CN109709688A - 一种具有防水功能的智能眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防水功能的智能眼镜，包括镜框、鼻托和设置在镜框两侧的镜腿，镜腿包括靠近镜框的第一部分和远离镜框的第二部分，第二部分沿第一部分的端部延伸；第一部分包括底盖和上盖，上盖扣合在底盖上形成一个容置腔；上盖上开设一通孔，通孔中装配有与通孔内径相适配的透明件；底盖与上盖之间的间隙以及通孔与透明件之间的间隙均用防水胶进行密封；智能眼镜还包括环境监测传感器和微处理器；环境监测传感器位于透明件的正下方位置，其用于实时采集佩戴者所处环境的环境参数并传输至微处理器；微处理器根据接收到的环境参数以及预设的判断标准判断佩戴者是处于室内还是室外。本发明的智能眼镜具有高的防水性能，防水等级可达到IP67。

Description

一种具有防水功能的智能眼镜

技术领域

本发明涉及眼镜领域，具体涉及一种具有防水功能的智能眼镜。

背景技术

现有的眼镜没有环境监测的功能，环境监测通常用到传感器，但是在眼镜上直接添加传感器，传感器遇水容易遭到损坏。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种具有防水功能的智能眼镜。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：一种具有防水功能的智能眼镜，包括镜框、鼻托和设置在所述镜框两侧的镜腿，所述镜腿包括靠近所述镜框的第一部分和远离所述镜框的第二部分，所述第二部分沿所述第一部分的端部延伸；

所述第一部分包括底盖和上盖，所述上盖扣合在所述底盖上形成一个容置腔；

所述上盖上开设一通孔，所述通孔中装配有与所述通孔内径相适配的透明件；

所述底盖与上盖之间的间隙以及所述通孔与所述透明件之间的间隙均用防水胶进行密封；

所述智能眼镜还包括设于所述容置腔内的环境监测传感器和微处理器；所述环境监测传感器与所述微处理器通信连接；所述环境监测传感器位于所述透明件的正下方位置，其用于实时采集佩戴者所处环境的环境参数并传输至所述微处理器；所述微处理器根据接收到的环境参数以及预设的判断标准判断佩戴者是处于室内还是室外。

优选地，所述微处理器包括数据分析模块，所述数据分析模块根据接收到的环境参数以及预设的判断标准判断佩戴者是处于室内还是室外，还用于记录所述佩戴者处于室外时的时间点，以及根据所述时间点统计所述佩戴者处于室外的时长，得到对应的时长数据；

所述微处理器还包括存储所述时长数据的存储模块。

优选地，所述智能眼镜还包括显示模块，和与所述显示模块连接的控制电路，所述控制电路与所述微处理器连接，所述微处理器通过所述控制电路控制所述显示模块，以显示当天佩戴者处于室外的时长。

优选地，所述智能眼镜还包括内置于所述容置腔内的六轴传感器和报警装置；所述六轴传感器，用于实时采集所述智能眼镜佩戴时的角度数据、角速度数据和重力加速度数据，并将采集的数据传输至所述微处理器；

所述微处理器对所述六轴传感器采集的数据进行姿态解算，得到佩戴者的用眼姿态数据，根据得到的用眼姿态数据和佩戴者所处的环境判断佩戴者的用眼姿态是否正确，若不正确，则驱动所述报警装置进行报警。

优选地，所述环境监测传感器包括光照传感器和紫外线传感器。

优选地，所述智能眼镜还包括：接近开关，所述接近开关设置于所述镜腿内侧以判断所述智能眼镜是否被佩戴，所述接近开关与所述微处理器连接，在所述智能眼镜被佩戴时向所述微处理器发送信号，所述微处理器根据接收到的信号发送一控制指令至所述光照传感器，所述光照传感器根据接收到的控制指令开始采集光强。

优选地，所述微处理器对所述六轴传感器采集的角度数据进行分析，若在设定的时间段内，所述角度数据变化量均不大于T，则所述微处理器进入休眠状态，其中，T为预设的角度阈值；

处于休眠状态下的所述六轴传感器持续采集数据并发送至所述微处理器，所述微处理器对所述六轴传感器发送的角度数据进行分析，若所述角度数据变化量大于T，则所述微处理器进入工作状态并唤醒与之通信连接的所有部件。

优选地，所述显示模块为LED显示灯，所述LED显示灯由多个LED导光柱组成；

所述底盖上开设有用于嵌配所述LED导光柱的通孔，所述LED导光柱与通孔之间的间隙用防水胶进行密封。

优选地，所述的根据得到的用眼姿态数据和佩戴者所处的环境判断佩戴者的用眼姿态是否正确，具体是：

当所述佩戴者处于室内时，根据佩戴者的用眼姿态数据确定佩戴者的用眼负荷值，当佩戴者的用眼负荷值不小于预设的报警阈值时，则驱动所述报警装置进行报警。

优选地，所述存储模块还用于存储佩戴者的用眼数据，所述用眼数据包括用眼姿态数据和所处环境的环境参数；

所述智能眼镜还包括：用于与智能终端上APP进行通信的蓝牙模块。

本发明的有益效果为：本发明的智能眼镜具有高的防水性能，防水等级可达到IP67，本发明采用六轴传感器+接近传感器为开关，能够实现该智能眼镜的工作/休眠的自动切换，降低产品损耗；结合用眼场景，设置不同的报警阈值，进而能够给予用户更精准的报警提示。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的智能眼镜镜腿的结构图；

图2是本发明实施例提供的智能眼镜镜腿的内部结构图；

图3是图2中电路板4下方电路元件结构图；

图4是本发明实施例提供的智能眼镜电路原理框图；

图5是本发明实施例提供的微处理器42的框架结构图。

附图标记：底盖1；上盖2；透明件3；电路板4；紫外线传感器40；光照传感器41；微处理器42；数据分析模块421；存储模块422；接近开关43；六轴传感器44；LED显示灯45；报警装置46；充电顶针47；电池5。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，一种具有防水功能的智能眼镜，该智能眼镜包括镜框、鼻托和设置在镜框两侧的镜腿，该镜腿包括靠近镜框的第一部分和远离镜框的第二部分，所述第二部分沿所述第一部分的端部延伸。

优选地，第一部分包括底盖1和上盖2，上盖2扣合在底盖1上形成一个容置腔，在一种可选的实施方式中，底盖1和上盖2的扣合方式是：底盖1四周设有一圈凹槽，上盖2对应位置设有与该凹槽相配合的凸槽，通过底盖1的凹槽和上盖2的凸槽将上盖2扣合在底盖1上。为了保证该智能眼镜具有良好的防水性能，该凹槽与凸槽之间的间隙利用防水胶进行密封。

优选地，上盖2上(靠近镜框的一端)开设一通孔，该通孔上装配有与该通孔内径相适配的透明件3，该透明件3扣合在该通孔上，为了保证良好的防水性能，透明件3与通孔之间的缝隙用防水胶进行密封。

优选地，参见图2-5，该智能眼镜还包括：置于容置腔内的紫外传感器40、光照传感器41、微处理器42、接近开关43和六轴传感器44，其中，紫外传感器40、光照传感器41、微处理器42、接近开关43和六轴传感器44可集成在容置腔内的电路板4上，在其他可选的实施方式中，各个元部件也可以单独布设在容置腔内。所述紫外传感器40、光照传感器41、接近开关43、六轴传感器44分别与微处理器42电连接。

优选地，所述接近开关43设置于所述镜腿内侧，接近开关43通过内置的接近传感器判断所述智能眼镜是否被佩戴，所述接近开关43与所述微处理器42连接，在所述智能眼镜被佩戴时向所述微处理器42发送信号，所述微处理器42根据接收到的信号发送一控制指令至所述光照传感器41，所述光照传感器41根据接收到的控制指令开始采集光强。

所述紫外传感器40和光照传感器41位于所述透明件3的正下方位置，由于透明件3的作用，紫外传感器40和光照传感器41可以感测佩戴者所处环境的紫外线强度和光照强度，并将获得的紫外线强度值和光照强度值传输至微处理器42，微处理器42根据接收到的紫外线强度值和光照强度值以及预设的室内外环境判断标准判断佩戴者是处于室内还是室外。

优选地，所述微处理器42包括数据分析模块421，所述数据分析模块421根据接收到的环境参数以及预设的判断标准判断佩戴者是处于室内还是室外，还用于记录所述佩戴者处于室外时的时间点，以及根据所述时间点统计所述佩戴者处于室外的时长，得到对应的时长数据。

所述微处理器42还包括存储模块422。存储模块422用于存储所述时长数据，还用于存储紫外传感器40和光照传感器41采集的环境数据(紫外线强度值和光照强度值)。由于存储模块422的存储容量一定，因此可采用循环存储结构，即：当容量存满后，最新采集的数据可自动覆盖最早期的数据。

优选地，所述六轴传感器44实时采集智能眼镜佩戴时的角度数据、角速度数据和重力加速度数据，并将采集的数据传输至微处理器42，微处理器42对六轴传感器44采集的数据进行姿态解算，得到佩戴者的用眼姿态数据，并根据得到的用眼姿态数据和佩戴者所处环境的环境参数判断佩戴者的用眼姿态是否正确。具体是：

当所述佩戴者处于室内时，根据佩戴者的用眼姿态数据确定佩戴者的用眼负荷值，当佩戴者的用眼负荷值超过不小于预设的报警阈值时，则驱动所述报警装置46进行报警。

在一个可选的实施方式中，当佩戴者处于室内时，判断佩戴者的用眼姿态是否正确，并在用眼姿态不正确时进行报警，具体是：

微处理器42对六轴传感器44采集的数据进行姿态解算，得到佩戴者的用眼姿态数据，佩戴者的用眼姿态数据包括：用户抬头角度、用户低头角度和用户歪头角度。微处理器42根据得到的佩戴者的用眼姿态数据，判断当前时刻的佩戴者的用眼姿态数据是否在预警区间内，若在预警区间内，并进一步确定所属的报警区间类型；所述的预警区间类型包括低头预警区间和歪头预警区间，所述低头预警区间是：所述用户低头角度为[15°-75°]且所述用户歪头角度为[0°-20°)；所述歪头预警区间是：当所述用户低头角度为[15°-75°]且所述用户歪头角度为[20°-65°]。

若佩戴者的用眼姿态数据落入低头预警区间，根据低头预警区间预设的用户用眼姿态角度值对应的用眼负荷值，确定佩戴者的用眼姿态数据对应的用眼负荷值；若佩戴者的用眼姿态数据落入歪头预警区间，根据歪头预警区间预设的佩戴者的用眼姿态角度值对应的用眼负荷值，确定佩戴者的用眼姿态数据对应的用眼负荷值；

对属于同一预警区间类型的用眼负荷值进行累加，直至得到的用眼负荷值的累加值超过设定的用眼负荷阈值时，判定佩戴者的用眼姿态不正确。

在上述实施例中，首先通过紫外线传感器40和光照传感器41采集的数据判断佩戴者处于室内还是室外，若处于室外，则不触发报警，反之，若处于室内，则通过上述方式进行报警，该报警方式实现了只针对室内用眼姿态不正确的报警提醒。

表(1)给出了室内条件下的低头报警区间和歪头报警区间内的用眼姿态角度值对应的用眼负荷值：

表1

以处于低头预警区间为例进行说明用眼负荷值的计算方法：当用户的头部姿态角度落入低头预警区间时，根据计算得到的用户的头部姿态角度确定该角度下对应的用眼负荷值，对处于低头预警区间内得到的用眼负荷值进行累加，直至累计得到的用眼负荷值大于或者等于设定的报警阈值时，触发报警装置46进行报警，优选地，设定的报警阈值是300，即当累计得到的用眼负荷值大于或者等于300时触发报警。

在另一个可选地实施方式中，当佩戴者处于室内时，还可以通过下述方式进行报警，具体地：

微处理器42对六轴传感器44采集的数据进行姿态解算，得到佩戴者的用眼姿态数据，佩戴者的用眼姿态数据包括：用户抬头角度、用户低头角度和用户歪头角度。微处理器42根据得到的佩戴者的用眼姿态数据，判断当前时刻的佩戴者的用眼姿态数据是否在预警区间内，若在预警区间内，并进一步确定所属的报警区间类型；所述的预警区间类型包括低头预警区间和歪头预警区间，所述低头预警区间是：所述用户低头角度为[15°-75°]且所述用户歪头角度为[0°-20°)；所述歪头预警区间是：当所述用户低头角度为[15°-75°]且所述用户歪头角度为[20°-65°]。

若佩戴者的用眼姿态数据落入低头预警区间，根据低头预警区间预设的报警等级确定佩戴者的用眼姿态数据对应的报警等级以及用眼负荷值，并对属于同一报警等级的用眼负荷值进行累加，直至得到的用眼负荷值的累加值超过设定的用眼负荷阈值时，则触发报警；

若佩戴者的用眼姿态数据落入歪头预警区间，根据歪头预警区间预设的佩戴者的用眼姿态角度值对应的用眼负荷值，确定佩戴者的用眼姿态数据对应的用眼负荷值，对属于歪头预警区间的用眼负荷值进行累加，直至得到的用眼负荷值的累加值超过设定的用眼负荷阈值时，则触发报警。

表(2)示出了室内条件下的触发报警角度区间和触发报警时长：

表2

表(3)示出了室内条件下的触发报警角度区间和触发报警方式：

表3

在上述实施例中，首先通过紫外线传感器40和光照传感器41采集的数据判断佩戴者处于室内还是室外，若处于室外，则不触发报警，反之，若处于室内，则通过上述方式进行报警，通过统计处于低头报警区间内的、同一报警等级的报警时长，当超过对应设定的触发报警时长时，则触发报警，从而实现了只针对室内用眼姿态不正确的报警提醒。以属于低头预警区间的报警等级为一档进行说明，其中每秒钟都可得到佩戴者的用眼姿态数据，若连续五分钟内得到的用眼姿态数据都处于一档，则触发报警；或者连续5分钟得到用眼负荷值累加到了300，则触发报警。

在一种实施方式中，设定了解除报警的条件，如表(4)所示，具体是：用户抬头角度连续2秒满足[0°-90°]；在解除报警的同时，同时将计算得到的两个预警区间里的用眼负荷值的累加值进行清零。

表4

此处设置抬头才能解除报警，目的是让用户有一个明显的回正用眼姿态的动作，更好的纠正姿态。设置持续时间2秒，是为了让用户有更多的时间处于姿态端正的状态。久而久之，养成端正用眼姿态的好习惯。

在一种实施方式中，所述微处理器42对所述六轴传感器44采集的角度数据进行分析，所述角度数据指的是采集的各个时间点的角度值，若在设定的时间段内，角度值的变化量均不大于T度，则所述微处理器42进入休眠状态，其中T为预设的角度值。处于休眠状态下的微处理器42可接收六轴传感器44采集的数据并对其数据进行分析，此时，微处理器42处于低能耗的工作状态。作为优选，时间段设定为2分钟，T设定为3度，需要说明的是，上述实施方式中关于时间和角度值的设定可根据实际情况进行调整。在一种实施方式中，角度值的变化量的计算公式为：Δθ＝|θ_t+Δt-θ_t|，式中，Δθ为角度值的变化量，θ_t+Δt为(t+Δt)时刻时六轴传感器44采集的角度值，θ_t为t时刻时六轴传感器44采集的角度值，Δt为预设定的时间间隔。

处于休眠状态下的所述微处理器42对所述六轴传感器44发送的角度数据进行分析，若所述角度值的变化量大于3度，则所述微处理器进入工作状态并唤醒与之通信连接的所有部件，该部件指的是：紫外线传感器40、光照传感器41、LED显示灯45、报警装置46等。

在上述实施方式中，通过接近开关43，分析智能眼镜是否被佩戴，进而控制微处理器42进入工作状态还是休眠状态，降低了智能眼镜的能量损耗，延长了使用寿命。且该智能眼镜首先根据采集的光照强度值和紫外线强度值，判定佩戴者当前所处环境，进而只针对处于室内时的佩戴者的用眼姿态进行分析，进而获取佩戴者的用眼姿态，以便于在用眼姿态不正确时及时提醒，使得佩戴者养成良好的用眼习惯。

在上述实施例中，通过微处理器42对六轴传感器44采集的数据进行分析，以便于获取用户的用眼姿态，基于成人而言，可对成人的低头角度和歪头角度进行监测，以对那些经常伏案工作的成人给予提醒，缓解眼疲劳和颈疲劳状态；基于儿童而言，可监测儿童的不良坐姿，如低头、歪头等，给予报警提醒，纠正后解除报警，以使儿童养成良好的用眼习惯。

优选地，报警装置46设置于容置腔内部，所述报警装置46用于当用户用眼姿态不正确时，进行报警，所述报警装置46可以是马达、LED灯、蜂鸣器中的一种或者多种，在本实施例中，该报警装置为与微处理器42电连接的马达，该马达放置容置腔中，且远离所述镜框的端部。需要说明的是，马达的具***置可根据实际情况进行调整。在一种实施方式中，报警装置46包括马达和LED灯，其中马达和LED灯同步工作。当报警装置被触发后，在报警期间报警，马达和LED灯执行下方的流程：

马达和LED灯按照“工作30秒，停30秒”的方式进行循环报警，最多循环3次。如果3分钟内用户纠正用眼姿态，则解除报警，反之如果超过3分钟，用户未纠正用眼姿态(即该报警装置没有被解除)，马达和LED灯停止工作，直至该报警装置被解除。

优选地，参见图3，在电路板4与底盖1之间还设有LED显示灯45，所述LED显示灯45与所述微处理器42通过控制电路连接，微处理器42可通过该控制电路控制LED显示灯45以显示当天佩戴者处于室外的时长，以便于佩戴者以及监护人了解佩戴者处于室外的时长。其中，LED显示灯45由多个LED导光柱组成，LED灯导光柱嵌在底盖上，底盖1与LED灯导光柱之间的间隙用防水胶进行密封。

该容置腔内设有电池5，所述电池5用于给整个智能眼镜进行供电，在电路板上设有充电顶针47，所述充电顶针47与电池5电连接，在底盖上还设有对电池5进行充电的充电端口。

所述微处理器的存储模块还用于存储佩戴者的用眼数据，所述用眼数据包括用眼姿态数据和所处环境的环境参数。

优选地，所述智能眼镜还包括：用于与智能终端上APP进行通信的蓝牙模块。通过蓝牙模块可以建立与手机、平板等上面的APP端联系，进而把自动覆盖存储器中存储的数据传输至APP端进行存储，也可以进一步通过APP端传输至云端进行存储。

本发明的有益效果为：本发明的智能眼镜具有高的防水性能，防水等级可达到IP67，本发明采用六轴传感器+接近传感器为开关，能够实现该智能眼镜的工作/休眠的自动切换，降低产品损耗；结合用眼场景，设置不同的报警阈值，进而能够给予用户更精准的报警提示。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种具有防水功能的智能眼镜，包括镜框、鼻托和设置在所述镜框两侧的镜腿，其特征在于，所述镜腿包括靠近所述镜框的第一部分和远离所述镜框的第二部分，所述第二部分沿所述第一部分的端部延伸；

所述第一部分包括底盖和上盖，所述上盖扣合在所述底盖上形成一个容置腔；

所述上盖上开设一通孔，所述通孔中装配有与所述通孔内径相适配的透明件；

所述底盖与上盖之间的间隙以及所述通孔与所述透明件之间的间隙均用防水胶进行密封；

所述智能眼镜还包括设于所述容置腔内的环境监测传感器和微处理器；所述环境监测传感器与所述微处理器通信连接；所述环境监测传感器位于所述透明件的正下方位置，其用于实时采集佩戴者所处环境的环境参数并传输至所述微处理器；所述微处理器根据接收到的环境参数以及预设的判断标准判断佩戴者是处于室内还是室外。

2.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述微处理器包括数据分析模块，所述数据分析模块根据接收到的环境参数以及预设的判断标准判断佩戴者是处于室内还是室外，还用于记录所述佩戴者处于室外时的时间点，以及根据所述时间点统计所述佩戴者处于室外的时长，得到对应的时长数据；

所述微处理器还包括存储所述时长数据的存储模块。

3.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述智能眼镜还包括显示模块，和与所述显示模块连接的控制电路，所述控制电路与所述微处理器连接，所述微处理器通过所述控制电路控制所述显示模块，以显示当天佩戴者处于室外的时长。

4.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，还包括内置于所述容置腔内的六轴传感器和报警装置；所述六轴传感器，用于实时采集所述智能眼镜佩戴时的角度数据、角速度数据和重力加速度数据，并将采集的数据传输至所述微处理器；

所述微处理器对所述六轴传感器采集的数据进行姿态解算，得到佩戴者的用眼姿态数据，根据得到的用眼姿态数据和佩戴者所处的环境判断佩戴者的用眼姿态是否正确，若不正确，则驱动所述报警装置进行报警。

5.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述环境监测传感器包括光照传感器和紫外线传感器。

6.根据权利要求2-3、5任一所述的智能眼镜，其特征在于，还包括：接近开关，所述接近开关设置于所述镜腿内侧以判断所述智能眼镜是否被佩戴，所述接近开关与所述微处理器连接，在所述智能眼镜被佩戴时向所述微处理器发送信号，所述微处理器根据接收到的信号发送一控制指令至所述光照传感器，所述光照传感器根据接收到的控制指令开始采集光强。

7.根据权利要求4所述的智能眼镜，其特征在于，所述微处理器对所述六轴传感器采集的角度数据进行分析，若在设定的时间段内，所述角度数据变化量均不大于T，则所述微处理器进入休眠状态，其中，T为预设的角度阈值；

处于休眠状态下的所述六轴传感器持续采集数据并发送至所述微处理器，所述微处理器对所述六轴传感器发送的角度数据进行分析，若所述角度数据变化量大于T，则所述微处理器进入工作状态并唤醒与之通信连接的所有部件。

8.根据权利要求3所述的智能眼镜，其特征在于，所述显示模块为LED显示灯，所述LED显示灯由多个LED导光柱组成；

所述底盖上开设有用于嵌配所述LED导光柱的通孔，所述LED导光柱与通孔之间的间隙用防水胶进行密封。

9.根据权利要求4所述的智能眼镜，其特征在于，所述的根据得到的用眼姿态数据和佩戴者所处的环境判断佩戴者的用眼姿态是否正确，具体是：

当所述佩戴者处于室内时，根据佩戴者的用眼姿态数据确定佩戴者的用眼负荷值，当佩戴者的用眼负荷值不小于预设的报警阈值时，则驱动所述报警装置进行报警。

10.根据权利要求2或8所述的智能眼镜，其特征在于，所述存储模块还用于存储佩戴者的用眼数据，所述用眼数据包括用眼姿态数据和所处环境的环境参数；

所述智能眼镜还包括：用于与智能终端上APP进行通信的蓝牙模块。