專利名稱：一種便攜式視力檢測儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種便攜式視力檢測儀，屬于檢測儀器及設備技術領域。
背景技術：
目前使用的很多視力檢測儀器體積大、攜帶不便，且需要外接220v電源，因此使用地點受限；同時在檢測過程中還需要使用者人工指示視標，長時間工作容易疲勞。本發(fā)明旨在尊重檢測者習慣的前提下，采用新技術對傳統(tǒng)視力檢測儀進行改進

發(fā)明內容
1、目的本發(fā)明的目的是提供一種便攜式視力檢測儀，它克服了現(xiàn)有技術的不足， 是一種結構新穎、操作方便、小巧玲瓏的便攜式視力檢測儀。2、技術方案本發(fā)明一種便攜式視力檢測儀，它包括小型單片機控制電路以及檢測輔助部件兩部分。其兩者之間的關系是小型單片機控制電路負責控制和顯示視標，檢測輔助部件負責小型單片機控制電路中的主控板、液晶顯示屏、視標控制器等件的固定和支撐，小型單片機控制電路安裝在檢測輔助部件中的前后殼體內。所述小型單片機控制電路是由主控板、液晶顯示屏、視標控制器電路組成。其信號走向是主控板上的單片機，通過查詢I/O 口獲取檢測輔助部件中的視標控制器信息，然后根據(jù)I/O 口讀取的控制信息，在液晶顯示屏上作出相應的顯示或者響應檢測輔助部件中的視標控制器傳來的復位等信息。該主控板主要由5V電源、單片機，復位電路、時鐘脈沖電路組成，它們之間的位置連接關系是單片機的電源引腳接5V電池供電，單片機的復位引腳與檢測輔助部件中的視標控制器的復位鍵引出的信號線連接，當該視標控制器的復位鍵按下，給予單片機的
引腳超過1. 5us的低電平，單片機產(chǎn)生復位動作；單片機的XTALl和XTAL2引腳連接石英振蕩晶體即構成時鐘脈沖電路。其中單片機型號為Atmega8，DIP封裝，有28個引腳。該復位電路由5V電源、電容C、電阻R、復位按鍵jlO構成，它們之間的位置連接關系是復位按鍵jlO與電容C并聯(lián)，再與電阻R串聯(lián)，由5V電源供電，引出線與單片機引腳連接，如圖6中所示；該時鐘脈沖電路由市購的石英振蕩晶體J、電容C1、C2構成，電容 Cl、C2的一端連接在一起后接地，另一端分別與石英振蕩晶體J的兩端連接后接至單片機的XTALl和XTAL2引腳。如圖7所示。該液晶顯示屏是三星公司產(chǎn)品，它直接集成IXD驅動控制芯片，屏幕尺寸能保證顯示所有尺寸視標；其屏幕亮度范圍80-320cd/m2，符合視力檢測規(guī)定范圍；屏幕供電電壓低，采用5伏電池供電。該視標控制器電路是由電源和按鍵開關組成，它們的輸出線1-5與單片機的 PC0-PC3、RESET引腳連接，見圖6所示。該電源即是系統(tǒng)5V電源，放置在檢測輔助部件中的前后殼體內；該按鍵開關從jio到jl4分別為復位、最大視標、上一視標、下一視標、切換視標(同一視標大小下?lián)Q開口方向)五個，它們安裝在檢測輔助部件中的視標控制器上，是按要求選用的市購產(chǎn)品。所述檢測 輔助部件，主要包括觀察鏡1、前殼體2、檢測筆3、視標控制器4、液晶屏安裝件5、主控板安裝件7、后殼體8、與視標控制器的接口 9、視標控制器上與單片機控制電路的接口 10和視標控制器與小型單片機控制電路間連接的信號線11。它們之間的位置連接關系是觀察鏡1與前殼體2鉸接，可以打開和關閉；檢測筆3放在前殼體2的凹槽中， 檢測時取出來用；視標控制器4也放在前殼體2的凹槽中，檢測時拿出，將視標控制器上與單片機控制電路的接口 10插在后殼體8上的與視標控制器的接口 9中，這樣視標控制器與小型單片機控制電路就通過信號線11建立了信號連接；液晶屏安裝件5和主控板安裝件7 安裝在前殼體2和后殼體8的空腔中，兩者之間通過螺栓連接成一個整體，將小型單片機控制電路中的液晶顯示屏6嵌在兩者之間的空間中；小型單片機控制電路中的主控板14安裝在主控板安裝件7中。該觀察鏡1是普通平面鏡，通過光線的反射可以使得坐在側面的檢測者看到鏡中被檢測者的手勢，它鉸接在前殼體2上；該前、后殼體2、8是塑料盒式零件，容納和安裝檢測筆3、視標控制器4、液晶屏安裝件5、主控板安裝件7等零部件；該檢測筆3是筆式結構，它是自制；該視標控制器4是由視標控制器殼體12、按鍵13、視標控制器上與單片機控制電路的接口 10以及信號線11組成；其間關系是該按鍵13安裝在殼體右前端，該視標控制器上與單片機控制電路的接口 10以及信號線11穿過殼體頂端，設置在外，外形如圖3所示， 與按鍵13連接的信號線11的內芯有五根，內芯1-5的關系如圖6所示，信號線11的內芯 1-5封裝在一起成為單片機控制電路的接口 10。該視標控制器殼體12是開有孔的長方體工程塑料殼；該按鍵13是兩個小圓柱形及3個小長方體，按下按鍵時，相應I/O 口的輸入從高電平跳變成低電平，小型單片機控制電路從輸入口讀取控制信息，根據(jù)控制信息對液晶顯示屏的顯示進行控制；該信號線11即普通電線。該視標控制器4使用時在使用者手里， 不用的時候它放在前殼體2的凹槽中，觀察鏡1旋轉閉合，整個儀器成為一個整體，方便攜
市ο該液晶屏安裝件5是中間開有矩形孔的長方體件，它是一個塑料板，它與主控板安裝件7通過螺栓連接在一起時，從而液晶顯示屏夾在二者之間；該主控板安裝件7是長方體件，也是液晶顯示屏安裝的重要組成部分，其構造如圖5中所示，它由主控板安裝件的前殼體71與主控板安裝件的后殼體72組成，液晶顯示屏 6放在該前殼體2的沉槽中。主控板安裝件的后殼體72形狀如圖5中所示，有四個凸起可以卡住主控板14，主控板安裝件的前、后殼體71、72用螺栓連接在一起，主控板14就固定在其主控板安裝件的前、后殼體71、72中的空腔中，它可直接與液晶顯示屏6通過SPI插槽連線，其與視標控制器4的連線從主控板安裝件的后殼體72中的方孔伸出，連接到與視標控制器的接口 9處，與視標控制器的接口 9處是一個5根線的連接插口，該與視標控制器的接口 9的位置在后殼體8的右下側，它是五根線的連接插口 ；該視標控制器上與單片機控制電路的接口 10的是一個五根線封裝在一起的接口，它與與視標控制器的接口 9用信號線11連接。其中，該液晶顯示屏是1.8〃 TFT-IXD，其型號為LTV180WQ-F02，其外形尺寸是42. 75mmX37. 16mmX2. 86mm ；其中，該前、后殼體的外形尺寸是120mm(長)X60mm(寬)X150mm(高)；其中，該檢測筆的外形尺寸為Φ IOX 150mm;
其中，該液晶屏安裝件5的外形尺寸是75mm(長)X45mm(寬)，厚度為3mm，中間孔尺寸為40mm(長)X35mm(寬)，四角有四個通孔；其中，該主控板安裝件的前殼體71的外形尺寸為 75mm(長)X45mm(寬)X 15mm(高)，殼的厚度為5mm，該前殼體中間開有 40mm (長)X35mm(寬)的孔，孔邊緣有沉槽，尺寸為42· 8mm (長)X 3L 2mm (寬)，深3mm。 主控板安裝件的后殼體72的外形尺寸為75mm(長)X45mm(寬)X3mm(厚)。本發(fā)明的工作流程如下使用時，擺好本視力檢測儀，保證儀器所在位置的高度與被測者的眼睛高度一致， 將觀察鏡旋轉打開，使得它能夠將被測者的手勢反射到檢測者眼中。使用者手握視標控制器，開啟儀器電源，然后通過視標控制器顯示最大視標；若被檢測者測量通過，可按切換按鈕顯示下一視標，如果被測者在一個大小的視標上判斷不確定，則通過切換視標按鈕顯示另一個同樣大小的視標，但開口方向改變。一位測試者測試結束后，可按下最大視標按鈕， 重新顯示最大視標，繼續(xù)進行測試。判斷被檢測者是否散光時，可使用檢測棒按照標準檢測方法進行。3、本發(fā)明的有益效果是提供了一種輕小簡便的視力檢測儀器，它質量輕，體積小，便于攜帶和操作使用， 在尊重檢測者習慣的基礎上對原有的攜帶式視力檢測儀器進行改進。該儀器仍然采用標準視力表的設計標準，視標尺寸與方向由小型單片機自動選擇并由液晶屏顯示。液晶屏在光強方面滿足視力檢測標準，可用來測視力數(shù)，儀器攜帶的散光檢測筆可以用來判斷散光。


圖1是本發(fā)明的立體示意圖；圖2是本發(fā)明的構造示意圖；圖3是視標控制器的示意圖；圖4是視標控制器與主控板接線的放大圖；圖5是IXD及主控板安裝示意圖；圖6是視標控制器電路的原理圖；圖7是單片機的時鐘脈沖電路圖。圖中符號說明如下1-觀察鏡；2-前殼體；3-檢測筆；4-視標控制器；5-液晶屏安裝件；6_液晶顯示屏；7-主控板安裝件；8-后殼體；9-與視標控制器的接口 ； 10-視標控制器上與單片機控制電路的接口 ；11-信號線；12-視標控制器殼體；13-按鍵；14-主控板；71-主控板安裝件的前殼體；72-主控板安裝件的后殼體；VC-5V電源；GND-接地；R-電阻；jl0_jl4_按鍵；C、 CUC2-電容J-石英振蕩晶體。
具體實施方式
見圖1、圖2，本發(fā)明一種便攜式視力檢測儀，它包括小型單片機控制電路以及輔助部件兩部分。其兩者之間的關系是小型單片機控制電路負責控制和顯示視標，檢測輔助部件負責小型單片機控制電路中的主控板、液晶顯示屏6、視標控制器4等件的固定和支撐，小型單片機控制電路安裝在檢測輔助部件中的前、后殼體2、8內。所述 小型單片機控制電路是由主控板14、液晶顯示屏6和視標控制器電路組成。 信號走向是主控板14上的單片機通過查詢I/O 口獲取視標控制器4信息，然后根據(jù)I/O 口讀取控制信息，在液晶顯示屏6上作出相應的顯示或者響應視標控制器4傳來的復位等 fn息ο該主控板14主要由5V電源、單片機，復位電路、時鐘脈沖電路組成。其中單片機型號為Atmega8，DIP封裝，有28個引腳。它們之間的位置連接關系是單片機的電源引腳接 5V電池供電；單片機的復位引腳與視標控制器復位鍵引出的信號線11連接，當視標控制器 4的復位鍵按下，給予單片機MSTr引腳超過1. 5us的低電平，單片機產(chǎn)生復位動作；單片機的XTALl和XTAL2引腳連接石英振蕩晶體即可構成時鐘脈沖電路。該復位電路由5V電源、電容C、電阻R、復位按鍵jlO構成，它們之間的位置連接關系是如圖6中所示，復位按鍵jlO與電容C并聯(lián)，再與電阻R串聯(lián)，由5V電源供電，引出線與單片機MSTr引腳連接； 該時鐘脈沖電路由石英振蕩晶體J、電容Cl、C2構成，它們之間連接關系是電容Cl、C2的一端連接在一起后接地，另一端分別與石英振蕩晶體J的兩端連接后接至單片機的XTALl 和XTAL2引腳。具體結構如圖7。該液晶顯示屏6 為三星 1. 8〃(42. 75mmX37. 16mmX2. 86mm)TFT-LCD，型號為 LTV180WQ-F02，直接集成液晶屏驅動控制芯片TL1851，SPI封裝，對外有26個引腳，8位數(shù)據(jù)線，可與單片機I/O引腳直接相連。屏幕亮度為300cd/m2，符合視力檢測亮度的規(guī)定范圍 80-320cd/m2，屏幕供電電壓低，采用5伏電池供電。視標控制器4中的控制電路需要自己來制作，控制電路主要由電源、按鍵開關組成，與單片機的連接見圖6。見圖3，按鍵13共有復位、最大視標、上一視標、下一視標、切換視標(同一視標大小下?lián)Q開口方向)五個，每個按鍵13是一個開關，單獨與單片機的I/O 口連接，依次為視標控制器4的信號線11的內芯1-5。每個按鍵13按下則其輸入的信號為低電平，否則為高電平。視標控制器上與單片機控制電路的的插口 10插在后殼體8上的與視標控制器的接口 9上后，信號線11的內芯1-5分別連接單片機的PC0-PC3、MSTr引腳。 這樣當有任一按鍵13按下后，單片機都會讀取到I/O 口的低電平信號，根據(jù)此信號做出相應的控制。視標控制器4上面有五個按鍵13，頂部有引出的信號線11，信號線11的內芯共五根，集中在一起，做成一個插口(即視標控制器上與單片機控制電路的插口 10)，視標控制器4外形尺寸為80mm(長)X50mm(寬)X35mm(厚)。所述儀器殼體材料為塑料，厚度為3mm，前殼體2形狀如圖2中所示，中間開窗，尺寸為40mm(長)X35mm(寬)，下部分有凹槽，尺寸與視標控制器4相近，用于放置視標控制器4，靠近外側的區(qū)域也有一個凹槽，用來放檢測筆3，其尺寸為Φ IOmmX 150mm。所述液晶屏安裝件5形狀如圖2中所示，是一個塑料板，尺寸為 75mm (長)X 45mm (寬)，厚度為3mm，中間孔尺寸40mm (長)X 35mm (寬)，四角有四個通孔， 它與主控板安裝件7通過螺栓連接在一起時，從而液晶顯示屏6夾在二者之間。所述主控板安裝件7同時也是液晶屏安裝的重要組成部分，其構造如圖5中所示，由主控板安裝件的前殼體71與主控板安裝件的后殼體72組成，該主控板安裝件的前殼體 71尺寸為75mm(長)X45mm(寬)X15mm(高)，殼的厚度為5mm，該前殼體71中間開有大小為40mm (長)X 35mm (寬)的孔，孔邊緣有沉槽，尺寸為42· 8mm (長)X 37· 2mm (寬)，深3mm。 該主控板安裝件的后殼體72尺寸為75mm(長)X45mm(寬)X 3mm(厚)，液晶屏6正好放在其中。主控板安裝件的后殼體72形狀如圖5中所示，有四個凸起可以卡住主控板14，然后主控板安裝件的前、后殼體71、72用螺栓連接在一起，主控板14就固定在其主控板安裝件的前、后殼體71、72中的空腔中，它可直接與液晶屏通過SPI插槽連線，其與視標控制器4 的連線從主控板安裝件的后殼體72中的方孔伸出，連接到與視標控制器的接口 9處，與視標控制器的接口 9處是一個五根線的連接插口。所述后殼體8形狀如圖2中所示，殼體厚度為3mm，殼內中間區(qū)有四個凸起，深 IOmm,凸起中都有螺紋，凸起的分布尺寸與液晶屏安裝件5、主控板安裝件7四角的四個孔一致，安裝時它們通過螺栓一起安裝在后殼體8上。后殼體8側邊開方孔，安裝有與視標控制器的接口 9。所述儀器前、后殼體2、8安裝在一起后，整個儀器的體積為 120mm(長)X60mm(寬)X150mm(高)。 具體使用時，擺好儀器，保證儀器所在位置的高度與被測者的眼睛高度一致，將鏡子旋轉打開，使得它能夠將被測者的手勢反射到檢測者眼中。使用者手握視標控制器4，開啟儀器電源，然后通過視標控制器4的控制顯示最大視標；若被檢測者測量通過，可按按鍵 13顯示下一視標，如果被測者在一個大小的視標上判斷不確定，則通過切換按鍵13顯示另一個同樣大小的視標，但開口方向改變。一位測試者測試結束后，可按下最大視標的按鍵 13，重新顯示最大視標，繼續(xù)進行測試。判斷被檢測者是否散光時，可使用檢測筆按照標準檢測方法。
權利要求
1. 一種便攜式視力檢測儀，其特征在于它包括小型單片機控制電路以及檢測輔助部件兩部分，小型單片機控制電路負責控制和顯示視標，檢測輔助部件負責小型單片機控制電路中的主控板、液晶顯示屏、視標控制器的固定和支撐，小型單片機控制電路安裝在檢測輔助部件中的前后殼體內；所述小型單片機控制電路是由主控板、液晶顯示屏、視標控制器電路組成，其信號走向是主控板上的單片機，通過查詢I/O 口獲取檢測輔助部件中的視標控制器信息，然后根據(jù)I/O 口讀取的控制信息，在液晶顯示屏上作出相應的顯示或者響應檢測輔助部件中的視標控制器傳來的復位信息；該主控板由5V電源、單片機，復位電路、時鐘脈沖電路組成， 單片機的電源引腳接5V電池供電，單片機的復位引腳與檢測輔助部件中的視標控制器的復位鍵引出的信號線連接，當該視標控制器的復位鍵按下，給予單片機的i^T引腳超過 1. 5US的低電平，單片機產(chǎn)生復位動作；單片機的XTALl和XTAL2引腳連接石英振蕩晶體即構成時鐘脈沖電路；該單片機有28個引腳，DIP封裝；該復位電路由5V電源、電容C、電阻 R、復位按鍵jlO構成，復位按鍵jlO與電容C并聯(lián)，再與電阻R串聯(lián)，由5V電源供電，引出線與單片機引腳連接；該時鐘脈沖電路由市購的石英振蕩晶體J、電容Cl、C2構成， 電容Cl、C2的一端連接在一起后接地，另一端分別與石英振蕩晶體J的兩端連接后接至單片機的XTALl和XTAL2引腳；該液晶顯示屏直接集成LCD驅動控制芯片，屏幕尺寸能保證顯示所有尺寸視標；其屏幕亮度范圍80-320cd/m2，符合視力檢測規(guī)定范圍；屏幕采用5伏電池供電；該視標控制器電路是由電源和按鍵開關組成，它們的輸出線(1-5)與單片機的 Ρα)-Ρ03、7 ^Γ引腳連接；該電源即是檢測儀5V電源，放置在檢測輔助部件中的前后殼體內；該按鍵開關從jlO到jl4分別為復位、最大視標、上一視標、下一視標、切換視標五個，它們安裝在檢測輔助部件中的視標控制器上；所述檢測輔助部件，包括觀察鏡(1)、前殼體(2)、檢測筆(3)、視標控制器(4)、液晶屏安裝件(5)、主控板安裝件(7)、后殼體(8)、與視標控制器的接口(9)、視標控制器上與單片機控制電路的接口(10)和視標控制器與小型單片機控制電路間連接的信號線(11)；觀察鏡⑴與前殼體⑵鉸接，可以打開和關閉；檢測筆⑶放在前殼體⑵的凹槽中，檢測時取出來用；視標控制器(4)也放在前殼體(2)的凹槽中，檢測時拿出，將視標控制器上與單片機控制電路的接口(10)插在后殼體(8)上的與視標控制器的接口(9)中，這樣視標控制器與小型單片機控制電路就通過信號線(11)建立了信號連接；液晶屏安裝件(5)和主控板安裝件(7)安裝在前殼體(2)和后殼體(8)的空腔中，兩者之間通過螺栓連接成一個整體，將小型單片機控制電路中的液晶顯示屏嵌在兩者之間的空間中；小型單片機控制電路中的主控板(14)安裝在主控板安裝件(7)中；該觀察鏡(1)是普通平面鏡，通過光線的反射可以使得坐在側面的檢測者看到鏡中被檢測者的手勢，它鉸接在前殼體(2)上；該前、后殼體(2)、(8)是塑料盒式零件，容納和安裝檢測筆(3)、視標控制器(4)、液晶屏安裝件(5)、 主控板安裝件(7)零部件，該檢測筆(3)是自制筆式結構，該視標控制器(4)是由殼體、按鍵(13)、視標控制器上與單片機控制電路的接口(10)以及信號線(11)組成；該按鍵(13) 安裝在殼體右前端，該視標控制器上與單片機控制電路的接口(10)以及信號線(11)穿過殼體頂端，設置在外，與按鍵13連接的信號線(11)的內芯有五根，該內芯1-5封裝在一起成為單片機控制電路的接口(10)；該殼體是開有孔的長方體工程塑料殼；該按鍵是小圓柱形，按下按鍵(13)時，相應I/O 口的輸入從高電平跳變成低電平，小型單片機控制電路從輸入口讀取控制信息，根據(jù)控制信息對液晶顯示屏(6)的顯示進行控制；該信號線(11)即普通電線；該視標控制器(4)使用時在使用者手里，不用的時候它放在前殼的凹槽中，觀察鏡旋轉閉合，整個儀器成為一個整體；該液晶屏安裝件(5)是中間開有矩形孔的長方體件，它是一個塑料板，與主控板安裝件(7)通過螺栓連接在一起時，從而液晶顯示屏(6)夾在二者之間；該主控板安裝件(7)是長方體件，由主控板安裝件的前殼體(71)與主控板安裝件的后殼體(72)組成，液晶顯示屏(6)放在該前殼體(71)的沉槽中；主控板安裝件的后殼體 (72)形狀有四個凸起，可以卡住主控板(14)，主控板安裝件的前、后殼體(71)、(72)用螺栓連接在一起，主控板(14)就固定在其主控板安裝件的前、后殼體(71)、(72)中的空腔中， 它直接與液晶屏通過SPI插槽連線，其與視標控制器(4)的連線從主控板安裝件的后殼體 (72)中的方孔伸出，連接到與視標控制器的接口(9)處，與視標控制器的接口(9)處是一個五根線的連接插口，該與視標控制器的接口(9)的位置在后殼體(8)的右下側，它是五根線的連接插口 ；該視標控制器上與單片機控制電路的接口(10)的是一個五根線封裝在一起的接口，它與與視標控制器的接口(9)用信號線(11)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式視力檢測儀，其特征在于該液晶顯示屏(6)是 1. 8 “ TFT-LCD,其外形尺寸是 42. 75mmX37. 16mmX2. 86mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式視力檢測儀，其特征在于該單片機型號為 Atmega80
4.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式視力檢測儀，其特征在于該前、后殼體(2)、(8) 的外形尺寸是長120mmX寬60mmX高150mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式視力檢測儀，其特征在于該檢測筆(3)的外形尺寸為 Φ IOX 150mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式視力檢測儀，其特征在于該液晶屏安裝件(5) 的外形尺寸是長75mmX寬45mm，厚度為3mm，中間孔尺寸為長40mmX寬35mm，四角有四個通孔。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式視力檢測儀，其特征在于該主控板安裝件的前殼體(71)的外形尺寸為長75mmX寬45mmX高15mm，厚度為5mm，該主控板安裝件的前殼體(71)中間開有長40mmX寬35mm的孔，孔邊緣有沉槽，尺寸為長42. 8mmX寬37. 2mm，深 3mm，該主控板安裝件的后殼體(72)外形尺寸為長75mmX寬45mmX厚3mm。
全文摘要
一種便攜式視力檢測儀，它由小型單片機控制電路和檢測輔助部件組成。小型單片機控制電路負責控制和顯示視標，檢測輔助部件負責小型單片機控制電路中的主控板、液晶顯示屏等件的固定和支撐，小型單片機控制電路安裝在檢測輔助部件中的前后殼體內；所述小型單片機控制電路是由主控板、液晶顯示屏、視標控制器電路組成，所述檢測輔助部件，包括觀察鏡(1)、前殼體(2)、檢測筆(3)、視標控制器(4)、液晶屏安裝件(5)、主控板安裝件(7)、后殼體(8)、與視標控制器的接口(9)、視標控制器上與單片機控制電路的接口(10)和視標控制器與小型單片機控制電路間連接的信號線(11)；本發(fā)明質量輕，體積小，可用于各種等級的視力檢查。
文檔編號A61B3/036GK102319054SQ201110144108
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權日2011年5月31日
發(fā)明者劉榮, 渠源, 申華, 趙宵洋 申請人:北京航空航天大學