眼球运动测量设备制造技术

本发明专利技术的目的是：提供一种可以实现眼球运动测量的装置。为了达到上述目的，本发明专利技术的技术方案是提供了一种眼球运动测量设备，其特征在于，包括：左眼半透半反模块；可移动的左眼眼球追踪模块；右眼半透半反模块；可移动的右眼眼球追踪模块。本发明专利技术具有的有益效果是：可以自动化定量进行眼球运动的测量，快速、直观、准确，节约医生和受检者的时间。节约医生和受检者的时间。节约医生和受检者的时间。

【技术实现步骤摘要】
眼球运动测量设备


[0001]本专利技术涉及眼球运动测量
，具体涉及基于图像处理的眼球运动测量设备。

技术介绍

[0002]眼球是一个近似的球形，可以围绕球心旋转进行眼球运动(eye movement)，眼球可以围绕垂直轴作水平方向旋转运动，围绕水平轴作垂直方向旋转运动，围绕前后轴作顺时针或逆时针旋转运动。
[0003]医学上检查眼球运动，目前主要根据医生的经验，以肉眼观察为主。斜视是和眼球运动密切相关的一种疾病，以斜视为例，目前临床上斜视检查常用的一种方法为遮盖试验，即依次遮盖单眼然后去遮盖，或交替遮盖双眼，医生观察遮盖试验过程中受检者的双眼眼球运动情况，判断有无斜视，并根据眼球运动的幅度凭经验估计斜视度，然后再用三棱镜验证，这种方法是比较耗费时间的。还有一种常用的斜视检查方法是角膜映光法，是靠观察角膜光反射是否位于瞳孔中心判断是否有斜视，并根据角膜光反射偏离瞳孔中心的距离来估算斜视度，这种方法只能粗略地估计，且受Kappa角的影响，因此准确度较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：提供一种可以实现眼球运动测量的装置。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种眼球运动测量设备，其特征在于，包括：
[0006]左眼半透半反模块，为平面片状，可以透过可见光并且反射近红外光；
[0007]可移动的左眼眼球追踪模块，包含至少一个近红外摄像机，为左眼摄像机；包含至少一个近红外光源，为左眼光源；左眼摄像机和左眼光源的相对位置固定；左眼摄像机可通过左眼半透半反模块拍摄到左眼区域的图像；并可计算左眼瞳孔中心坐标；左眼摄像机可通过左眼半透半反模块拍摄到左眼光源在左眼角膜的反光点；并可计算左眼角膜反光点中心坐标；左眼眼球追踪模块可移动至相应位置处，使得在左眼摄像机所拍摄的图像中，左眼光源在左眼角膜的反光点中心坐标和左眼瞳孔中心坐标重合；
[0008]右眼半透半反模块，为平面片状，可以透过可见光并且反射近红外光；
[0009]可移动的右眼眼球追踪模块，包含至少一个近红外摄像机，称之为右眼摄像机；包含至少一个近红外光源，称之为右眼光源；右眼摄像机和右眼光源的相对位置固定；右眼摄像机可通过右眼半透半反模块拍摄到右眼区域的图像；并可计算右眼瞳孔中心坐标；右眼摄像机可通过右眼半透半反模块拍摄到右眼光源在右眼角膜的反光点；并可计算右眼角膜反光点中心坐标；右眼眼球追踪模块可移动至相应位置处，使得在右眼摄像机所拍摄的图像中，右眼光源在右眼角膜的反光点中心坐标和右眼瞳孔中心坐标重合。
[0010]优选地，左眼眼球追踪模块沿左球面移动，左球面所在的球心位置是左眼眼球球心被左眼半透半反模块反射的虚像所在位置；左球面的半径R1是固定的值；左眼眼球追踪
模块所在的位置可在以左眼眼球球心虚像为球心，R1为半径的球坐标系中表示；
[0011]右眼眼球追踪模块沿右球面移动，右球面所在的球心位置是右眼眼球球心被右眼半透半反模块反射的虚像所在位置；右球面的半径R2是固定的值；右眼眼球追踪模块所在的位置可在以右眼眼球球心虚像为球心，R2为半径的球坐标系中表示。
[0012]优选地，左球面的半径R1和右球面的半径R2相等。
[0013]优选地，左眼眼球追踪模块沿左球面移动时，左眼摄像机的轴线始终正对左眼眼球球心的虚像；
[0014]右眼眼球追踪模块沿右球面移动时，右眼摄像机的轴线始终正对右眼眼球球心的虚像。
[0015]优选地，根据左眼眼球追踪模块沿左球面移动的角度，可计算左眼眼球水平方向旋转的角度和垂直方向旋转的角度；
[0016]根据右眼眼球追踪模块沿右球面移动的角度，可计算右眼眼球水平方向旋转的角度和垂直方向旋转的角度。
[0017]优选地，在左眼看水平视角为θ
l1
且垂直视角为的视标时，记录此时左眼眼球追踪模块的球坐标计算Δθ
l1
＝θ
l1
’-
θ
l1
，在左眼眼球移动后将测得左眼眼球追踪模块的球坐标中的水平方向角度值和垂直方向角度值分别减去Δθ
l1
和可得到左眼的水平视角和垂直视角；
[0018]在右眼看水平视角为θ
r1
且垂直视角为的视标时，记录此时右眼眼球追踪模块的球坐标计算Δθ
r1
＝θ
r1
’-
θ
r1
，在右眼眼球移动后将测得右眼眼球追踪模块的球坐标中的水平方向角度值和垂直方向角度值分别减去Δθ
r1
和可得到右眼的水平视角和垂直视角。
[0019]优选地，左眼眼球追踪模块可沿左平面移动；当左眼平视正前方，水平方向视角和垂直方向视角都为0
°
时，左平面和左眼眼球虚像的视轴垂直；经过左平面(0,0)点的左平面的垂线与左眼眼球球心的虚像相交；左平面和左眼眼球球心的虚像的距离为D1；
[0020]右眼眼球追踪模块可沿右平面移动；当右眼平视正前方，水平方向视角和垂直方向视角都为0
°
时，右平面和右眼眼球虚像的视轴垂直；经过右平面(0,0)点的右平面的垂线与右眼眼球球心的虚像相交；右平面和右眼眼球球心的虚像的距离为D2。
[0021]优选地，左平面和左眼眼球球心的虚像的距离D1与右平面和右眼眼球球心的虚像的距离D2相等。
[0022]优选地，左眼眼球追踪模块沿左平面移动时，左眼摄像机的轴线始终正对左眼眼球球心的虚像；
[0023]右眼眼球追踪模块沿右平面移动时，右眼摄像机的轴线始终正对右眼眼球球心的虚像。
[0024]优选地，根据左眼眼球追踪模块沿左平面移动的角度，可计算左眼眼球水平方向旋转的角度和垂直方向旋转的角度；
[0025]根据右眼眼球追踪模块沿右平面移动的角度，可计算右眼眼球水平方向旋转的角度和垂直方向旋转的角度。
[0026]优选地，在左眼看水平视角为θ
l2
且垂直视角为的视标时，计算此时左眼眼球
追踪模块的左平面坐标并计算Δθ
l2
＝θ
l2
’-
θ
l2
，在左眼眼球移动后将测得左眼眼球追踪模块的左平面坐标中的水平方向角度值和垂直方向角度值分别减去Δθ
l2
和可得到左眼的水平视角和垂直视角；
[0027]在右眼看水平视角为θ
r2
且垂直视角为的视标时，计算此时右眼眼球追踪模块的右平面坐标并计算Δθ
r2
＝θ
r2
’-
θ
r2
，在右眼眼球移动后将测得右眼眼球追踪模块的右平面坐标中的水平方向角度值和垂直方向角度值分别减去Δθ
r2
和可得到右眼的水平视角和垂直视角。
[0028]优选地，所述左眼眼球追踪模块可以识别左眼虹膜的特征，并根据左眼虹膜特征的变化计算左眼旋转的角度；所述右眼眼球追踪模块可以识别右眼虹膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种眼球运动测量设备，其特征在于，包括：左眼半透半反模块，为平面片状，可以透过可见光并且反射近红外光；可移动的左眼眼球追踪模块，包含至少一个近红外摄像机，为左眼摄像机；包含至少一个近红外光源，为左眼光源；左眼摄像机和左眼光源的相对位置固定；左眼摄像机可通过左眼半透半反模块拍摄到左眼区域的图像；并可计算左眼瞳孔中心坐标；左眼摄像机可通过左眼半透半反模块拍摄到左眼光源在左眼角膜的反光点；并可计算左眼角膜反光点中心坐标；左眼眼球追踪模块可移动至相应位置处，使得在左眼摄像机所拍摄的图像中，左眼光源在左眼角膜的反光点中心坐标和左眼瞳孔中心坐标重合；右眼半透半反模块，为平面片状，可以透过可见光并且反射近红外光；可移动的右眼眼球追踪模块，包含至少一个近红外摄像机，称之为右眼摄像机；包含至少一个近红外光源，称之为右眼光源；右眼摄像机和右眼光源的相对位置固定；右眼摄像机可通过右眼半透半反模块拍摄到右眼区域的图像；并可计算右眼瞳孔中心坐标；右眼摄像机可通过右眼半透半反模块拍摄到右眼光源在右眼角膜的反光点；并可计算右眼角膜反光点中心坐标；右眼眼球追踪模块可移动至相应位置处，使得在右眼摄像机所拍摄的图像中，右眼光源在右眼角膜的反光点中心坐标和右眼瞳孔中心坐标重合。2.根据权利要求1所述的眼球运动测量设备，其特征在于，左眼眼球追踪模块沿左球面移动，左球面所在的球心位置是左眼眼球球心被左眼半透半反模块反射的虚像所在位置；左球面的半径R1是固定的值；左眼眼球追踪模块所在的位置可在以左眼眼球球心虚像为球心，R1为半径的球坐标系中表示；右眼眼球追踪模块沿右球面移动，右球面所在的球心位置是右眼眼球球心被右眼半透半反模块反射的虚像所在位置；右球面的半径R2是固定的值；右眼眼球追踪模块所在的位置可在以右眼眼球球心虚像为球心，R2为半径的球坐标系中表示。3.根据权利要求2所述的眼球运动测量设备，其特征在于，左球面的半径R1和右球面的半径R2相等。4.根据权利要求2所述的眼球运动测量设备，其特征在于，左眼眼球追踪模块沿左球面移动时，左眼摄像机的轴线始终正对左眼眼球球心的虚像；右眼眼球追踪模块沿右球面移动时，右眼摄像机的轴线始终正对右眼眼球球心的虚像。5.根据权利要求2所述的眼球运动测量设备，其特征在于，根据左眼眼球追踪模块沿左球面移动的角度，可计算左眼眼球水平方向旋转的角度和垂直方向旋转的角度；根据右眼眼球追踪模块沿右球面移动的角度，可计算右眼眼球水平方向旋转的角度和垂直方向旋转的角度。6.根据权利要求2所述的眼球运动测量设备，其特征在于，在左眼看水平视角为θ
l1
且垂直视角为的视标时，记录此时左眼眼球追踪模块的球坐标计算Δθ
l1
＝θ
l1
’-
θ
l1
，在左眼眼球移动后将测得左眼眼球追踪模块的球坐标中的水平方向角度值和垂直方向角度值分别减去Δθ
l1
和可得到左眼的水平视角和垂直视角；在右眼看水平视角为θ
r1
且垂直视角为的视标时，记录此时右眼眼球追踪模块的球坐标计算Δθ
r1
＝θ
r1
’-
θ
r1
，在右眼眼球移动后将测得右眼眼球
追踪模块的球坐标中的水平方向角度值和垂直方向角度值分别减去Δθ
r1
和可得到右眼的水平视角和垂直视角。7.根据权利要求1所述的眼球运动测量设备，其特征在于，左眼眼球追踪模块可沿左平面移动；当左眼平视正前方，水平方向视角和垂直方向视角都为0
°
时，左平面和左眼眼球虚像的视轴垂直；经过左平面(0,0)点的左平面的垂线与左眼眼球球心的虚像相交；左平面和左眼眼球球心的虚像的距离为D1；右眼眼球追踪模块可沿右平面移动；当右眼平视正前方，水平方向视角和垂直方向视角都为0
°
时，右平面和右眼眼球虚像的视轴垂直；经过右平面(0,0)点的右平面的垂线与右眼眼球球心的虚像相交；右平面和右眼眼球球心的虚像的距离为D2。8.根据权利要求7所述的眼球运动测量设备，其特征在于，左平面和左眼眼球球心的虚像的距离D1与右平面和右眼眼球球心的虚像的距离D2相等。9.根据权利要求7所述的眼球运动测量设备，其特征在于，左眼眼球追踪模块沿左平面移动时，左眼摄像机的轴线始终正对左眼眼球球心的虚像；右眼眼球追踪模块沿右平面移动时，右眼摄像机的轴线始终正对右眼眼球球心的虚像。10.根据权利要求7所述的眼球运动测量设备，其特征在于，根据左眼眼球追踪模块沿左平面移动的角度，可计算左眼眼球水平方向旋转的角度和垂直方向旋转的角度；根据右眼眼球追踪模块沿右平面移动的角度，可计算右眼眼球水平方向旋转的角度和垂直方向旋转的角度。11.根据权利要求7所述的眼球运动测量设备，其特征在于，在左眼看水平视角为θ
l2
且垂直视角为的视标时，计算此时左眼眼球追踪模块的左平面坐标并计算Δθ
l2
＝θ
l2
’-
θ
l2
，在左眼眼球移动后将测得左眼眼球追踪模块的左平面坐标中的水平方向角度值和垂直方向角度值分别减去Δθ
l2
和可得到左眼的水平视角和垂直视角；在右眼看水平视角为θ
r2
且垂直视角为的视标时，计算此时右眼眼球追踪模块的右平面坐标并计算Δθ
r2
＝θ
r2
’-
θ
r2
，在右眼眼球移动后将测得右眼眼球追踪模块的右平面坐标中的水平方向角度值和垂直方向角度值分别减去Δθ
r2
和可得到右眼的水平视角和垂直视角。12.根据权利要求1所述的眼球运动测量设备，其特征在于，所述左眼眼球追踪模块可以识别左眼虹膜的特征，并根据左眼虹膜特征的变化计算左眼旋转的角度；所述右眼眼球追踪模块可以识别右眼虹膜的特征，并根据右眼虹膜特征的变化计算右眼旋转的角度。13.根据权利要求1所述的眼球运动测量设备，其特征在于，还包括显示与控制模块；显示与控制模块包含显示装置，显示装置可在以下三种显示模式之间切换：显示模式一：显示仅左眼可见的视标；显示模式二：显示仅右眼可见的视标；显示模式三：显示双眼可见的视标。14.根据权利要求13所述的眼球运动测量设备，其特征在于，包括左液晶快门装置，位于左半透半反模块和显示与控制模块中的显示装置之间，可切换透明和不透明的状态；
包括右液晶快门装置，位于右半透半反模块和显示与控制模块中的显示装置之间，可切换透明和不透明的状态。15.根据权利要求13所述的眼球运动测量设备，其特征在于，还包括斜视测量模块，被设置为执行以下步骤，(a)显示与控制模块切换为显示模式一，设两只眼睛分别为F眼和G眼，首先使仅F眼可见显示装置上显示的斜视测量视标；在F眼注视此视标时，使F眼光源在F眼角膜的反光点中心坐标和F眼瞳孔中心坐标重合，记录F眼眼球追踪模块的位置EF1，使G眼光源在G眼角膜的反光点中心坐标和G眼瞳孔中心坐标重合，记录G眼眼球追踪模块的位置EG1；设置两个阈值TH1和TH2，其中TH2≥TH1；(b)显示与控制模块切换为显示模式三，F眼和G眼都可见显示装置显示的斜视测量视标，视标显示位置不变；在双眼注视此视标时，使F眼光源在F眼角膜的反光点中心坐标和F眼瞳孔中心坐标重合，记录F眼眼球追踪模块的位置EF2；使G眼光源在G眼角膜的反光点中心坐标和G眼瞳孔中心坐标重合，记录G眼眼球追踪模块的位置EG2；如|EF
2-EF1|＜TH1且|EG
2-EG1|＜TH1，结果记为B1；如|EF
2-EF1|＜TH1且|EG
2-EG1|≥TH2，结果记为B2；如|EF
2-EF1|≥TH2且|EG
2-EG1|≥TH2，结果记为B3；(c)显示与控制模块切换为显示模式二，仅G眼可见显示装置上显示的斜视测量视标，视标显示位置不变；在G眼注视此视标时，使G眼光源在G眼角膜的反光点中心坐标和G眼瞳孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜煜，
申请(专利权)人：上海青研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：