CN103830041A - 预防近视头戴式装置 - Google Patents

Abstract

一种涉及电子信息和光电机一体化技术领域、能够监测用眼情况并当用眼不良时警示使用者促使其正确用眼的预防近视头戴式装置。为了解决用眼者难以随时监测用眼环境亮度、眼球稳定性、用眼距离和近距离用眼时间的矛盾，本发明在使用者乐意使用的头戴物(如眼镜、头冠、头圈、头箍、帽子等)上嵌入用眼监测警示装置，使用时和眼睛保持稳定的关系，应用传感器监测用眼情况，将获得的信息通过中央处理器运算，当用眼距离过近、时间过长、光线太亮或太暗、眼球不稳定时，发出警示信号，通过电光、电声、电机转换，运用光、声音、震动提醒使用者纠正，让使用者正确用眼，从而达到减少眼疲劳、预防近视的目的。

Description

预防近视头戴式装置

技术领域

本发明主要涉及电子信息技术和光电机一体化技术领域的一种监测用眼距离、时间、亮度、头部稳定性并在用眼卫生不良时警示的预防近视头戴式装置，应用此装置可以避免用眼不良达到减轻眼疲劳、预防近视的目的。 

背景技术

正常眼看远处物体时，眼睛睫状肌放松，晶状体悬韧带收缩，晶体变薄，远处物体成像在视网膜上；当看近处物体时，睫状肌收缩，晶状体悬韧带松驰，晶体变厚，这时近处物体成像在视网膜上。正常情况下眼睛具有自动调节功能，如果阅读距离过近或阅读时间过长，睫状肌痉挛，无法放松，这时就不能看清远处物体，这种情况称为假性近视，可以通过阿托品等药物或按摩放松治疗；长期的用眼卫生不良导致眼轴延长，即使睫状肌放松也无法看清远处物体，这时就称为真性近视，药物和按摩等都不可逆转真性近视，只能通过眼镜或手术来矫正。 

亚洲国家近视发生率在70％～90％左右，中国教育部《2004年全国学生体质健康监测报告》表示7～12岁小学生视力不良检出率为32.5％，初中生视力不良检出率为59.4％，高中生视力不良检出率为77.3％，大学生视力不良检出率为80.0％，学生视力不良发生率呈逐年增加的趋势。全国近视眼人数已近4亿，学生近视患者超过六千万，近视致盲三十多万人。 

近视眼虽和遗传相关，但更和阅读距离太短，时间太长、环境太明或太暗、在颠簸的车厢或走路时看书等用眼不良相关。保持正确的用眼习惯， 避免用眼不良是预防近视最关键、最有效的方法。 

虽然大家都知道要保持良好的用眼习惯，例如眼离书本一尺、胸离书桌一拳、手指离笔尖一寸、看书一小时休息一刻钟、不要在光线昏暗和太阳光下看书、不要在颠簸的车厢里或走路时看书等，但自觉做到却很难。虽然预防近视的方法很多，但有效的却极少：眼保健操的效果亦存在争议；后巩膜加固手术部分患者有效，但副作用明显，只有少数医生愿意开展，目前仅针对病理性近视。 

随着电子信息技术的发展，应用传感器监测阅读距离和光的强度已经成为可能。本发明应用光电机一体化技术，通过传感器监测用眼距离和环境光的强度，将得到的信息传给中央处理器，中央处理器对得到的信息进行加工，通过内置的专家系统进行判断，如果用眼不良(如阅读距离过短、时间过长、用眼环境光强度过强或过弱)等，通过电光、电声、电机转换，应用光、声音、震动警示使用者。 

发明内容

为了解决用眼者无法自觉地随时主动自我监测用眼状态(如用眼距离、时间、环境亮度和眼球稳定性)等问题，本发明通过传感器监测用眼状态，将得到的信息传递给中央处理器，对监测到的数据进行处理，根据内置专家系统提出建议并输出警示信号，通过电光、电声、电机转换，应用光、声音、震动在使用者用眼距离过近、时间过长、光线过明过暗、眼球摇晃时警示使用者，纠正使用者的用眼错误，使之正确用眼，从而达到减轻眼疲劳、预防近视目的。 

本发明解决存在问题所采用的技术方案是：在使用者乐意使用的头戴物 (如眼镜、头冠、头圈、头箍、帽子等)上嵌入用眼监测警示系统，使用时位于眼睛上方并保持稳定的关系，一旦用眼不良，就提醒使用者纠正，保持良好的用眼习惯，从而达到减轻眼疲劳、预防近视的效果。 

由于一般人用眼时不会主动自觉有意识地监测用眼环境的亮度是否符合用眼卫生，本发明采用光敏传感器监测用眼环境的亮度，光电转换后将信号传给中央处理器，内置的专家系统如果判断用眼环境亮度不符合用眼卫生，例如照度值低于40lux或高于80lux时，则传递警示信号给报警指示单元，报警指示单元应用光、声音、震动提醒使用者，使用者打开辅助灯光或远离强光环境，达到正确用眼的目的。 

由于用眼者特别是少年儿童阅读时会不由自主地靠近书本，本发明采用红外、超声、电磁波、激光、雷达传感器感受阅读距离(例如发射器发射红外线、超声波、电磁波、激光、雷达等，接受器接受前方障碍物(如书本)反射回的红外线、超声波、电磁波、激光、雷达等)，并转换成电信号传给中央处理器，如果内置专家系统判断阅读距离过近，例如低于30厘米时，则传递警示信号给报警指示单元，报警指示单元应用光、声音、震动提醒使用者，使用者接到信号后改变姿势，从而达到正确用眼的目的。 

由于用眼者特别是精神集中时会忘掉时间，不会注意到用眼时间过长，本发明采用红外、超声波、电磁波、激光、雷达传感器感受阅读距离，将信号传给中央处理器，通过内置专家系统进行判断，如果连续近距离用眼时间过长，例如超过半小时，则传递警示信号给报警指示单元，报警指示单元应用光、声音或震动提醒使用者，使用者休息或从事其他非近距离工作，从而达到正确用眼的目的。 

有些人为了非常珍惜时间，可能在晃动的车厢里看书，或者喜欢摇晃着看书，本发明采用震动传感器监测眼球的稳定性，机电转换后将信号传给中央处理器，内置的专家系统如果眼球的稳定性，如果不符合用眼卫生，例如在颠簸的车厢里，则传递警示信号给报警指示单元，报警指示单元应用光、声音、震动提醒使用者，使用者停止阅读，达到正确用眼的目的。 

用眼监测报警装置上还自带有管理的电源系统以保障安全使用，当使用者戴上时，用眼监测警示系统开展工作，当使用者脱下时，监测警示系统停止工作，配合手动开关，避免误判，节约能源并保证有足够能量满足用眼监测警示系统正常工作。 

当使用预防近视头戴式装置后，用眼监测警示系统监测环境亮度，如果不符合用眼卫生，提醒使用者改变环境亮度，如开灯或避免阳光直射等；监测眼球稳定性，如果在颠簸的车厢里或摇头晃脑时，提醒停止阅读；监测书本等距离，如果过近，则提醒使用者纠正姿势，保持眼离书本一尺以上；监测近距离连续用眼时间，如超过半小时(由专家系统根据年龄选择不同时间)以上时，则提醒使用者休息，这样有助于减轻眼疲劳，达到预防近视的目的。 

本发明的有益效果是，通过对用眼环境和阅读距离、时间的监测，当用眼距离过近、时间过长、环境亮度过明或过暗、眼球晃动时提醒使用者予以纠正，避免使用者在环境亮度不良、眼球不稳定情况下用眼或用眼距离过近、近距离用眼持续时间过长，让使用者随时保持正确的用眼习惯，减轻眼疲劳，达到预防近视的目的。由于解决方案只是将众所周知的正确用眼习惯常识落实为每个使用者的行动，没有手术、按摩不良等可能产生的副作用。 

附图说明

下面结合附图和具体实施实例对本发明进一步说明。 

图1是发明的原理图。 

图2是发明的一个具体实例图 

图1预防近视头戴式装置原理图 

图1中，使用者应用预防近视头戴式装置后，电源供电，光敏传感器监测环境亮度，并传给中央处理器，如果专家系统判断环境亮度不佳，发出警示信号，报警指示系统提醒使用者纠正，改正后继续监测；震动传感器测量使用者眼球稳定性，并传给中央处理器，如果专家系统判断使用者眼球晃动明显，发出警示信号，报警指示系统提醒使用者纠正，改正后继续监测；距离传感器监测书本等距离，发射器发出红外光、超声或电磁波、激光、雷达等，遇到书本等反射回来，接受器接收后转换为电信号传给中央处理器，如果专家系统判断阅读距离过短或近距离用眼持续时间过长，发出警示信号，报警指示系统通过电光、电声、电机转换，用光、声音、震动提醒使用者纠正，改正后继续监测。脱下预防近视头戴式装置，待机或关机。 

具体实施实例

图2预防近视头戴式装置 

图2所示实施例中，当使用者戴上头戴式装置时触发电源开关，电路闭合，电池(1)为系统供电，光敏传感器、震动传感器(2)监测亮度和眼球稳定性、距离传感器(3)监测距离并传给中央处理器(4)，中央处理器经内置专家系统处理后，发现用眼不良，如光线过明或过暗、眼球晃动、阅读距离过近、近距离用眼持续时间过长时输出警示信号给报警指示系统，报警指示系统用光(5)、声音(6)、震动(7)提醒使用者。当使用者脱下头戴式装置时，触发电源开关，电路断开或待机，这样节约能源并保证能量供监测需要(图2为示意图，系统各单元实际位置不限于具体实施实例说明)。 

需要注意，为了帮助相关人员理解本专利，实施例以实例方式而非限制方式提供，因此其意图应理解为涵盖实施例的所有修改形式、替代形式和等效形式，皆归属于随附权利要求书界定的本专利的精神和范围内，任何变通，只要不超过说明书正文和权利要求书的范围都在本专利的保护范围内。 

Claims (9)

1.一种监测用眼环境并当用眼不良时警示纠正使用者的预防近视头戴式装置，其特征是在使用者喜爱的头戴物上，嵌入用眼监测警示系统，应用传感器监测用眼环境，通过中央处理器运算，当用眼不良时通过电光、电声、电机转换，应用灯光、语音、震动方式警示纠正使用者，促使使用者正确用眼，从而达到减轻眼疲劳、预防近视的目的。

2.如权利要求1所述的预防近视头戴式装置，其特征是头戴物采用式样丰富的使用者喜爱的款式，如眼镜、头冠、头圈、头箍、头巾、头带、帽子等。

3.如权利要求1所述的预防近视头戴式装置，其特征是用眼监测警示系统由用眼监测单元、中央处理单元、报警指示单元和电源管理单元组成。

4.如权利要求1所述的预防近视头戴式装置，其特征是用眼监测单元位于前方，光敏传感器检测用眼环境光的亮度，光电转换后将信号传给中央处理单元。

5.如权利要求1所述的预防近视头戴式装置，其特征是用眼监测单元上的震动传感器检测使用者眼球稳定性，机电转换后将信号传给中央处理单元。

6.如权利要求1所述的预防近视头戴式装置，其特征是用眼监测单元位于正前方，距离传感器发射器发射红外光、超声波、电磁波、激光、雷达，如前方有障碍物可将红外光、超声、电磁波、激光、雷达反射回来，接受器检测并转换为电信号传递给中央处理单元。

7.如权利要求1所述的预防近视头戴式装置，其特征是中央处理单元接受用眼监测单元传来的信号，经内置专家系统判断用眼环境，如果光强度不符合用眼卫生，例如照度值低于40lux或高于100lux时，书本距离眼睛小于30厘米或连续用眼时间超过30分钟(根据使用者情况不同)，眼球晃动超过1次/秒时，则传递警示信号给报警指示单元。

8.如权利要求1所述的预防近视头戴式装置，其特征是报警指示单元根据中央处理单元传来的控制信号，通过电光、电声、电机转换，应用灯光、语音、震动方式提醒使用人或监护人采取措施，直到用眼符合要求。

9.如权利要求1所述的预防近视头戴式装置，其特征是电源管理单元为系统提供稳定安全的电压和电流，自动感应并结合人工操作，以节约能量、避免误判，确保系统安全稳定有效地工作。

Images