CN208805637U - 一种健康防护眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能眼镜领域，公开了一种健康防护眼镜。通过本实用新型创造，能够提供一种可自动识别佩戴状态及久坐状态且能够进一步实现久坐提醒功能的健康防护眼镜，即一方面可根据来自薄膜压力传感器的即时压力值，识别当前眼镜是否处于佩戴状态，另一方面可根据来自姿态传感器的即时三维姿态数据，识别当前眼镜是否处于静止状态(其可间接反映佩戴者处于坐姿或卧姿等静止状态)，进而结合微控制器、时钟电路、提醒模块驱动电路及提醒模块，可对长时间的静止状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于久坐状态，需要自我调节或休息，最终利于佩戴者的身体健康。

Description

一种健康防护眼镜

技术领域

本实用新型属于智能眼镜领域，具体涉及一种健康防护眼镜。

背景技术

久坐族，是指那些需要经常坐着上班的一族，长时间面对电脑，长时间开车，他们所表现的特点是一周至少坐五天，故被称为久坐族。久坐族的分布人群有IT从业人员、会计、编辑、教师、办公室职员等。对于久坐族来讲，他们常常感到颈部酸胀、腰背疼痛、全身疲乏，经过周末休息后，才能稍微缓解。相关专家称，久坐极易引发颈椎病、胃肠道疾病、心血管疾病等，应该积极进行预防。另一方面，眼睛是人们从外界获取信息的很重要的器官，但是人们如果不正确用眼，不仅会对眼睛本身造成伤害，还可能会对身体造成伤害。例如，长时间在弱光环境、强光环境或近距离进行阅读时，视力可能会下降。

但由于人们有时太专注于眼前的事物或形成了不好的用眼习惯，很难及时自知已经处于久坐状态或者不健康用眼的状态，因此有必要提供一种能够对久坐状态、长时间强/弱光及近距离用眼阅读的提醒装置，利于人们的健康防护。

实用新型内容

为了解决现有常规眼镜不具备久坐提醒的健康防护功能问题，本实用新型目的在于提供一种可智能提醒的健康防护眼镜。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种健康防护眼镜，包括由镜圈、镜腿、鼻梁和鼻托构成的眼镜本体，其中，所述镜腿为内部中空结构并内置有锂电池，所述鼻梁也为内部中空结构并内置有电路板和姿态传感器，在所述镜圈1或所述鼻梁3上还配置有提醒模块，所述鼻托的鼻体接触面嵌设有薄膜压力传感器；

所述电路板上布置有微控制器、时钟电路、存储器和提醒模块驱动电路，其中，所述微控制器的输入端分别通信连接所述姿态传感器、所述薄膜压力传感器和所述时钟电路，所述微控制器还通信连接所述存储器，所述微控制器的输出端通信连接所述提醒模块驱动电路的输入端，所述提醒模块驱动电路的输出端电连接所述提醒模块；

所述电路板上还布置有充放电保护电路和稳压电路，所述锂电池通过所述充放电保护电路和所述稳压电路向所述微控制器供电。

优化的，在所述鼻梁的正面布置有光线传感器，其中，所述光线传感器通信连接所述微控制器的输入端。

优化的，在所述鼻梁的正面布置有红外距离传感器，其中，所述红外距离传感器通信连接所述微控制器的输入端。

优化的，当所述镜腿为扁平型眼镜腿时，所述锂电池为超薄扁平型锂电池，并在所述镜腿的外侧表面嵌设有光伏电池板，其中，所述光伏电池板通过所述充放电保护电路电连接所述锂电池。进一步优化的，所述扁平型眼镜腿的前部及中部的长度介于100～300mm，上下宽度介于5～15mm，内外侧厚度介于0.8～8mm之间。

优化的，当所述镜腿为圆筒型眼镜腿时，所述锂电池为细长圆柱型锂电池。进一步优化的，所述圆筒型眼镜腿的前部及中部的长度介于100～300mm之间，直径介于2～8mm之间。

优化的，所述提醒模块包括微型振动马达、蜂鸣器和/或LED闪光灯。

优化的，所述电路板为柔性电路板。

优化的，所述微控制器采用型号为MC9S08PA4AVDC的MCU芯片。

本实用新型的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种可自动识别佩戴状态及久坐状态且能够进一步实现久坐提醒功能的健康防护眼镜，即一方面可根据来自薄膜压力传感器的即时压力值，识别当前眼镜是否处于佩戴状态，另一方面可根据来自姿态传感器的即时三维姿态数据，识别当前眼镜是否处于静止状态(其可间接反映佩戴者处于坐姿或卧姿等静止状态)，进而结合微控制器、时钟电路、提醒模块驱动电路及提醒模块，可对长时间的静止状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于久坐状态，需要自我调节或休息，最终利于佩戴者的身体健康；

(2)通过在鼻梁正面嵌设光线传感器，还可以根据来自该光线传感器的即时光线强度值，识别当前眼镜是否处于弱光环境或强光环境中，并同样结合微控制器、时钟电路、提醒模块驱动电路及提醒模块，可对长时间的弱/强光用眼状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于不健康用眼状态，需要自我调节或休息，进一步利于佩戴者的身体健康；

(3)通过在鼻梁正面嵌设红外距离传感器，还可以根据来自该红外距离传感器的即时距离值，识别当前眼镜是否处于近距离用眼状态中，并同样结合微控制器、时钟电路、提醒模块驱动电路及提醒模块，可对长时间的近距离用眼状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于不健康用眼状态，需要自我调节或休息，进一步利于佩戴者的身体健康；

(4)所述健康防护眼镜还具有结构巧妙、提醒方式多样化、续航时间长和轻薄简单等优点，便于实际推广和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的健康防护眼镜的立体结构示意图。

图2是本实用新型提供的健康防护眼镜的内部***电路结构示意图。

上述附图中：1-镜圈；2-镜腿；3-鼻梁；4-鼻托；5-薄膜压力传感器；6-光线传感器；7-红外距离传感器；8-光伏电池板；9-LED闪光灯。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图1～2所示，本实施例提供的所述健康防护眼镜，包括由镜圈1、镜腿2、鼻梁3和鼻托4构成的眼镜本体，所述镜腿2为内部中空结构并内置有锂电池，所述鼻梁3也为内部中空结构并内置有电路板和姿态传感器，在所述鼻梁3上还配置有提醒模块，所述鼻托4的鼻体接触面嵌设有薄膜压力传感器5；所述电路板上布置有微控制器、时钟电路、存储器和提醒模块驱动电路，其中，所述微控制器的输入端分别通信连接所述姿态传感器、所述薄膜压力传感器5和所述时钟电路，所述微控制器还通信连接所述存储器，所述微控制器的输出端通信连接所述提醒模块驱动电路的输入端，所述提醒模块驱动电路的输出端电连接所述提醒模块；所述电路板上还布置有充放电保护电路和稳压电路，所述锂电池通过所述充放电保护电路和所述稳压电路向所述微控制器供电。

如图1～2所示，在所述健康防护眼镜的具体结构中，所述锂电池(图1中未示出)用于作为内置电源，通过所述充放电保护电路及所述稳压电路，向诸如所述微控制器等电子器件提供适合的工作电压，其中，所述充放电保护电路用于对所述锂电池的充放电过程进行过流保护、过充保护、过放保护和超温保护等目的，具体可采用现有锂电池充放电保护电路实现；所述稳压电路用于将来自所述充放电保护电路的输入电压转换为适合所述微控制器或其它器件的稳定工作电压，例如将5V电压转换为稳定的3.3V电压等，具体也可采用现有的稳压电路实现。

所述薄膜压力传感器5用于采集所处位置的即时压力值，其在佩戴时由于所述鼻托4的鼻体接触面必然会压在鼻体上以及眼镜具有一定自重，将会产生一个较大的压力值，因此可利于后续所述微控制器基于此压力值比较识别当前眼镜是否处于佩戴状态。所述提醒模块用于在所述提醒模块驱动电路的驱动下，执行提醒动作，其可以但不限于包括微型振动马达、蜂鸣器和/或LED闪光灯9等提醒部件，其中，所述微型振动马达用于通过发起振动动作实现提醒目的，可以但不限于采用在智能手机中常用的振动马达，其具体尺寸可设计如下：圆柱形结构，直径介于2～5mm之间，高度介于0.5～5mm之间；所述蜂鸣器用于通过发出蜂鸣声音动作实现提醒目的；所述LED闪光灯9用于通过发出闪光动作实现提醒目的，为了防止闪光直射刺激人眼，可如图1所示优选嵌入在所述鼻梁3的正面。此外，所述提醒模块也可以设置在所述镜圈1上。

所述电路板(图1中未示出)用于集中承载所述微控制器、所述时钟电路、所述存储器、所述提醒模块驱动电路、所述充放电保护电路及所述稳压电路等电路，考虑所述鼻梁3的内部空间较为狭窄，所述电路板优选为柔性电路板，以便在狭窄空间内进行多次折叠；此外，所述电路板的具体尺寸可设计如下：长度介于8～80mm之间，宽度介于5～15mm之间和厚度介于0.2～2mm之间。所述姿态传感器(图1中未示出)用于采集所处位置的即时三维姿态数据，其是一种基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电***)技术的现有高性能三维运动姿态测量器件，它包含有三轴陀螺仪、三轴加速度计，三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗微处理器进行数据处理，可输出经过温度补偿的三维姿态数据，常广泛应用在航模无人机、机器人、机械云台、车辆船舶和人体运动分析等需要自主测量三维姿态及方位数据的产品设备中。

在所述电路板中，所述微控制器一方面用于基于现有常规程序，根据来自所述薄膜压力传感器的即时压力值比较是否小于预设压力阈值(其可直接反映当前眼镜是否处于佩戴状态)，和根据来自所述姿态传感器的即时三维姿态数据判断当前运动状态是否为静止状态(其可间接反映佩戴者处于坐姿或卧姿等静止状态)，另一方面用于基于现有常规程序，根据来自所述时钟电路的时钟信号，对同时处于佩戴和静止的持续状态进行计时，并在计时超过预设值时，向所述提醒模块驱动电路发送启动信号，利用所述提醒模块驱动电路驱动所述提醒模块发出相应的提醒动作；此外，出于小型化应用考虑，所述微控制器可优先采用型号为MC9S08PA4AVDC的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)芯片，具体封装尺寸仅为3*3*0.9mm，可以满足应用需求。所述时钟电路用于向所述微控制器提供稳定的时钟信号，其可采用现有的时钟电路实现。所述存储器用于存储相应的软件程序以及相关的采集数据和处理数据等，其也可采用现有的存储器实现，例如Flash闪存器。所述提醒模块驱动电路用于在所述微控制器的控制下，驱动所述提醒模块发出提醒动作，可具体采用现有的且对应所述微型振动马达的振动马达驱动电路、对应所述蜂鸣器的蜂鸣器驱动电路和对应所述LED闪光灯9的LED灯驱动电路。

由此通过前述健康防护眼镜与现有常规方法的结合描述，一方面可根据来自所述薄膜压力传感器的即时压力值，识别当前眼镜是否处于佩戴状态，另一方面可根据来自所述姿态传感器的即时三维姿态数据，识别当前眼镜是否处于静止状态(其可间接反映佩戴者处于坐姿或卧姿等静止状态)，进而结合所述微控制器、所述时钟电路、所述提醒模块驱动电路及所述提醒模块，可对长时间的静止状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于久坐状态，需要自我调节或休息，最终利于佩戴者的身体健康。此外，所述健康防护眼镜还具有结构巧妙、提醒方式多样化和轻薄简单等优点，便于实际推广和应用。

优化的，在所述鼻梁3的正面布置有光线传感器6，其中，所述光线传感器6通信连接所述微控制器的输入端。如图1和2所示，所述光线传感器6用于采集眼镜正前方的即时光线强度值，使得所述微控制器可以基于该即时光线强度值识别当前眼镜是否处于弱光环境或强光环境中，并同样结合所述微控制器、所述时钟电路、所述提醒模块驱动电路及所述提醒模块，可对长时间的弱/强光用眼状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于不健康用眼状态，需要自我调节或休息，进一步利于佩戴者的身体健康。

优化的，在所述鼻梁3的正面布置有红外距离传感器7，其中，所述红外距离传感器7通信连接所述微控制器的输入端。如图1和2所示，所述红外距离传感器7用于利用现有红外测距技术，采集眼镜至正前方障碍物间的即时距离值，使得所述微控制器可以基于该即时距离值识别当前眼镜是否处于近距离用眼状态中，并同样结合所述微控制器、所述时钟电路、所述提醒模块驱动电路及所述提醒模块，可对长时间的近距离用眼状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于不健康用眼状态，需要自我调节或休息，进一步利于佩戴者的身体健康。

优化的，当所述镜腿2为扁平型眼镜腿时，所述锂电池为超薄扁平型锂电池，并在所述镜腿2的外侧表面嵌设有光伏电池板8，其中，所述光伏电池板8通过所述充放电保护电路电连接所述锂电池。如图1和2所示，通过前述结构，可以利用所述光伏电池板8进行太阳能发电，以便补充锂电池所消耗的电能，延长续航时间。进一步优化的，所述扁平型眼镜腿的前部及中部(后部可以但不限于为耳朵弯折部位)的长度介于100～300mm，上下宽度介于5～15mm，内外侧厚度介于0.8～8mm之间。相应地，在所述扁平型眼镜腿的内部，所述超薄扁平型锂电池可举例采用如下两种现有产品：(1)型号为101010-3mAh的锂电池，其厚度为1mm，宽度为10mm，长度为10mm，容量为3mAh；(2)型号为120736-15mAh的锂电池，其厚度为1.2mm，宽度为7mm，长度为36mm，容量为15mAh。

当然，所述镜腿2也可以设计为圆筒型眼镜腿(其为常规结构，无需在说明书附图中示出)，此时所述锂电池需采用细长圆柱型锂电池。由于空间有限，可不考虑设计光伏电池板，但可以但不限于考虑在所述鼻梁3上设计有线充电接口(例如Mini USB接口)，实现充电续航目的。进一步优化的，所述圆筒型眼镜腿的前部及中部(后部可以但不限于为耳朵弯折部位)的长度介于100～300mm之间，直径介于2～8mm之间。相应地，在所述圆筒型眼镜腿的内部，所述细长圆柱型锂电池可举例采用如下两种现有产品：(1)型号为4526-32mAh的锂电池，其直径为4.5mm，长度为26mm，容量为32mAh；(2)型号为6838-90mAh的锂电池，其直径为6.8mm，长度为38mm，容量为90mAh。此外，所述细长圆柱型锂电池的封装方式可以但不限于为钢壳、铝壳或铝塑膜封装。

综上，采用本实施例所提供的健康防护眼镜，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种可自动识别佩戴状态及久坐状态且能够进一步实现久坐提醒功能的健康防护眼镜，即一方面可根据来自薄膜压力传感器的即时压力值，识别当前眼镜是否处于佩戴状态，另一方面可根据来自姿态传感器的即时三维姿态数据，识别当前眼镜是否处于静止状态(其可间接反映佩戴者处于坐姿或卧姿等静止状态)，进而结合微控制器、时钟电路、提醒模块驱动电路及提醒模块，可对长时间的静止状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于久坐状态，需要自我调节或休息，最终利于佩戴者的身体健康；

(2)通过在鼻梁正面嵌设光线传感器，还可以根据来自该光线传感器的即时光线强度值，识别当前眼镜是否处于弱光环境或强光环境中，并同样结合微控制器、时钟电路、提醒模块驱动电路及提醒模块，可对长时间的弱/强光用眼状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于不健康用眼状态，需要自我调节或休息，进一步利于佩戴者的身体健康；

(3)通过在鼻梁正面嵌设红外距离传感器，还可以根据来自该红外距离传感器的即时距离值，识别当前眼镜是否处于近距离用眼状态中，并同样结合微控制器、时钟电路、提醒模块驱动电路及提醒模块，可对长时间的近距离用眼状态进行计时提醒动作，及时提醒佩戴者处于不健康用眼状态，需要自我调节或休息，进一步利于佩戴者的身体健康；

(4)所述健康防护眼镜还具有结构巧妙、提醒方式多样化、续航时间长和轻薄简单等优点，便于实际推广和应用。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种健康防护眼镜，包括由镜圈(1)、镜腿(2)、鼻梁(3)和鼻托(4)构成的眼镜本体，其特征在于：所述镜腿(2)为内部中空结构并内置有锂电池，所述鼻梁(3)也为内部中空结构并内置有电路板和姿态传感器，在所述镜圈(1)或所述鼻梁(3)上还配置有提醒模块，所述鼻托(4)的鼻体接触面嵌设有薄膜压力传感器(5)；

所述电路板上布置有微控制器、时钟电路、存储器和提醒模块驱动电路，其中，所述微控制器的输入端分别通信连接所述姿态传感器、所述薄膜压力传感器(5)和所述时钟电路，所述微控制器还通信连接所述存储器，所述微控制器的输出端通信连接所述提醒模块驱动电路的输入端，所述提醒模块驱动电路的输出端电连接所述提醒模块；

所述电路板上还布置有充放电保护电路和稳压电路，所述锂电池通过所述充放电保护电路和所述稳压电路向所述微控制器供电。

2.如权利要求1所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：在所述鼻梁(3)的正面布置有光线传感器(6)，其中，所述光线传感器(6)通信连接所述微控制器的输入端。

3.如权利要求1所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：在所述鼻梁(3)的正面布置有红外距离传感器(7)，其中，所述红外距离传感器(7)通信连接所述微控制器的输入端。

4.如权利要求1所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：当所述镜腿(2)为扁平型眼镜腿时，所述锂电池为超薄扁平型锂电池，并在所述镜腿(2)的外侧表面嵌设有光伏电池板(8)，其中，所述光伏电池板(8)通过所述充放电保护电路电连接所述锂电池。

5.如权利要求1所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：当所述镜腿(2)为圆筒型眼镜腿时，所述锂电池为细长圆柱型锂电池。

6.如权利要求1所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：所述提醒模块包括微型振动马达、蜂鸣器和/或LED闪光灯(9)。

7.如权利要求1所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：所述电路板为柔性电路板。

8.如权利要求1所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：所述微控制器采用型号为MC9S08PA4AVDC的MCU芯片。

9.如权利要求4所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：所述扁平型眼镜腿的前部及中部的长度介于100～300mm，上下宽度介于5～15mm，内外侧厚度介于0.8～8mm之间。

10.如权利要求5所述的一种健康防护眼镜，其特征在于：所述圆筒型眼镜腿的前部及中部的长度介于100～300mm之间，直径介于2～8mm之间。