紅綠色弱診療器的製作方法
2023-05-06 21:27:11
專利名稱：紅綠色弱診療器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種紅綠色弱診療器，是醫療保健部門輔助診斷和治療紅綠色弱疾病的一體化電子測量和理療裝置。
背景技術：
視網膜接受不同波長光線刺激後產生顏色視覺。醫學上，把人們在匹配同一顏色時所用的紅綠藍三原色比例異常稱為色覺缺陷，包括色盲和色弱(王肯堂，1602年；J.道爾頓，1794年)。據調查統計，我國公民紅綠色弱的比例是男性6.3％和女性0.37％。針對紅綠色弱這種色覺疾病，市場大量需求紅綠色弱診療器。
紅綠色弱診療器，是量化診斷和量化理療紅綠色弱疾病的輔助測量和控制裝置。目前，用於紅綠色弱診療的儀器，從主要結構來分類，一般為全光學系統、光學和電子系統。全光學系統的缺點是組件較多，容易破損；光學和電子系統的缺點是體積較大，造價較高。
技術方案本實用新型的目的旨在克服上述現有技術存在的不足，提供一種造價低、操作方便、顯示簡單和準確率較高的紅綠色弱診療器。
實現本實用新型目的的技術方案是一種紅綠色弱診療器，它由輸入、測控及顯示單元組成，輸入單元由按鍵陣列組成，測控單元為單片機，雙色發光二極體屏、數碼管陣組成顯示單元；單片機的一路輸入接按鍵陣列，單片機的四路輸出，其中兩路輸出饋給雙色發光二極體屏，一路饋給數碼管陣，另一路饋給步進掃描單元；步進掃描單元的相同輸出線饋給發光二極體屏和數碼管陣。
所述的按鍵陣列由4隻常開按鍵組成。
所述的數碼管陣由4個共陰極數碼管D1～D4組成。
所述的雙色二極體屏由8×8個共陰極雙色發光二極體組成。
本實用新型所提供的紅綠色弱診療器，其診斷紅綠色弱的原理是根據瑞利(Rayieigh，1860’s)的均等式原理，即紅色+綠色＝黃色。針對單色黃光(λ＝589nm)色覺正常者，紅色(λ＝640nm～700nm)弱者即感受長波能力弱，綠色(λ＝520nm～540nm)弱者即感受中波能力弱。調節紅綠光亮度的不同混合比例，匹配出標準黃色光，據此比例可定量診斷紅綠色弱患者的色覺異常程度。本實用新型的技術方案中，應用雙色發光二極體屏，部分給出單色標準黃光，由受試者目測後，通過按鍵輸入紅色/綠色亮度的匹配值，經測控單元處理就能使顯示屏渾然一體為標準黃色，若受試者為紅綠色弱者，其對比、判斷標準黃色的紅色/綠色亮度的匹配值就會出現偏差。紅色/綠色亮度分級顯示可為00～99共100級(利用發光二極體的非飽和線形區構造)，由數碼管陣顯示。
心理旋轉實驗(庫柏和謝波德，1973年)是經典的減數法反應時間測定實驗。心理旋轉是對外界信號刺激的獨立心理加工過程。本實用新型的技術方案中，就是根據這一原理，使用雙色發光二極體屏，通過按鍵的功能輸入，測控單元控制在雙色發光二極體屏上顯示不同顏色的非對稱字母J，並遞增傾斜60°，構造6種正反向刺激字母。接受理療者可通過輸入按鍵，判斷字母J的顏色、位置和識別時間，隨著準確性的提高，達到訓練的效果。實測時，經單片機軟體處理，可得倒「V」形曲線；橫軸是刺激字母傾斜度(0～300°)，縱軸為識別字母正反方向的平均反應時間(400～1100ms)。反應時間由數碼管陣顯示，可為00～99共100個單位。根據心理旋轉實驗原理，通過不同顏色字母旋轉信號的刺激，對色弱者具有良好的理療效果。
與現有技術相比，本實用新型採用全電子電路技術，系統基於電子器件的較高性價比功能，由於以單片機為測控核心，採用顏色和數據輸出單元，即雙色發光二極體屏和數碼管陣，採用開關量輸入單元，即按鍵陣列，因此，既可顯示匹配標準黃色光，量化診斷紅綠色弱程度，也可顯示心理旋轉反應時間測定，量化理療紅綠色弱認知，具有實現造價低、操作方便、顯示簡單和準確率較高的特點，應用前景廣闊。
圖1是本實用新型紅綠色弱診療器的結構框圖；
圖2是本實用新型實施例中診斷模式I狀態下發光二極體顯示屏示意圖；圖3是本實用新型實施例中理療模式II狀態下發光二極體顯示屏示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方案作進一步的闡述。
實施例參見附圖1，在本實用新型中紅綠色弱診療器的輸入單元由按鍵陣列組成，測控單元為單片機，雙色發光二極體屏、數碼管陣組成顯示單元；單片機的一路輸入接按鍵陣列，單片機的四路輸出，其中兩路輸出饋給雙色發光二極體屏，一路饋給數碼管陣，另一路饋給步進掃描單元；步進掃描單元的相同輸出線饋給發光二極體屏和數碼管陣。直流電源饋給各所需單元。
在本實用新型實施例中，作為測控核心的單片機採用AT89C51，其三個輸入連接單元是4隻常開按鍵A、B、C和D，11MHz晶振，RC微分電路；其四路輸出線分別連接的單元是4共陰極數碼管D1～D4，8×8φ5mm雙色共陰極LED顯示屏，9013NPN管反相和CD4022步進掃描；整個電路由+5V直流電源供電。單片機AT89C51的埠P0～P3，用於採樣按鍵陣列輸入，用於輸出驅動4塊數碼管的8個筆段和雙色顯示屏的2×8行。單片機AT89C51的ALE線脈衝輸出，驅動CD4022步進掃描單元，又經9013NPN管反相，連接掃描數碼管D1～D4的4列和雙色顯示屏的8列共陰極。
在本實用新型實施例中，按鍵陣列各鍵的功能約定為按鍵A，診斷模式I；按動奇數次，設定為調顯示屏紅色亮度；按動偶數次，設定為調顯示屏綠色亮度。按鍵B，理療模式II，按動奇數次，顯示屏輸出紅色字母；按動偶數次，顯示屏輸出綠色字母。按鍵C，雙功能鍵；在診斷模式I的狀態下，控制亮度增加；在理療模式II的狀態下，判斷「字母向上」。按鍵D，雙功能鍵；在診斷模式I的狀態下，控制亮度減小；在理療模式II的狀態下，判斷「字母向下」。
數碼管顯示約定D1和D2，時分復用；在診斷模式I的狀態下，顯示紅色亮度信號的脈衝佔空比等級；在理療模式II的狀態下，顯示判斷紅色字母方向的反應時。D3和D4，時分復用；在診斷模式I的狀態下，顯示綠色亮度信號的脈衝佔空比等級；在理療模式II的狀態下，顯示判斷綠色字母方向的反應時。D1的小數點，顯示「紅色字母向上/向下」判斷正確；D2的小數點，顯示「紅色字母向上/向下」判斷錯誤；D3的小數點，顯示「綠色字母向上/向下」判斷正確；D4的小數點，顯示「綠色字母向上/向下」判斷錯誤。
雙色顯示屏約定時分復用，參見附圖2，下半部顯示標準黃色，圖中以加一橫線的圓表示，亮度不變；上半部顯示紅色和綠色，在診斷模式I的狀態下，分別鍵控C和D可調亮度。參見附圖3，為隨機顯示字母「J」的傾角為60°的6個方位圖形，圖中以加三豎線的圓表示，在理療模式II的狀態下，鍵控B可調紅色或綠色。
本設計巧妙融合兩個典型心理學實驗的測控於一個單片機電路中，外掛按鍵、顯示屏和數碼管。簡單量化診斷紅綠色弱程度，應用鍵控可調佔空比紅綠信號輸出驅動，匹配標準黃色光，色弱數顯值為00者非色弱；訓練受試者對紅綠色的敏感度，應用心理旋轉反應時測定，數顯值小為紅/綠色敏感者。該儀器具有實現造價低、操作方便、顯示簡單和準確率較高的特點，可廣泛地應用於醫療保健部門或個人輔助診斷和治療紅綠色弱疾病。
權利要求1.一種紅綠色弱診療器，它由輸入、測控及顯示單元組成，其特徵在於輸入單元由按鍵陣列組成，測控單元為單片機，雙色發光二極體屏、數碼管陣組成顯示單元；單片機的一路輸入接按鍵陣列，單片機的四路輸出，其中兩路輸出饋給雙色發光二極體屏，一路饋給數碼管陣，另一路饋給步進掃描單元；步進掃描單元的相同輸出線饋給發光二極體屏和數碼管陣。
2.根據權利要求1所述的一種紅綠色弱診療器，其特徵在於所述的按鍵陣列由4隻常開按鍵組成。
3.根據權利要求1所述的一種紅綠色弱診療器，其特徵在於所述的數碼管陣由4個共陰極數碼管D1～D4組成。
4.根據權利要求1所述的一種紅綠色弱診療器，其特徵在於所述的雙色二極體屏由8×8個共陰極雙色發光二極體組成。
專利摘要本實用新型涉及一種紅綠色弱診療器。它由輸入、測控及顯示單元組成，輸入單元由按鍵陣列組成，測控單元為單片機，雙色發光二極體屏、數碼管陣組成顯示單元；單片機的一路輸入接按鍵陣列，單片機的四路輸出，其中兩路輸出饋給雙色發光二極體屏，一路饋給數碼管陣，另一路饋給步進掃描單元；步進掃描單元的相同輸出線饋給發光二極體屏和數碼管陣。該裝置既可顯示匹配標準黃色光，量化診斷紅綠色弱程度，也可顯示心理旋轉反應的時間測定，量化理療紅綠色弱認知。它採用全電子電路技術，基於電子器件的較高性價比功能，具有實現造價低、操作方便、顯示簡單和準確率較高的特點，是醫療保健部門或個人輔助診斷和治療紅綠色弱疾病較為理想的電子裝置。
文檔編號A61B3/00GK2815315SQ20052007039
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月30日 優先權日2005年3月30日
發明者李文石 申請人:蘇州大學