CN108957793B - 一种智能型防近视眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能防近视眼镜，该防近视眼镜包括两个镜腿、两个桩头、镜框、镜片和鼻桥，镜片固定在镜框内，两个镜框之间经鼻桥连接固定，第一镜腿与第一桩头的一端销轴固定，第二镜腿与第二桩头的一端通过插销方式固定，所述桩头另一端固定在镜框的两侧，其中，桩头、镜框、鼻桥和镜腿均包含有空心腔体，在空心腔体中设置有功能电路。本发明防近视眼镜除了可以对佩戴者与被视物体距离以及环境光线的强弱进行自动检测以外，还能作为移动电源进行应急充电。

Description

一种智能型防近视眼镜

技术领域

本发明涉及眼镜设备技术领域，尤其是一种带有距离、光强、坐姿和疲劳检测与自动控制的智能型防近视眼镜。

背景技术

青少年面临着升学压力和社会竞争压力，现在的青少年更多的时间用来面对书本和电脑。长时间面对书本和电脑，容易造成用眼疲劳，然而用眼疲劳是造成近视的主要原因。据调查初中、高中、大学生近视发病率分别为20.23％、 48.18％和73.01％。近视对青少年的学习、生活已经造成了深远的影响。

实验和临床研究表明，后天性的由于用眼不卫生导致的近视主要分为两类：假性近视和真性近视。假性近视的形成主要是在持续的近距离视觉作业时，为了使近处的物象清晰地呈现在视网膜上，睫状肌持续地收缩以改变晶状体来调节焦距，在较长时间后，如果没有得到及时休息，睫状肌就会发生痉挛，致使视远时不能放松来调节晶状体的形状以改变焦距，形成看远不清。这种近视之所以称为假性近视，是因为其只是睫状肌发生痉挛，眼球还未发生不可逆的变化，还可以通过改变用眼方式，进行预防调节，使睫状肌解除痉挛矫正恢复视力。真性近视是在假性近视的基础上形成的。当已形成假性近视的眼睛在持续高强度的近距离视觉作业中仍然不注意用眼卫生时，眼睛就会产生对近距离视觉作业的适应机制而引起晶状体前后径变长，同时，在近距离视觉作业时，为形成双眼单视，双眼产生集合和下旋运动，眼外肌收缩产生的负荷也压迫眼球，也导致了整个眼球前后径的变长。当眼球的前后径变长后，就形成了真性近视，对于真性近视来说，要通过对眼睛的自我调节来使眼球前后径变短而恢复正常视力的难度就非常大了。

多年来，由于学生负担的加重，社会竞争的加剧以及电视、电脑等的普及，都使人近距离视觉作业的时间大大延长，导致近视发病率逐年上升，已构成严重的社会问题。调查发现：中国城市高中毕业生近视发病率达到70-80％，中国香港、中国台湾、新加坡等地更高，已接近生理上可能的饱和发病率。目前对近视的处理使用有眼镜矫正、手术矫正等，然而矫正手术具有一定的风险性，而且这种矫正后的眼睛如果在进一步的近距离视觉作业时，不注意预防工作，又会在原有基础上再次发生近视，形成恶性循环。因而，预防近视具有十分重要的社会意义。

目前市场上的防近视眼镜产品所采用的预防手段主要分为两大类：一类是使用具有矫治或者保健功能的眼罩遮盖住双眼，通过遮光、药疗、磁疗、热敷、冷敷、对眼球的压迫按摩等方式来预防治疗近视；另一类是通过锻炼眼睛来预防治疗近视。这两类预防技术共同特点是在实施和使用时，近距离视觉作业必须停下来，也就是说预防近视工作和看书学习、看电视以及用电脑等在时间上是矛盾的。而在生活节奏十分快的现代生活中，人们很难静下心来进行预防治疗，形成用眼量远远大于预防治疗量的实际情况，因此，即使这类技术有比较好的预防治疗近视的效果，也容易被繁重的近距离视觉作业引起的眼睛疲劳而抵消。因而，现有防近视眼镜产品还存在着较大的缺点。

经过长时间的研究发现，读写过程中眼睛和书本之间的距离、环境光强、以及坐姿的不当都能够加速视力疲劳，由于长时间看近处物体、在光照过暗或过强环境下观看、用眼过度等原因，导致青少年近视眼发生率持续偏高。而将眼睛和书本保持在适当的距离、保证环境亮度处于让眼睛感觉舒适的范围内、以及正确的坐姿都能够有效的缓解视力疲劳，保护视力，同时也能保证在预防近视的同时而不用停止近距离视觉作业。

现有的预防近视的眼镜不能对视物距离过近、光线过强或过暗、用眼疲劳、姿势错误等情况做出预警和提示，不能有效防止近视眼的加重。随着测控技术的不断进步，特别是精准测距、环境光检测和运动姿态传感器等产品性能的不断提升，以及集成化程度越来越高、体积和重量不断减小，为智能轻便防近视眼镜的设计制作提供了技术支持，这也成了目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种智能型防近视眼镜，通过对视物距离过近、光线过强或过暗、用眼疲劳、姿势错误等情况做出预警和提示，能有效防止近视眼的加重，预防近视效果好。此外，该防近视眼镜结构巧妙、便于携带，通过采用光电转换材料以及设置灵活可扩展的接口，增加了防近视眼镜的使用时间，能够较好的适应家庭生活、出差旅行等多种应用场景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种智能防近视眼镜，该防近视眼镜包括两个镜腿、两个桩头、镜框、镜片和鼻桥，其特征在于：镜片固定在镜框内；两个镜框之间经鼻桥连接固定，第一镜腿与第一桩头的一端销轴固定，第二镜腿与第二桩头的一端通过插销方式固定，所述第二镜腿能够作为外置移动电源来使用；所述桩头另一端固定在镜框的两侧；其中，桩头、镜框、鼻桥和镜腿均包含有空心腔体，在空心腔体中设置有功能电路。

进一步的，所述功能电路包括：处理器、充电接口、无线电能接收模块、切换开关模块、充电控制模块、光强度检测模块、距离检测模块、通信模块、充电电池、微型振动器以及微型蜂鸣器；所述充电接口与无线电能接收模块分别与切换开关模块的两个输入端连接，切换开关模块的输出端与充电控制模块相连，所述切换开关模块接收来自处理器的控制信号来选择充电接口或者无线电能接收模块之一作为输入，充电控制模块与充电电池相连；切换开关模块、无线电能接收模块、处理器、光强度检测模块以及通信模块设置在所述鼻桥的空心腔体中；充电接口、充电控制模块、充电电池以及微型振动器设置在第二镜腿中，在第一镜腿内设置有微型蜂鸣器；距离检测模块设置在桩头中，所述第二桩头上侧设置有电源开关。

进一步的，光强度检测模块、距离检测模块、通信模块分别与处理器相连，光强度检测模块用于检测环境光强度，距离检测模块用于检测桩头到书本或者桌面的距离，并将检测到的光强度数据和距离数据发送给处理器进行处理分析；通信模块用于与用户设备进行数据交互，在用户设备上安装有应用App，用户通过操作应用App向防近视眼镜中的处理器发送控制指令，用户通过用户设备上安装的应用App来了解用户在佩戴防近视眼镜过程中的使用情况；微型振动器和微型蜂鸣器分别与处理器相连，接收来自处理器的控制信号。

进一步的，该距离检测模块的电路包括超声波发射电路、超声波接收电路以及增益补偿电路，该距离检测模块与处理器相连接，其中超声波发射电路和超声波接收电路分别位于两个桩头中。

进一步的，所述第二镜腿与第二桩头的一端通过插销方式固定具体为：第二桩头的朝向第二镜腿的一侧设有长方体状凸起，所述凸起相对的两个面上覆有金属触点，该金属触点与第二桩头内的电路电气连接，第二镜腿的朝向第二桩头的一侧上有长方体状凹槽，所述凹槽相对的两个面上覆有金属触点，该金属触点与第二镜腿内的电路电气连接。

进一步的，在充电接插头底座相对的两个侧壁上，设置有金属触点，在充电接口与充电接插头底座相接触的两个相对侧壁上设置有金属触点，该金属触点与第二镜腿内设置的充电电路相连接。

进一步的，所述镜片由碲化镉弱光发电玻璃制成，碲化镉弱光发电玻璃与无线电能接收模块中的电极连接。

进一步的，所述第二镜腿作为外置移动电源来使用，具体为：通过拉拔操作将第二镜腿与第二桩头分离，将充电接插头从第二镜腿上取出，将充电接插头正向插入第二镜腿上的长方体状凹槽，将充电接插头插入待充电设备的充电接口。

进一步的，所述第二镜腿作为外置移动电源来使用，具体为：将充电接插头从第二镜腿上取出，将充电接插头正向插入第二镜腿上的充电接口中，将充电接插头插入待充电设备的充电接口。

进一步的，所述充电接插头为lighting接插头、Type-C接插头或者mini USB 接插头中的任意一种。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：所述防近视眼镜可以对佩戴者与被视物体距离以及环境光线的强弱进行自动检测，并根据设定值对佩戴者自动发出振动和声光提醒，方便佩戴者对不当用眼行为及时纠正和调整。

附图说明

图1为本发明智能型防近视眼镜的结构示意图；

图2为本发明防近视眼镜的电路组成示意图；

图3为本发明中无线充电接收模块的电路示意图；

图4为本发明中充电控制模块的电路示意图；

图5为本发明中无线充电器底座的结构以及电路示意图；

图6为本发明中光强度检测模块的电路示意图；

图7为本发明中距离检测模块的电路示意图；

图8为本发明中镜腿与充电接插头的第一连接方法的示意图；

图9为本发明中镜腿与桩头的连接示意图；

图10为本发明中镜腿与充电接插头的第二连接方法的示意图；

附图标记：

1-镜腿、2-桩头、3-镜框、4-镜片、5-鼻桥、6-接收线圈、7-超声波探头、 8-充电电池、9-充电接口、10-微型振动器、11-电源开关、12-微型蜂鸣器、18- 充电接插头。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

图1为本发明智能型防近视眼镜的结构示意图，所示智能防近视眼镜包括镜腿1、桩头2、镜框3、镜片4和鼻桥5，镜片4固定在镜框3内；两个镜框 3之间经鼻桥5连接固定，两个镜腿1中的第一镜腿与两个桩头2中的第一桩头的一端销轴固定，该销轴固定是镜腿的较常见连接方式，在此不做详细说明。两个镜腿1中的第二镜腿与两个桩头2中的第二桩头的一端通过插销方式固定，该插销方式固定的具体实现方式将在后续部分进行详细说明。桩头2另一端固定在镜框3的两侧。其中，桩头2、镜框3、鼻桥5和镜腿1均包含有空心腔体，在空心腔体中设置有功能电路。

图2为本发明防近视眼镜的电路组成示意图。本发明的电路包括处理器、充电接口、无线电能接收模块、切换开关模块、充电控制模块、光强度检测模块、距离检测模块、通信模块、充电电池、微型振动器以及微型蜂鸣器。

充电接口与无线电能接收模块分别与切换开关模块的两个输入端连接，切换开关模块的输出端与充电控制模块相连，所述切换开关模块接收来自处理器的控制信号来选择充电接口或者无线电能接收模块之一作为输入，充电控制模块与充电电池相连。

光强度检测模块、距离检测模块、通信模块分别与处理器相连，光强度检测模块用于检测环境光强度，距离检测模块用于检测桩头到书本或者桌面的距离，并将检测到的光强度数据和距离数据发送给处理器进行处理分析。

通信模块用于与用户设备进行数据交互，用户设备可以是智能手机、平板电脑、智能可穿戴设备等，在用户设备上安装有应用App，用户可以通过操作应用App中的相应功能向防近视眼镜中的处理器发送控制指令，例如，发送用于选择充电接口或者无线电能接收模块之一作为输入的控制指令。此外，用户可以通过用户设备上安装的应用App来了解用户在佩戴防近视眼镜过程中的使用情况，例如环境光强度的变化情况、到书本或者桌面的距离数据的变化情况、使用时间、当前电量等信息。

微型振动器和微型蜂鸣器分别与处理器相连，接收来自处理器的控制信号。

由于鼻桥位于镜框中间，并且鼻桥与使用者鼻梁之间存在着一定的扩展空间，向使用者鼻梁方向上适当增加鼻桥的体积不仅不会遮挡视线、而且还能通过增加接触面积，使得眼镜的佩戴更牢固和舒适。通过采用轻质高硬度材料也能在保证设计强度的同时，尽可能的降低眼镜的重量以提升眼镜的舒适度。因此该眼镜的大多数功能电路均设置在鼻桥的空心腔体中，包括切换开关模块、无线电能接收模块、处理器、光强度检测模块以及通信模块。

充电接口、充电控制模块、充电电池以及微型振动器设置在第二镜腿中，在第一镜腿内设置有微型蜂鸣器。在一种实施方式中，分别设置在两个镜腿上的微型振动器和微型蜂鸣器可以互换位置。距离检测模块设置在桩头中。

该眼镜不仅包含有充电接口以便于采用外接电源适配器进行直接充电，还拥有带有接收线圈的无线电能接收电路，以便于采用无线充电的方式充电。这两种充电方式通过切换开关模块切换后经充电控制电路为充电电池充电。切换开关模块根据处理器的控制指令来对两种充电方式进行选择。图3为本发明中无线充电接收模块的电路意图。根据安全电路的设计原则，所设计的无线电能接收电路与充电控制电路均处于低电压、低功率的工作状态，防止电路元件发热引起佩戴者的不适。

图3为本发明中无线充电接收模块的电路意图。无线电能接收电路采用VOXR10DXX作为主芯片，VOXR10DXX是一款专门为VOX系列发射集成电路设计的配套接收芯片，其不仅可以为接收电路提供一个相对稳定的中心电压，而且能全面解决接收电路在空载状态下电压大幅度升高的问题，使输出电压基本维持在一个相对稳定的电压范围内。其内部有基准电压、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路，使得外围电路十分简单，且其输出电流大，接收效率高达80％以上，而自身耗散功率较小，仅为10mW，消除了元件发热现象，适合用于与人体接触的电子设备。根据该眼镜所需充电电压的要求，无线电能接收电路选用VOXR10D5V芯片，其输出电压为5V，功率为2W。这里，接收线圈201共有两组采用串联方式连接(未示出)，均采用0.4mm的紫铜漆包线绕制，电感值按推荐值取为14.5uH，接收线圈201通过连接两个电极202 接入接收电路。为了便于安置，两组线圈的绕制形状为环形，并分别设置在两个镜框中。二极管D选用导通压降较低的IN5822。

充电电池采用4.7V单节锂电池对眼镜进行供电。锂电池对充电器的要求比较苛刻，不仅要求充电方式是恒流恒压方式，而且对保护电路的要求也较高，如过压充电易造成电池的损坏，电池电压过低时进行充电需要以较小的电流预充电口门。所以，充电电路设计选用一款专门为高精度的线性锂电池充电器而设计的集成电路VM7205，它具有高精度预充电、恒定电流充电、恒定电压充电、电池状态检测、温度监控、充电结束低泄漏、充电状态指示、电池内阻补偿等功能。

充电控制模块的输入直流电压为5V，基于安全电路设计原则，所设计的充电电路的输出功率不宜过大，取值应小于2W，即输出的最大电压为4.2V，最大电流为470mA。充电控制模块的电路示意图如图4所示。当眼镜的充电接口被外接充电适配器的接插头插入，并且用户通过用户App选择使用充电接口进行充电时，该充电控制模块由外接充电适配器进行充电，当眼镜固定在无线充电底座上，并且用户通过用户App选择使用无线充电方式充电时，该充电控制模块则由无线电能接收电路充电。

充电电路工作时，VM7205通过BAT引脚检测电池电压，以决定其充电状态(预充电、恒流充电、恒压充电)。当电池电压小于阂值电压U_min(一般为3 V)时，VM7205处于预充电状态；当预充电使电池电压达到U_min后，则进入恒定电流充电的快速充电状态；当电池电压上升到恒定充电电压U_REG(一般为 4.2V)后，VM7205进入恒定电压充电状态，在恒定电压充电状态下，充电电流将逐渐减小。当充电电流小于阈值I_term时(I_term＝15mV/R)，充电结束，以防止对充电电池过充。充电器对充电电池充电，而当充电器未接入充电电源或输入电源电压过低时，AO3401处于截止状态，以防止充电电池输出电流反向对充电电路放电。充电电池顶部装有符合MT/T395-2007标准的保护器，其具有短路保护、过流保护、过放电保护、过充电保护等功能，以得到本质安全保证。

图5为本发明中无线充电器底座的结构以及电路示意图。无线充电器底座包括固定支架501、发射线圈502、无线充电发射电路503、电源线504。无线充电器底座外壳的外表而非常平整光滑，易于清洁，不易粘上粉尘，固定支架能保证眼镜与发射线圈紧密接触，发射线圈紧贴充电器外壳表而的内层，使得发射线圈与无线电能接收线圈的距离最短，提高了无线电能的传输效率。

无线充电器外壳采用全封闭结构，所以，其内部电路应避免在过大功率的状态下工作，以免元件过热而引发安全事故。无线电能发射电路选用无线供电的小功率发射芯片VOX12MP05设计，该芯片自身功耗小，发射功率最高达10 W，内部有振荡、基准电压、脉宽调制、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路，使用时外围电路极为简单。电路中由具有过压保护、过流保护的220/12 V AC-DC本安型电源变换器将220V转换为12V的直流电，再由VOX12MP05组成的无线电能发射电路发射电能。无线电能发射电路的工作电流为400mA，额定功率为5W，满足本质安全电路低功率的要求。电感线圈采用0.8mm的紫铜漆包线绕制，其绕制形状同样为环形(未示出)。

图6为本发明中光强度检测模块的电路示意图。光强度检测模块选用 ROHM公司BH1750FVI传感器作为主芯片。BH1750FVI是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路，无需任何外部元器件，支持1.8V 逻辑输入接口，支持I²C总线接口，具有接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性，峰值灵敏度波长典型值为560nm，其高分辨率可以探侧较大范围的光强度变化，适合白炽灯、荧光灯、卤素灯、白光LED、日光灯等光源，受红外线的影响很小。

BH1750FVI可以根据收集的光线强度数据来调整液晶或者键盘背景灯的亮度，广泛应用于手机、PC、便排式游戏机、数码相机、数码摄像机、车载导航、PDA、LCD显示等产品。光强度检测模块与处理器相连，DVI电平由处理器控制供电模式，连接控制信号线，由处理器控制DVI的电平状态。BH1750FVI 通过的I²C接口与处理器交换数据。光强度检测模块能够自动接收环境光线，并计算出光线强度，当环境光强度小于250LUX或高于800LUX时，处理器向微型振动器、微型蜂鸣器中的至少一种发出控制信号，通过振动和/或者声音提醒用户环境光强度太大，不利于在该环境下长时间阅读。

距离检测模块采用的超声波测距是一种典型的非接触测量方式。超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。且超声波测距系统结构简单、电路易实现、成本低、速度快，所以在工业自动控制、建筑工程测量和机器人视觉识别等领域应用非常广泛。

距离检测模块的电路示意图如图7所示。该距离检测模块的电路包括超声波发射电路、超声波接收电路以及增益补偿电路，该距离检测模块与处理器相连接，由处理器来协调各部分电路工作。其中超声波发射电路和超声波接收电路分别位于两个桩头中，超声波发射电路和超声波接收电路中超声波探头7的位置设置如图1所示。

处理器发出一系列频率为40kHz的方波输送给超声波发射电路并激励出超声波。超声波在空气中传播，遇障碍物返回，进入超声波接收器，然后经过滤波、放大、整形，进入单片机。

在超声波发射电路中，由处理器中的高级定时器TIM1输出两路40kHz、占空比为50％的互补的PWM信号，经过Max232升压产生约18Vpp来驱动超声波发射器T40-16，并激励出超声波，每次发射8个周期脉冲。电路通过三极管Q1来开、关Max232的电源，在开始发射前，打开Max232的电源，待电路稳定后开始发射，并在发射结束后关断Max232电源，这样设计不仅降低了发射电路对接收电路的干扰，同时也降低了功耗。

超声波发射器发出的超声束角度是0°到360°，主要集中在0°到±60°，由于安装壳的阻挡，超声波不能直接发射到接收器上。但是因为声波传输的特性，声波会出现未经障碍物反射就直接回到接收探头被检测到，造成接收器认为是实际发射收到的回波信号，导致误报。这种现象就是声波的衍射现象，无法避免。衍射信号的幅值随着超声波发射探头和接收探头之间距离的增大而减小，实际设计过程中不会将测距模块设计的太大，因此超声波收、发探头之间的距离也较小，但是当被测距离L比较小时，反射信号的幅值相对于衍射信号大的多，所以设置合适的近距离比较器阈值，就可以完全屏蔽衍射波，而只有反射波才能通过。本发明对远、近距离的测量采用不同阈值的比较器。近距离比较器测量2.5～50cm的范围，远距离比较器测50cm～4m的范围。

在超声波接收电路中，回波信号由NE5532放大，经比较器LMV331整形后进入单片机。回波信号经过一级放大后，一路经过近距离比较器LMV331，比较整形后进入单片机。另一路进入增益可控可调的放大电路。其中，NE5532 是一款双运放、高性能、低噪声的运算放大器，相比较大多数标准运放，显示出更好的噪声性能，具有相当高的小信号带宽和电源带宽。

超声波在空气中传播时，声强随着传播距离的增加而减小，这就是所说的声衰减现象，造成衰减的原因是声束本身的扩散以及声波的反射、散射等。由于回波信号的幅值随着被测距离的增大而呈指数规律衰减，远距离目标的回波信号幅度小，为了提高测距精度，必须对衰减的回波进行增益补偿。基于此，设计了时间增益补偿电路。

时间增益补偿电路(TGC)通过电子可调电位器改变输入电阻来实现。其中，MAX5161是一种具有32级抽头的数字电位器，端-端阻值为50kΩ，具有 3线串行接口，实现阻值的调节。事先把通过测试获得的与一定距离对应的放大增益换算成数字电位器的抽头位置，并把这些位置参数固化到E2PROM中。在测量过程中，处理器通过查表方式获得对应的增益，然后通过串行设置对应增益。利用处理器控制数字电位器，电路实现较简单、增益控制范围大且补偿特性能根据需要进行调整，充分利用了处理器的软件资源。当距离检测模块测得的距离小于设定值20厘米时，处理器驱动微型振动器、微型蜂鸣器中的至少一种作出相应振动和声音提醒。

处理器可以选用低电压微功耗的MSP430单片机，可以通过数据总线采集、计算和分析与之相连的光强度检测模块和距离检测模块的数据，并驱动与之相连的微型振动器按照不同的强度和频率发出振动，驱动与之相连的微型蜂鸣器按照不同的强度和频率发出声音。

该眼镜内具有与手机通过蓝牙或近场通信等短距离无线通信方式进通信控制的通信模块，使得眼镜检测的数据可以传输到手机上，进行交互控制。

所述微型振动器可以选用日本NIDEC公司BAL-3714贴片微型振动马达，可以根据需要发出不同强度和频率的振动，以此提醒眼镜佩戴者。

所述微型蜂鸣器可以选用福生电子科技公司DET402-G-1电磁贴片蜂鸣器，可以根据需要发出不同强度和频率的声音，以此提醒眼镜佩戴者。

所述防近视眼镜可以对佩戴者与被视物体距离以及环境光线的强弱进行自动检测，并根据设定值对佩戴者自动发出振动和声光提醒，方便佩戴者对不当用眼行为及时纠正和调整。所述防近视眼镜可根据不同环境条件，选择不同强度和不同频率的振动提醒，选择不同音调的声音提醒。

为了能进一步增加防近视眼镜的佩戴时间并且能够适应出差旅行等多种应用场景的需要，本发明通过对防近视眼镜的镜腿进行了结构上的改进，并设置了两种不同的连接方法：1)第一连接方法适用于用户有外接电源适配器并且能够找到外接电源的情况，用户使用外接电源适配器的充电接插头对充电电池进行充电；2)第二连接方法适用于在外出或者旅行时，可以作为移动电源为用户的其他设备进行充电。

图8为本发明中镜腿与充电接插头的第一连接方法的示意图。充电接插头 18可以为lighting接插头、Type-C接插头或者mini USB接插头中的任意一种。在日常使用中，充电接插头18插入第二镜腿上的充电接口9中，能起到很好的防尘作用。在充电接插头底座相对的两个侧壁上，设置有金属触点。为了能够方便充电接插头的插拔，可以在充电接插头底座上设置方便夹取的部件(未示出)，在此不做具体限定。充电接口9在第二镜腿上设置的位置为第二镜腿的中间部位或者中间靠后端的位置。

在一种实施方式中，在充电接口与充电接插头底座相接触的两个相对侧壁上设置有金属触点，该金属触点与第二镜腿内设置的充电电路相连接。

图9为本发明中镜腿与桩头的连接示意图。第二桩头上侧设置有电源开关 11，第二桩头的朝向第二镜腿的一侧设有长方体状凸起，所述凸起相对的两个面上覆有金属触点，该金属触点与第二桩头内的电路电气连接，第二镜腿的朝向第二桩头的一侧上有长方体状凹槽，所述凹槽相对的两个面上覆有金属触点，该金属触点与第二镜腿内的电路电气连接。

为了适用多种不同的应用场景，本发明的智能型防近视眼镜可以在用户佩戴时进行充电，也可以在用户将眼镜取下不佩戴时进行充电。

对于第一种情况，当用户佩戴眼镜时，可以将眼镜镜片由弱光发电材料制成，例如由碲化镉弱光发电玻璃制成，碲化镉弱光发电玻璃与电极202(图3) 连接，使得用户在使用的过程中，可以通过镜片发电为充电电池充电。

对于第二种情况，需要通过充电接口9对第二镜腿中的充电电池8进行充电时，由于需要将充电接口与外接的充电线相连接，考虑到此时佩戴眼镜，镜腿上连接充电线既不美观和方便，同时由于镜腿直接与头部皮肤接触，充电过程中产生的电压波动、发热以及辐射会造成人体的不适，也容易造成不安全，因此，对于这种情况，需要按照如下步骤来完成充电操作：

步骤1，通过拉拔操作将第二镜腿与第二桩头分离；

步骤2，将充电接插头18从第二镜腿上取出，为了方便放置，可以将充电接插头正向(充电触点朝外)或者反向(充电触点朝内)插入第二镜腿上的长方体状凹槽；

步骤3，将外接充电线插入充电接口中，对第二镜腿中的充电电池进行充电。

在一种实施方式中，可以在第二镜腿中设置电量指示灯，来指示当前充电电池的电量程度。此外，在一种实施方式中，设置在两个镜腿上的微型振动器10和微型蜂鸣器12可以互换位置，当充电电池充满后，可以通过微型振动器振动或者微型蜂鸣器发出嗡鸣声来提示用户将外接充电线从充电接口中拔出。

在一种实施方式中，第二镜腿中的充电电池可以设置为可替换方式，通过更换充电电池来延长使用寿命，在第二镜腿中与头部接触的一处上增设一个方便开合的部件，用于充电电池的更换。

图10为本发明中镜腿与充电接插头的第二连接方法的示意图。通过该连接方法可以将第二镜腿作为外置移动电源来使用，第二镜腿作为智能眼镜的一个零部件，轻巧、方便且便于携带，可以在用户的移动设备，例如手机、平板电脑等等急需充电时使用。具体的操作步骤如下：

步骤1，通过拉拔操作将第二镜腿与第二桩头分离；

步骤2，将充电接插头18从第二镜腿上取出，将充电接插头正向(充电触点朝外)插入第二镜腿上的长方体状凹槽；

步骤3，将充电接插头插入待充电设备的充电接口。

在一种实施方式中，在充电接口与充电接插头底座相接触的两个相对侧壁上设置有金属触点，该金属触点与第二镜腿内设置的充电电路相连接，作为外置移动电源来使用的另一种方式的具体操作步骤如下：

步骤1，将充电接插头18从第二镜腿上取出，将充电接插头正向(充电触点朝外)插入第二镜腿上的充电接口中；

步骤2，将充电接插头插入待充电设备的充电接口。

通过以上多种方式实现了对眼镜进行多种方式的充电，在佩戴过程中进行弱光充电，在摘下眼镜时可以通过充电座进行无线充电，也可以使用外接充电，这样丰富的充电方式使得眼镜能够时刻保持充足的电量，方便用户使用，同时该眼镜还设计成能为待充电设备的紧急充电，很好的解决了用户的移动设备经常出现的电量不足的问题，具有显著的技术进步和很好的市场应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种智能防近视眼镜，该防近视眼镜包括两个镜腿、两个桩头、镜框、镜片和鼻桥，其特征在于：

镜片固定在镜框内；

两个镜框之间经鼻桥连接固定，第一镜腿与第一桩头的一端销轴固定，第二镜腿与第二桩头的一端通过插销方式固定，所述第二镜腿能够作为外置移动电源来使用；

所述桩头另一端固定在镜框的两侧；

其中，桩头、镜框、鼻桥和镜腿均包含有空心腔体，在空心腔体中设置有功能电路；

所述功能电路包括：处理器、充电接口、无线电能接收模块、切换开关模块、充电控制模块、光强度检测模块、距离检测模块、通信模块、充电电池、微型振动器以及微型蜂鸣器；

所述充电接口与无线电能接收模块分别与切换开关模块的两个输入端连接，切换开关模块的输出端与充电控制模块相连，所述切换开关模块接收来自处理器的控制信号来选择充电接口或者无线电能接收模块之一作为输入，充电控制模块与充电电池相连；

切换开关模块、无线电能接收模块、处理器、光强度检测模块以及通信模块设置在所述鼻桥的空心腔体中；

充电接口、充电控制模块、充电电池以及微型振动器设置在第二镜腿中，在第一镜腿内设置有微型蜂鸣器；

距离检测模块设置在桩头中，所述第二桩头上侧设置有电源开关；

光强度检测模块、距离检测模块、通信模块分别与处理器相连，光强度检测模块用于检测环境光强度，距离检测模块用于检测桩头到书本或者桌面的距离，并将检测到的光强度数据和距离数据发送给处理器进行处理分析；

通信模块用于与用户设备进行数据交互，在用户设备上安装有应用App，用户通过操作应用App向防近视眼镜中的处理器发送控制指令，用户通过用户设备上安装的应用App来了解用户在佩戴防近视眼镜过程中的使用情况；

微型振动器和微型蜂鸣器分别与处理器相连，接收来自处理器的控制信号；

该距离检测模块的电路包括超声波发射电路、超声波接收电路以及增益补偿电路，该距离检测模块与处理器相连接，其中超声波发射电路和超声波接收电路分别位于两个桩头中。

2.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于，所述第二镜腿与第二桩头的一端通过插销方式固定具体为：

第二桩头的朝向第二镜腿的一侧设有长方体状凸起，所述凸起相对的两个面上覆有金属触点，该金属触点与第二桩头内的电路电气连接，第二镜腿的朝向第二桩头的一侧上有长方体状凹槽，所述凹槽相对的两个面上覆有金属触点，该金属触点与第二镜腿内的电路电气连接。

3.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于：

在充电接插头底座相对的两个侧壁上，设置有金属触点，在充电接口与充电接插头底座相接触的两个相对侧壁上设置有金属触点，该金属触点与第二镜腿内设置的充电电路相连接。

4.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于：

所述镜片由碲化镉弱光发电玻璃制成，碲化镉弱光发电玻璃与无线电能接收模块中的电极连接。

5.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于，所述第二镜腿作为外置移动电源来使用，具体为：

通过拉拔操作将第二镜腿与第二桩头分离，将充电接插头从第二镜腿上取出，将充电接插头正向插入第二镜腿上的长方体状凹槽，将充电接插头插入待充电设备的充电接口。

6.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于，所述第二镜腿作为外置移动电源来使用，具体为：

将充电接插头从第二镜腿上取出，将充电接插头正向插入第二镜腿上的充电接口中，将充电接插头插入待充电设备的充电接口。

7.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于，所述充电接插头为lighting接插头、Type-C接插头或者miniUSB接插头中的任意一种。