基于VR和眼动追踪的多功能视觉功能检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于VR技术和眼动追踪的多功能视觉功能检测装置，包括虚拟现实头戴式设备、显示器、处理器、眼动追踪传感器和控制终端，显示器设置在虚拟现实头戴式设备内，处理器与所述显示器信号连接，控制终端与处理器和眼动追踪传感器信号连接，处理器用于发送指令到显示器上使之呈现相应的检测内容；眼动追踪传感器用于采集受检者眼球对显示器上视觉刺激所产生的反应数据。还提供了检测方法，包括非社交物体探索、阅读测试、面孔识别与再认、运动追踪注视点、色棋排序中的一种或多种。通过上述方案解决了现有视觉功能检测装置功能单一、准确性差等问题。

Multifunctional Visual Function Detection Device and Method Based on VR and Eye Tracking

The invention discloses a multi-functional visual function detection device based on VR technology and eye tracking, including virtual reality head-mounted device, display, processor, eye tracking sensor and control terminal. The display is set in virtual reality head-mounted device, the processor is connected with the display signal, and the control terminal is connected with the processor and eye tracking sensor signal. The processor is used to send instructions to the display to present the corresponding detection content; the eye tracking sensor is used to collect the response data of the eye to the visual stimulus on the display. It also provides detection methods, including non-social object exploration, reading test, face recognition and recognition, motion tracking and fixation, and chess sorting. Through the above scheme, the problems of single function and poor accuracy of the existing visual function detection device are solved.

【技术实现步骤摘要】
基于VR和眼动追踪的多功能视觉功能检测装置及方法
本专利技术涉及医疗设备及相关
，尤其涉及一种基于VR和眼动追踪的多功能视觉功能检测装置及方法。
技术介绍
对眼科患者进行全面且充分的视觉检查和评估是眼科疾病诊疗过程中的关键。目前临床上应用的眼科检查除了视力、视野、色觉、对比敏感度等常规视光学检查外，还包括眼球运动功能、调节和聚散功能、感觉融像功能、立体视功能、运动视觉等视觉功能检查。但是目前的视觉功能检查设备大多功能单一、体积庞大、价格昂贵且对检查者的专业能力要求高，难以广泛开展和普及。另外，这些设备的检查结果常常受患者配合程度、医生操作技术、外界环境(如光线)等因素的影响而无法保证测试效果。此外，随着“视觉相关生活质量”概念的提出，越来越多的人开始重视视觉损伤对日常生活质量的影响，而目前的眼科检查主要都是在医疗环境中(如诊室、检查室等)完成的，对日常生活情境下(如驾车状态)的视觉感知情况缺乏直接的检测手段。而且，很多眼科患者同时存在多种视功能损伤，这些视功能损伤的叠加效应和对生活质量的综合影响也无法进行客观量化的测量。为了解决现有的视觉功能检测设备受患者配合程度、医生操作技术、外界环境(如光线)等因素的影响而无法保证测试效果的问题，中国专利CN207337341U、CN207337933U提出了将VR眼镜与显示单元结合，实现在VR眼镜形成的封闭空间内进行视功能检测，不受光线的影响，对医生的依赖程度低。但上述专利检测功能单一且数据处理复杂，即通过红外摄像头采集眼球图像，处理器利用图片识别、对比等技术判断眼睛的状态，然而摄像头在晃动过程中拍摄的图像真实度难以保证，容易造成数据失真，并且图像识别、对比等手段对图像的清晰度、拍摄角度等要求高，而且通过红外摄像头采集的眼睛数据具有局限性，无法实时追踪眼动信息，对检测的结果影响较大，准确度难以保证。因此，亟需一种结构简单、功能多样的视觉功能检测装置以及准确的视觉功能的检测方法。
技术实现思路
本专利技术为解决上述相关技术中的一种或更多种不足而提出。根据本专利技术的技术方案，可以解决现有视觉功能检测装置功能单一、准确性差且无法直接反映视觉功能损伤对日常生活质量的影响等问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种基于VR和眼动追踪的多功能视觉功能检测装置，包括虚拟现实头戴式设备、显示器、处理器、眼动追踪传感器和控制终端，所述显示器设置在所述虚拟现实头戴式设备内，所述处理器与所述显示器信号连接，所述控制终端与所述处理器和所述眼动追踪传感器信号连接，所述处理器用于发送指令到显示器上使之呈现相应的检测内容；所述眼动追踪传感器用于采集受检者眼球对所述显示器上视觉刺激所产生的反应数据。优选地，所述显示器包括以下一种或多种模块：非社交物体探索模块、阅读测试模块、面孔识别与再认模块、运动追踪注视点模块、色棋排序模块。优选地，所述非社交物体探索模块用于在显示器上进行非社交物体图片的自由探索和指定目标探索；所述阅读测试模块用于在显示器上显示文字信息，且所述阅读测试模块包括数字逐级增加的多段文字；所述面孔识别与再认模块用于受检者在显示器上进行面孔图片的识别和再认，所述面孔识别与再认模块包括不同地区或国家的面孔图片；所述运动追踪注视点模块用于在显示器的不同位置处随机出现注视点；所述色棋排序模块用于在显示器上显示随机打乱的色棋。优选地，所述虚拟现实头戴式设备用于提供封闭的视野空间和视线通路；所述显示器用于在所述视野空间内展示视觉功能检测试题或虚拟现实场景下的视觉任务；所述控制终端用于测试参数的设定，和/或受检者个人信息的录入，和/或输出受检者眼球运动的信息及视觉功能检测的结果。优选地，所述眼动追踪传感器位于所述显示器的正下方，与受试者瞳孔相对。优选地，所述控制终端为具有输入功能和输出功能的手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑，所述控制终端与所述眼动追踪传感器通过红外线、蓝牙或线缆的方式信号连接。优选地，所述虚拟现实头戴式设备上设置有与所述处理器连接的扩展插槽和/或数据接口，所述控制终端与所述处理器通过所述扩展插槽或数据接口相连接。优选地，所述虚拟现实头戴式设备包括外壳、固定头带、镜片和底盖。优选地，所述镜片包括左右眼两块镜片，所述左右眼两块镜片与所述显示器间的距离可调节，和/或所述左右眼两块镜片之间的距离可调节，所述固定头带可进行松紧调节。优选地，还包括电池，所述电池与所述显示器和所述处理器连接，并依次安装在所述虚拟现实头戴式设备内。优选地，所述虚拟现实头戴式设备是VR眼镜、VR眼罩或VR头盔。还提供了一种采用上述基于VR和眼动追踪的多功能视觉功能检测装置的检测方法，包括以下一种或多种检测：非社交物体探索：受检者佩戴所述检测装置，所示控制终端控制所述处理器发送相应的指令至显示器，所述显示器接收指令并显示非社交物体图片，受检者根据提示进行自由探索和指定目标探索，记录受检者的反应时间、目标探索正确率及眼动相关指标，所述眼动相关指标包括以下一个或多个：潜伏期、频率、幅度、方向、持续时间和峰值速度，所示自由探索限定在30s以内，所述指定探索目标分别居于显示器的不同方位，所述指定探索目标数量限定在15个以内，每个目标的探索时间限定在15s以内；阅读测试：受检者佩戴所述检测装置，所示控制终端控制所述处理器发送相应的指令至显示器，所述显示器接收指令并显示文字信息；所述阅读测试采用逐渐增加文字数量的测试、逐渐减少文字数量的测试或文字数量随机变化的测试，记录受检者对不同数量的文字信息的阅读用时、阅读速度及眼动相关指标，所述眼动相关指标包括以下一个或多个：潜伏期、频率、幅度、方向、持续时间和峰值速度；面孔识别与再认：受检者佩戴所述检测装置，所示控制终端控制所述处理器发送相应的指令至显示器，所述显示器接收指令并显示面孔图片，受检者在一定时间内观察显示器上出现的面孔，随后面孔图片消失；一定时间后，显示器上再度呈现多张面孔图片，其中包括1张上一阶段出现的面孔，受检者在一定时间内进行面孔再认和选择；所述面孔识别与再认测试中，先采用与受检者相同国家或地区的面孔图片进行测试，然后采用与受检者不同国家或地区的面孔图片进行测试，记录受检者的反应时间、面孔再认正确率及眼动相关指标，所述眼动相关指标包括以下一个或多个：潜伏期、频率、幅度、方向、持续时间和峰值速度；运动追踪注视点：受检者佩戴所述检测装置，所示控制终端控制所述处理器发送相应的指令至显示器，所述显示器接收指令并在显示器的不同位置随机出现注视点，注视点持续一定时间后消失，受检者以最快的速度追踪显示器上的注视点，记录受检者的追踪时间及眼动相关指标，所述眼动相关指标包括以下一个或多个：潜伏期、频率、幅度、方向、持续时间和峰值速度；色棋排序：受检者佩戴所述检测装置，所示控制终端控制所述处理器发送相应的指令至显示器，所述显示器接收指令并显示随机打乱的色棋，受检者在一定时间内，按照色相顺序进行排序，记录受检者的分数及眼动相关指标，所述眼动相关指标包括以下一个或多个：潜伏期、频率、幅度、方向、持续时间和峰值速度；将不同测试模块所记录的数据与标准值进行比较。优选地，比较不同测试模块下记录的眼动相关指标，每隔一段时间进行一次测试，将后一阶段的测试结果与前一阶段的测试结果进行比较，获得视觉功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于VR和眼动追踪的多功能视觉功能检测装置，其特征在于，包括虚拟现实头戴式设备(1)、显示器(2)、处理器(3)、眼动追踪传感器(5)和控制终端(6)，所述显示器(2)设置在所述虚拟现实头戴式设备(1)内，所述处理器(3)与所述显示器(2)信号连接，所述控制终端(6)与所述处理器(3)和所述眼动追踪传感器(5)信号连接，所述处理器(3)用于发送指令到显示器(2)上使之呈现相应的检测内容；所述眼动追踪传感器(5)用于采集受检者眼球对所述显示器(2)上视觉刺激所产生的反应数据。

【技术特征摘要】
1.基于VR和眼动追踪的多功能视觉功能检测装置，其特征在于，包括虚拟现实头戴式设备(1)、显示器(2)、处理器(3)、眼动追踪传感器(5)和控制终端(6)，所述显示器(2)设置在所述虚拟现实头戴式设备(1)内，所述处理器(3)与所述显示器(2)信号连接，所述控制终端(6)与所述处理器(3)和所述眼动追踪传感器(5)信号连接，所述处理器(3)用于发送指令到显示器(2)上使之呈现相应的检测内容；所述眼动追踪传感器(5)用于采集受检者眼球对所述显示器(2)上视觉刺激所产生的反应数据。2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述显示器(2)包括以下一种或多种模块：非社交物体探索模块、阅读测试模块、面孔识别与再认模块、运动追踪注视点模块、色棋排序模块。3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述非社交物体探索模块用于在显示器(2)上进行非社交物体图片的自由探索和指定目标探索；所述阅读测试模块用于在显示器(2)上显示文字信息，且所述阅读测试模块包括数字逐级增加的多段文字；所述面孔识别与再认模块用于受检者在显示器(2)上进行面孔图片的识别和再认，所述面孔识别与再认模块包括不同地区或国家的面孔图片；所述运动追踪注视点模块用于在显示器(2)的不同位置处随机出现注视点；所述色棋排序模块用于在显示器(2)上显示随机打乱的色棋。4.如权利要求1-3任一所述的检测装置，其特征在于，所述虚拟现实头戴式设备(1)用于提供封闭的视野空间和视线通路；所述显示器(2)用于在所述视野空间内展示视觉功能检测试题或虚拟现实场景下的视觉任务；所述控制终端(6)用于测试参数的设定，和/或受检者个人信息的录入，和/或输出受检者眼球运动的信息及视觉功能检测的结果。5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述眼动追踪传感器(5)位于所述显示器(2)的正下方，与受试者瞳孔相对。6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制终端(6)为具有输入功能和输出功能的手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑，所述控制终端(6)与所述眼动追踪传感器(5)通过红外线、蓝牙或线缆的方式信号连接。7.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述虚拟现实头戴式设备(1)上设置有与所述处理器(3)连接的扩展插槽(15)和/或数据接口(16)，所述控制终端(6)与所述处理器(3)通过所述扩展插槽(15)或数据接口(16)相连接。8.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述虚拟现实头戴式设备(1)包括外壳(11)、固定头带(12)、镜片(13)和底盖(14)，所述镜片(13)包括左右眼两块镜片，所述左右眼两块镜片与所述显示器(2)间的距离可调节，和/或所述左右眼两块镜片之间的距离可调节，所述固定头带(12)可进行松紧调节。9.一种采用如权利要求1-8任一项所述的基于VR和眼动追踪的多功能视觉功能检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学民，杨嘉瑞，
申请(专利权)人：北京大学第三医院北京大学第三临床医学院，
类型：发明
国别省市：北京,11