[0001] 本申请涉及成像设备领域，尤其是涉及一种远像成像装置及视力筛查设备。

[0002] 青少年在学习场景中经常近距离看书，这会使眼睛的调节异常紧张，从而可形成调节性近视，也就是所谓的假性近视。如果长期调节过度，使睫状肌疲劳而不能灵活伸缩，由于调节过度而引起辐辏作用加强，使眼外肌对眼球施加压力，眼内压增高，眼内组织充血，加上青少年眼球组织娇嫩，眼球壁受压渐渐延伸，眼球前后轴变长，超过了正常值就形成了轴性近视眼。

[0003] 眼肌训练可以缓解假性近视的症状，通过锻炼睫状肌发挥调节作用，缓解视疲劳，预防近视度数加深的作用。

[0004] 现有的眼肌训练仪一般是将一个屏幕或者光标放在滑轨上，通过前后移动屏幕或者光标在滑轨上的位置来实现不同的观看距离，从而来进行眼肌调节，但滑轨很长，体积庞大，不利于家庭场景使用。反转拍通过正镜片和负镜片的切换配合视标也能够进行睫状肌训练，但无法在学习和工作中使用。

[0042] 提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

[0043] 这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

[0044] 在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

[0045] 如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

[0046] 尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

[0047] 为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

[0048] 在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

[0049] 由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

[0050] 这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

[0051] 根据本申请的一方面提供一种远像成像装置，如图1至图6所示，远像成像装置包括推动组件3、图像组件1和反射组件2，反射组件2设置在图像组件1射出的光线的光路上，推动组件3包括驱动电机32和剪叉机构31，剪叉机构31与图像组件1连接，推动组件3能够推动剪叉机构31升降，以带动图像组件1朝向反射组件2或者向远离反射组件2的方向移动。在远像成像装置使用的过程中，通过驱动电机32驱动剪叉机构31升降能够驱动图像组件1移动，使得投影距离发生变化，从而实现眼肌调节。远像成像装置通过剪叉机构实现了投影距离的变化，减小了远像成像装置的体积，能够便于在家庭场景中进行使用。同时通过图像组件1可以显示学习或者工作所需的图像，能够在学习和工作中使用。

[0052] 在本发明的实施例中，如图1所示，图像组件1包括图像单元11和成像单元12，图像单元11设置在移动模组上，成像单元12位于图像单元11的背对移动模组的一侧，图像单元11射出的光线能够经成像单元12射向反射组件2，通过设置成像单元12，能够降低成像畸变。

[0053] 可选地，图像单元11可以为LCD、LED、OLED、LCOS等像源模组，图像单元11也可以为DLP或者激光MEMS模组。优选地，图像单元11为LCD屏。

[0054] 可选地，成像单元12可以为非球面透镜、球面透镜或者菲涅尔透镜。

[0055] 进一步地，移动模组能够推动图像单元11沿图像单元11的法向方向移动，通过图像单元11在其法向方向上的位置的调整，能够实现对投影距离的调整。

[0056] 在本申请的实施例中，如图1、图2和图3所示，反射组件2包括半反半透平面镜21和透镜22，半反半透平面镜21与透镜22间隔设置，半反半透平面镜21面对图像组件1，图像组件1射出的光线中的至少部分光线能够经半反半透平面镜21反射射向透镜22，在透镜22处形成虚像后经半反半透平面镜21射向眼盒5，眼盒5所在处即为人眼所在处，使得人眼能够观测到虚像。如此，通过半反半透平面镜21和透镜22实现了在近距离条件下的远距离用眼，有利于避免近距离用眼时造成的眼睛肌肉紧张，从而达到预防近视的目的。

[0057] 可选地，透镜22为反射镜或者菲涅尔反射透镜，优选地，透镜22为旋转对称凹面反射镜。

[0058] 进一步地，图像单元11通过半反半透平面镜21到透镜22的光程距离在透镜22的一倍焦距内，此时，在距离人眼10m的距离外形成放大的虚像，保证了在近距离的条件下实现了远距离用眼。

[0059] 优选地，射向半反半透平面镜21的光线中，半反半透平面镜21反射的光线与透过半反半透平面镜21的光线的比为3/7～7/3，即半反半透平面镜21与图像组件1相对的那一面反射率和透过率比值为3/7～7/3。

[0060] 此外，如图1所示，半反半透平面镜21与水平线的夹角∠a为30～60度，BD为半反半透平面镜21的法线，透镜22的光轴BC与水平线齐平，成像单元12的光轴AB与透镜22的光轴BC以半反半透平面镜21的法线BD对称，即∠b＝∠c。通过上述布置方式，使得图像单元11、成像单元12、半反半透平面镜21和透镜22构成共轴成像系统，相比于离轴成像系统，共轴成像系统具有大视场、成像像质高、畸变小的优点，使得远像成像装置具有更好的成像效果。

[0061] 可选地，远像成像装置还可以包括壳体61，推动组件3、图像组件1和反射组件2均可以设置在壳体61的内部，图像组件1可以通过推动组件3固定在壳体61的顶部的内壁上，图像组件1也可以通过推动组件3固定在壳体61的底部的内壁上。图像组件1通过推动组件3固定在壳体61的底部的内壁上时，如图6所示，可以在壳体61的外部设置遮光罩62进行遮光，避免在使用远像成像装置时，天花板通过半反半透平面镜21反射至人眼产生杂光。可选地，遮光罩62可以固定在壳体61的外壁的顶部。

[0062] 在本申请的实施例中，如图4和图5所示，远像成像装置还包括固定构件4，图像组件1固定在固定构件4上，推动组件3能够推动固定构件4移动，使得固定构件4能够带动图像组件1移动，从而实现不同的投影距离。

[0063] 进一步地，推动组件3包括滑动块33，驱动电机32包括输出轴，滑动块33套设在输出轴上，并且能够沿输出轴移动，滑动块33与剪叉机构31连接，输出轴驱动滑动块33移动，从而驱动剪叉机构31升降。

[0064] 可选地，固定构件4包括主体部41、安装壳43和两个延伸部42，主体部41呈平板状，两个延伸部42也成平板状，两个延伸部42分别固定在主体部41的两侧，安装壳43固定在主体部41上，安装壳43形成有安装槽，图像单元11可以与安装槽卡接，成像单元12粘接在安装壳43背对主体部41的端面上，此时图像单元11与成像单元12之前的距离是固定值。推动组件3还包括安装板34，剪叉机构31包括第一剪叉臂311和第二剪叉臂312，第一剪叉臂311的中部与第二剪叉臂312的中部铰接。第一剪叉臂311的一端与安装板34铰接，第一剪叉臂311的另一端的部分设置在延伸部42的滑动槽内。第二剪叉臂312的一端与延伸部42铰接，第二剪叉臂312的另一端与连接块35铰接。连接块35与滑动块33连接。在输出轴转动时，滑动块33能够沿驱动电机32的输出轴移动，进而带动连接块35移动，从而实现剪叉机构31的升降。
如此，通过驱动电机32能够带动滑动块33移动，进而带动剪叉机构31升降，从而实现图像组件1的移动。

[0065] 需要说明的是，滑动块33自起点向终点移动时输出轴的旋转方向与滑动块33自终点向起点移动时输出轴的旋转方向相反，从而实现滑动块33移动方向的转变。

[0066] 可选地，剪叉机构31的数量可以为两个，两个剪叉机构31能够分别与两个延伸部42连接。如此，两个剪叉机构31能够分别支撑固定构件4的两侧，以保证固定构件4移动的稳定性。

[0067] 此外，图像单元11与成像单元12之前的距离也可以是可调整的，安装壳43可以为中空结构，成像单元12粘接在安装壳43背对主体部41的端面上，图像单元11设置在安装壳43内，安装壳43内还设置有微型电机，微型电机的输出轴的延伸方向与主体部41垂直，图像单元11的侧部固定有螺母，螺母设置在微型电机的输出轴上，通过微型电机的输出轴转动可以带动图像单元11移动，从而实现图像单元11与成像单元12之前的距离的调整。

[0068] 在本申请的第一实施例中，在滑动块33自起点向终点移动的过程中，投影距离均匀增加，在滑动块33自终点向起点移动的过程中，投影距离均匀减小。如此，投影距离能够均匀变化，从而更好地对睫状肌的调节。可选地，在远像成像装置的投影距离为最小距离时滑动块33所处的位置即为滑动块33的起点，在远像成像装置的投影距离为最大距离时滑动块33所处的位置即为滑动块33的终点。

[0069] 在该实施例中，在滑动块33自起点向终点移动的过程中，在移动时间小于或者等于第一运动时间时，滑动块33的移动速度减小，在移动时间大于第一运动时间时，滑动块33的移动速度增加，这使得自起点向终点移动的过程中投影距离均匀变化。在滑动块33自终点向起点移动的过程中，移动时间小于或者等于第二运动时间时，滑动块33的移动速度减小，移动时间大于第二运动时间时，滑动块33的移动速度增加，这使得自起点向终点移动的过程中投影距离均匀变化，这使得自起点向终点移动的过程中投影距离均匀变化。如此，投影距离能够均匀变化，从而更好地对睫状肌的调节。

[0070] 此外，滑动块33自起点移动至终点的时间为预设时间，滑动块33自终点移动至起点的时间也为预设时间；第一运动时间与第二运动时间的和等于预设时间的二倍，滑动块33在第一运动时间时的移动速度等于滑动块33在第二运动时间时的移动速度。如此，滑动块33在自起点向终点时的移动速度的变化规律与滑动块自终点向起点时的移动速度的变化规律相反，滑动块33在自起点经终点回到起点的过程中，投影距离始终均匀变化。

[0071] 以第一剪叉臂311和第二剪叉臂312的长度均为42.5mm为例，此时，远像成像装置能够实现投影距离由10m到0.5m的移动。人眼睫状肌调节力为1/L，L为人眼观看距离，人眼观看距离等于投影距离x，即人眼观看距离可以实现10m到1.5m的调整。人眼观看距离为0.5m时，睫状肌调节力为1/0.5＝2D，人眼观看距离为10m时睫状肌调节力为1/10＝0.1D。虚像的投影距离由0.5m到10m，睫状肌调节力可从2D调节到0.1D，实现了睫状肌的调节。

[0072] 在滑动块33自起点移动至终点的过程中，图像组件1可以经过8个不同的站点位置，对应形成8个不同的虚像的投影距离，此时，睫状肌的调节力如下表所示：

[0073]

[0074] 将上述的投影距离x作为横轴、图像组件1的位移L作为纵轴，获得图9中的投影距离x与图像组件1的位移L的曲线图。将图9中的曲线进行拟合，获得下述函数1：

[0075] L＝1.653·10‑7x5‑5.808·10‑5x4+0.00755·x3‑0.4289·x2+8.966x+0.5

[0076] (函数1)

[0077] 基于上述的图像组件1的位移L可以获得图像组件1的区间位移量M，并基于图像组件的区间位移量M可以获得滑动块33的位移量y，具体如下表：

[0078]

[0079] 将滑动块33的位移量y作为纵轴，投影距离x作为横轴，获得图10中的投影距离x与滑动块33的位移量y的曲线图。将图10中的曲线进行拟合，获得下述函数2：

[0080] y＝2.558·10‑6x5‑0.000217·x4+0.006524·x3‑0.0792·x2+0.3809x+0.5001[0081] (函数2)

[0082] 将滑动块33的位移量y作为横轴，投影距离x作为纵轴，获得图11中的滑动块33的位移量y与投影距离x的曲线图。将图11中的曲线进行拟合，获得下述函数3：

[0083] x＝0.001503·y5‑0.0541·y4+0.8071·y3‑6.304·y2+26.43y‑11.51

[0084] (函数3)

[0085] 在图像组件位于起点时，投影距离x＝0.5m，为了保证投影距离均匀变化，投影距离x与时间t成正比，即x＝kt+0.5，其中k为投影距离x的变化率，k的具体取值可以根据所需的投影距离x的变化率进行选择。

[0086] 将上述公式带入函数3中，即可获得滑动块的位移量y与时间t的函数，即函数4：

[0087] y＝0.001503·(kt+0.5)5‑0.0541·(kt+0.5)4+0.8071·(kt+0.5)3

[0088] ‑6.304·(kt+0.5)2+26.43(kt+0.5)‑11.51

[0089] (函数4)

[0090] 对该函数4求导即可获得滑动块自起点向终点的移动速度v1与时间t的函数。

[0091] v1(t)＝y’＝0.00752·k(kt+0.5)4‑0.2164·k(kt+0.5)3+

[0092] 2.4213·k(kt+0.5)2‑12.608·k(kt+0.5)+26.43k

[0093] (函数5)

[0094] 通过上述的函数5控制滑动块33自起点向终点移动，即可使投影距离均匀变化。

[0095] 此外，在投影距离x＝10m时，滑动块33到达终点，滑动块33自起点向终点运动的时间为t0，自滑动块33自终点运动至起点的速度v2与和自起点运动至终点的速度v1关于t＝t0成轴对称。如此可以获得滑动块33自终点运动至起点的速度v2与时间t的函数，即函数6：

[0096] v2＝v1(t‑t0)＝0.00752·k[k(t‑t0)+0.5]4‑0.2164·k[k(t‑t0)+0.5]3+

[0097] 2.4213·k[k(t‑t0)+0.5]2‑12.608·k[k(t‑t0)+0.5]+26.43k

[0098] (函数6)

[0099] 通过上述函数6控制滑动块33自终点向起点运动，即可使投影距离均匀变化。

[0100] 将滑动块33自起点移动至终点再回到起点定义为一个周期，在滑动块33完成一个周期的移动进行下一周期的运动时，时间t再次自0开始计时。

[0101] 以t0＝10s，最大投影距离为10m为例，此时10＝10k+0.5，k＝0.95，将k＝0.95带入函数5和函数6中，即可获得下述的控制函数1和控制函数2。

[0102] v1(t)＝0.00714(0.95t+0.5)4‑0.20558(0.95t+0.5)3+2.3(0.95t+0.5)2

[0103] ‑11.9776(0.95t+0.5)+25.11

[0104] (控制函数1)

[0105] v2(t)＝0.00714[0.95(t‑10)+0.5]4‑020558[0.95(t‑10)+0.5]3+

[0106] 2.3[0.95(t‑10)+0.5]2‑11.9776[0.95(t‑10)+0.5]+26.43k

[0107] (控制函数2)

[0108] 滑动块33自起点向终点的过程中滑动块33依照控制函数1进行移动，滑动块33自终点向起点的过程中滑动块33依照控制函数2进行移动，此时，滑动块33在一个周期内的移动速度可以如图12中所示，此时，第一运动时间为8s，第二运动时间为12s，在滑动块33的移动时间小于或者等于8s时，滑动块33的移动速度减小；在滑动块33的移动时间大于8s，并且小于10s时，滑动块33的移动速度增加；在滑动块33的移动时间大于或者等于10s，并且小于或者等于12s时，滑动块33的移动速度减小；在滑动块33的移动时间大于12s，并且小于或者等于20s时，滑动块33的移动速度增加。滑动块33在8s时的移动速度与12s时的移动速度相等，此时，滑动块33的移动速度最小，滑动块33的移动速度为0.476mm/s。滑动块33依照上述的控制函数1和控制函数2移动可以使投影距离能够均匀变化，从而更好地对睫状肌的调节。

[0109] 通过上述方式可以获取不同的剪叉机构31对应的控制函数1和控制函数2，使得具有不同的剪叉机构31的远像成像装置能够实现投影距离的均匀变化。

[0110] 在本申请的第二实施例中，将滑动块33自起点移动至终点的行程划分为多个第一移动行程，远像成像装置的投影距离在任一第一移动行程内均匀增加，滑动块33在进行相邻的两个第一移动行程时，停顿第一预定时长。将滑动块33自终点移动至起点的行程划分为多个第二移动行程，远像成像装置的投影距离在任一第二移动行程内均匀减小，滑动块33在进行相邻的两个第二移动行程时，停顿第二预定时长。如此，投影距离在第一移动行程或者第二移动行程内均匀变化后投影距离停止变化一段时间，在保证睫状肌能够适应投影距离的变化的同时保证了对睫状肌的锻炼效果。可选地，第一停顿时间和第二停顿时间可以根据需求进行选择，例如，30s、1min、3min或者5min等。

[0111] 以第一剪叉臂311和第二剪叉臂312的长度均为42.5mm，将滑动块33自起点移动至终点的行程划分为4个第一移动行程，将滑动块33自终点移动至起点的行程划分为4个第二移动行程，滑动块33自起点向终点运动的时间为10s，滑动块33自终点向起点运动的时间也为10s为例，第一移动行程可以为滑动块33在2.5s内的行程，第二移动行程可以为滑动块33在2.5s内的行程，第一停顿时间和第二停顿时间可以为5min，此时，滑动块33在第一个第一移动行程内的速度可以依照控制函数1中t自0变化至2.5s时的变化规律进行移动，在停顿5min后，滑动块33在第二个第一移动行程内的速度可以依照实施例一中的控制函数1中t自
2.5s变化至5s时的变化规律进行移动，以此类推直至移动自终点。滑动块33在第一个第二移动行程内的速度可以依照实施例一中的控制函数2中t自10s变化至12.5s时的变化规律进行移动，在停顿5min后，滑动块33在第二个第二移动行程内的速度可以依照控制函数1中t自12.5s变化至15s时的变化规律进行移动，以此类推直至移动自起点。

[0112] 可选地，在上述的两个实施例中，图像单元11的显示区域111的尺寸随着远像成像装置的投影距离x的增加而减小，不同投影距离下的显示区域111可以如图7中所示。如此，图像单元11的显示区域的大小随着投影距离x的变化进行动态调整，以保证人眼的视角保持不变。换而言之，投影距离x的变化的过程中，人眼感觉到的成像大小保持不变，避免了在进行眼肌调节时对注意力产生干扰。

[0113] 可选地，可以通过下述的公式1可以计算获得放大倍率：

[0114]

[0115] 在上述公式中L’表示相距，L表示物距，f表示焦距。

[0116] 基于上述的公式可以计算不同投影距离x时的放大倍率，进而获得不同投影距离x时图像单元11的显示区域111的大小，不同投影距离x的显示区域111的大小可以如下表：

[0117]

[0118] 基于以上对应关系，图像单元11的显示区域111大小需要根据投影距离x做缩放，从而使所成的像虽然投影距离远近发生变化时人眼的视角保持不变。例如，在投影距离x自0.5m变化至1.5m的过程中，图像单元11的显示区域111的大小自157.6*88.6变化至128.6*
73，从而保证人眼的视角保持不变。

[0119] 通过本申请的远像成像装置，能够使投影距离发生变化，从而实现眼肌调节。

[0120] 根据本申请的另一方面提供一种视力筛查设备，如图8所示，视力筛查设备包括上述的远像成像装置，在图像组件1上可以显示视力表，其中通过推动组件3推动图像组件1，使视力表的投影距离变为5m，从而实现视力检测。

[0121] 通过本申请的视力筛查设备可以在家庭场景中的较小的空间进行视力筛查，在视力筛查设备中，无需对推动组件3中的滑动块33的移动速度进行控制，仅需保证滑动块33能够移动至投影距离为5m即可，图形组件中的显示区域111的大小无需进行变化。

[0122] 进一步地，在视力筛查设备中，图像组件1位于底部，壳体61的外部设置有遮光罩62，同时在遮光罩62的外部需设置定位机构63，从而对被测者的眼镜的位置进行定位，定位机构63可以呈“L”型。

[0123] 此外，图形组件显示的视力表中E视标的尺寸可以基于5m时标准视力表中E视标的尺寸计算获得，具体地，图形组件显示的视力表中E视标的尺寸＝5m时标准视力表中E视标的尺寸/投影距离为5m时的放大倍率。可选地，投影距离为5m时的放大倍率可以为21.7。基于上述公式可以依次计算出视力表中各个E视标的尺寸，例如，4.0行E视标的边长的标准尺寸为72.72mm，图形组件显示的视力表中4.0行E视标的边长的尺寸应为72.72/21.7＝3.35mm。

[0124] 通过本申请视力筛查装置可以实现家庭场景中的较小的空间进行视力筛查。

[0125] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。