CN107741651A - 一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统，包括控制模块、放大器、镜腿、镜框、鼻梁、滤除蓝光检测器、红外测距传感器、提醒模块和电源模块，所述镜框的两侧通过销轴安装有镜腿，所述镜框的鼻梁处安装有滤除蓝光检测器和红外测距传感器，所述镜框两侧的镜腿上安装有制模块、放大器、提醒模块和电源模块，所述放大器的信号输出端与控制模块的信号输入端电性连接，红外测距传感器的输出端与控制模块的输入端电性连接，所述电源模块与控制模块、放大器、滤除蓝光检测器、红外测距传感器和提醒模块电性连接。本发明功能全面，成本低，携带和使用都很方便，非常利于普及和推广，能够有效的减少青少年的近视发病率。
Description
技术领域
本发明涉及蓝光应用技术领域，具体为一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法。
背景技术
随着电子技术以及网络的发展，具有显示屏的电子产品越来越成为人们工作、沟通、交流、学习、生活、娱乐和出行等日常活动的工具，每个手机用户每天在手机屏幕上的用眼时间也变得非常长。随之也对用户的眼睛产生了巨大的影响，尤其是对未成年人的眼睛产生了不可修复的损伤，当未成年人也开始采用显示类电子产品进行学习和娱乐时，手机用户在看手机的时候会比看纸张时拿的更近，如此近距离地进行阅读会加重用户眼睛的负担；手机屏幕上的字体较小，阅读起来也是非常累眼；在公交车等晃动颠簸中玩游戏、刷微博、看小说等，也都在潜移默化地毁坏用户的眼睛。正是由于以上种种原因，手机屏幕俨然已成为人们视力的一大杀手，甚至是当今的头号杀手，往往会造成手机用户视力模糊、双眼红肿甚至视力迅速衰退的恶果。所以对这类电子产品的视力保护提升至最重要的阶段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统，控制模块、放大器、镜腿、镜框、鼻梁、滤除蓝光检测器、红外测距传感器、提醒模块和电源模块，所述镜框的两侧通过销轴安装有镜腿，所述镜框的鼻梁处安装有滤除蓝光检测器和红外测距传感器，所述镜框两侧的镜腿上安装有制模块、放大器、提醒模块和电源模块，所述放大器的信号输出端与控制模块的信号输入端电性连接，红外测距传感器的输出端与控制模块的输入端电性连接，所述电源模块与控制模块、放大器、滤除蓝光检测器、红外测距传感器和提醒模块电性连接；
一种预防蓝光危害视力的动态反馈方法，包括以下几个步骤：
(1)提醒模块内设置有震动部件、语音提醒部件的一种或多种组合，对用户的用眼行为发出震动信号、或者语音提醒信号；
(2)用户戴上眼镜，开启电源模块，红外测距传感器、滤除蓝光检测器分别开始用户的头部与电子产品显示屏之间的距离和蓝光辐照度数据；
(3)当红外测距传感器监测用户的头部与电子产品显示屏之间的距离小于预设的距离标准阈值时，控制模块驱动提醒模块发出报警信号，提示用户矫正自己的坐姿；
(4)当滤除蓝光检测器监测用户的头部与电子产品显示屏的蓝光辐照度大于或者小于预设的安全标准值时，控制模块驱动提醒模块发出报警信号，提示用户调整环境照度；
(5)无论用户是否采取相应矫正措施，滤除蓝光检测器、红外测距传感器依然按照预设的频次采集数据，实时监测，并把相应的数据实时传输给控制模块；
(6)当控制模块进行动态计算，根据累计的数据值，计算剩余的用眼时长；
(7)当剩余用眼时长为1分钟时，在下一分钟，控制模块1驱动提醒模块发出信号，提醒用户停止用眼，注意休息。
优选的，所述滤除蓝光检测器用于检测经过所述电子产品的显示屏中蓝光辐照度，并将检测到的蓝光辐照度信号发送到放大器，所述放大器将蓝光辐照度信号进行放大，并传输到控制模块。
优选的，所述滤除蓝光检测器、红外测距传感器、放大器、提醒模块和控制模块与电源模块用导线连接。
优选的，所述红外测距传感器是发射红外光到电子产品显示屏上，再反射回来被接收，计算镜框到电子产品显示屏的距离，即用于检测阅读者的眼睛与电子产品显示屏的距离；红外测距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控制模块。
优选的，所述光谱辐照的蓝光加权辐照度的曝辐限值：
其中，LB为蓝光加权幅亮度(W·m-2·Sr-1)，LA(λ，t)为光谱辐亮度(W·m-2·Sr-1nm-1)，B(λ)为蓝光危害加权函数，Δλ为波长带宽(nm)，t为辐射持续时间(s)；
当LB＞100W·m-2·Sr-1，最大允许照射时间
当眼睛注视光源的时间t≤104s，LB与时间的乘积不应该超过106J.m-2·Sr-1这用于评估蓝光加权辐亮度很大的光源对于人眼视网膜的短时间照射所引起的危害；当眼睛长时间注视光源(t＞104s)，限制LB≤100W·m-2·Sr-1，用于评估蓝光加权辐亮度较小的光源由于长时间照射所引起的视网膜伤害。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是利用滤除蓝光检测器、红外测距传感器实时监测用户的头部与电子产品显示屏之间的距离和蓝光辐照度数据，反馈给控制模块，控制模块按照动态计算模型，得到动态的剩余可用眼时长，提醒休息，预防近视；动态计算可持续用眼时长，有别于传统生硬的设定用眼时长；本发明科学的考虑了蓝光辐照度不合适、坐姿不正确这2个因素对连续用眼时长的动态影响，来有效解决显示设备对人眼伤害，能够有效降低显示屏对眼睛的伤害，起到保护作用；本发明功能全面，成本低，携带和使用都很方便，非常利于普及和推广，能够有效的减少青少年的近视发病率。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明的流程结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法，包括控制模块1、放大器2、镜腿3、镜框4、鼻梁5、滤除蓝光检测器6、红外测距传感器7、提醒模块8和电源模块9，镜框4的两侧通过销轴安装有镜腿3，镜框4的鼻梁5处安装有滤除蓝光检测器6和红外测距传感器7，镜框4两侧的镜腿3上安装有制模块1、放大器2、提醒模块8和电源模块9，放大器2的信号输出端与控制模块1的信号输入端电性连接，红外测距传感器7的输出端与控制模块1的输入端电性连接，电源模块9与控制模块1、放大器2、滤除蓝光检测器6、红外测距传感器7和提醒模块8电性连接；
一种预防蓝光危害视力的动态反馈方法，包括以下几个步骤：
(1)提醒模块8内设置有震动部件、语音提醒部件的一种或多种组合，对用户的用眼行为发出震动信号、或者语音提醒信号；
(2)用户戴上眼镜，开启电源模块9，红外测距传感器7、滤除蓝光检测器6分别开始用户的头部与电子产品显示屏之间的距离和蓝光辐照度数据；
(3)当红外测距传感器7监测用户的头部与电子产品显示屏之间的距离小于预设的距离标准阈值时，控制模块1驱动提醒模块8发出报警信号，提示用户矫正自己的坐姿；
(4)当滤除蓝光检测器6监测用户的头部与电子产品显示屏的蓝光辐照度大于或者小于预设的安全标准值时，控制模块1驱动提醒模块8发出报警信号，提示用户调整环境照度；
(5)无论用户是否采取相应矫正措施，滤除蓝光检测器6、红外测距传感器7依然按照预设的频次采集数据，实时监测，并把相应的数据实时传输给控制模块1；
(6)当控制模块1进行动态计算，根据累计的数据值，计算剩余的用眼时长；
(7)当剩余用眼时长为1分钟时，在下一分钟，控制模块1驱动提醒模块8发出信号，提醒用户停止用眼，注意休息。
优选的，滤除蓝光检测器6用于检测经过电子产品的显示屏中蓝光辐照度，并将检测到的蓝光辐照度信号发送到放大器2，放大器2将蓝光辐照度信号进行放大，并传输到控制模块1。
优选的，滤除蓝光检测器6、红外测距传感器7、放大器2、提醒模块8和控制模块1与电源模块9用导线连接。
优选的，红外测距传感器7是发射红外光到电子产品显示屏上，再反射回来被接收，计算镜框到电子产品显示屏的距离，即用于检测阅读者的眼睛与电子产品显示屏的距离；红外测距传感器7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控制模块1。
优选的，所述光谱辐照的蓝光加权辐照度的曝辐限值：
其中，LB为蓝光加权幅亮度(W·m-2·Sr-1)，LA(λ，t)为光谱辐亮度(W·m-2·Sr-1nm-1)，B(λ)为蓝光危害加权函数，Δλ为波长带宽(nm)，t为辐射持续时间(s)；
当LB＞100W·m-2·Sr-1，最大允许照射时间
当眼睛注视光源的时间t≤104s，LB与时间的乘积不应该超过106J.m-2·Sr-1这用于评估蓝光加权辐亮度很大的光源对于人眼视网膜的短时间照射所引起的危害；当眼睛长时间注视光源(t＞104s)，限制LB≤100W·m-2·Sr-1，用于评估蓝光加权辐亮度较小的光源由于长时间照射所引起的视网膜伤害当眼睛注视光源的时间t≤104s，LB与时间的乘积不应该超过106J.m-2·Sr-1这用于评估蓝光加权辐亮度很大的光源对于人眼视网膜的短时间照射所引起的危害；当眼睛长时间注视光源(t＞104s)，限制LB≤100W·m-2·Sr-1，用于评估蓝光加权辐亮度较小的光源由于长时间照射所引起的视网膜伤害。
工作原理：正常眼睛距离书本的距离是33cm，正常使用电子产品的蓝光辐照度标准值是10000W/m2/sr，若一直保持这2个参数，则建议持续阅读时长是45min。
但是过程中，小明的坐姿会发生变化，电子产品的蓝光辐照度也会发生变化。
所以整个过程是，小明戴上眼镜体，红外测距传感器、滤除蓝光检测器分别开始用户的头部与电子产品显示屏之间的距离和蓝光辐照度数据，且按照1分钟/次的频率接受信号。
第一次检测的结果分别为12000W/m2/sr和22cm，传输给控制模块，一方面触发提醒模块给出报警信号，提醒纠正，一方面按照(12000W/m2/sr，22cm)的值进行动态计算，得到可持续用眼的时长为38分钟。
假设小明采取了相应措施，调整坐姿，且调整了环境光照度，第二分钟检测的数据为10000W/m2/sr和33cm，则不再触发提醒模块报警，并且控制模块按照第一次检测的结果(12000W/m2/sr，22cm)和第二次检测结果(10000W/m2/sr，33cm)，计算余下可持续用眼时长为43分钟。
在接下来的用眼过程中，传感器以1分钟/次的频率检测这2个数据，传输给控制模块，控制模块一方面判断是否需要实时报警提醒矫正，另一方面基于累计数据动态计算，得到剩余可以使用的用眼时长。
到了第N-1分钟时，基于前面N-1分钟的数据，得出还可以用眼1分钟，则到了第N分钟时，控制模块驱动提醒模块发出提醒信号，提示小明停止用眼，注意休息。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法，包括控制模块(1)、放大器(2)、镜腿(3)、镜框(4)、鼻梁(5)、滤除蓝光检测器(6)、红外测距传感器(7)、提醒模块(8)和电源模块(9)，其特征在于：所述镜框(4)的两侧通过销轴安装有镜腿(3)，所述镜框(4)的鼻梁(5)处安装有滤除蓝光检测器(6)和红外测距传感器(7)，所述镜框(4)两侧的镜腿(3)上安装有制模块(1)、放大器(2)、提醒模块(8)和电源模块(9)，所述放大器(2)的信号输出端与控制模块(1)的信号输入端电性连接，红外测距传感器(7)的输出端与控制模块(1)的输入端电性连接，所述电源模块(9)与控制模块(1)、放大器(2)、滤除蓝光检测器(6)、红外测距传感器(7)和提醒模块(8)电性连接；
一种预防蓝光危害视力的动态反馈方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)提醒模块(8)内设置有震动部件、语音提醒部件的一种或多种组合，对用户的用眼行为发出震动信号、或者语音提醒信号；
(2)用户戴上眼镜，开启电源模块(9)，红外测距传感器(7)、滤除蓝光检测器(6)分别开始用户的头部与电子产品显示屏之间的距离和蓝光辐照度数据；
(3)当红外测距传感器(7)监测用户的头部与电子产品显示屏之间的距离小于预设的距离标准阈值时，控制模块(1)驱动提醒模块(8)发出报警信号，提示用户矫正自己的坐姿；
(4)当滤除蓝光检测器(6)监测用户的头部与电子产品显示屏的蓝光辐照度大于或者小于预设的安全标准值时，控制模块(1)驱动提醒模块(8)发出报警信号，提示用户调整环境照度；
(5)无论用户是否采取相应矫正措施，滤除蓝光检测器(6)、红外测距传感器(7)依然按照预设的频次采集数据，实时监测，并把相应的数据实时传输给控制模块(1)；
(6)当控制模块(1)进行动态计算，根据累计的数据值，计算剩余的用眼时长；
(7)当剩余用眼时长为1分钟时，在下一分钟，控制模块(1)驱动提醒模块(8)发出信号，提醒用户停止用眼，注意休息。
2.根据权利要求1所述的一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法，其特征在于：所述滤除蓝光检测器(6)用于检测经过所述电子产品的显示屏中蓝光辐照度，并将检测到的蓝光辐照度信号发送到放大器(2)，所述放大器(2)将蓝光辐照度信号进行放大，并传输到控制模块(1)。
3.根据权利要求1所述的一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法，其特征在于：所述滤除蓝光检测器(6)、红外测距传感器(7)、放大器(2)、提醒模块(8)和控制模块(1)与电源模块(9)用导线连接。
4.根据权利要求1所述的一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法，其特征在于：所述红外测距传感器(7)是发射红外光到电子产品显示屏上，再反射回来被接收，计算镜框到电子产品显示屏的距离，即用于检测阅读者的眼睛与电子产品显示屏的距离；红外测距传感器(7)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控制模块(1)。
5.根据权利要求1所述的一种预防蓝光危害视力的动态反馈系统及其反馈方法，其特征在于：所述光谱辐照的蓝光加权辐照度的曝辐限值：
其中，LB为蓝光加权幅亮度(W·m-2·Sr-1)，LA(λ，t)为光谱辐亮度(W·m-2·Sr-1nm-1)，B(λ)为蓝光危害加权函数，Δλ为波长带宽(nm)，t为辐射持续时间(s)；
当LB＞100W·m-2·Sr-1，最大允许照射时间
当眼睛注视光源的时间t≤104s，LB与时间的乘积不应该超过106J.m-2·Sr-1这用于评估蓝光加权辐亮度很大的光源对于人眼视网膜的短时间照射所引起的危害；当眼睛长时间注视光源(t＞104s)，限制LB≤100W·m-2·Sr-1，用于评估蓝光加权辐亮度较小的光源由于长时间照射所引起的视网膜伤害。
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