CN115308928B - 一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜及使用方法，包括镜架模块，所述镜架模块的镜框内均安装有动态变焦模块，镜架模块的正面设有至少一处监督模块，监督模块及动态变焦模块均与控制系统连接，动态变焦模块包括多块镜片，多块镜片之间连接有运动结构。本发明通过左右眼异步轴向控制两片镜片的距离，实现大范围的连续变焦，且适用左右眼视力不同的情况，为视功能损伤、视觉疲劳等问题带了新的解决途径；镜片组轴向运动带来的自由变焦能为各种非病理性、非器质性屈光度不正和某些屈光性质弱视人群进行有效的视觉训练，通过调整成像距离，在视网膜前后一段距离连续变化，达到改善视功能、提升视觉能力、舒缓睫状肌、缓解视疲劳等效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能眼镜及使用方法，尤其涉及一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜及使用方法。
背景技术
眼睛是通过睫状肌的收缩来调控晶状体的屈光度，使观测的物体成像聚焦在视网膜上。当长时间、近距离用眼时，晶状体长期处于凸起状态，睫状肌同时也长期处于紧张状态，这样不仅容易引起视觉疲劳，长此以往，眼球的晶状体趋于凸起，睫状肌丧失调节能力或者调节能力大幅降低。特别是在生长发育阶段的青少年，尤其影响视力，这也是近视的主要原因。
当今社会受到电子产品和学业任务重的影响，大量青少年儿童存在近视、远视、散光、弱视等屈光度不正的问题。同时，随着国家人口年龄结构的变化，中老年群体的比重在逐渐增大，老花现象给他们带来了极大的不便利。市面上绝大多数的实例康复结构或视包间产品需要青少年儿童前往专业机构进行长期的视觉训练，耗费大量时间，给他们的生活带来极大不便。对老年人来说，市面上的渐进多焦点镜片在解决老花问题的同时也面临较多局限，比如变焦量小，仅适合日常佩戴，无法达到训练的目的，周边像差区域畸变较大等问题。
专利201520246792.0提供了一种每片镜片的一个表面为水平面，镜片的另一个表面为符合数学变化规律高低起伏的非水平曲面；所述的镜非水平曲面上设置一个最高点和一个最低点，从最高点到最低点均匀联系分布多个光学中心，该种镜片的变焦范围+3D～-8D，对于中高度数近视人群的负透镜训练区间有限，无法达到整体训练的目的。
专利201710727180.7设计了在一块透镜上呈现多个焦点区域、每个焦点区域焦点值的变化成依次排列的渐变焦点透镜。这种镜片设计在波纹与波纹过渡区间会出现屈光度跳跃现象，导致屈光度不连续变化，从而影响佩戴效果，无法实现视觉训练的功效。
专利201810482646.6公开了一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置及组合方法，其采用每组两面变焦镜片提供正常使用屈光度和变焦屈光度，通过电机控制两面镜片的错位量实现变焦。相对上面两个专利，该专利的屈光度变化范围更大，可实现屈光度连续变化。但该专利整体偏重，这是因为镜片有些功能区是不使用的，但是依然存在，会附加重量。另外，该专利左右眼是同步调节的，两个眼的屈光度变化量是相同的，变化速度是相同的，但是人眼左右眼的视力情况和需要调节的情况是不一样的，或者不完全一样，所需左右眼需要的调节的屈光度不同，屈光度变化的速度和数值也是不同的。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜及使用方法，对左右人眼分别异步提供不同的离焦量，已达到对人眼睫状肌的训练，进而舒缓睫状肌，缓解视疲劳等；同时，监督用眼状态，适时调整，预防用眼时间过长和用眼距离过短。
技术方案：本发明包括镜架模块、监督模块和动态变焦模块，所述镜架模块的镜框内均安装有动态变焦模块，镜架模块的正面设有至少一处监督模块，所述监督模块及动态变焦模块均与控制系统，所述动态变焦模块包括多块镜片，多块镜片之间连接有运动结构。
所述监督模块包括摄像头、测距传感器和俯仰结构，所述摄像头和测距传感器分别采集图像和获取人眼到观测目标的距离。
所述运动结构为独立的非线性运动结构，控制同一眼位置处两片镜片的轴向距离，轴向距离改变范围为-10mm～10mm，并能够在视网膜上产生不同离焦像，产生的离焦量范围为-20D～20D。
所述非线性运动结构的轴向运动速度是变速的，运动的步长是非线性的，产生的离焦量变化是线性的，线性屈光度变化间隔为0.01D～0.1D之间。
所述动态变焦模块包括第一光学镜片和第二光学镜片，所述第一光学镜片分担的屈光度范围为静止屈光度的60％～90％，第二光学镜片分担的屈光度范围为静止屈光度的10％～150％。
所述动态变焦模块在监督用眼状态时所需的离焦量大于训练睫状肌时所需的离焦量。
一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜的使用方法，包括调整用眼距离及用眼时间和睫状肌训练模式。
所述调整用眼距离及用眼时间具体包括：
1)当眼镜处于静止使用状态时，第一光学镜片和第二光学镜片紧靠，人眼能观测到清晰物体；
2)当佩戴眼镜后，监督模块启动，俯仰结构的俯仰角变化，摄像头和测距传感器工作，判断当前用眼状态是否正确，若用眼状态正确，监督模块间隔设定时间后再次判断用眼状态；
3)若用眼状态不正确，用眼时间过长或用眼距离过近时，动态变焦模块开始工作，通过非线性运动结构控制第一光学镜片和第二光学镜片轴向运动，产生大离焦量，使人眼在此状态下无法看清物体，若仅用眼距离过近，用眼时间不长时，当改变用眼距离后，变焦模块则恢复正常状态，便可看清物体；若用眼时间过长或同时用眼时间过长和用眼距离过近时，只有改变当前用眼距离，同时开启睫状肌训练模式才可以看清物体。
所述睫状肌训练模式具体包括：当开启睫状肌训练模式时，动态变焦模块开始工作，通过独立非线性运动结构控制第一光学镜片和第二光学镜片轴向运动，左右眼离焦量变化是异步的，离焦量连续变化在视网膜前后产生离焦像，离焦像在视网膜上是模糊的，连续的模糊像对视网膜连续刺激，睫状肌的状态不断发生变化，达到舒缓睫状肌的目的。
有益效果：本发明通过左右眼异步轴向控制两片镜片的距离，实现大范围的连续变焦，且适用左右眼视力不同的情况，为广大屈光度不正导致的视功能损伤、视觉疲劳等问题带了新的解决途径；发明的镜片组轴向运动带来的自由变焦能有规律的为各种非病理性、非器质性屈光度不正和某些屈光性质弱视人群进行科学有效的视觉训练，通过调整成像距离，在视网膜前后一段距离连续变化，达到改善视功能、提升视觉能力、舒缓睫状肌、缓解视疲劳等效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的监督模块示意图；
图3为本发明的动态变焦模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括镜架模块1、监督模块2和动态变焦模块3，镜架模块1的左右两个镜框内均安装有动态变焦模块3，镜架模块1的正面设有至少一处监督模块2，监督模块2和动态变焦模块3均与控制系统连接。如图2所示，监督模块2包括摄像头201、测距传感器202和俯仰结构203，俯仰结构203的角度变化范围为-5°～5°。如图3所示，动态变焦模块3包括第一光学镜片301和第二光学镜片302，第一光学镜片301和第二光学镜片302之间连接有非线性运动结构303，左右两个动态变焦模块3内的非线性运动结构303为两个独立非线性运动结构，在视网膜上可产生不同离焦像。监督模块2负责监督佩戴者是否长时间用眼或者近距离用眼，当判定为上述情况时，控制系统启动动态变焦模块3，动态变焦模块3异步调整左右眼光学镜片的轴向位置，产生不同焦距，使人眼在当前状态下无法看清，只有改变当前用眼状态才能解除模糊状态；动态变焦模块3可通过动态改变焦距，在视网膜上产生不同离焦像，刺激视网膜，进而训练睫状肌，避免其长期紧张而造成的疲劳和僵化，同时增强巩膜抗拉张力储备。
监督模块2通过摄像头201和测距传感器202分别采集图像和获取人眼到观测目标的距离，监督佩戴者是否长时间用眼或者近距离用眼，当判定为长时间用眼或近距离用眼时，动态变焦模块3异步调整两个独立非线性运动结构，分别改变左右眼第一光学镜片301和第二光学镜片302之间的轴向位置，从而产生不同焦距，使焦点在视网膜前后一段距离发生变化，此时，人眼在当前状态下无法看清，只有改变当前用眼状态才能解除模糊状态。
动态变焦模块3通过两个独立非线性运动结构分别动态改变左右眼镜片组中两片镜片的轴向距离，在视网膜上产生不同离焦像，刺激视网膜，通过离焦量的控制，人眼若想观测清晰像，需改变睫状肌的状态，因此，在此功能下可训练睫状肌，舒缓睫状肌紧张状态。动态变焦模块3中第一光学镜片301和第二光学镜片302的屈光度包含两类：一是静止屈光度，用于矫正近视、远视；二是动态屈光度，其范围为静止屈光度±20D。
动态变焦模块3的变焦通过独立非线性运动结构控制同一眼位置处两片光学镜片之间的轴向距离实现，轴向距离改变范围为-10mm～10mm。同一眼位置的两片光学镜片分担的屈光度不同，第一光学镜片301分担的屈光度范围为静止屈光度的60％～90％，第二光学镜片302分担的屈光度范围为静止屈光度的10％～150％。
非线性运动结构的轴向运动速度是变速的，运动的步长是非线性的，产生的离焦量变化是线性的，线性屈光度变化间隔为0.01D到0.1D之间可选任意值，需根据个体人眼特性设置。同一眼位置的两片光学镜片中，第一光学镜片301的屈光度范围为-30D～30D，第二光学镜片302的屈光度范围为-60D～60D。监督用眼状态(长时间、近距离)时，动态变焦模块3所需的离焦量大于训练睫状肌时动态变焦模块的离焦量，调整用眼状态的离焦量绝对值大于10D，训练睫状肌的离焦量绝对值小于10D。
本发明的使用方法包含调整用眼距离和用眼时间、训练睫状肌。
1.调整用眼距离和用眼时间
当本实施例的眼镜处于静止使用状态时，左右眼的两片光学镜片紧靠，实现矫正屈光度不正的目标，使人眼能观测到清晰物体。当佩戴眼镜后，启动监督模块，监督模块2的俯仰结构203俯仰角在-3°和3°之间变化，摄像头201和测距传感器202工作，判断当前用眼状态是否正确(用眼时间和用眼距离)，若用眼状态正确，监督模块2间隔15分钟再次判断用眼状态；若用眼状态不正确，用眼时间过长或用眼距离过近时，控制系统启动动态变焦模块3，通过独立非线性运动结构控制第一光学镜片301和第二光学镜片302轴向运动，产生大离焦量(绝对值大于10D)使人眼在此状态下无法看清物体，若仅用眼距离过近，用眼时间不长时，当改变用眼距离后，变焦模块则恢复正常状态，便可看清物体；若用眼时间过长或同时用眼时间过长和用眼距离过近时，只有改变当前用眼距离，同时开启睫状肌训练模式才可以看清物体。
当佩戴本发明提供的眼镜时，左右眼的两片镜片紧靠，提供矫正屈光度不正的屈光度，使人眼能够看清楚远处和近处。当佩戴眼镜后，监督模块开始启动，俯仰结构203俯仰角在-3°～3°之间运动，通过摄像头采集图像和测距传感器采集用眼距离，首先判断距离是否大于30cm(或指定距离)，若小于30cm，则离开并启动动态变焦模块，调整左右眼两片镜片之间的距离，使离焦量大幅度变化，让人眼在此距离下无法正常看清物体，只有当测距传感器测得的距离大于30cm(或指定距离)时，两片镜片才恢复静止状态。当佩戴时间到达1小时或指定时间时，监督模块再次启动，通过俯仰结构203俯仰角在-3°和3°之间运动，摄像头开始采集图像，判断人眼观测的物体是否长时间未发生变化，比如长时间看电脑等，若判断为长时间，则启动动态变焦模块，直至人眼在5分钟内连续改变观测的物体方可恢复静止状态。测距传感器是间隔5分钟(或指定时间)开启一次，摄像头是半小时或一小时(指定时间)开启一次。
2.睫状肌训练模式
当本实施例的眼镜开启睫状肌训练模式，动态变焦模块3开始工作，通过独立非线性运动结构控制第一光学镜片301和第二光学镜片302轴向运动，非线性运动结构的轴向运动速度是变速的，运动的步长是非线性的，产生的离焦量变化是线性的，线性屈光度变化间隔左眼为0.15D，右眼为0.1D，左右眼离焦量变化是异步的，离焦量连续变化在视网膜前后一段距离产生离焦像，此状态下离焦量范围为-5D～5D，离焦像在视网膜上是模糊的，连续的模糊像对视网膜连续刺激，睫状肌的状态不断发生变化，达到舒缓睫状肌的目的，从而达到改善视功能、提升视觉能力、缓解视疲劳等效果。
本发明通过左右眼异步轴向控制两片镜片的距离，实现大范围的连续变焦，且适用左右眼视力不同的情况，为广大屈光度不正导致的视功能损伤、视觉疲劳等问题带了新的解决途径。
本发明的镜片组轴向运动带来的自由变焦，能有规律的为各种非病理性、非器质性屈光度不正和某些屈光性质弱视人群进行科学有效的视觉训练，通过调整成像距离，在视网膜前后一段距离连续变化，达到改善视功能、提升视觉能力、舒缓睫状肌、缓解视疲劳等效果。
Claims (7)
1.一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜的使用方法，其特征在于，包括一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜，包括镜架模块、监督模块和动态变焦模块，所述镜架模块的镜框内均安装有动态变焦模块，镜架模块的正面设有至少一处监督模块，所述监督模块及动态变焦模块均与控制系统连接，所述动态变焦模块包括多块镜片，多块镜片之间连接有运动结构，具体包括调整用眼距离及用眼时间和睫状肌训练模式；所述调整用眼距离及用眼时间具体包括：
1）当眼镜处于静止使用状态时，第一光学镜片和第二光学镜片紧靠，人眼能观测到清晰物体；
2）当佩戴眼镜后，监督模块启动，俯仰结构的俯仰角变化，摄像头和测距传感器工作，判断当前用眼状态是否正确，若用眼状态正确，监督模块间隔设定时间后再次判断用眼状态；
3）若用眼状态不正确，用眼时间过长或用眼距离过近时，动态变焦模块开始工作，通过非线性运动结构控制第一光学镜片和第二光学镜片轴向运动，产生大离焦量，使人眼在此状态下无法看清物体，若仅用眼距离过近，用眼时间不长时，当改变用眼距离后，变焦模块则恢复正常状态，便能看清物体；若用眼时间过长或同时用眼时间过长和用眼距离过近时，只有改变当前用眼距离，同时开启睫状肌训练模式才能看清物体。
2.根据权利要求1所述的一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜的使用方法，其特征在于，所述监督模块包括摄像头、测距传感器和俯仰结构，所述摄像头和测距传感器分别采集图像和获取人眼到观测目标的距离。
3.根据权利要求1所述的一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜的使用方法，其特征在于，所述运动结构为独立的非线性运动结构，控制同一眼位置处两片镜片的轴向距离，轴向距离改变范围为-10mm~10mm，并能够在视网膜上产生不同离焦像，产生的离焦量范围为-20D~20D。
4.根据权利要求3所述的一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜的使用方法，其特征在于，所述非线性运动结构的轴向运动速度是变速的，运动的步长是非线性的，产生的离焦量变化是线性的，线性屈光度变化间隔为0.01D~0.1D之间。
5.根据权利要求1所述的一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜的使用方法，其特征在于，所述动态变焦模块包括第一光学镜片和第二光学镜片，所述第一光学镜片分担的屈光度范围为静止屈光度的60%~90%，第二光学镜片分担的屈光度范围为静止屈光度的10%~150%。
6.根据权利要求1或5所述的一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜的使用方法，其特征在于，所述动态变焦模块在监督用眼状态时所需的离焦量大于训练睫状肌时所需的离焦量。
7.根据权利要求1所述的一种左右眼异步动态变焦的多功能眼镜的使用方法，其特征在于，所述睫状肌训练模式具体包括：当开启睫状肌训练模式时，动态变焦模块开始工作，通过独立非线性运动结构控制第一光学镜片和第二光学镜片轴向运动，左右眼离焦量变化是异步的，离焦量连续变化在视网膜前后产生离焦像，离焦像在视网膜上是模糊的，连续的模糊像对视网膜连续刺激，睫状肌的状态不断发生变化，达到舒缓睫状肌的目的。
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2022
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