一种用于睫状肌锻炼的VR设备
技术领域
本申请涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种用于睫状肌锻炼的VR设备。
背景技术
近视一般都是由于用眼过度，导致眼部肌肉失去活性，眼部调节性能降低造成的。眼睛长时间看近距离物体时，会造成睫状体长时间压迫晶状体，导致晶状体形状更加弯曲，长时间受此压迫会造成晶状体不可逆的变化。也就是说，眼睛看近看远，主要是通过睫状肌拉伸或压缩晶状体，即改变晶状体屈光度。理论上是可以通过长时间观看远处的东西，让睫状肌拉伸晶状体来恢复视力。而随着虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备的兴起，各种类型的VR眼镜成为消费电子领域的热门产品。这些VR眼镜的结构一般都是“透镜+屏幕”的成像方式，透镜在用户的眼前，屏幕距透镜一定距离，使得用户可以看到屏幕成像出的画面中的虚拟物体。而如何通过VR实现近视治疗是主要问题。
现有的VR设备中，主要是通过用户视力情况来对屏幕运动的移动速度进行设定来近视治疗，其中在屏幕运动过程中屏幕会一直保持匀速运动。VR设备还根据用户视力调节镜片与显示屏之间的距离至合适来提升近视治疗效果。
通过将镜片与显示屏之间的距离设置到清晰观看的程度，并结合屏幕匀速运动来实现近视治疗，现有的VR设备近视治疗过程中视距移动单一，忽视了物距与像距的变化关系，并且用户难以适应屏幕的持续运动，使得眼部肌肉得不到锻炼，最终近视治疗效果一般。
发明内容
本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于睫状肌锻炼的VR设备，所述设备中对于屏幕运动范围进行科学有效的划分，并且在每段子运动范围内停留一定的时间，从而提高视力矫正效果。
本发明的目的能够通过以下技术方案实现：
一种用于睫状肌锻炼的VR设备，所述设备包括电机、屏幕、凸透镜、主控制板、滑轨和设备主体；
所述凸透镜安装在所述设备主体上，所述VR设备主体内设置有滑轨，所述滑轨为沿靠近凸透镜的方向向远离凸透镜的方向延伸，所述屏幕通过所述滑轨与所述电机相连接；
所述电机用于驱动屏幕沿着所述滑轨进行朝向或者远离凸透镜位置的移动；其中，所述屏幕运动范围为所述屏幕在所述滑轨上的可移动范围；
所述主控制板安装于所述设备主体内，包括被配置为由所述主控制板执行的计算机程序，所述主控制板执行所述计算机程序时实现如下步骤：
获取用户信息；
根据所述用户信息，从所述屏幕运动范围中选取屏幕运动所需的多段子运动范围并匹配VR屏幕在每段子运动范围的停留时间；
控制屏幕在所选取的连续多段的子运动范围内进行运动，并在每段子运动范围内停留匹配的停留时间。
进一步地，所述VR设备包括激光发射组件，所述激光发射组件包括激光开关和激光二极管，所述激光开关通过主控制板进行控制，用于控制激光二极管开闭。所述激光发射组件安装于凸透镜朝向设备主体的一侧，位于设备主体与凸透镜之间，激光发射组件中的激光二极管的光心正对凸透镜镜面的光心。
优选地，所述激光二极管采用波长650nm红光。
进一步地，所述屏幕在所选取的连续多段的子运动范围内进行运动，具体为：
控制屏幕在所选取的连续多段的子运动范围内进行往复运动。
更进一步地，所述VR设备还包括位置传感器；所述位置传感器安装于设备主体内，用于实时检测屏幕位置；
在屏幕运动过程中，在屏幕到达所选取的连续多段子范围的任意一端时，主控制板接收位置传感器发送的信号，以控制电机驱动屏幕换向。
进一步地，所述VR设备还包括防尘机构，所述防尘机构包括防尘盒和防尘橡胶，所述防尘盒设置在VR设备外壳，所述防尘橡胶包裹嵌有凸透镜的镜片圈。
进一步地，子运动范围到凸透镜的距离越远，其对应的长度越小。
本发明相较于现有技术，具有以下有益效果：
1.通过将屏幕运动范围划分为多段子运动范围，且在每段子运动范围内停留一定的时间，令视距更容易适应屏幕运动带来的变化，从而提升视觉训练效果。
2.根据用户不同视力情况，而令屏幕运动所需要连续多段的子运动范围和屏幕在每段子运动范围内的停留时间不同，能够使不同用户更好地适应屏幕运动的变化，提升视觉训练效果。
3.通过采用激光照射能够促进眼部血液供应，提升近视治疗效果。波长为650nm红光促进血液供应效果更好。并且采用凸透镜并使激光二极管的光心正对凸透镜的光心，能够令激光准确地照射在视网膜从而提升近视治疗效果。
4.通过控制屏幕进行反复运动，能够让睫状肌不断进行拉伸，提高近视治疗效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请进一步地说明；
图1为本发明一个实施例中的一种用于睫状肌锻炼的VR设备的结构示意图。
图2为本发明一个实施例中的一种用于睫状肌锻炼的VR设备的局部结构示意图。
图3为本发明一个实施例中的一种用于睫状肌锻炼的VR设备的凸透镜镜片结构示意图。
图4为本发明一个实施例中的一种用于睫状肌锻炼的VR设备中主控制板执行的计算机程序的流程图。
具体实施方式
本部分将详细描述本申请的具体实施例，本申请之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本申请的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本申请保护范围的限制。
如图1至图3所示，本发明优选实施例提供了一种用于睫状肌锻炼的VR设备，所述设备包括电机1、屏幕2、凸透镜、主控制板4、滑轨5和设备主体7；
所述凸透镜安装于所述设备主体内，所述滑轨与所述VR设备主体连接安装，滑轨有两条，所述滑轨为沿靠近凸透镜的方向向远离凸透镜的方向延伸，且为长条状，所述屏幕通过所述滑轨与所述电机相连接；
所述电机用于驱动屏幕沿着所述滑轨进行朝向或者远离凸透镜位置的移动；其中，所述屏幕运动范围为所述屏幕在所述滑轨上的可移动范围；
所述主控制板安装于所述设备主体内，包括被配置为由所述主控制板执行的计算机程序，请参照图4，所述主控制板执行所述计算机程序时实现如下步骤：
S1、获取用户信息；
S2、根据所述用户信息，从所述屏幕运动范围中选取屏幕运动所需的多段子运动范围并匹配VR屏幕在每段子运动范围的停留时间；
S3、控制屏幕在所选取的连续多段的子运动范围内进行运动，并在每段子运动范围内停留匹配的停留时间。
所述主控制板执行所述计算机程序时实现步骤S1时，具体为：
本发明的VR设备中屏幕的运动范围是0点至终点，全程范围为20mm，所述0点为屏幕运动过程中与凸透镜距离最近的位置，所述终点为屏幕运动过程中与凸透镜距离最远的位置，将VR屏幕运动范围划分为多段子运动范围。此外，子运动范围到凸透镜的距离越远，其对应的长度越小，这能够令屏幕运动过程中物距和像距变化更接近线性关系，充分模拟视距逐渐变化的过程，提升近视治疗效果。
因此，在本实施例中，将屏幕运动范围划分为6段子运动范围，分别为：第一段子运动范围为0至6mm，第二段子运动范围为6mm至12mm，第三段子运动范围为12mm至16mm，第四段子运动范围为16mm至18mm，第五段子运动范围为18mm至19mm，第六段子运动范围为19mm至20mm。上述为经过实践证明的模拟视距逐渐变化效果最好的方式。
所述主控制板执行所述计算机程序时实现步骤S2时，具体为：
用户通过移动终端APP输入用户信息，所述移动终端APP与VR设备通过蓝牙连接。在本实施例中，用户采用基于安卓系统的移动终端APP，在首次初始化时，将姓名、性别、身高、生日、近视屈光度、左眼矫正视力和右眼矫正视力输入到所述移动终端APP中，完成用户注册，并将上述用户信息在移动终端中进行保存，此时该用户为已注册用户，能够简化用户信息获取过程。
首次初始化后，用户只需要直接登录基于安卓系统的移动终端APP，即可获取对应的用户信息。其中，当用户需要修改用户信息时，直接在APP中对用户信息进行修改，修改更新后的用户信息会替换修改前保存在移动终端中的用户信息。
所述主控制板执行所述计算机程序时实现步骤S3时，具体为：
根据用户屈光度的不同，屏幕运动所需要的子运动范围以及VR屏幕在每段子运动范围的停留时间均不相同，这是由于用户的屈光度不同，物体在用户视网膜中成像的位置也不同，用户看清相同距离的物体时所需要的时间也不同，因此治疗时所需要控制物体的远近程度以及停留时间也不相同，
在本实施例中，根据用户的近视屈光度的不同所选取的屏幕运动的子运动范围以及在每一段子运动范围的运动时间匹配规则如表1所示：
表1
此外，本实施例中电机采用精度为0.02mm/步的步进电机，在实现无级调速的同时，能够根据每段的运行时间及屏幕运动速度(电机转动速度)，来得到不同屈光度情况下VR屏幕在每段所选取的子运动范围中的停留时间。
所述主控制板执行所述计算机程序时实现步骤S4时，所述屏幕在所选取的连续多段的子运动范围内进行运动，具体为：
控制屏幕在所选取的连续多段的子运动范围内进行往复运动，即控制屏幕从距离凸透镜最近的子运动范围的靠近凸透镜的一端运动到距离凸透镜最远的子运动范围的远离凸透镜的一端，再从距离凸透镜最远的子运动范围的远离凸透镜的一端运动到距离凸透镜最近的子运动范围的靠近凸透镜的一端，进行反复运动。
并且所述VR设备还包括位置传感器8；所述位置传感器安装在滑轨的两端位置对应的外壳处，用于实时检测屏幕位置；
在屏幕运动过程中，在屏幕到达所选取的连续多段子范围的任意一端时，即在屏幕到达距离凸透镜最近的子运动范围的靠近凸透镜的一端或距离凸透镜最远的子运动范围的远离凸透镜的一端时，主控制板接收位置传感器发送的信号，以控制电机驱动屏幕换向。
在本实施例中，根据用户的近视屈光度的不同所选取的屏幕运动的子运动范围以及在每一段子运动范围的运动时间匹配规则如上述的表1所示。
此外，对于在每段子运动范围内停留设定的停留时间，屏幕能够在每段子运动范围进行停留。
在一种可能的实施方式中，屏幕在每段子运动范围的中点进行停留。在本实施例划分的6段子运动范围中，屏幕在第一段子运动范围停留点为3mm，屏幕在第二段子运动范围停留点为9mm，屏幕在第三段子运动范围停留点为14mm，屏幕在第四段子运动范围停留点为17mm，屏幕在第五段子运动范围停留点为18.5mm，屏幕在第六段子运动范围停留点为19.5mm。
在一种可能的实施方式中，屏幕在每段子运动范围的远离凸透镜的端点进行停留。在本实施例划分的6段子运动范围中，屏幕在第一段子运动范围停留点为6mm，屏幕在第二段子运动范围停留点为12mm，屏幕在第三段子运动范围停留点为16mm，屏幕在第四段子运动范围停留点为18mm，屏幕在第五段子运动范围停留点为19mm，屏幕在第六段子运动范围停留点为20mm。这种实施方式中，主控制板控制电机驱动屏幕停留设定的时间后，再控制电机进行换向。
在本实施例中，所述VR设备包括激光发射组件6，所述激光发射组件包括激光开关和激光二极管，所述激光开关通过主控制板进行控制，用于控制激光二极管开闭。所述激光发射组件安装于凸透镜朝向设备主体的一侧，位于设备主体与凸透镜之间，激光发射组件中的激光二极管的光心正对凸透镜镜面的光心。所述激光二极管发出波长650nm红光。采用激光照射应在屏幕运动前进行。采用激光照射能够促进眼部脉络的血液循环，改善视网膜和巩膜的血液供应，提升视觉训练内容的近视治疗效果。此外，波长650nm红光能够使视网膜中多巴胺含量增多，抑制近视导致的眼轴增加。
在本实施例中，所述凸透镜能够调整位置，从而适应用户瞳距，并且所述激光发射组件与凸透镜一体设于移动板上，因此凸透镜被移动时激光发射组件会一起移动，移动板上每个凸透镜下端有两个限位板，通过限位板使，激光发射组件中的激光二极管的光心正对凸透镜的光心，而激光发射组件与凸透镜一体设于移动板上能够使得凸透镜被移动时激光发射组件会一起移动，从而令激光二激管的光心始终对准凸透镜的光心，避免凸透镜移动时无法照射到视网膜。此外，激光发射组件通过连杆与移动板相连接，所述连杆与凸透镜半径长度相同，激光发射组件能够以连杆与移动板相连接的一端为圆心进行转动，使得激光发射组件在不需要使用时可隐藏，在需要使用时能够准确地回调使激光二极管对准凸透镜的光心。所述激光二极管采用波长650nm红光。采用激光照射能够促进眼部脉络的血液循环，改善视网膜和巩膜的血液供应，提升视觉训练内容的近视治疗效果。此外，波长650nm红光能够使视网膜中多巴胺含量增多，抑制近视导致的眼轴增加。
在本实施例中，所述VR设备还包括防尘机构，所述防尘机构包括防尘盒9和防尘橡胶10，所述防尘盒设置在VR设备外壳，所述防尘橡胶包裹嵌有凸透镜的镜片圈。
以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
