基于光敏二极管感应特性的视野测试装置及测试方法与流程

本发明属于视野计技术领域，具体涉及一种基于光敏二极管感应特性的视野测试装置及测试方法，用于日常防护型口罩、面罩、防毒面具等视野效果的测试。

背景技术：

口罩、面罩或防毒面具属于日常防护用品，可用于防御阻隔粉尘、油烟、空气中的颗粒物及细菌病毒、有毒有害气体等，与面部贴合，能够遮盖住眼、鼻、口和下颌。而佩戴在人脸上的口罩、面罩或防毒面具等，显然会对人的视野造成影响。gb2890-2009规定了视野的技术要求、测试装置及测试方法，测试装置包括半圆弧弓和标准头模。

但是，现有的视野测试装置中的弧弓旋转依靠人工且在单眼单次测试过程中需要多次操作，每次旋转15°，工作强度较大，且旋转的角度也不便控制和准确度低；头模的移动依靠人工推移且头模双眼与弧弓中心的对齐难度大，需要心细且多次调整，定位困难，影响测试结果；另外，每旋转15°就需要人工记录一次，且灯泡照在弧弓的刻度线上的分界线模糊，读取的刻度误差较大，直至180度旋转完后再将各记录点手动用平滑曲线绘制视野区域，耗时且准确度低。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种基于光敏二极管感应特性的视野测试装置，它能够大大提高测试结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

基于光敏二极管感应特性的视野测试装置，其特征在于：包括测试架及分别相对安装在测试架上的头模组件和弧弓组件，所述头模组件包括头模及分别对应头模的双眼位置处设置的发光源，所述弧弓组件包括可绕其中心旋转的弧弓及沿弧弓均匀布置的光敏二极管，所述发光源与弧弓的中心在同一水平高度且沿经过弧弓圆心的竖平面上左右水平移动。

优选地，所述测试架具有罩盖在头模组件和弧弓组件外的封闭罩。

优选地，所述弧弓组件还包括弧弓旋转电机及电机座，所述弧弓旋转电机通过电机座安装在封闭罩上，所述弧弓旋转电机的输出轴连接在弧弓中心处。

优选地，所述头模组件还包括平移驱动机构、头模安装座及左右滑座，所述左右滑座固定安装在与弧弓相对的封闭罩侧壁上，所述头模安装座滑动安装在左右滑座上并由平移驱动机构驱动而沿左右滑座滑移，所述头模设置在头模安装座上。

优选地，所述平移驱动机构包括平移齿条、平移电机及固定座，所述固定座固装在头模安装座上，所述平移齿条固装在左右滑座上并沿与头模平移方向相平行的方向轴向延伸设置，所述平移电机竖直安装在固定座上且其输出轴向下穿过固定座，所述平移电机的输出轴末端安装有与平移齿条相啮合的驱动齿轮。

优选地，所述左右滑座左右两侧或封闭罩左右两侧分别设置有与左右眼正对弧弓中心时的头模感应配合的第一位置开关，所述第一位置开关及平移电机均与控制器电性连接。

优选地，所述弧弓中心安装有朝向头模发射光束的发光器，所述头模的双眼位置处分别安装有与发光器相配合的受光器，所述受光器及平移电机与控制器电性连接。

优选地，所述头模组件还包括头模旋转电机，所述头模旋转电机竖直固装在头模安装座上，所述头模旋转电机的输出轴与头模中心轴同轴设置，所述头模水平设置在头模旋转电机的输出轴上。

优选地，各光敏二极管的n极分别串接有1个等值电阻构成电流分支，所有电流分支并联后电性连接至信号处理器的信号输入端，所述信号处理器与控制器电性连接。

进一步地，本发明还提供一种测试方法，具体为：将测试产品佩戴于头模上并使头模处于正视位置、弧弓处于旋转零位，然后分别进行测试左眼和右眼的发光源发出的光线在弧弓的旋转半球面上的视野区域，再通过信号处理器将两次试验形成的视野合并得到两眼视野形成的交叉点的位置，将两次试验形成的视野效果合并接成封闭曲线，得出双目视野图和总视野面积；

其中，左右眼的试验过程均为：点亮测试眼，使光线照射在弧弓上，左右移动头模使头模的测试眼正对弧弓中心并位于弧弓的圆心处，接着使弧弓绕其中心低速连续转动或每10°-15°间歇旋转，利用光敏二极管自制光敏传感器确定弧弓明暗分界点，信号处理器采集信号，确定此分界点，转换成分界点在弧弓所处的纬度；当弧弓旋转180度后，可采集整个视野范围内所在的经纬度坐标；然后复位弧弓并切换另一测试眼，重复上述步骤，自动计算出视野结果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明包括头模组件和弧弓组件，头模组件的头模双眼处安装发光源，弧弓组件的弧弓均匀布置有光敏二极管，利用光敏二极管自制二极管线性传感器，通过线性传感器，确定弧弓明暗分界点，转换成分界点在弧弓所处的纬度，而当弧弓旋转180度后，可采集整个视野范围内所在的经纬度坐标，自动计算出视野结果，包括下方视野值和视野保存率，速度快且精准。

2、本发明的头模组件的左右平移通过平移驱动机构实现，弧弓的旋转通过弧弓旋转电机实现，大大降低检测人员的工作强度，且定位准确快速，弧弓可连续转动，大大缩短检测周期；

3、本发明通过第一位置开关可准确调整测试眼处在弧弓的圆心处，通过第二位置开关可保证每次测试前头模都处在正视位置，通过第三位置开关可保证每一次测试前弧弓均处在旋转零位，自动化操作，简单快速且准确。

4、本发明可用于日常防护型口罩、面罩、防毒面具等视野效果的测试，适用于劳动安全防护检验中心、医疗器械药品检验中心、疾病预防控制中心、纺织品检测中心、口罩和面具生产企业等。

附图说明

图1为本发明光敏传感器与控制器电路图。

图2为本发明实施例1视野测试装置的立体图1（前后侧板未示出）。

图3为本发明实施例1视野测试装置的立体图2（前后侧板未示出）。

图4为本发明测试架结构示意图（前后侧板未示出）。

图5为本发明弧弓组件与头模组件安装位置示意图。

图6为本发明弧弓组件与头模组件结构示意图。

图7为本发明头模组件轴测图1。

图8为本发明头模组件轴测图2。

图9为图8中所示的p局部放大图。

图10为本发明实施例2和4中头模组件剖视图。

图中标记：100、测试架；101、封闭罩；102、支撑柱；103、侧横梁；104、穿线支撑盒；105、安装盒；106、第三位置开关；

200、头模组件；21、头模；23、头模安装座；24、左右滑座；25、平移电机；26、平移齿条；27、固定座；28、头模旋转电机；201、第一位置开关；202、第一感应板；203、第二位置开关；204、第二感应板；

300、弧弓组件；31、弧弓；33、弧弓旋转电机；34、电机座。

具体实施方式

为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

实施例1

如图1-9所示，本实施例提供一种基于光敏二极管感应特性的视野测试装置，可用于测试日常防护型口罩、面罩、防毒面具等视野效果，包括下方视野值和视野保存率。本实施例的视野测试装置包括测试架100及分别相对安装在测试架100上的头模组件200和弧弓组件300。

在本实施例中，所述测试架100包括底座及封闭罩101，所述头模组件200和弧弓组件300均在底座上方，所述封闭罩101罩盖在头模组件200和弧弓组件300外并与底座相连接，所述封闭罩101与底座之间构成测试空间，而头模组件200和弧弓组件300均处在测试空间内部。其中，封闭罩101用来隔离外界光线进入测试空间，大大降低或避免外界光线进入测试空间，提高测试准确性。另要说明的是，封闭罩101并非本发明视野测试装置的必要部件，当不组装封闭罩101时可将本视野测试装置置于黑暗室内进行，但带封闭罩101的更方便操作。

作为本实施例的封闭罩101的一种优选结构：本实施例以头模左右眼指向为左右方向，头模前后指向为前后方向，本实施例的封闭罩101包括前侧板、后侧板及左侧板，封闭罩101的右端开口并在开口的两侧分别通过铰链活动连接有第一门板和第二门板，所述第一门板和第二门板相向闭合后完全封住封闭罩101右端开口，而在测试前后通过打开第一门板和第二门板后将测试产品佩戴在头模组件200或从头模组件200上取离。优选地，所述前侧板内壁竖向固装有两个支撑柱102，所述弧弓组件300设置在两个支撑柱102上；所述后侧板内壁下部横向固装有侧横梁103及位于侧横梁103下方的穿线支撑盒104，所述头模组件200设置在侧横梁103上并与弧弓组件300相对，穿线支撑盒104用于穿设头模组件200带有的电线，所述底座内设置有电源接头、控制器及控制电路等。

在本实施例中，所述弧弓组件300包括可绕其中心旋转的弧弓31及沿弧弓31均匀布置的光敏二极管，所述弧弓31的弧度为180°～245°，优选为180°或245°，上下对称，以弧弓31中心为纬度0°，每5°纬度分别安装一个光敏二极管，所述光敏二极管的型号为pt0805。各光敏二极管的n极分别串接有1个等值电阻后再并联在一起构成光敏传感器，所述光敏传感器电性连接至信号处理器的信号输入端，所述信号处理器与控制器电性连接，具体参见图1。所述信号处理器型号为ads8320，所述控制器型号为lpc1754。

为方便弧弓31旋转，所述弧弓组件300还包括弧弓旋转电机33及电机座34，所述弧弓旋转电机33通过电机座34安装在封闭罩101的两个支撑柱102上，所述弧弓旋转电机33的输出轴连接在弧弓31中心处，具体的：所述电机座34对应弧弓旋转电机33的输出轴的位置处固装有轴承座，所述弧弓旋转电机33的输出轴穿过轴承座并向外伸出，所述轴承座内与弧弓旋转电机33的输出轴之间装配有轴承，如此通过弧弓旋转电机33可带动弧弓31绕其中心旋转而在头模组件200前方完成半球面轨迹，弧弓旋转电机33优选采用56byg250步进电机，定位更精准。

进一步地，为方便控制弧弓31处在竖立状态的旋转零位，保证每一次测试前弧弓31均处在旋转零位，所述测试架100上设置有与处在旋转零位的弧弓31感应配合的第三位置开关106，所述弧弓31对应第三位置开关106的位置处具有第三感应板，测试架100对应第三位置开关106位置处设有用于安装第三位置开关106的安装盒105，安装盒105内具有与穿线支撑盒104内腔相连通的用于穿线的空腔，第三位置开关106优选采用槽型光电开关es92b4，所述第三位置开关106及弧弓旋转电机33均与控制器电性连接，当弧弓31旋转至旋转零位时，第三感应板与第三位置开关106配合，使弧弓旋转电机33停机而使弧弓31处在旋转零位。

在本实施例中，所述头模组件200包括头模21及分别对应头模21的双眼位置处设置的发光源，发光源优选采用led灯珠，led灯珠内嵌装设在头模21双眼内的中心处并通过电线和控制开关与电源电性连接。由于在测试时要求头模21的左眼和右眼分别处在弧弓31的圆心处，所述发光源与弧弓31的中心在同一水平高度且沿经过弧弓31圆心的竖平面上左右水平移动。

为方便头模21左右平移，所述头模组件200还包括平移驱动机构、头模安装座23及左右滑座24，所述左右滑座24固定安装在与弧弓31相对的封闭罩101的侧横梁103上，所述头模安装座23滑动安装在左右滑座24上并由平移驱动机构驱动而沿左右滑座24滑移，所述头模21设置在头模安装座23上。

作为平移驱动机构的优选结构：所述平移驱动机构包括平移齿条26、平移电机25及固定座27，所述固定座27固装在头模安装座23上，所述平移齿条26固装在左右滑座24上并沿与头模21平移方向相平行的方向轴向延伸设置，所述左右滑座24上的滑轨与平移齿条26相平行，所述平移电机25竖直安装在固定座27上且其输出轴向下穿过固定座27，所述平移电机25的输出轴末端安装有与平移齿条26相啮合的驱动齿轮。当平移电机25工作，带动驱动齿轮旋转并在平移齿条26上行走，继而带动头模安装座23和头模21沿左右滑座24左右平移。

进一步地，为方便控制头模21左右平移的停止位置，保证头模21的左眼或右眼能够正对弧弓31中心，所述左右滑座24左右两侧分别设置有与左右眼正对弧弓31中心时的头模21感应配合的第一位置开关201，所述第一位置开关201及平移电机25均与控制器电性连接，所述头模21的左右两侧对应第一位置开关201的位置处分别具有第一感应板202，第一位置开关201优选采用槽型光电开关es92b4。当头模21沿左右滑座24向左滑移至左侧的第一位置开关201后，平移电机25停机，此时头模21的右眼正对弧弓31中心，当头模21沿左右滑座24向右滑移至右侧的第一位置开关201后，平移电机25停机，此时头模21的左眼正对弧弓31中心。另外要说明，本实施例的第一位置开关201也可设置在封闭罩101左右两侧。平移电机25优选采用57步进电机，定位更精准。

本实施例的视野测试装置的测试过程为：将测试产品佩戴于头模21上，并使头模21处于正视位置、弧弓31处于旋转零位，然后分别进行测试左眼和右眼的发光源发出的光线在弧弓31的旋转半球面上的视野区域，再通过信号处理器将两次试验形成的视野合并得到两眼视野形成的交叉点的位置，即为下方视野值；将两次试验形成的视野效果合并接成封闭曲线，得出双目视野图和总视野面积,根据gb2890-2009记载的公式从而算出视野保存率。备注：一般以三次测试结果的平均值为该测试产品的视野结果值。

其中，左右眼的试验过程均为：点亮测试眼，使光线照射在弧弓31上，左右移动头模21使头模21的测试眼正对弧弓31中心并位于弧弓31的圆心处，接着使弧弓31绕其中心旋转，可低速连续转动或每10°-15°间歇旋转，利用光敏二极管自制光敏传感器确定弧弓31明暗分界点，信号处理器采集信号，确定此分界点，转换成分界点在弧弓31所处的纬度；当弧弓31旋转180度后，可采集整个视野范围内所在的经纬度坐标；然后复位弧弓31并切换另一测试眼，重复上述步骤，自动计算出视野结果，包括下方视野值和视野保存率，速度快且精准。信号处理器内存储有关于各分界点处的信号数据库，实际接受到的信号与信号数据库对照后即可得出当前分界点所在的纬度。

实施例2

本实施例提供一种基于光敏二极管感应特性的视野测试装置，本实施例2与上述实施例1的区别仅在于：本实施例的弧弓31的弧度为230°～245°，优选为240°或245°，上下对称；进一步地，所述头模组件200还包括头模旋转电机28，所述头模旋转电机28竖直固装在头模安装座23上，所述头模旋转电机28的输出轴与头模21中心轴同轴设置，所述头模21水平设置在头模旋转电机28的输出轴上，如图10所示。由于头模旋转电机28安装在头模安装座23上，因此当平移电机25驱动后也会带动头模旋转电机28随头模21一起平移，而通过头模旋转电机28驱动头模21向左后方或向右后方旋转指定角度，比如30°，然后进行测试产品佩戴后后方的视野范围。

进一步地，为方便控制头模21旋转的角度及保证每次测试前头模21都处在正视位置，所述头模安装座23左右两侧分别设置有与正视位置的头模21感应配合的第二位置开关203，第二位置开关203优选采用槽型光电开关es92b4，所述头模21左右两侧分别对应第二位置开关203的位置处具有第二感应板204，所述第二位置开关203及头模旋转电机28与控制器电性连接，当第二感应板204旋转至第二位置开关203位置时，则头模旋转电机28停机，头模21处在正视位置，而当需要头模21旋转指定角度则启动头模旋转电机28工作设定角度。头模旋转电机28优选采用57步进电机，定位更精准。

实施例3

本实施例提供一种基于光敏二极管感应特性的视野测试装置，本实施例3与上述实施例1的区别仅在于：控制头模21左右平移的停止位置的相关方式不同。本实施例3不采用第一位置开关或者在设置第一位置开关的基础上结合下述方式，具体的：所述弧弓31中心安装有朝向头模21发射光束的发光器，所述头模21的双眼位置处分别安装有与发光器相配合的受光器，受光器位于发光源中心处，所述受光器及平移电机25与控制器电性连接，当发光器发出的光照到受光器，从而使电路接通，控制器控制平移电机25停机并保持位置。

实施例4

本实施例提供一种基于光敏二极管感应特性的视野测试装置，本实施例4与上述实施例3的区别仅在于：本实施例的弧弓31的弧度为230°～245°，优选为240°或245°，上下对称；进一步地，所述头模组件200还包括头模旋转电机28，所述头模旋转电机28竖直固装在头模安装座23上，所述头模旋转电机28的输出轴与头模21中心轴同轴设置，所述头模21水平设置在头模旋转电机28的输出轴上，如图10所示。由于头模旋转电机28安装在头模安装座23上，因此当平移电机25驱动后也会带动头模旋转电机28随头模21一起平移，而通过头模旋转电机28驱动头模21向左后方或向右后方旋转指定角度，比如30°，然后进行测试产品佩戴后后方的视野范围。

进一步地，为方便控制头模21旋转的角度及保证每次测试前头模21都处在正视位置，所述头模安装座23左右两侧分别设置有与正视位置的头模21感应配合的第二位置开关203，第二位置开关203优选采用槽型光电开关es92b4，所述头模21左右两侧分别对应第二位置开关203的位置处具有第二感应板204，所述第二位置开关203及头模旋转电机28与控制器电性连接，当第二感应板204旋转至第二位置开关203位置时，则头模旋转电机28停机，头模21处在正视位置，而当需要头模21旋转指定角度则启动头模旋转电机28工作设定角度。头模旋转电机28优选采用57步进电机，定位更精准。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。