CN110262074B - 一种智能护眼仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能护眼仪，包括调焦眼镜和眨眼控制装置，调焦眼镜包括液晶调焦镜片和液晶驱动模块，眨眼控制装置包括眨眼检测单元、比较单元和控制单元。眨眼检测单元用于对人眼的眨眼行为进行检测，并计算出眨眼频率。比较单元对眨眼检测单元检测到的眨眼频率与一预设阈值进行比较，并将比较结果传输给控制单元。控制单元判断该比较结果，当眨眼频率低于所述预设阈值时，对液晶驱动模块发出一调焦控制信号。其中液晶调焦镜片具有第一焦距和第二焦距，第一焦距为满足人眼清晰视物的焦距，第二焦距不等于第一焦距，且使得人眼在所述第二焦距时，视物模糊，当液晶驱动模块接收调焦控制信号时，驱动液晶调焦镜片从第一焦距转变到第二焦距。

Description

一种智能护眼仪

技术领域

本发明涉及智能穿戴或人眼医疗领域，更具体地，本发明涉及一种智能护眼仪。

背景技术

随着科技的发展，电子产品已经成为人们生活工作不可或缺的一部分，但是高科技电子产品给我们带了便利的同时也使我们的眼睛过度暴露在手机、电脑等屏幕前，导致近视率不断上升。暴露在屏幕前会导致人们眨眼频率下降，可能会诱发干眼症等问题。

在中国专利申请201711012054.X中，提出了一种眼镜屈光矫正仪，通过对用户进行眨眼干预，来缓解用户的眼睛疲劳。但是该专利中，提醒模块采用振动提醒方式和/或发光提醒方式和/或声音提醒方式和/或显示提醒方式，这些刺激用户眨眼的方法，都是属于主动干预，让用户被动眨眼的方法，设想用户如果在电脑前观看电影，突然被这个眼镜发出的提醒光线刺激了一下，对用户的观影体验会产生很大的负面影响。又比如用户在手机上玩游戏，突然眼镜发出强烈的震动提醒用户要眼睛休息，也将让用户产生反感，进而不再佩带这样的护眼仪。

因此，如果让用户能够在不知不觉中完成对用户的眨眼干预，从而使得护眼仪的用户体验大大提升，将会从本质上改变护眼仪产品的竞争力。

发明内容

有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能护眼仪，当用户的眨眼频率过低时，能够在用户不知不觉的被动干预中，让用户进行主动眨眼，从而克服现有护眼产品技术的缺陷，提升了用户体验，更好的改善用户的视觉健康。

根据本发明的目的提出的一种智能护眼仪，包括调焦眼镜和眨眼控制装置，所述调焦眼镜包括液晶调焦镜片和设置在眼镜镜架上的液晶驱动模块；所述眨眼控制装置包括眨眼检测单元、比较单元和控制单元，所述眨眼检测单元用于对人眼的眨眼行为进行检测，并计算出眨眼频率；所述比较单元对所述眨眼检测单元检测到的眨眼频率与一预设阈值进行比较，并将比较结果传输给所述控制单元；所述控制单元判断该比较结果，当所述眨眼频率低于所述预设阈值时，对所述液晶驱动模块发出一调焦控制信号；其中所述液晶调焦镜片具有第一焦距和第二焦距，所述第一焦距为满足人眼清晰视物的焦距，所述第二焦距不等于所述第一焦距，且使得人眼在所述第二焦距时，视物模糊；当所述液晶驱动模块接收所述调焦控制信号时，驱动所述液晶调焦镜片从第一焦距转变到第二焦距。

优选的，所述眨眼检测单元包括设置在所述眼镜镜架面向眼睛侧的前置微型摄像头，所述前置微型摄像头实时采集用户眼部图像，并根据所述眼部图像判断是否眨眼。

优选的，所述液晶调焦镜片包括透镜和液晶层，所述透镜具有第一焦距，所述液晶层具有第一状态和第二状态，当所述液晶层处于第一状态时，施加在该液晶层上的驱动电压为零，且此时液晶层为平面透镜，所述液晶调焦镜片的第一焦距由所述透镜提供；当所述液晶层处于第二状态时，施加在该液晶层上的驱动电压不为零，且此时液晶层和所述透镜形成具有所述第二焦距的液晶调焦镜片。

优选的，所述智能护眼仪，还包括补光模块，所述补光模块包括LED光源，所述LED光源设置在所述眼镜镜架背对人脸的外侧，当所述微型摄像头采集用户眼部图像时，因环境光不足产生噪点时，所述补光模块用于对环境光线进行补光。

优选的，所述的智能护眼仪还包括开关模块，所述开关模块包括设置在所述眼镜镜架上的第一按钮和第二按钮，所述第一按钮用于控制所述智能护眼仪的启动和关闭，所述第二按钮用于控制所述补光模块的启动和关闭。

优选的，所述的智能护眼仪还包括蓝牙通信模块，所述蓝牙通信模块用于和一智能终端连接和通信，其中所述智能终端提供一显示界面和输入界面，所述显示界面显示所述智能护眼仪的一当前工作状态，所述输入界面用于提供一参数输入指令。

优选的，所述的智能护眼仪还包括一延时模块，所述延时模块具有第一延时时间，所述液晶驱动模块接收所述调焦控制信号时，驱动所述液晶调焦镜片从所述第一焦距变换到所述第二焦距的时间为所述第一延时时间。

优选的，所述第一延时时间为0.5秒-2秒。

优选的，所述延时模块还具有第二延时时间，所述液晶调焦镜片变化到所述第二焦距后，经历所述第二延时时间后，回复成所述第一焦距。

优选的，还包括陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于检测用户佩戴所述智能护眼仪的当前头部姿态，并将用户处于所述当前头部姿态的时间信息发送给所述控制单元，所述控制单元判断该时间信息，当所述时间信息大于一预设的时间阈值时，对所述液晶驱动模块发出一调焦控制信号。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的护眼仪基于液晶调焦镜片，通过对眼镜焦距的改变，使得用户看东西模糊，形成一种眼睛疲劳造成视力下降的错觉，让用户能够在不知不觉中完成主动眨眼，既保护了眼睛，又避免了打断用户当前的行为，提升了用户体验。

2、本发明的液晶调焦镜片，在常态下，不用加电压，当需要改变焦距时，加载在液晶上的驱动电压也无需很大，并且持续时间也不长，保证了眼镜电池的使用时间，同时也不用担心电压变化给眼睛等器官组织造成负面影响。

附图说明

图1是本发明智能护眼仪的示意图。

图2是本发明的电路连接示意图。

图3是本发明中液晶调焦镜片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明一种智能护眼仪包括调焦眼镜100和眨眼控制装置300，调焦眼镜100包括液晶调焦镜片1和设置在眼镜镜架上的液晶驱动模块2。眨眼控制装置300包括眨眼检测单元3、比较单元4和控制单元5。其中眨眼检测单元3用于对人眼的眨眼行为进行检测，并计算出眨眼频率。比较单元4对所述眨眼检测单元3检测到的眨眼频率与一预设阈值进行比较，并将比较结果传输给所述控制单元5。控制单元5判断该比较结果，当所述眨眼频率低于所述预设阈值时，对所述液晶驱动模块2发出一调焦控制信号。液晶调焦镜片1具有第一焦距和第二焦距，其中第一焦距为满足人眼清晰视物的焦距，第二焦距不等于第一焦距，且使得人眼在第二焦距时，视物模糊。其中液晶驱动模块2接收调控制单元发出的焦控制信号时，驱动所述液晶调焦镜片1从第一焦距转变到第二焦距。

在一种实施方式中，眨眼控制装置300整个集成在调焦眼镜100中，比如将负责数据处理的控制器和周边电路设置在眼镜镜架内部，将负责数据采集的传感器设置在眼镜镜架相关的位置上，这样的话，整个智能护眼仪是一个完整独立的产品。

在另一种实施方式种，眨眼控制装置300的数据处理部分设置在独立于调焦眼镜100的外部装置上，如移动终端上，而数据采集的传感器部分则设置在眼镜镜架上，将数据采集之后通过无线通信模块传输给移动终端，然后进行数据处理，并把处理结果反馈给调焦眼镜100。这种设置，可以简化本发明的智能护眼仪，但是需要和外部移动终端进行连接和互动。

在一种实施方式下，眨眼检测单元3是一种视觉检测装置，包括设置在所述眼镜镜架面向眼睛侧的前置微型摄像头，前置微型摄像头实时采集用户眼部图像，并根据所述眼部图像判断是否眨眼。然后在一个统计周期内，统计用户的眨眼次数，从而得到用户在该统计周期内的眨眼频率。一般的，该统计周期比如是1分钟。在其它实施方式下，对于用户眨眼数据的采集还可以通过肌电传感器等实现。

如图3所示，液晶调焦镜片1包括透镜11和液晶层12，其中透镜11可以是两块光学透镜组成，这两块光学透镜组合之后，再不考虑其它因素下使得透镜11整体具有第一焦距。液晶层12比如设置在该透镜11的两块光学透镜之间，液晶层12具有第一状态和第二状态，当液晶层12处于第一状态时，施加在该液晶层12上的驱动电压为零，且此时液晶层12为平面透镜，液晶调焦镜片1的焦距即为透镜11的第一焦距；当液晶层12处于第二状态时，施加在该液晶层12上的驱动电压不为零，且此时液晶层12和透镜11共同形成具有第二焦距的液晶调焦镜片1。由于焦距的改变，本发明的调焦眼镜使得光线通过眼镜到达视网膜的焦点也发生了改变，原本可以清晰视物的焦距变成了无法看清的焦距，这样一来用户在这个焦距切换之后就会造成一种视力下降导致的看东西不清楚的错觉，本能的进行主动眨眼来缓解眼部的疲劳和干涩，从而达到本发明保护眼睛的目的。此外，加载于液晶层上的电压，可以从2.5V到20V，尤其对于本发明的发明目的来说，仅仅需要改变焦距即可，无需精确改变焦距的具体大小，所以对于驱动的要求大大降低，电压的大小和精确度要求也没那么高，这与液晶变焦眼镜在近视/远视矫正上的应用完全不同。

在一种优选的实施方式种，本发明的智能护眼仪还包括补光模块6，该补光模块6包括LED光源，LED光源设置在所述眼镜镜架背对人脸的外侧，当微型摄像头采集用户眼部图像时，因环境光不足产生噪点时，用于对环境光线进行补光。

在一种优选的实施方式中，本发明的智能护眼仪还包括开关模块7，该开光模块7包括设置在所述眼镜镜架上的第一按钮和第二按钮，第一按钮用于控制所述智能护眼仪的启动和关闭，第二按钮用于控制所述补光模块6的启动和关闭。

在一种优选的实施方式中，本发明的智能护眼仪还包括蓝牙通信模块8，该蓝牙通信模块8用于和一智能终端连接和通信，其中智能终端提供一显示界面和输入界面，显示界面显示所述智能护眼仪的一当前工作状态，输入界面用于提供一参数输入指令。当前工作状态比如是当前智能护眼仪的电量，用户佩戴的时间以及用户当前的眨眼频率等信息，参数输入指令比如是设置眨眼频率的预设值，或者设置用户个人对是否要进行焦距切换以及焦距切换的时间和维持时间等参数进行设置。

在一种优选的实施方式中，本发明的智能护眼仪还包括延时模块9，该延时模块9具有第一延时时间，所述液晶驱动模块2接收所述调焦控制信号时，驱动所述液晶调焦镜片1从所述第一焦距变换到所述第二焦距的时间为所述第一延时时间。其中第一延时时间为0.5秒-2秒。同时该延时模块还具有第二延时时间，液晶调焦镜片1变化到所述第二焦距后，经历所述第二延时时间后，回复成所述第一焦距。如果液晶调焦镜片1从第一焦距瞬时切换到第二焦距，对于用户来说会形成视力瞬间模糊的效果，这样会让用户意识到受到护眼仪干预的作用而导致的视力模糊，但是如果切换过程是一个连续变换的过程，需要经历一段时间，那么用户就会在不知不觉中逐渐形成视力模糊的效果，能够降低护眼仪对用户的干预程度，提高用户体验。同样的，处于第二焦距之后，如果不变回第一焦距，那么用户在眨眼几次之后发现没有改善视觉效果，也会意识到被护眼仪所干预，因此在用户眨眼几次之后，应该及时切换回第一焦距，避免对用户造成体验上的不良感受。

在一种优选的实施方式中，本发明的智能护眼仪还包括陀螺仪传感器10，该陀螺仪10用于检测用户佩戴所述智能护眼仪的当前头部姿态，并将用户处于所述当前头部姿态的时间信息发送给所述控制单元5，所述控制单元5判断该时间信息，当所述时间信息大于一预设的时间阈值时，对所述液晶驱动模块2发出一调焦控制信号。在该实施方式中，增加了对用于头部姿态的检测，如果用户长时间处于一种姿态下看东西，比如躺在床上或者沙发上看手机，也会对眼睛造成伤害，因此在此种场景下增加对头部姿态的检测，从另一个侧面进行护眼措施，可以增加本发明的智能护眼仪的功能。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能护眼仪，其特征在于：包括调焦眼镜和眨眼控制装置，所述调焦眼镜包括液晶调焦镜片和设置在眼镜镜架上的液晶驱动模块；所述眨眼控制装置包括眨眼检测单元、比较单元和控制单元，所述眨眼检测单元用于对人眼的眨眼行为进行检测，并计算出眨眼频率；所述比较单元对所述眨眼检测单元检测到的眨眼频率与一预设阈值进行比较，并将比较结果传输给所述控制单元；所述控制单元判断该比较结果，当所述眨眼频率低于所述预设阈值时，对所述液晶驱动模块发出一调焦控制信号；其中所述液晶调焦镜片具有第一焦距和第二焦距，所述第一焦距为满足人眼清晰视物的焦距，所述第二焦距不等于所述第一焦距，且使得人眼在所述第二焦距时，视物模糊；当所述液晶驱动模块接收所述调焦控制信号时，驱动所述液晶调焦镜片从第一焦距转变到第二焦距，还包括一延时模块，所述延时模块具有第一延时时间，所述液晶驱动模块接收所述调焦控制信号时，驱动所述液晶调焦镜片从所述第一焦距变换到所述第二焦距的时间为所述第一延时时间，且该变换过程是一个连续变换的过程，所述延时模块还具有第二延时时间，所述液晶调焦镜片变化到所述第二焦距后，经历所述第二延时时间后，恢复成所述第一焦距。

2.如权利要求1所述的智能护眼仪，其特征在于：所述眨眼检测单元包括设置在所述眼镜镜架面向眼睛侧的前置微型摄像头，所述前置微型摄像头实时采集用户眼部图像，并根据所述眼部图像判断是否眨眼。

3.如权利要求1所述的智能护眼仪，其特征在于：所述液晶调焦镜片包括透镜和液晶层，所述透镜具有第一焦距，所述液晶层具有第一状态和第二状态，当所述液晶层处于第一状态时，施加在该液晶层上的驱动电压为零，且此时液晶层为平面透镜，所述液晶调焦镜片的第一焦距由所述透镜提供；当所述液晶层处于第二状态时，施加在该液晶层上的驱动电压不为零，且此时液晶层和所述透镜形成具有所述第二焦距的液晶调焦镜片。

4.如权利要求2所述的智能护眼仪，其特征在于：还包括补光模块，所述补光模块包括LED光源，所述LED光源设置在所述眼镜镜架背对人脸的外侧，当所述前置微型摄像头采集用户眼部图像时，因环境光不足产生噪点时，所述补光模块用于对环境光线进行补光。

5.如权利要求4所述的智能护眼仪，其特征在于：还包括开关模块，所述开关模块包括设置在所述眼镜镜架上的第一按钮和第二按钮，所述第一按钮用于控制所述智能护眼仪的启动和关闭，所述第二按钮用于控制所述补光模块的启动和关闭。

6.如权利要求1所述的智能护眼仪，其特征在于：还包括蓝牙通信模块，所述蓝牙通信模块用于和一智能终端连接和通信，其中所述智能终端提供一显示界面和输入界面，所述显示界面显示所述智能护眼仪的一当前工作状态，所述输入界面用于提供一参数输入指令。

7.如权利要求1所述的智能护眼仪，其特征在于：所述第一延时时间为0.5秒-2秒。

8.如权利要求1所述的智能护眼仪，其特征在于：还包括陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于检测用户佩戴所述智能护眼仪的当前头部姿态，并将用户处于所述当前头部姿态的时间信息发送给所述控制单元，所述控制单元判断该时间信息，当所述时间信息大于一预设的时间阈值时，对所述液晶驱动模块发出一调焦控制信号。

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