CN107346178A - 一种视力保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视力保护装置，基于带有显示屏的移动终端，所述显示屏的亮度可调，包括单片机以及分别与单片机连接的加速度传感器和一个或多个超声波距离传感器，所述的单片机通过有线或无线的方式连接移动终端；还公开了一种视力保护方法，根据加速度传感器获取的角度信息和距离传感器获取的距离信息调节所述显示屏的亮度，在脱离健康用眼的角度和距离时，通过亮度调整向所述用户提醒保护视力，能够有效帮助用户防范用眼疲劳，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

Description

一种视力保护装置及方法

技术领域

本发明属于教育技术学领域，具体涉及一种基于角度和距离的视力保护装置，以及视力保护方法。

背景技术

在我们的日常生活中，触摸屏的应用非常广泛，如电脑、电视、手机、Pad等，享受着智能产品给人们生活带来的便利，然而产品屏幕的亮光对视力的影响也不容小觑，影响最大的是那些还在生长发育中儿童们。

在生活中我们可以看到，越来越多的幼龄儿童开始佩戴眼镜来矫正视力，然而戴眼镜对正在成长中的儿童，无论是户外运动，还是读书写字，都会带来不便，并且眼镜的框架也会对鼻梁的发育造成不可避免的影响，这样看来保护视力迫不及待。

中国专利《基于角度的视力保护方法及***》（申请公布号：CN103413408A，申请公布日:2013年11月27日）所示的方法和装置，测量角度利用角加速度传感器，需要一个把该设备水平放置的初始化过程，不方便使用，而且提醒方法为锁屏，或者黑屏，不利于儿童的使用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的之一是提供一种根据移动设备的角度和与使用者之间距离，通过调整显示屏亮度以达到提醒用眼健康的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种视力保护装置，基于带有显示屏的移动终端，所述显示屏的亮度可调，包括单片机以及分别与单片机连接的加速度传感器和一个或多个超声波距离传感器，所述的单片机通过有线或无线的方式连接移动终端，根据加速度传感器获取的角度信息和距离传感器获取的距离信息调节所述显示屏的亮度。

本发明的目的之二是提供一种根据移动设备的角度和与使用者之间距离，通过调整显示屏亮度以达到提醒用眼健康的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种视力保护方法，包括如下步骤

S01，单片机实时获取加速度传感器的角度信息，通过将移动终端显示屏垂直方向的加速度分量大小与预设的自然重力加速度相比较，获得当前移动终端显示屏的倾斜角度；

S02，单片机实时获取超声波距离传感器的数据，对距离信息取最小值，作为当前移动终端与用户之间距离的大小，所述的距离信息是显示屏基准面到双眼的垂直方向距离；

S03，取显示屏倾斜角度和显示屏-双眼间距两个中较小的数据作为当前用眼健康度；

S04，单片机根据健康度实时调节移动终端的显示屏亮度，直至用户自觉把移动终端置于合理的位置，以保护用户视力。

所述的一种视力保护方法，其移动终端显示屏亮度随用眼健康度的减小而降低。

所述的一种视力保护方法，步骤S01中，加速度分量等于重力加速度时，移动终端的显示屏与水平面平行，加速度分量等于0时，移动终端的显示屏与水平面垂直。

所述的一种视力保护方法，步骤S03中，显示屏与水平面的夹角为[75°，90°]时健康度为100，夹角为[60°，75°）时健康度为100，夹角为（90°，100°]时，健康度为50，夹角为其余角度时健康度为0；当距离大于50厘米时，健康度为100，当距离小于等于50厘米，而大于35厘米时，健康度为50，其余距离健康度为0；通过夹角得到第一健康度，通过距离信息得到第二健康度，第一健康度和第二健康度中较小的数值为最终的健康度。

所述的一种视力保护方法，步骤S04中，显示屏亮度值即健康度值。

如上所述，本发明的基于角度和距离的视力保护方法及装置，具有以下有益效果：基于用户对移动终端的操作，确定用户正在使用视力保护装置；基于用户对移动终端的使用期间，实时获得加速度传感器所提供的加速度大小，确定当前移动终端的倾斜角度；以及实时获取超声波传感器提供的距离大小，确定当前移动终端与用户之间距离的大小；以及根据终端的倾斜角度，和与用户之间距离的大小，实时向用户提醒保护视力能够有效帮助用户防范不健康用眼习惯。

附图说明

图1显示为本发明视力保护装置结构示意图；

图2显示为本发明视力保护方法流程图。

各附图标记为：201—视力保护装置，202—加速度传感器，203—距离传感器，204—单片机，205—移动终端。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。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。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本研究主要针对儿童在不科学的使用手机，平板电脑等电子产品的过程中，所导致的一系列视力问题，提出一种视力保护装置，能提醒人们正确的使用、观看这种带显示屏的电子产品。

本研究作品主要通过将加速度传感器和距离传感器相结合，保护使用者眼睛，纠正使用的不良使用***板电脑等移动终端但是还不懂得保护眼睛的幼龄儿童。除广泛的可应用性以外，特别是对于保护儿童视力，防止不正确使用电子产品导致的儿童近视，斜视，散光，弱视等视力问题有突出的效果和人性化的设计。

参照图1所示，本发明公开了一种视力保护装置。所述视力保护装置201包括加速度传感器202，距离传感器203，单片机204和移动终端205，其移动终端205包括但不限于：智能手机、平板电脑等，所述视力保护装置为安装在所述移动终端205的之外的设备，移动终端205的显示屏亮度可调，加速度传感器202和一个或多个超声波距离传感器203分别与单片机204连接，所述的单片机204通过有线或无线的方式连接移动终端205，根据加速度传感器202获取的角度信息和距离传感器203获取的距离信息调节所述显示屏的亮度。

参照图2所示，本发明还公开了一种视力保护方法，包括如下步骤：

101，确定用户正在使用移动终端205，确定移动终端205和单片机204进行互联，用户对所述移动终端205初始化操作。

其中，用户对移动终端205的初始化操作包括任何能使移动终端205与视力保护装置连接的操作，包括但不限于：用户启动移动终端205中的应用的操作等。

例如，用户按下了应用，所述移动终端205从无连接状态转入连接状态，视力保护装置基于移动终端205的状态的转变确定用户正在使用所述移动终端205，并启用本视力保护方法。

102，视力保护装置201在用户使用移动终端205期间，单片机204实时获取加速度传感器202所提供的倾斜角度信息，通过将移动终端205显示屏垂直方向的加速度分量大小（即以移动终端205显示屏面为基准的垂直方向的加速度）与预设的自然重力加速度相比较，获得当前移动终端205显示屏的倾斜角度。

其中加速度分量等于重力加速度时，移动终端205的显示屏与水平面平行，加速度分量等于0时，移动终端205的显示屏与水平面垂直。

通过三角函数可以根据所述加速度信息计算出显示屏与水平面的夹角，其域值为[0，180°]，当夹角为[75°，90°]时，对应的健康度为100，当夹角为[60°，75°）时，对应的健康度为100，夹角为（90°，100°]时，对应的健康度为50，当夹角为其余角度时健康度为0；

103，单片机204实时获取超声波距离传感器203的数据，对距离信息取平均值或最小值，作为当前移动终端205与用户之间距离的大小，所述的距离信息是显示屏基准面到双眼的垂直方向距离。

单片机204实时获取所述一个或多个距离传感器203所提供的垂直于所述移动终端显示屏方向的距离信息，并把其中最小距离定义为所述移动终端与所述用户之间的距离。

例如，当所述第一个距离传感器203感应到显示屏垂直方向的距离为50厘米，第二个距离传感器203感应到显示屏垂直方向的距离为40厘米时，则距离信息为40厘米。又如，当所述第一个距离传感器203感应到显示屏垂直方向的距离为50厘米，第二个距离传感器203感应到显示屏垂直方向的距离为60厘米时，则距离信息为50厘米。

通过所述距离信息可以计算出健康度，当距离大于50厘米时，健康度为100，当距离小于等于50厘米，而大于35厘米时，健康度为50，其余距离健康度为0；

104，视力保护装置在用户使用移动终端205期间，实时获取加速度信息和距离信息，并把这两个信息整合成健康度信号，通过以上所述夹角得到第一健康度，通过所述距离信息得到第二健康度，第一健康度和第二健康度中较小的数值为最终的健康度，以调控移动终端205显示屏的亮度，取显示屏倾斜角度和显示屏-双眼间距两个中较小的数据作为当前用眼健康度；用眼健康度越小，当前使用所述移动终端205越不健康。

具体地，所述移动终端205的显示屏与水平面夹角越小，健康度越低；所述移动终端205的显示屏与用户之间距离越小，健康度越低。

105，单片机204根据健康度实时调节移动终端205的显示屏亮度，直至用户自觉把移动终端205置于合理的位置，以保护用户视力。视力保护装置通过单片机204把健康度信号传输到所述移动终端205，移动终端205根据健康度调节其显示屏的亮度。具体地，健康度即当前亮度的百分比。譬如，当健康度等于100时，亮度为当前亮度的100%；又譬如，当健康度等于50时，亮度为当前亮度的50%。通过亮度的改变，提醒所述用户保持健康的用眼角度以及距离。

显示屏亮度随用眼健康度的减小而降低。具体地，当健康度大于等于健康度及格值，所述移动终端显示屏的亮度不变；当健康度小于健康及格值，所述移动终端显示屏的亮度随健康度减小而减小，以提醒用户保持健康的用眼习惯。

综上所述，本发明的基于角度和距离的视力保护方法及装置，根据移动终端的状态的变化先确定用户正在使用移动终端，并在该前提下进行视力保护的实时获取所述移动终端的角度和距离信息，在脱离健康用眼的角度和距离时，通过亮度调整向所述用户提醒保护视力，能够有效帮助用户防范用眼疲劳。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种视力保护装置，基于带有显示屏的移动终端（205），所述显示屏的亮度可调，其特征在于：包括单片机（204）以及分别与单片机（204）连接的加速度传感器（202）和一个或多个超声波距离传感器（203），所述的单片机（204）通过有线或无线的方式连接移动终端（205），根据加速度传感器（202）获取的角度信息和距离传感器（203）获取的距离信息调节所述显示屏的亮度。

2.根据权利要求1所述的一种视力保护装置，其特征在于，所述的移动终端（205）为智能手机或平板电脑。

3.一种基于权利要求1所述视力保护装置的视力保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01，单片机（204）实时获取加速度传感器（202）的角度信息，通过将移动终端（205）显示屏垂直方向的加速度分量大小与预设的自然重力加速度相比较，获得当前移动终端（205）显示屏的倾斜角度；

S02，单片机（204）实时获取超声波距离传感器（203）的数据，对距离信息取最小值，作为当前移动终端（205）与用户之间距离的大小，所述的距离信息是显示屏基准面到双眼的垂直方向距离；

S03，取显示屏倾斜角度和显示屏-双眼间距两个中较小的数据作为当前用眼健康度；

S04，单片机（204）根据健康度实时调节移动终端（205）的显示屏亮度，直至用户自觉把移动终端（205）置于合理的位置，以保护用户视力。

4.根据权利要求3所述的一种视力保护方法，其特征在于，所述的移动终端（205）显示屏亮度随用眼健康度的减小而降低。

5.根据权利要求3所述的一种视力保护方法，其特征在于，所述步骤S01中加速度分量等于重力加速度时，移动终端（205）的显示屏与水平面平行，加速度分量等于0时，移动终端（205）的显示屏与水平面垂直。

6.根据权利要求3所述的一种视力保护方法，其特征在于，所述步骤S03中，显示屏与水平面的夹角为[75°，90°]时健康度为100，夹角为[60°，75°）时健康度为100，夹角为（90°，100°]时健康度为50，夹角为其余角度时健康度为0；当距离大于50厘米时，健康度为100，当距离小于等于50厘米，而大于35厘米时，健康度为50，其余距离健康度为0；通过夹角得到第一健康度，通过距离信息得到第二健康度，第一健康度和第二健康度中较小的数值为最终的健康度。

7.根据权利要求3所述的一种视力保护方法，其特征在于，所述步骤S04中，显示屏亮度值即健康度值。