离，当调节视靶总成3移动后，显示的物理距离数值和虚像等效距离数值也会实时发生对应变动；并且本发明设计了理想状态下模拟计算的物理距离对应虚像等效距离的标准数值作为参考，用以对所调节的距离数值进行校对和验证，因为在实际使用过程中受仪器佩戴等因素的影响，可能会发生使用者所调节的距离数值与正确佩戴所调节的真实距离有偏差的情况，当偏差在合理范围内时可被认为是有效数值，当偏差较大时，则应当考虑便携式眼震试图仪没有佩戴好或发生故障这类情况，此设计可确保在用便携式眼震视图仪进行检查时视靶到受试者眼睛的距离真实有效，可在很大程度上避免因人为佩戴或其他客观原因造成的视靶到受试者眼睛距离的不合理偏差，可提高检查结果的准确性和可信度。视靶的水平距离调节采用双螺旋推角控制视靶的前进和后退，两个螺旋推角之间的接触面积大，受力面积大，且始终处于螺旋联动状态，可保证视靶在移动过程中的稳定性。

79、10、本发明的双工作模式电子耳镜部分解决了在眼震视图检查中针对传统的电子耳镜和视频电子耳镜的优点，不能将二者兼容使用的问题，在便携式眼震视图仪上设计一款兼容硬件和软件的双工作模式电子耳镜，可在传统电子耳镜和视频电子耳镜二者间快速切换；其使用弧形轨道和滚轮、推杆联动的原理将视频电子耳镜的摄像头部分推出和收回，使用者只需拨动壳体外部的滚轮即可实现此操作，方便快捷。其将镜腔部分和入耳锥形头部分使用金手指针脚和接触孔进行电路和信号的导通、连接，在狭小空间内省去排线，使整个结构简单、实用性强；并且将入耳锥形头部分采用分体式设计，方便视频电子耳镜摄像头部分的装配及检修；其在传统电子耳镜部分设计有照明灯、对向透光罩、顶部有放大镜，在防止灰尘进入的同时可在很大程度上提高观察的清晰度；其传统电子耳镜部分设的照明灯安装在一体化灯环上，方便更换及调整照射角度，且为照明灯设计有控制开关，在不用时或用完后可关闭照明灯，节省主机电量；视频电子耳镜部分可将采集的外耳道和鼓膜的视频实时传输至仪器主机，并在柔性屏13上实时显示鼓膜和外耳道视频图像，且可在柔性屏13上操控摄像头对外耳道或鼓膜拍照或录制视频，系统会自动将拍摄的照片或录制的视频保存至当前测试患者的id下。

80、11、本发明在便携式眼震视图仪上可实现传统眼震视图仪的常规检查功能，可直接在仪器上分析眼震视图的测试结果，无需将采集的眼震视频图像拷贝或传输到电脑工作站上分析，且能全面分析眼震的强度、方向、数量、频率和持续时间等常规眼震参数及对于测试项目的特殊眼震参数；本发明将仪器将电池后置安装，通过上头带隐藏导线与主控板连接，可增加整机重量分布的平衡性，提高受试者佩戴的舒适感；并且将主显示屏使用柔性屏贴合翻转支架使用，可减轻整机重量，且翻转屏幕可方便医生从合适的角度查看。