专利名称：一种电子显示装置及利用电子显示装置检测视力的方法
技术领域：
本发明涉及电子显示技术领域，特别是涉及一种电子显示装置及利用电子显示装置检测视力的方法。
背景技术：
目前生活中，显示器一般多用于连接计算机主机作为终端显示，现有显示器的外部结构主要包括底托、外壳和显示屏。其中外壳起到保护内部结构和固定组件的作用，底托起到支撑作用，显示屏用于显示电子文件。目前家用现有液晶显示器屏的构成主要包括水平偏光片、彩色滤光片、液晶、TFT玻璃、垂直偏光片、驱动I C与印刷电路板、扩散片、导光板、胶框、LED背光源、背板、主控制板、供电电源板等。当显示器电源板接通电源后，驱动IC与印刷电路板开始工作，LED背光源发光后经由导光板将光线分布到各处，垂直偏光片对光线角度进行调节，TFT玻璃控制液晶分子偏转角度大小，通过背板的反射将所有光线的方向集中朝向液晶分子，最后通过扩散片将光线均匀的扩散出去，彩色滤光片通过对各个颜色亮度的混合调节呈现出不同的色彩。当显示器与主机连接后，用户即可通过前框的控制按键向主控制板发送指令，来实现图像优化显示功能。现代生活节奏快，用户无论在家还是办公都会长时间使用电脑工作，容易产生用眼疲劳，导致看物模糊不清甚至视力下降，虽然用户可以选择通过调节屏幕分辨率或外观属性来调节显示字体、图像的大小来达到看清楚的目的，却忽略了对视力的保护，而视力检测又需要到专门的地方进行检测，用户没有时间做视力检测，得不到必要的警示，这就导致视力的进一步恶化。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种具有视力检测功能的电子显示装置以及一种利用电子显示装置测视力的方法。为实现本发明的目的所采用的技术方案是一种电子显示装置，包括前框和显示屏，还包括测距模块，用于检测用户与显示屏之间的距离，并将所测距离信号发送给信号处理模块；信号处理模块，用于接收所述距离信号并转换成距离值，并将显示屏显示信息的字体大小与标准视力表字体大小进行比对寻找匹配视标值，然后根据所述视标值、所述距离值与视力值之间的预设关系计算得出视力值，并将视力值发送给显示模块；显示模块，用于显示所述视力值。所述的显示模块为设置在电子显示装置前框侧部或者边角处的LED数字显示屏。所述的显示模块为所述显示屏，所述的信号处理模块将视力值输出至驱动IC与 印刷电路板以在所述显示屏进行显示。所述的测距部件包括设置在所述前框上的红外发光管和红外接收管，所述红外发光管用于发射红外线，所述红外接收管用于接收所述红外发光管发出的红外线遇到用户后反射回来的红外线并计算出显示屏与用户之间的距离后将距离信号传递至所述信号处理模块。所述的信号处理模块包括模数转换模块，其接收红外接收管电信号并输出数字信号；译码器，其接收模数转换模块输出的数字信号并转化为十进制信息；数字比较处理模块，其接收所述十进制信息，并根据所检测到距离值、所述视标值与视力值之间的预设关系计算得出视力值，然后输出至显示模块。所述的信号处理模块还包括显示信息存储模块，所述显示屏显示信息为存储在所述显示信息存储模块内的测试表信息，在视力检测功能启动时由显示驱动电路板读取测试表并在显示屏上显示给用户。还包括存储有保健信息的保健信息存储模块，所述的信号处理模块将视力值信息输出至保健信息存储模块，保健信息存储模块接收到该视力值信息后调出相应的保健信息并共同输出至显示驱动电路板以通过显示屏显示。一种利用电子显示装置检测视力的方法，所述电子显示装置包括显示屏，包括以下步骤I)调整显示屏显示信息的显示字体大小，直至用户正好看清为止；2)检测用户至显示屏之间的距离；3)根据用户至显示屏之间的距离、与显示屏显示信息的字体大小相匹配的视标值、视力值之间的预设关系，计算得出视力值；4)显示所述视力值。所述的步骤3)还包括视力值比对步骤，当持续预定时间内计算得出的视力值没有变化后将该视力值输出至显示模块。所述显示屏显示信息为存储在显示屏的显示信息存储模块内的测试表信息。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明的电子显示装置，增加测距模块和将距离转化为视力值的信息处理模块，通过距离测试并结合当前显示字体大小对应的标准视标值，计算得出视力值并将视力值显示在LED数字显示屏或者直接显示在显示屏上。将视力检查功能引入至电子显示装置上，可以有效保证使用者对其自身视力的知情，为用户的用眼健康提供一定的提示作用。优选方案中，增加显示信息存储模块，所述的显示信息存储模块为寄存器等，其可永久性存储预设的测试表信息，在视力检测功能启动时由显示驱动电路板读取测试表并在显示屏上显示给用户，采用统一字体大小的测试表进行视力检测，可有效保证检测的准确性，同时测试表中采用标准视力表的字体大小并将之与视标值直接对应，更能简化计算。优选方案中，保健信息存储模块，所述的保健信息存储模块为寄存器等，其可永久性存储预设的与视力值相对应的保健信息，保健信息存储模块接收到该视力值信息后调出相应的保健信息并共同输出至显示驱动电路板以通过显示屏显示，通过视力值及对应的保健信息显示，可有效提高用户对视力保护的认知。同时，本发明的利用电子显示装置检测视力的方法，利用电子显示器自身的显示功能辅助进行视力检测，方法简单操作性强，可随时完成视力测试，提醒用户对视力的保护。
图I所示为本发明的显示器正面结构示意图2所示为本发明的第一实施例的显示器的视力检测装置电路示意图；图3为本发明的第二实施例显示器视力检测装置电路示意图。图中1.底托，2.前框，3.显示屏，4.外发光管，5红外接收管，6. LED数字显示屏，71.单片机，72.译码器，73.数字比较处理模块，74.第一寄存器，75.第二寄存器，8.启动按键。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一 步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。第一实施例如图1、2所示，本发明的显示器包括底托、外壳和显示屏，还包括视力检测装置以及视力检测功能的启动按键8，所述的视力检测装置包括测距模块，与所述的测距模块保持信号连接并将测距信息转换为视力值的信号处理模块，以及将所述的视力值进行显示的视力值显示模块。其中，所述的底托对外壳和显示屏起到支撑作用，其底面为与平面接触的圆形或其他形状的平面结构，其顶部与外壳固定连接，为便于运输，一般底托与外壳间为可分离的固定连接，以便于运输过程中节省空间，同时避免运输时的破损情况发生。所述的外壳起到保护内部结构和固定组件的作用，其包括将显示屏四周固定嵌含其内的前框2和将内部电器元件包容其内的后部板(图中未示出)。在所述的外壳前框下部或者前部底侧设置有前控按键。所述的显示屏主要包括液晶、LED背光源、驱动IC与印刷电路板、主控制板、供电电源板等，当将显示屏与传输设备相连接并提供一定的交流电压输入时，供电电源板将电能传送至外壳前框上的前控按键，用户可通过前端的前控按键发送启动命令，主控制板接收到命令后开启驱动IC与印刷电路板，显示屏即可正常显示电子文件画面。所述的显示屏与现有技术同，在此不再赘述其详细结构与原理。所述的测距模块包括红外发光管4和与所述的红外发光管相邻设置的红外接收管5，其中，所述的红外发光管在供能时能发出特定频率的红外线，所述的红外接收管能接受所述的红外发光管发出红外线所反射回来的红外线并经处理后信号传递至信号处理模块。当然，所述的测距部件不仅局限于红外测距的方式，可以采用激光测距、超声波测距等测距方式，凡可以检测到用户至显示屏之间距离的装置均在本发明的保护范围内。所说的信号处理模块包括单片机71、译码器72和数字比较处理模块73，其分别与红外发光管4、红外接收管5、译码器72及数字比较处理模块73相连接，其中，所述的译码器可将单片机的数字输出信号编译成十进制数字。所述的视力值显示模块为LED数字显示屏6，其设置在前框的左下角以避免对显示器外观的整体性构成影响并与信号处理模块7的寄存器数字比较处理模块保持信号连接，可以将其处理信息显示其上。当用户启动视力检测功能并站到其能看清显示器上的图像时，红外发光管4发送的红外线遇到在显示器前端的用户遮挡时，会将红外线反射回显示器并由红外接收管5接收光信号，所述的红外接收管接收到光信号后会产生一个与光强相对应的电流，经其内部模块两级放大后，将一个0-3V的模拟电压信号输入给单片机71，单片机在完成初始化和端口选择后，开始进行模拟信号到数字信号的转换，然后通过译码器72将数字信号编译成十进制数字并将该数字传送给寄存器数字比较处理模块73，该寄存器数字比较处理模块中存储着当前显示器显示信息的字体大小信息以及分辨率、亮度、对比度等显示属性，寄存器数字比较处理模块根据显示的字体大小与标准视力表字体大小进行比对以得到匹配的视标值，然后将视标值与接收到的十进制数字进行综合计算，即可得出用户所在位置能够看清显示器屏幕上文字的对应视力水平，通过LED数字显示屏6输出视力测评值。具体地说，根据我国标准近视力表检测标准，设计距离为30cm，记录方法为小数，视标值分布为等差数列，即0. 1,0. 2,0. 3……I. 4,1. 5。视力=视标值*检查距离/设计距离，如被检者在30cm米距离不能辩认出表上任何字标时，可让被检者走近视力表，直到能辨认表上视标值为“0. I”的一行标记为止。此时的计算方法为视力=0. IX被检者所在距离(米)/0.3 (米).举例；如0.2米处能辨别出0.1的开口方向，则记录
0.1X0. 2/0. 3^0. 06。 而本发明的视力测试计算方法同上，当用户使用显示文字测试视力时，信号处理模块将当前显示的文字大小与标准视力测试表的字号大小进行比对，筛选出最接近的视标值(如I. 5)，再根据检测到的用户距显示器的距离(如0. 25米)，则当前用户的视力水平为
1.5X0. 25/0. 3=1. 25。第二实施例作为上述实施例的进一步改进，本实施例的显示器，包括底托、外壳和显示屏，还包括视力检测装置以及视力检测功能的启动按键，所述的视力检测装置包括测距部件，与所述的测距部件保持信号连接并将测距信息转换为视力值的信号处理模块、存储有视力测试表的第一寄存器74和存储有保健建议信息的第二寄存器75，所述的视力表为多张图片，每张图片上都有统一字符大小的测试用字体，优选地，该测试用字体与标准视力检测表的其中一行的字体大小相同，采用预设的视力表，可有效避免视力测试时显示信息字体大小不一造成的视力检测结果不准确，同时每张视力表都对应一个视标值，省去比对寻找匹配视标值的过程，计算更为迅速。所述的测距部件包括红外发光管4和与所述的红外发光管相邻设置的红外接收管5。所说的信号处理模块包括单片机71、译码器72和寄存器数字比较处理模块73，所述的单片机分别与红外发光管4、红外接收管5、译码器72及寄存器数字比较处理模块73相连接，其中，所述的译码器可将单片机的数字输出信号编译成十进制数字并将信息传送至寄存器数字比较处理模块73，所述的寄存器数字比较处理模块73可读取第一寄存器内当前显示字号信息或视标值，其根据显示的字号信息进行综合视标值和距离值计算得出视力值，然后将视力值信息输出至第二寄存器75，第二寄存器75接收到该视力值信息后，调出相应的用眼保健提示信息，并共同输出至驱动IC与印刷电路板以通过显示器屏幕将该信息和视力水平信息一并传达给用户。当用户启动视力检测功能时，主控制板控制驱动IC与印刷电路板读取第一寄存器内的视力测试表并通过显示器进行显示，用户站到其能看清显示器上的视力表的位置，红外发光管4发送的红外线遇到在显示器前端的用户遮挡时，会将红外线反射回显示器并由红外接收管5接收光信号，所述的红外接收管接收到光信号后会产生一个与光强相对应的电流，经其内部模块两级放大后，将一个0-3V的模拟电压信号输入给单片机71，单片机在完成初始化和端口选择后，开始进行模拟信号到数字信号的转换，然后通过译码器72将数字信号编译成十进制数字并将该数字传送给寄存器数字比较处理模块73，该寄存器数字比较处理模块中存储着当前显示器的视力表单的字号及视标值信息，寄存器数字比较处理模块结合该视标值与接收到的十进制数字进行综合计算，即可得出用户所在位置能够看清显示器屏幕上文字的对应视力水平。然后将视力值信息输出至第二寄存器75，第二寄存器75接收到该视力值信息后，调出相应的用眼保健提示信息，并共同输出至驱动IC与印刷电路板以通过显示屏将该信息和视力水平信息一并传达给用户。在测试时显示特定图像，如视力表或者测试实例图案等可以有效避免图像本身原因带来的测试不准确。在显示器上直接显示视力测试结果，提高显示效果，同时也避免对显示器外部构造的破坏。同时在显示出结果之后，还可结合其视力值进行显示特定的建议信息，以提供给使用者保健信息，注意眼睛健康保养。
进一步地，对于具有人脸识别的显示器，其可进一步将人脸识别模块和视力检测功能相结合，可根据人脸信息将用户的视力检测值存储，并在下次检查视力时将参合以往视力值进行比对并给出相应的建议和保健信息，甚至可以为用户定制视力检查周期，这些实现主要依赖于存储器和程序设置，对本领域的人员来说是易于实现的，在此不再赘述。需要指出的是，本发明的电子显示装置，包括但不限于电脑显示器、平板电视，笔记本显示器和手机，而视力检测功能的开启或关闭，可通过切换按键进行操作，可以通过与键盘或者遥控器结合进行使用，通过对电路板的设计即可实现，在此不展开描述。同时，本发明还公开了一种利用电子显示装置检测视力的方法，包括以下步骤首先，用户站在电子显示装置的正前方并启动视力检测模式，视力检测模式的启动可依靠切换按键、键盘或遥控器等任意模式进行切换，启动视力检测模式后用户头部位于大体与测距模块水平位置，以便测距模块准确测量双眼与显示屏之间的距离；在显示屏上有显示信息显示后，用户前后移动至刚好看清显示信息的位置，当然此处也可采用控制切换显示信息的方法，视力检测时按预定时间间隔自动切换显示不同字体大小的显示信息，可以由用户决定是否看清，若看清，可通过鼠标或者前端设置的按键停止自动切换；测距模块测试双眼与显示屏的距离，然后根据显示屏当前显示字体大小得出对应的标准视力表视标值，结合测距模块传递来的距离信息经过公式计算得出视力值。其计算方法和原理在前面有所描述，在此不再赘述。因为视力检测模式启动后立刻或者经过预定时间后测距模块即测量用户与显示屏的距离，为避免用户前后移动位置时计算出不准确的视力值，在此还有一个视力值比对步骤，连续一端时间，如3s内视力值没有较大变化时即视为用户已经在合适的测量位置，然后将测试结果输出至显示模块进行显示，该显示模块可以为显示屏，或者设置在外框上的LED数字显示屏，或者任何其他外接显示设备。为提高显示屏显示信息字体、颜色等统一，提高视力检测结果准确性，本发明的视力检测方法还包括读取存储在显示信息存储模块内的测试表信息并在显示屏上进行显示的步骤。所述的视力表为多张图片，每张图片上都有统一字符大小的测试用字体，采用预设的视力表，可有效避免视力测试时显示信息字体大小不一造成的视力检测结果不准确。进一步地，为进一步提醒用户保护视力，本发明的视力检测方法还包括在显示屏上根据测得视力值给用户保健信息的步骤，具体为首先将计算得出的视力值信息输出至存储有针对不同视力值有不同保健信息的保健信息存储模块，保健信息存储模块接收到该视力值信息后调出相应的保健信息并共同输出至显示驱动电路板以通过显示屏显示，利用显示屏结合视力值给出保健信息，包括保健操或者保健饮食等，可以有效提高视力保护的有效性。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。·
权利要求
1.一种电子显示装置，包括前框和显示屏，其特征在于，还包括 测距模块，用于检测用户与显示屏之间的距离，并将所测距离信号发送给信号处理模块； 信号处理模块，用于接收所述距离信号并转换成距离值，并将显示屏显示信息的字体大小与标准视力表字体大小进行比对寻找匹配视标值，然后根据所述视标值、所述距离值与视力值之间的预设关系计算得出视力值，并将视力值发送给显示模块； 显示模块，用于显示所述视力值。
2.如权利要求I所述的电子显示装置，其特征在于，所述的显示模块为设置在电子显示装置前框侧部或者边角处的LED数字显示屏。
3.如权利要求I所述的电子显示装置，其特征在于，所述的显示模块为所述显示屏，所述的信号处理模块将视力值输出至驱动IC与印刷电路板以在所述显示屏进行显示。
4.如权利要求1-3任一项所述的电子显示装置，其特征在于，所述的测距部件包括设置在所述前框上的红外发光管和红外接收管，所述红外发光管用于发射红外线，所述红外接收管用于接收所述红外发光管发出的红外线遇到用户后反射回来的红外线并计算出显示屏与用户之间的距离后将距离信号传递至所述信号处理模块。
5.如权利要求4所述的电子显示装置，其特征在于，所述的信号处理模块包括模数转换模块，其接收红外接收管电信号并输出数字信号；译码器，其接收模数转换模块输出的数字信号并转化为十进制信息；数字比较处理模块，其接收所述十进制信息，并根据所检测到距离值、所述视标值与视力值之间的预设关系计算得出视力值，然后输出至显示模块。
6.如权利要求5所述的电子显示装置，其特征在于，所述的信号处理模块还包括显示信息存储模块，所述显示屏显示信息为存储在所述显示信息存储模块内的测试表信息，在视力检测功能启动时由显示驱动电路板读取测试表并在显示屏上显示给用户。
7.如权利要求6所述的电子显示装置，其特征在于，还包括存储有保健信息的保健信息存储模块，所述的信号处理模块将视力值信息输出至保健信息存储模块，保健信息存储模块接收到该视力值信息后调出相应的保健信息并共同输出至显示驱动电路板以通过显示屏显示。
8.一种利用电子显示装置检测视力的方法，所述电子显示装置包括显示屏，其特征在于，包括以下步骤 1)调整显示屏显示信息的显示字体大小，直至用户正好看清为止； 2)检测用户至显示屏之间的距离； 3)根据用户至显示屏之间的距离、与显示屏显示信息的字体大小相匹配的视标值、视力值之间的预设关系，计算得出视力值； 4)显示所述视力值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的步骤3)还包括视力值比对步骤，当持续预定时间内计算得出的视力值没有变化后将该视力值输出至显示模块。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述显示屏显示信息为存储在显示屏的显示信息存储模块内的测试表信息。
全文摘要
本发明公开了一种电子显示装置，包括前框和显示屏，还包括测距模块，用于检测用户与显示屏之间的距离，并将所测距离信号发送给信号处理模块；信号处理模块，用于接收所述距离信号，其根据显示屏显示信息的字体大小计算得出视力值，并将视力值发送给显示模块;显示模块，用于显示所述视力值。同时还公开了一种利用电子显示装置检测视力的方法。本发明的电子显示装置，增加测距模块和将距离转化为视力值的信息处理模块，通过距离测试并结合当前显示属性即可计算得出视力值，本发明的利用电子显示装置检测视力的方法，利用电子显示器自身的显示功能辅助进行视力检测，方法简单操作性强，可随时完成视力测试，提醒用户对视力的保护。
文档编号A61B3/032GK102670162SQ20121017656
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者柳妍 申请人:三星电子株式会社, 天津三星电子有限公司