自动综合验光仪的制作方法
专利名称：自动综合验光仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及电脑控制的主观式自动综合验光仪，是一种自动综合验光仪。
背景技术：
验光的原理是检查光线入射眼球后的聚集情况，以正视眼状态为标准，测出受检 眼与正视眼间的聚散差异程度。作为验光仪之一的综合验光仪即根据上述验光的原理制造 生产出，将透镜或柱镜装入转轮系统中，通过简单的旋钮，更有效、更快捷地转换镜片可能， 达到验光的目的；同时验光仪内的镜片处于封闭状态，不易弄脏。综合验光仪一般由视力检 查仪、投影仪和验光组合台三部分组成，其中综合验光仪根据视力检查仪的操作方式不同 分为自动综合验光仪和手动综合验光仪两种类型；根据自动综合验光仪的验光方式不同又 分为主观式自动综合验光仪和客观式自动综合验光仪两种类型。其中，主观式电脑验光仪 如中国专利文献中披露的申请号200680031677. 5，
公开日2008年8月27日，发明名称“视 力测试器”;再如中国专利文献中披露的申请号200780015340. X，
公开日2009年5月13日， 发明名称“视力测试系统”。但上述专利通过转轮系统中透镜或柱镜未采用较小的细分步进 电机，对患者进行验光的精确度和效果欠佳，较难精确地检测出屈光度、散光度、散光轴位。
发明内容
为克服上述不足，本发明向本领域提供一种采用电脑控制、主观验光方法的自动 综合验光仪，使其解决现有同类产品中采用透镜、柱镜检测精确度和效果欠佳的技术问题。 其目的是通过如下技术方案实现的。一种自动综合验光仪，该验光仪的验光组合台设有肺头、操作盘、电源箱、投影仪， 肺头、操作盘、电源箱、投影仪分别由外部机体和内部集成电路构成；所述肺头的外部机体 由上部件和下部件组成，下部件内设有左、右对称的肺头组件，肺头组件包括镜片轮、基座、 中间轴轮、斜角镜、细分步进电机，操作盘的外部机体由液晶屏和按键控制板组成；所述肺 头的内部集成电路设有肺头主板、左肺头驱动板、右肺头驱动板，肺头主板与左肺头驱动 板、右肺头驱动板连接，左肺头驱动板与左肺头组件连接，右肺头驱动板与右肺头组件连 接，左、右肺头驱动板分别与细分步进电机连接；操作盘内设有操作盘主板，液晶屏内设有 液晶转接板，按键控制板内设有控制板、底板，操作盘主板的控制板、底板、液晶转接板连为 一体；电源箱内设有电源箱主板，电源箱主板外接网电源部分；电源箱为肺头、操作盘提供 电源，肺头、操作盘通过电源箱进行信号传递，操作盘通过电源箱控制投影仪；操作盘作为 人机界面、电源箱作为实时通讯与打印功能、肺头作为执行机构，其工作流程具体如下通 过电源箱采取客观式验光仪验光结果和眼镜度数的数据，或通过操作盘输入患者度数的数 据，通过验光师、操作盘对数据分析，操作盘控制肺头中的镜片组合，测出患者舒适、准确的 的镜片度数，通过电源箱的打印机输出配镜处方。
所述左肺头驱动板和右肺头驱动板的内部集成电路分别设有EPM3256A芯片、 AMSl 117-3. 3 芯片、TD62064F 芯片、TA8435H 芯片、74VHCT245 芯片、CPLD 芯片、拨码开关； 即一肺头驱动板中的芯片IC401为EPM3256A芯片，芯片IC402为AMSl 117-3. 3芯片，芯 片 IC403 IC409 为 TD62064F 芯 片，芯片 IC410、IC411 为 TA8435H 芯片，芯片 IC412 为 74VHCT245芯片；TA8435H芯片是一款25脚集成电路芯片，其功能是对步进电机进行细分驱 动控制。其要点在于所述肺头组件的镜片轮设有Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱 镜，肺头组件设有细分步进电机，Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜通过细分步进 电机带动镜片轮而转动、组合，细分步进电机通过操作盘控制。各参数数值的Risley棱镜、 斜交柱镜、Jackson交叉柱镜组合检测患者的球镜度、屈光度、散光度、散光轴位。Risley棱 镜、斜交叉柱镜、Jackson交叉柱镜的工作原理的功能是通过专用集成电路来对上述三种镜 片所在镜片轮的细分步进电机进行细分运动控制来完成实现的。通过细分步进电机的细分 驱动控制，能把原来传统方式下驱动的步进电机走最小1步的距离，它可以分多步来完成， 意思就是细分驱动控制细分步进电机最小走步距离可以是原来方法的几分之一，所以细分 步进电机走步精度会升高。所述肺头组件的基座设有两个两组16细分的细分步进电机，一个两组16细分的 细分步进电机控制设有Risley棱镜的镜片轮，另一组16细分的细分步进电机控制设有斜 交柱镜、Jackson交叉柱镜的镜片轮。集成电路能对细分步进电机进行2细分/4细分/8 细分/16细分四种细分驱动方法，而该肺头组件采用最高的16细分的细分步进电机驱动方 法。在对两个两组细分步进电机采用16细分驱动控制后，比较以通过用传统方式步进电 机驱动的方法，使用的Risley棱镜、斜交叉柱镜、Jackson交叉柱镜的精度和准确性大大提 高，(一)Risley棱镜的度数精度达到0. 1个棱镜度，棱镜轴位精度能达到0. 5度；(二)斜 交叉柱镜的组合度数可以更多种，可以根据用户需要在0. OXC到1. OXC之间进行更新变化， 目前设置为三种度数(0. 25XC、0. 5XC、0. 75XC)；(三)Jackson交叉柱镜的精度可以达1度， 轴位精度能达到0. 5度；通过采用细分步进电机细分驱动控制可以使三种镜片工作时的转 动、组合和精度大大得到加强，使用户在眼睛视力测量过程中得到更好的可操作性和测量 的精确性。其具体结构如下
所述肺头由上部件和下部件组成，上部件设有近视表支撑杆，下部件内对称设有肺头 组件；
a)所述肺头的上部件设有水平水泡和水泡调节钮，通过水平水泡测试肺头是否处于水 平位置，通过水泡调节钮调节肺头的水平位置。上部件的近视检测杆卡座与上部件铰接，近 视检测杆卡座设有近视检测杆固定螺丝，近视检测杆卡座与近视表支撑杆通过近视检测杆 固定螺丝固定连接，近视检测杆卡座与上部件的卡扣扣合。近视表支撑杆不使用时通过近 视检测杆卡座与卡扣扣合，使用时从通过近视检测杆卡座与上部件的交接处，将近视表支 撑杆和近视检测杆卡座从卡扣中翻出。b)所述肺头的下部件一侧设有对称的检查视窗和角膜对准视窗，医生通过检查视 窗观察患者的眼睛，患者通过检查视窗观察近视表和投影仪的图标，各透镜、棱镜、柱镜等 镜片，以及Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜设置于检查视窗内的镜片轮。通过角 膜对准视窗观察患者的角膜与肺头的距离。以及额头检测灯和前额托调节钮；另一侧设有对称的距离测量窗口，以及前额托和角膜照明，通过距离测量窗口换算角膜顶点与肺头(镜 片)的距离；通过角膜照明即使在黑暗中也可以照亮前节部，方便确认瞳距。同时，前额托 用于患者的前额靠在前额托上，额头检测灯方便医生判断患者是否将前额靠在前额托上， 即前额与前额托分开时额头检测灯发光，靠住时，额头检测灯应熄灭。通过前额托调节钮调 节患者的角膜与肺头之间的距离，前额托、额头检测灯、前额托调节钮进一步提高了检测数 据的准确度。C)所述近视表支撑杆设有近视表卡座，近视表卡座设有近视表，近视表设有近视 视窗和老花测试板。根据患者的情况近视表卡座在近视表支撑杆水平滑动，调节至近视表 支撑杆对应的刻度。d)所述肺头组件的基座设有上支架、小支架、中间轴轮、斜角镜、细分步进电机；中 间轴轮与镜片轮连接，镜片轮的一侧镜片与下部件的检查视窗对应，斜角镜与下部件的角 膜对准视窗对应。通过操作盘控制肺头内的各细分步进电机，控制各镜片轮中各透镜、棱 镜、柱镜等镜片，以及Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜的转动，精确地变换出不同 镜片组合。所述肺头与前额托连接处的下部件设有斜托柱，前额托后部的开口套入斜托柱。 前额托通过该结构装卸入下部件，即前额托的开口于斜托柱对应套入斜托柱，由于斜托柱 呈斜向设计，转动前额托使前额托的开口与斜托柱错位，该前额托即可装入下部件；反之可 将前额托从下部件卸下。所述肺头的下部件设有面罩磁铁，面罩与面罩磁铁扣合，该方式方便了面罩的装 卸，同时方便了对肺头组件进行保养和维修。医生眼睛与角膜对准视窗的距离为25cm，医生眼睛从角膜对准视窗内的斜角镜观 察角膜前极位于哪条线上，判断镜架佩戴距离与测量距离是否相同。所述角膜对准视窗内 的斜角镜用于判断肺头与角膜的距离，即光栏通过距离测量窗口、距离测量窗口内的反光 镜折射至距离测量窗口，当角膜前极位于长线位置，肺头与角膜的距离为12mm;当角膜前 极位于短线位置，根据短线位置计算肺头与角膜的距离。其中短线位置以2mm为间隔，虚 线表示为13. 75mm，具体计算方式为如角膜前极位于离长线4mm处(第二根短线位置)，肺 头与角膜的距离为12+4=16mm。如果镜架佩戴距离与测量距离不同，根据屈光度正、负表修 正。所述操作盘的侧边外径设有亮度调节钮，操作盘的按键控制板设有基本操作钮、 功能选择钮、特殊功能钮A、特殊功能钮B、比较钮、图标钮。基本操作钮由一组按钮组成，可 以进行球镜、圆柱镜和散光轴的操作，还可以进行交叉柱镜试验。也包括程序检查钮和图标 屏蔽钮。功能选择钮用来选择和设定功能。特殊功能钮A选择屏幕上显示的功能或重设视 力头；特殊功能钮B:用来输入、输出内部数据。检查中存储数据要用到这些钮。比较钮用 来显示从外部输入的数据或设定测量方式。所述芯片IC401工作时的参数设置是由拨码开关SW401设置，拨码开关1、2、3位 对应连接到芯片IC411的引脚8、9、10上，拨码开关5、6、7位对应连接到芯片IC410的引 脚8、9、10上，芯片IC411 (或IC410)的引脚8和引脚9是用来设置芯片IC411 (或IC410) 进行细分控制的具体细分数量级的，细分控制的细分数量级总共有4种细分驱动方式(2细 分、4细分、8细分、16细分)。
所述芯片IC410中引脚8和引脚9的输入电平都设置为高电平，采用的细分驱动 方式是16细分的驱动方式，芯片IC411 (或IC410)的引脚10是用来设置相输出电流采样 电阻的电压选择，高电平时VNF为0. 8V，低电平时VNF为0. 5V ；芯片IC410的工作过程控制 参数是由芯片IC411 (或IC410)的引脚2、3、5、6和11来输入相应信号电平来进行的，首先 由微处理器(EPM3256A)发出控制信号电平，通过CPLD芯片、芯片IC401 (EPM3256A芯片)的 对应的输入和输出引脚把控制信号电平传送到信号电平转换芯片IC412(74VHCT245A芯片) 上，最后控制信号电平进入TA8435H芯片对应的参数设置引脚，TA8435H芯片就可以进行正 常工作了 ；TA8435H芯片的引脚2是用来控制芯片是否复位的，高电平时芯片正常工作，低 电平时芯片复位工作暂停，引脚3是用来控制芯片是否工作，高电平时芯片禁止工作，低电 平时芯片正常工作，引脚5是用来控制驱动步进电机的转动方向的，高电平时为顺时针转 动，低电平时为逆时针转动，引脚6是用来输入控制芯片工作的脉冲信号，引脚11是芯片正 常工作时的反馈输出信号；TA8435H芯片的细分驱动输出是由芯片IC411 (或IC410)引脚 16、18、19、20、21和23脚向外输出的，引脚16和19为向二相步进电机中B相绕组提供输 出电流驱动，引脚18为B相输出电流检测脚，引脚20和23为向二相步进电机中A相绕组 提供输出电流驱动，引脚21为A相输出电流检测脚；芯片IC411 (或IC410)的引脚1和13 脚为芯片的工作电源，芯片IC411 (或IC410)的引脚15、17、22和24脚为芯片驱动的步进 电机的工作电源。
本发明在现有自动综合验光仪的基础上，采用细分步进电机控制设有各种镜片的 镜片轮，并采用16细分步进电机控制其中设有Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜 的镜片轮，同时对肺头的机械和集成电路结构作了进一步地改进，其设计合理，使用方便， 测试效果精确，适用于近视和远视患者的视力检测。
图1是本发明的结构示意图，图中省略验光组合台。图2是本发明的电路原理结构方框示意图。
图3是本发明的电路原理示意图。图4是本发明的一肺头驱动板(左或右肺头驱动板)集成电路结构示意图。图5是图4的A区放大图。图6是图4的B区放大图。图7是图4的C区放大图。图8是图4的D区放大图。图9是本发明的肺头结构示意图一。图10是本发明的肺头结构示意图二，图中箭头为面罩的安装方向。图11是本发明的近视表使用状态结构示意图，图中箭头为近视表移动方向。图12为图11的部分结构放大图。图13为本发明的前额托的安装示意图，图中虚线为前额托的装卸位置，箭头为装 卸方向。图14为本发明的右肺头结构示意图。图15为图14的后视图。图16为图14的左视图。
图17为图14的内层结构示意图。图18为本发明的操作盘中控制板按键位置示意图。图19为本发明的操作盘结构示意图。图20为本发明的斜角镜工作原理示意图。
附图序号及名称1、肺头，101、上部件，1011、卡扣，102、下部件，1021、斜托柱， 1022、肺头组件，2、操作盘，201、液晶屏，202、按键控制板，3、电源箱，4、投影仪，5、肺头主 板，6、左肺头驱动板，7、右肺头驱动板，8、细分步进电机，9、打印机，10、电源箱主板，11、网 电源部分，12、操作盘主板，1201、控制板，1202、底板，1203、液晶转接板，13、检查视窗，14、 额头检测灯，15、角膜对准视窗，16、前额托调节钮，17、近视检测杆卡座，18、近视检测杆固 定螺丝，19、水平水泡，20、水泡调节钮，21、面罩磁铁，22、角膜照明，23、前额托，2301、开口， 24、距离测量窗口，25、面罩，26、近视表支撑杆，27、近视表卡座，28、近视表，2801、近视视 窗，2802、老花测试板，29、上支架，30、斜角镜，31、中间轴轮，32、小支架，33、基座，34、镜片 轮，35、基本操作钮，36、功能选择钮，37、特殊功能钮A，38、特殊功能钮B，39、比较钮，40、图 标钮，41、亮度调节钮，42、医生眼睛，43，反光镜，44、病人眼睛，45、光栏，46、短线位置，47、 长线位置。
具体实施例方式现结合附图以两个16细分步进电机分别控制带有Risley棱镜的两个镜片轮和两 个16细分步进电机分别控制带有斜交叉柱镜、Jackson交叉柱镜的两个镜片轮，其他镜片 轮和此四个镜片轮同时设有其他公知的透镜、棱镜、柱镜等镜片为实施例，对本发明的结构 和装配作进一步描述。如图1所示，该验光仪的验光组合台设有肺头1、操作盘2、电源箱3、 投影仪4四个部件，四个部件分别由外部机体和内部集成电路构成。其内部集成电路如图2 所示，肺头的肺头主板5分别与左肺头驱动板6和右肺头驱动板7连接，左、右肺头驱动板 设有细分步进电机8 ；操作盘的操作盘主板12与液晶转接板1203连接；电源箱的打印机9 与电源箱主板10连接，电源箱主板与网电源部分11连接；肺头主板与电源箱主板连接，电 源箱主板与操作盘主板连接。如图3所示，电源箱主板设有肺头主板、细分步进电机、打印 机、网电源部分、操作盘主板、液晶转接板等部件的接口。 其中，一肺头驱动板(左肺头驱动板或右肺头驱动板)的内部集成电路具体操作如 图4 图8所示，芯片IC401工作时的参数设置是由拨码开关SW401设置，芯片IC411 (或 IC410)的引脚8和引脚9是用来设置芯片IC411 (或IC410)进行16细分的驱动方式的控 制。芯片IC410中引脚8和引脚9的输入电平都设置为高电平，采芯片IC411 (或IC410) 的引脚10是用来设置相输出电流采样电阻的电压选择，高电平时VNFSO. 8V，低电平时 VNF为0. 5V ；芯片IC410的工作过程控制参数是由芯片IC411 (或IC410)的引脚2、3、5、6 和11来输入相应信号电平来进行的，首先由微处理器(EPM3256A)发出控制信号电平，通过 CPLD芯片、芯片IC401的对应的输入和输出引脚把控制信号电平传送到信号电平转换芯片 IC412上，最后控制信号电平进入TA8435H芯片对应的参数设置引脚，TA8435H芯片就可以 进行正常工作了。TA8435H芯片的细分驱动输出是由芯片IC411 (或IC410)引脚16、18、 19、20、21和23脚向外输出的，引脚16和19为向二相步进电机中B相绕组提供输出电流驱 动，引脚18为B相输出电流检测脚，引脚20和23为向二相步进电机中A相绕组提供输出电流驱动，引脚21为A相输出电流检测脚；芯片IC411 (或IC410)的引脚1和13脚为芯片 的工作电源，芯片IC411 (或IC410)的引脚15、17、22和24脚为芯片驱动的步进电机的工 作电源。
其肺头的外部机体如图9、图10所示，肺头的外部机体由上部件101和下部件102 组成，下部件内分别设有左、右对称的肺头组件1022，上部件的前端设有卡扣1011，近视检 测杆卡座17与卡扣扣合，近视表支撑杆26通过近视检测杆固定螺丝18固定于近视检测杆 卡座，上部件的顶部设有水平水泡19和水泡调节钮20;下部件的前端中间设有前额托调节 钮16、额头检测灯14、检查视窗13，前端两侧设有角膜对准视窗，后端中间设有前额托23、 角膜照明22、面罩磁铁21，面罩25与面罩磁铁扣合，后端两侧设有距离测量窗口 24。如图 14 图17所示，肺头组件中基座33的镜片轮34中设有Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson 交叉柱镜，以及其他透镜、柱镜、棱镜等镜片，镜片轮设有中间轴轮31，基座设有细分步进电 机、上支架29、小支架32，其中控制设有Risley棱镜细分步进电机为16细分步进电机。操 作盘的液晶屏201的一侧设有亮度调节钮41，操作盘的按键控制板202设有基本操作钮 35、功能旋钮36、特殊功能钮A37、特殊功能钮B38、比较钮39、图标钮40。使用时，如图13所示，前额托的开口 2301插入下部件的斜托柱1021，转动前额托 使开口与斜托柱错位。通过上部件的水平水泡和水泡调节钮使肺头处于水平位置，患者的 前额贴住前额托，额头检测灯亮起。测试时，先通过投影仪和操作盘配合测试出患者近视或 老花的度数，即操作盘发出指令控制肺头内的细分步进电机和四个16细分步进电机转动， 细分电机控制其它透镜、棱镜、柱镜等镜片的转动，基座33上的两个16细分步进电机带动 设有Risley棱镜的两个镜片轮转动，另两个16细分步进电机带动设有斜交柱镜、Jackson 交叉柱镜的两个镜片轮转动，上述镜片转动至对应的组合，通过细分步进电机使用镜片的 精度和准确性大大提高，而通过16细分步进电机使用的Risley棱镜、斜交叉柱镜、Jackson 交叉柱镜的精度和准确性大大提高。再如图11、图12所示，将近视表支撑杆从卡扣中取 出，近视表支撑杆中放入近视表卡座27，根据患者的近视或老花的度数，调节近视表卡座在 近视表支撑杆的刻度，通过近视表28的近视视窗2801测试患者近视度数，通过近视表的 老花测试板2802测试患者老花度数。如图20所示，通过角膜对准视窗、距离测量窗口观察 角膜前极位于哪条线上，判断镜架佩戴距离与测量距离是否相同，具体是病人眼睛44置 于面罩前，医生眼睛42置于角膜对准视窗前25cm，光栏45通过距离测量窗口、距离测量窗 口内的反光镜43折射至距离测量窗口，当角膜前极位于长线位置47，肺头与角膜的距离为 12mm;当角膜前极位于短线位置46，根据短线位置计算肺头与角膜的距离，其中短线位置 以2mm为间隔，虚线表示为13. 75mm，具体计算方式为如角膜前极位于离长线4mm处(第 二根短线位置)，肺头与角膜的距离为12+4=16mm。如果镜架佩戴距离与测量距离不同，根据 屈光度正、负表修正。
权利要求
一种自动综合验光仪，该验光仪的验光组合台设有肺头(1)、操作盘(2)、电源箱(3)、投影仪(4)，肺头、操作盘、电源箱、投影仪分别由外部机体和内部集成电路构成；所述肺头的外部机体由上部件(101)和下部件(102)组成，下部件内设有左、右对称的肺头组件(1022)，肺头组件(1022)包括镜片轮(34)、基座(33)、中间轴轮(31)、斜角镜(30)、细分步进电机(8)，操作盘的外部机体由液晶屏(201)和按键控制板(202)组成；所述肺头的内部集成电路设有肺头主板(5)、左肺头驱动板(6)、右肺头驱动板(7)，肺头主板与左肺头驱动板、右肺头驱动板连接，左肺头驱动板与左肺头组件连接，右肺头驱动板与右肺头组件连接，左、右肺头驱动板分别与细分步进电机(8)连接；操作盘内设有操作盘主板(12)，液晶屏内设有液晶转接板(1203)，按键控制板内设有控制板(1201)、底板(1202)，操作盘主板的控制板、底板、液晶转接板连为一体；电源箱内设有电源箱主板(10)，电源箱主板外接网电源部分(11)；所述左肺头驱动板和右肺头驱动板的内部集成电路分别设有EPM3256A芯片、AMS1117 3.3芯片、TD62064F芯片、TA8435H芯片、74VHCT245芯片、CPLD芯片、拨码开关；即一肺头驱动板中的芯片IC401为EPM3256A芯片，芯片IC402为AMS1117 3.3芯片，芯片IC403～IC409为TD62064F芯片，芯片IC410、IC411为TA8435H芯片，芯片IC412为74VHCT245芯片；其特征在于所述肺头组件(1022)的镜片轮(34)设有Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜，肺头组件(1022)设有细分步进电机(8)，Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜通过细分步进电机带动镜片轮而转动、组合，细分步进电机通过操作盘(2)控制。
2.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述肺头组件(1022)的基座 (33)设有两个两组16细分的细分步进电机(8)，一个两组16细分的细分步进电机控制设 有Risley棱镜的镜片轮(34)，另一组16细分的细分步进电机控制设有斜交柱镜、Jackson 交叉柱镜的镜片轮。
3.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述肺头(1)由上部件(101) 和下部件(102)组成，上部件设有近视表支撑杆(26)，下部件内对称设有肺头组件(1022)；a)所述肺头的上部件设有水平水泡(19)和水泡调节钮(20)，上部件的近视检测杆卡 座(17)与上部件铰接，近视检测杆卡座设有近视检测杆固定螺丝(18)，近视检测杆卡座与 近视表支撑杆(26)通过近视检测杆固定螺丝固定连接，近视检测杆卡座与上部件的卡扣 (1011)扣合；b)所述肺头的下部件一侧设有对称的检查视窗(13)和角膜对准视窗(15)，以及额头 检测灯(14)和前额托调节钮(16);另一侧设有对称的距离测量窗口(24)，以及前额托(23) 和角膜照明(22);c )所述近视表支撑杆(26 )设有近视表卡座(27 )，近视表卡座设有近视表(28 )，近视表 设有近视视窗(2801)和老花测试板(2802)；d)所述肺头组件(1022)的基座(33)设有上支架(29)、小支架(32)、中间轴轮(31 )、斜 角镜(30)、细分步进电机(8)；中间轴轮与镜片轮(34)连接，镜片轮的一侧镜片与下部件的 检查视窗(13)对应，斜角镜与下部件的角膜对准视窗(15)对应。
4.根据权利要求3所述的自动综合验光仪，其特征在于所述肺头(1)与前额托(23)连 接处的下部件(102)设有斜托柱(1021 )，前额托后部的开口( 2301)套入斜托柱(1021 )。
5.根据权利要求3所述的自动综合验光仪，其特征在于所述肺头(1)的下部件(102) 设有面罩磁铁(21)，面罩(25)与面罩磁铁扣合。
6.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述角膜对准视窗(15)内的斜 角镜(30)用于判断肺头(1)与角膜的距离，即光栏(45)通过距离测量窗口、距离测量窗口 内的反光镜(43)折射至距离测量窗口，当角膜前极位于长线位置(47)，肺头与角膜的距离 为12mm ；当角膜前极位于短线位置(46)，根据短线位置计算肺头与角膜的距离。
7.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述操作盘(2)的侧边外径 设有亮度调节钮(41)，操作盘(2)的按键控制板(202)设有基本操作钮(35)、功能选择钮 (36)、特殊功能钮A (37)、特殊功能钮B (38)、比较钮(39)、图标钮(40)。
8.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述芯片IC401工作时的参数 设置是由拨码开关SW401设置，拨码开关1、2、3位对应连接到芯片IC411的引脚8、9、10上， 拨码开关5、6、7位对应连接到芯片IC410的引脚8、9、10上，芯片IC411的引脚8和引脚9 是用来设置芯片IC411进行细分控制的具体细分数量级的。
9.根据权利要求8所述的自动综合验光仪，其特征在于所述芯片IC410中引脚8和引 脚9的输入电平都设置为高电平，采用的细分驱动方式是16细分的驱动方式，芯片IC411 的引脚10是用来设置相输出电流采样电阻的电压选择，高电平时VNF为0. 8V,低电平时 VNF为0. 5V ；芯片IC410的工作过程控制参数是由芯片IC411的引脚2、3、5、6和11来输 入相应信号电平来进行的，首先由微处理器发出控制信号电平，通过CPLD芯片、芯片IC401 的对应的输入和输出引脚把控制信号电平传送到信号电平转换芯片IC412上，最后控制 信号电平进入TA8435H芯片对应的参数设置引脚，TA8435H芯片就可以进行正常工作了 ； TA8435H芯片的引脚2是用来控制芯片是否复位的，高电平时芯片正常工作，低电平时芯片 复位工作暂停，引脚3是用来控制芯片是否工作，高电平时芯片禁止工作，低电平时芯片正 常工作，引脚5是用来控制驱动步进电机的转动方向的，高电平时为顺时针转动，低电平时 为逆时针转动，引脚6是用来输入控制芯片工作的脉冲信号，引脚11是芯片正常工作时的 反馈输出信号；TA8435H芯片的细分驱动输出是由芯片IC411引脚16、18、19、20、21和23 脚向外输出的，引脚16和19为向二相步进电机中B相绕组提供输出电流驱动，引脚18为 B相输出电流检测脚，引脚20和23为向二相步进电机中A相绕组提供输出电流驱动，引脚 21为A相输出电流检测脚；芯片IC411的引脚1和13脚为芯片的工作电源，芯片IC411的 引脚15、17、22和24脚为芯片驱动的步进电机的工作电源。
全文摘要
本发明涉及一种主观式的自动综合验光仪，其为解决现有同类产品中步进电机细分控制机械和集成电路结构欠佳的技术问题而设计的。其要点是该验光仪的肺头组件的镜片轮设有若干Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜，肺头组件设有若干细分步进电机，Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜通过细分步进电机转动、组合，细分步进电机通过操作盘控制。所述肺头组件设有四个16细分的细分步进电机。肺头驱动板的内部集成电路主要采用TA8435H芯片控制肺头驱动板的16细分驱动方式。其设计合理，使用方便，测试效果精确，适用于近视和远视患者的视力检测。
文档编号A61B3/02GK101966074SQ20101029984
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者梅建国, 顾勰民, 黄涨国 申请人:黄涨国
技术领域：
本发明涉及电脑控制的主观式自动综合验光仪，是一种自动综合验光仪。
背景技术：
验光的原理是检查光线入射眼球后的聚集情况，以正视眼状态为标准，测出受检 眼与正视眼间的聚散差异程度。作为验光仪之一的综合验光仪即根据上述验光的原理制造 生产出，将透镜或柱镜装入转轮系统中，通过简单的旋钮，更有效、更快捷地转换镜片可能， 达到验光的目的；同时验光仪内的镜片处于封闭状态，不易弄脏。综合验光仪一般由视力检 查仪、投影仪和验光组合台三部分组成，其中综合验光仪根据视力检查仪的操作方式不同 分为自动综合验光仪和手动综合验光仪两种类型；根据自动综合验光仪的验光方式不同又 分为主观式自动综合验光仪和客观式自动综合验光仪两种类型。其中，主观式电脑验光仪 如中国专利文献中披露的申请号200680031677. 5，
公开日2008年8月27日，发明名称“视 力测试器”;再如中国专利文献中披露的申请号200780015340. X，
公开日2009年5月13日， 发明名称“视力测试系统”。但上述专利通过转轮系统中透镜或柱镜未采用较小的细分步进 电机，对患者进行验光的精确度和效果欠佳，较难精确地检测出屈光度、散光度、散光轴位。
发明内容
为克服上述不足，本发明向本领域提供一种采用电脑控制、主观验光方法的自动 综合验光仪，使其解决现有同类产品中采用透镜、柱镜检测精确度和效果欠佳的技术问题。 其目的是通过如下技术方案实现的。一种自动综合验光仪，该验光仪的验光组合台设有肺头、操作盘、电源箱、投影仪， 肺头、操作盘、电源箱、投影仪分别由外部机体和内部集成电路构成；所述肺头的外部机体 由上部件和下部件组成，下部件内设有左、右对称的肺头组件，肺头组件包括镜片轮、基座、 中间轴轮、斜角镜、细分步进电机，操作盘的外部机体由液晶屏和按键控制板组成；所述肺 头的内部集成电路设有肺头主板、左肺头驱动板、右肺头驱动板，肺头主板与左肺头驱动 板、右肺头驱动板连接，左肺头驱动板与左肺头组件连接，右肺头驱动板与右肺头组件连 接，左、右肺头驱动板分别与细分步进电机连接；操作盘内设有操作盘主板，液晶屏内设有 液晶转接板，按键控制板内设有控制板、底板，操作盘主板的控制板、底板、液晶转接板连为 一体；电源箱内设有电源箱主板，电源箱主板外接网电源部分；电源箱为肺头、操作盘提供 电源，肺头、操作盘通过电源箱进行信号传递，操作盘通过电源箱控制投影仪；操作盘作为 人机界面、电源箱作为实时通讯与打印功能、肺头作为执行机构，其工作流程具体如下通 过电源箱采取客观式验光仪验光结果和眼镜度数的数据，或通过操作盘输入患者度数的数 据，通过验光师、操作盘对数据分析，操作盘控制肺头中的镜片组合，测出患者舒适、准确的 的镜片度数，通过电源箱的打印机输出配镜处方。
所述左肺头驱动板和右肺头驱动板的内部集成电路分别设有EPM3256A芯片、 AMSl 117-3. 3 芯片、TD62064F 芯片、TA8435H 芯片、74VHCT245 芯片、CPLD 芯片、拨码开关； 即一肺头驱动板中的芯片IC401为EPM3256A芯片，芯片IC402为AMSl 117-3. 3芯片，芯 片 IC403 IC409 为 TD62064F 芯 片，芯片 IC410、IC411 为 TA8435H 芯片，芯片 IC412 为 74VHCT245芯片；TA8435H芯片是一款25脚集成电路芯片，其功能是对步进电机进行细分驱 动控制。其要点在于所述肺头组件的镜片轮设有Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱 镜，肺头组件设有细分步进电机，Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜通过细分步进 电机带动镜片轮而转动、组合，细分步进电机通过操作盘控制。各参数数值的Risley棱镜、 斜交柱镜、Jackson交叉柱镜组合检测患者的球镜度、屈光度、散光度、散光轴位。Risley棱 镜、斜交叉柱镜、Jackson交叉柱镜的工作原理的功能是通过专用集成电路来对上述三种镜 片所在镜片轮的细分步进电机进行细分运动控制来完成实现的。通过细分步进电机的细分 驱动控制，能把原来传统方式下驱动的步进电机走最小1步的距离，它可以分多步来完成， 意思就是细分驱动控制细分步进电机最小走步距离可以是原来方法的几分之一，所以细分 步进电机走步精度会升高。所述肺头组件的基座设有两个两组16细分的细分步进电机，一个两组16细分的 细分步进电机控制设有Risley棱镜的镜片轮，另一组16细分的细分步进电机控制设有斜 交柱镜、Jackson交叉柱镜的镜片轮。集成电路能对细分步进电机进行2细分/4细分/8 细分/16细分四种细分驱动方法，而该肺头组件采用最高的16细分的细分步进电机驱动方 法。在对两个两组细分步进电机采用16细分驱动控制后，比较以通过用传统方式步进电 机驱动的方法，使用的Risley棱镜、斜交叉柱镜、Jackson交叉柱镜的精度和准确性大大提 高，(一)Risley棱镜的度数精度达到0. 1个棱镜度，棱镜轴位精度能达到0. 5度；(二)斜 交叉柱镜的组合度数可以更多种，可以根据用户需要在0. OXC到1. OXC之间进行更新变化， 目前设置为三种度数(0. 25XC、0. 5XC、0. 75XC)；(三)Jackson交叉柱镜的精度可以达1度， 轴位精度能达到0. 5度；通过采用细分步进电机细分驱动控制可以使三种镜片工作时的转 动、组合和精度大大得到加强，使用户在眼睛视力测量过程中得到更好的可操作性和测量 的精确性。其具体结构如下
所述肺头由上部件和下部件组成，上部件设有近视表支撑杆，下部件内对称设有肺头 组件；
a)所述肺头的上部件设有水平水泡和水泡调节钮，通过水平水泡测试肺头是否处于水 平位置，通过水泡调节钮调节肺头的水平位置。上部件的近视检测杆卡座与上部件铰接，近 视检测杆卡座设有近视检测杆固定螺丝，近视检测杆卡座与近视表支撑杆通过近视检测杆 固定螺丝固定连接，近视检测杆卡座与上部件的卡扣扣合。近视表支撑杆不使用时通过近 视检测杆卡座与卡扣扣合，使用时从通过近视检测杆卡座与上部件的交接处，将近视表支 撑杆和近视检测杆卡座从卡扣中翻出。b)所述肺头的下部件一侧设有对称的检查视窗和角膜对准视窗，医生通过检查视 窗观察患者的眼睛，患者通过检查视窗观察近视表和投影仪的图标，各透镜、棱镜、柱镜等 镜片，以及Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜设置于检查视窗内的镜片轮。通过角 膜对准视窗观察患者的角膜与肺头的距离。以及额头检测灯和前额托调节钮；另一侧设有对称的距离测量窗口，以及前额托和角膜照明，通过距离测量窗口换算角膜顶点与肺头(镜 片)的距离；通过角膜照明即使在黑暗中也可以照亮前节部，方便确认瞳距。同时，前额托 用于患者的前额靠在前额托上，额头检测灯方便医生判断患者是否将前额靠在前额托上， 即前额与前额托分开时额头检测灯发光，靠住时，额头检测灯应熄灭。通过前额托调节钮调 节患者的角膜与肺头之间的距离，前额托、额头检测灯、前额托调节钮进一步提高了检测数 据的准确度。C)所述近视表支撑杆设有近视表卡座，近视表卡座设有近视表，近视表设有近视 视窗和老花测试板。根据患者的情况近视表卡座在近视表支撑杆水平滑动，调节至近视表 支撑杆对应的刻度。d)所述肺头组件的基座设有上支架、小支架、中间轴轮、斜角镜、细分步进电机；中 间轴轮与镜片轮连接，镜片轮的一侧镜片与下部件的检查视窗对应，斜角镜与下部件的角 膜对准视窗对应。通过操作盘控制肺头内的各细分步进电机，控制各镜片轮中各透镜、棱 镜、柱镜等镜片，以及Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜的转动，精确地变换出不同 镜片组合。所述肺头与前额托连接处的下部件设有斜托柱，前额托后部的开口套入斜托柱。 前额托通过该结构装卸入下部件，即前额托的开口于斜托柱对应套入斜托柱，由于斜托柱 呈斜向设计，转动前额托使前额托的开口与斜托柱错位，该前额托即可装入下部件；反之可 将前额托从下部件卸下。所述肺头的下部件设有面罩磁铁，面罩与面罩磁铁扣合，该方式方便了面罩的装 卸，同时方便了对肺头组件进行保养和维修。医生眼睛与角膜对准视窗的距离为25cm，医生眼睛从角膜对准视窗内的斜角镜观 察角膜前极位于哪条线上，判断镜架佩戴距离与测量距离是否相同。所述角膜对准视窗内 的斜角镜用于判断肺头与角膜的距离，即光栏通过距离测量窗口、距离测量窗口内的反光 镜折射至距离测量窗口，当角膜前极位于长线位置，肺头与角膜的距离为12mm;当角膜前 极位于短线位置，根据短线位置计算肺头与角膜的距离。其中短线位置以2mm为间隔，虚 线表示为13. 75mm，具体计算方式为如角膜前极位于离长线4mm处(第二根短线位置)，肺 头与角膜的距离为12+4=16mm。如果镜架佩戴距离与测量距离不同，根据屈光度正、负表修 正。所述操作盘的侧边外径设有亮度调节钮，操作盘的按键控制板设有基本操作钮、 功能选择钮、特殊功能钮A、特殊功能钮B、比较钮、图标钮。基本操作钮由一组按钮组成，可 以进行球镜、圆柱镜和散光轴的操作，还可以进行交叉柱镜试验。也包括程序检查钮和图标 屏蔽钮。功能选择钮用来选择和设定功能。特殊功能钮A选择屏幕上显示的功能或重设视 力头；特殊功能钮B:用来输入、输出内部数据。检查中存储数据要用到这些钮。比较钮用 来显示从外部输入的数据或设定测量方式。所述芯片IC401工作时的参数设置是由拨码开关SW401设置，拨码开关1、2、3位 对应连接到芯片IC411的引脚8、9、10上，拨码开关5、6、7位对应连接到芯片IC410的引 脚8、9、10上，芯片IC411 (或IC410)的引脚8和引脚9是用来设置芯片IC411 (或IC410) 进行细分控制的具体细分数量级的，细分控制的细分数量级总共有4种细分驱动方式(2细 分、4细分、8细分、16细分)。
所述芯片IC410中引脚8和引脚9的输入电平都设置为高电平，采用的细分驱动 方式是16细分的驱动方式，芯片IC411 (或IC410)的引脚10是用来设置相输出电流采样 电阻的电压选择，高电平时VNF为0. 8V，低电平时VNF为0. 5V ；芯片IC410的工作过程控制 参数是由芯片IC411 (或IC410)的引脚2、3、5、6和11来输入相应信号电平来进行的，首先 由微处理器(EPM3256A)发出控制信号电平，通过CPLD芯片、芯片IC401 (EPM3256A芯片)的 对应的输入和输出引脚把控制信号电平传送到信号电平转换芯片IC412(74VHCT245A芯片) 上，最后控制信号电平进入TA8435H芯片对应的参数设置引脚，TA8435H芯片就可以进行正 常工作了 ；TA8435H芯片的引脚2是用来控制芯片是否复位的，高电平时芯片正常工作，低 电平时芯片复位工作暂停，引脚3是用来控制芯片是否工作，高电平时芯片禁止工作，低电 平时芯片正常工作，引脚5是用来控制驱动步进电机的转动方向的，高电平时为顺时针转 动，低电平时为逆时针转动，引脚6是用来输入控制芯片工作的脉冲信号，引脚11是芯片正 常工作时的反馈输出信号；TA8435H芯片的细分驱动输出是由芯片IC411 (或IC410)引脚 16、18、19、20、21和23脚向外输出的，引脚16和19为向二相步进电机中B相绕组提供输 出电流驱动，引脚18为B相输出电流检测脚，引脚20和23为向二相步进电机中A相绕组 提供输出电流驱动，引脚21为A相输出电流检测脚；芯片IC411 (或IC410)的引脚1和13 脚为芯片的工作电源，芯片IC411 (或IC410)的引脚15、17、22和24脚为芯片驱动的步进 电机的工作电源。
本发明在现有自动综合验光仪的基础上，采用细分步进电机控制设有各种镜片的 镜片轮，并采用16细分步进电机控制其中设有Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜 的镜片轮，同时对肺头的机械和集成电路结构作了进一步地改进，其设计合理，使用方便， 测试效果精确，适用于近视和远视患者的视力检测。
图1是本发明的结构示意图，图中省略验光组合台。图2是本发明的电路原理结构方框示意图。
图3是本发明的电路原理示意图。图4是本发明的一肺头驱动板(左或右肺头驱动板)集成电路结构示意图。图5是图4的A区放大图。图6是图4的B区放大图。图7是图4的C区放大图。图8是图4的D区放大图。图9是本发明的肺头结构示意图一。图10是本发明的肺头结构示意图二，图中箭头为面罩的安装方向。图11是本发明的近视表使用状态结构示意图，图中箭头为近视表移动方向。图12为图11的部分结构放大图。图13为本发明的前额托的安装示意图，图中虚线为前额托的装卸位置，箭头为装 卸方向。图14为本发明的右肺头结构示意图。图15为图14的后视图。图16为图14的左视图。
图17为图14的内层结构示意图。图18为本发明的操作盘中控制板按键位置示意图。图19为本发明的操作盘结构示意图。图20为本发明的斜角镜工作原理示意图。
附图序号及名称1、肺头，101、上部件，1011、卡扣，102、下部件，1021、斜托柱， 1022、肺头组件，2、操作盘，201、液晶屏，202、按键控制板，3、电源箱，4、投影仪，5、肺头主 板，6、左肺头驱动板，7、右肺头驱动板，8、细分步进电机，9、打印机，10、电源箱主板，11、网 电源部分，12、操作盘主板，1201、控制板，1202、底板，1203、液晶转接板，13、检查视窗，14、 额头检测灯，15、角膜对准视窗，16、前额托调节钮，17、近视检测杆卡座，18、近视检测杆固 定螺丝，19、水平水泡，20、水泡调节钮，21、面罩磁铁，22、角膜照明，23、前额托，2301、开口， 24、距离测量窗口，25、面罩，26、近视表支撑杆，27、近视表卡座，28、近视表，2801、近视视 窗，2802、老花测试板，29、上支架，30、斜角镜，31、中间轴轮，32、小支架，33、基座，34、镜片 轮，35、基本操作钮，36、功能选择钮，37、特殊功能钮A，38、特殊功能钮B，39、比较钮，40、图 标钮，41、亮度调节钮，42、医生眼睛，43，反光镜，44、病人眼睛，45、光栏，46、短线位置，47、 长线位置。
具体实施例方式现结合附图以两个16细分步进电机分别控制带有Risley棱镜的两个镜片轮和两 个16细分步进电机分别控制带有斜交叉柱镜、Jackson交叉柱镜的两个镜片轮，其他镜片 轮和此四个镜片轮同时设有其他公知的透镜、棱镜、柱镜等镜片为实施例，对本发明的结构 和装配作进一步描述。如图1所示，该验光仪的验光组合台设有肺头1、操作盘2、电源箱3、 投影仪4四个部件，四个部件分别由外部机体和内部集成电路构成。其内部集成电路如图2 所示，肺头的肺头主板5分别与左肺头驱动板6和右肺头驱动板7连接，左、右肺头驱动板 设有细分步进电机8 ；操作盘的操作盘主板12与液晶转接板1203连接；电源箱的打印机9 与电源箱主板10连接，电源箱主板与网电源部分11连接；肺头主板与电源箱主板连接，电 源箱主板与操作盘主板连接。如图3所示，电源箱主板设有肺头主板、细分步进电机、打印 机、网电源部分、操作盘主板、液晶转接板等部件的接口。 其中，一肺头驱动板(左肺头驱动板或右肺头驱动板)的内部集成电路具体操作如 图4 图8所示，芯片IC401工作时的参数设置是由拨码开关SW401设置，芯片IC411 (或 IC410)的引脚8和引脚9是用来设置芯片IC411 (或IC410)进行16细分的驱动方式的控 制。芯片IC410中引脚8和引脚9的输入电平都设置为高电平，采芯片IC411 (或IC410) 的引脚10是用来设置相输出电流采样电阻的电压选择，高电平时VNFSO. 8V，低电平时 VNF为0. 5V ；芯片IC410的工作过程控制参数是由芯片IC411 (或IC410)的引脚2、3、5、6 和11来输入相应信号电平来进行的，首先由微处理器(EPM3256A)发出控制信号电平，通过 CPLD芯片、芯片IC401的对应的输入和输出引脚把控制信号电平传送到信号电平转换芯片 IC412上，最后控制信号电平进入TA8435H芯片对应的参数设置引脚，TA8435H芯片就可以 进行正常工作了。TA8435H芯片的细分驱动输出是由芯片IC411 (或IC410)引脚16、18、 19、20、21和23脚向外输出的，引脚16和19为向二相步进电机中B相绕组提供输出电流驱 动，引脚18为B相输出电流检测脚，引脚20和23为向二相步进电机中A相绕组提供输出电流驱动，引脚21为A相输出电流检测脚；芯片IC411 (或IC410)的引脚1和13脚为芯片 的工作电源，芯片IC411 (或IC410)的引脚15、17、22和24脚为芯片驱动的步进电机的工 作电源。
其肺头的外部机体如图9、图10所示，肺头的外部机体由上部件101和下部件102 组成，下部件内分别设有左、右对称的肺头组件1022，上部件的前端设有卡扣1011，近视检 测杆卡座17与卡扣扣合，近视表支撑杆26通过近视检测杆固定螺丝18固定于近视检测杆 卡座，上部件的顶部设有水平水泡19和水泡调节钮20;下部件的前端中间设有前额托调节 钮16、额头检测灯14、检查视窗13，前端两侧设有角膜对准视窗，后端中间设有前额托23、 角膜照明22、面罩磁铁21，面罩25与面罩磁铁扣合，后端两侧设有距离测量窗口 24。如图 14 图17所示，肺头组件中基座33的镜片轮34中设有Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson 交叉柱镜，以及其他透镜、柱镜、棱镜等镜片，镜片轮设有中间轴轮31，基座设有细分步进电 机、上支架29、小支架32，其中控制设有Risley棱镜细分步进电机为16细分步进电机。操 作盘的液晶屏201的一侧设有亮度调节钮41，操作盘的按键控制板202设有基本操作钮 35、功能旋钮36、特殊功能钮A37、特殊功能钮B38、比较钮39、图标钮40。使用时，如图13所示，前额托的开口 2301插入下部件的斜托柱1021，转动前额托 使开口与斜托柱错位。通过上部件的水平水泡和水泡调节钮使肺头处于水平位置，患者的 前额贴住前额托，额头检测灯亮起。测试时，先通过投影仪和操作盘配合测试出患者近视或 老花的度数，即操作盘发出指令控制肺头内的细分步进电机和四个16细分步进电机转动， 细分电机控制其它透镜、棱镜、柱镜等镜片的转动，基座33上的两个16细分步进电机带动 设有Risley棱镜的两个镜片轮转动，另两个16细分步进电机带动设有斜交柱镜、Jackson 交叉柱镜的两个镜片轮转动，上述镜片转动至对应的组合，通过细分步进电机使用镜片的 精度和准确性大大提高，而通过16细分步进电机使用的Risley棱镜、斜交叉柱镜、Jackson 交叉柱镜的精度和准确性大大提高。再如图11、图12所示，将近视表支撑杆从卡扣中取 出，近视表支撑杆中放入近视表卡座27，根据患者的近视或老花的度数，调节近视表卡座在 近视表支撑杆的刻度，通过近视表28的近视视窗2801测试患者近视度数，通过近视表的 老花测试板2802测试患者老花度数。如图20所示，通过角膜对准视窗、距离测量窗口观察 角膜前极位于哪条线上，判断镜架佩戴距离与测量距离是否相同，具体是病人眼睛44置 于面罩前，医生眼睛42置于角膜对准视窗前25cm，光栏45通过距离测量窗口、距离测量窗 口内的反光镜43折射至距离测量窗口，当角膜前极位于长线位置47，肺头与角膜的距离为 12mm;当角膜前极位于短线位置46，根据短线位置计算肺头与角膜的距离，其中短线位置 以2mm为间隔，虚线表示为13. 75mm，具体计算方式为如角膜前极位于离长线4mm处(第 二根短线位置)，肺头与角膜的距离为12+4=16mm。如果镜架佩戴距离与测量距离不同，根据 屈光度正、负表修正。
权利要求
一种自动综合验光仪，该验光仪的验光组合台设有肺头(1)、操作盘(2)、电源箱(3)、投影仪(4)，肺头、操作盘、电源箱、投影仪分别由外部机体和内部集成电路构成；所述肺头的外部机体由上部件(101)和下部件(102)组成，下部件内设有左、右对称的肺头组件(1022)，肺头组件(1022)包括镜片轮(34)、基座(33)、中间轴轮(31)、斜角镜(30)、细分步进电机(8)，操作盘的外部机体由液晶屏(201)和按键控制板(202)组成；所述肺头的内部集成电路设有肺头主板(5)、左肺头驱动板(6)、右肺头驱动板(7)，肺头主板与左肺头驱动板、右肺头驱动板连接，左肺头驱动板与左肺头组件连接，右肺头驱动板与右肺头组件连接，左、右肺头驱动板分别与细分步进电机(8)连接；操作盘内设有操作盘主板(12)，液晶屏内设有液晶转接板(1203)，按键控制板内设有控制板(1201)、底板(1202)，操作盘主板的控制板、底板、液晶转接板连为一体；电源箱内设有电源箱主板(10)，电源箱主板外接网电源部分(11)；所述左肺头驱动板和右肺头驱动板的内部集成电路分别设有EPM3256A芯片、AMS1117 3.3芯片、TD62064F芯片、TA8435H芯片、74VHCT245芯片、CPLD芯片、拨码开关；即一肺头驱动板中的芯片IC401为EPM3256A芯片，芯片IC402为AMS1117 3.3芯片，芯片IC403～IC409为TD62064F芯片，芯片IC410、IC411为TA8435H芯片，芯片IC412为74VHCT245芯片；其特征在于所述肺头组件(1022)的镜片轮(34)设有Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜，肺头组件(1022)设有细分步进电机(8)，Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜通过细分步进电机带动镜片轮而转动、组合，细分步进电机通过操作盘(2)控制。
2.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述肺头组件(1022)的基座 (33)设有两个两组16细分的细分步进电机(8)，一个两组16细分的细分步进电机控制设 有Risley棱镜的镜片轮(34)，另一组16细分的细分步进电机控制设有斜交柱镜、Jackson 交叉柱镜的镜片轮。
3.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述肺头(1)由上部件(101) 和下部件(102)组成，上部件设有近视表支撑杆(26)，下部件内对称设有肺头组件(1022)；a)所述肺头的上部件设有水平水泡(19)和水泡调节钮(20)，上部件的近视检测杆卡 座(17)与上部件铰接，近视检测杆卡座设有近视检测杆固定螺丝(18)，近视检测杆卡座与 近视表支撑杆(26)通过近视检测杆固定螺丝固定连接，近视检测杆卡座与上部件的卡扣 (1011)扣合；b)所述肺头的下部件一侧设有对称的检查视窗(13)和角膜对准视窗(15)，以及额头 检测灯(14)和前额托调节钮(16);另一侧设有对称的距离测量窗口(24)，以及前额托(23) 和角膜照明(22);c )所述近视表支撑杆(26 )设有近视表卡座(27 )，近视表卡座设有近视表(28 )，近视表 设有近视视窗(2801)和老花测试板(2802)；d)所述肺头组件(1022)的基座(33)设有上支架(29)、小支架(32)、中间轴轮(31 )、斜 角镜(30)、细分步进电机(8)；中间轴轮与镜片轮(34)连接，镜片轮的一侧镜片与下部件的 检查视窗(13)对应，斜角镜与下部件的角膜对准视窗(15)对应。
4.根据权利要求3所述的自动综合验光仪，其特征在于所述肺头(1)与前额托(23)连 接处的下部件(102)设有斜托柱(1021 )，前额托后部的开口( 2301)套入斜托柱(1021 )。
5.根据权利要求3所述的自动综合验光仪，其特征在于所述肺头(1)的下部件(102) 设有面罩磁铁(21)，面罩(25)与面罩磁铁扣合。
6.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述角膜对准视窗(15)内的斜 角镜(30)用于判断肺头(1)与角膜的距离，即光栏(45)通过距离测量窗口、距离测量窗口 内的反光镜(43)折射至距离测量窗口，当角膜前极位于长线位置(47)，肺头与角膜的距离 为12mm ；当角膜前极位于短线位置(46)，根据短线位置计算肺头与角膜的距离。
7.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述操作盘(2)的侧边外径 设有亮度调节钮(41)，操作盘(2)的按键控制板(202)设有基本操作钮(35)、功能选择钮 (36)、特殊功能钮A (37)、特殊功能钮B (38)、比较钮(39)、图标钮(40)。
8.根据权利要求1所述的自动综合验光仪，其特征在于所述芯片IC401工作时的参数 设置是由拨码开关SW401设置，拨码开关1、2、3位对应连接到芯片IC411的引脚8、9、10上， 拨码开关5、6、7位对应连接到芯片IC410的引脚8、9、10上，芯片IC411的引脚8和引脚9 是用来设置芯片IC411进行细分控制的具体细分数量级的。
9.根据权利要求8所述的自动综合验光仪，其特征在于所述芯片IC410中引脚8和引 脚9的输入电平都设置为高电平，采用的细分驱动方式是16细分的驱动方式，芯片IC411 的引脚10是用来设置相输出电流采样电阻的电压选择，高电平时VNF为0. 8V,低电平时 VNF为0. 5V ；芯片IC410的工作过程控制参数是由芯片IC411的引脚2、3、5、6和11来输 入相应信号电平来进行的，首先由微处理器发出控制信号电平，通过CPLD芯片、芯片IC401 的对应的输入和输出引脚把控制信号电平传送到信号电平转换芯片IC412上，最后控制 信号电平进入TA8435H芯片对应的参数设置引脚，TA8435H芯片就可以进行正常工作了 ； TA8435H芯片的引脚2是用来控制芯片是否复位的，高电平时芯片正常工作，低电平时芯片 复位工作暂停，引脚3是用来控制芯片是否工作，高电平时芯片禁止工作，低电平时芯片正 常工作，引脚5是用来控制驱动步进电机的转动方向的，高电平时为顺时针转动，低电平时 为逆时针转动，引脚6是用来输入控制芯片工作的脉冲信号，引脚11是芯片正常工作时的 反馈输出信号；TA8435H芯片的细分驱动输出是由芯片IC411引脚16、18、19、20、21和23 脚向外输出的，引脚16和19为向二相步进电机中B相绕组提供输出电流驱动，引脚18为 B相输出电流检测脚，引脚20和23为向二相步进电机中A相绕组提供输出电流驱动，引脚 21为A相输出电流检测脚；芯片IC411的引脚1和13脚为芯片的工作电源，芯片IC411的 引脚15、17、22和24脚为芯片驱动的步进电机的工作电源。
全文摘要
本发明涉及一种主观式的自动综合验光仪，其为解决现有同类产品中步进电机细分控制机械和集成电路结构欠佳的技术问题而设计的。其要点是该验光仪的肺头组件的镜片轮设有若干Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜，肺头组件设有若干细分步进电机，Risley棱镜、斜交柱镜、Jackson交叉柱镜通过细分步进电机转动、组合，细分步进电机通过操作盘控制。所述肺头组件设有四个16细分的细分步进电机。肺头驱动板的内部集成电路主要采用TA8435H芯片控制肺头驱动板的16细分驱动方式。其设计合理，使用方便，测试效果精确，适用于近视和远视患者的视力检测。
文档编号A61B3/02GK101966074SQ20101029984
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者梅建国, 顾勰民, 黄涨国 申请人:黄涨国
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