CN115869547B - 一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，包括壳体、设备光源、光学传感器和控制模块；设备光源发出第一光线并照射到用户的眼睛区域；光学传感器采集所述第一光线发生反射的光学强度数据，并向控制模块反馈；控制模块根据反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，确定所述用户的睁闭眼状态。相比于现有技术，根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，利用了眼睛虹膜和皮肤对光线的反射率的差异实现睁闭眼的检测，相比现有技术基于图像识别和处理的检测方法，成本低且检测过程计算量小。
Description
技术领域
本发明涉及睁闭眼识别领域，尤其涉及一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备。
背景技术
近些年，由于人们长期使用带有屏幕的电子设备，眼睛会出现疲劳甚至近视的症状，致使近视比例逐年提升。因此，日常的眼睛近视防止以及控制是一个重要的技术发展方向。通过采用一些设备对眼睛进行远近视觉的训练，或者模拟光线对眼球进行照射治疗，能在近视的治疗和防止过程中起到一定的作用。
现有技术在进行模拟光照治疗时，由于眼睛是被设备覆盖住的，所以很难发现设备的使用者是睁眼状态还是闭眼状态。使用者可能会出现长时间闭眼的状态，不能很好的配合治疗，影响治疗的效果。现有的近视治疗设备主要通过图像识别装置来识别使用者的睁闭眼状态。但是，图像处理技术对设备的计算性能要求较高，需要生成大量的图形数据并作相应的处理，处理过程复杂导致响应速度慢，影响治疗的效果。
发明内容
本发明提供了一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，以解决如何提高响应速度的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，包括壳体、设备光源、光学传感器和控制模块；其中，
所述设备光源和所述控制模块设于所述近视治疗设备的壳体内；所述光学传感器设于所述壳体外与用户的眼睛相对；所述控制模块与所述光学传感器电连接；
所述设备光源用于发出第一光线，以使所述第一光线照射到用户的眼睛区域；
所述光学传感器用于采集所述第一光线发生反射的光学强度数据，并向所述控制模块反馈所述光学强度数据；
所述控制模块用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态。
作为优选方案，所述光学传感器为光敏传感器；所述光线强度阈值包括第一睁眼阈值范围和第一闭眼阈值范围；
所述控制模块用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态，具体为：
所述控制模块判断所述光敏传感器采集的光学强度数据是否处于第一睁眼阈值范围内；
当所述光学强度数据处于所述第一睁眼阈值范围内，则确定所述用户处于睁眼状态；
当所述光学强度数据处于所述第一闭眼阈值范围内且持续时间达到第一时间，则确定所述用户处于闭眼状态；
当所述光学强度处于所述第一闭眼阈值范围内且持续时间不足所述第一时间，则确定所述用户为眨眼状态。
作为优选方案，所述光学传感器为光电传感器，所述光电传感器包括发射端和接收端；
所述发射端用于发出第二光线并照射到所述用户的眼睛区域；所述接收端用于采集所述第一光线和所述第二光线的光学强度数据并反馈至所述控制模块。
作为优选方案，所述光线强度阈值包括第二睁眼阈值范围和第二闭眼阈值范围；
所述控制模块用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态，具体为：
所述控制模块判断所述光电传感器采集的光学强度数据是否处于第二睁眼阈值范围内；
当所述光学强度数据处于所述第二睁眼阈值范围内，则确定所述用户处于睁眼状态；
当所述光学强度数据处于所述第二闭眼阈值范围内且持续时间达到第二时间，则确定所述用户处于闭眼状态；
当所述光学强度处于所述第二闭眼阈值范围内且持续时间不足所述第二时间，则确定所述用户为眨眼状态。
作为优选方案，所述第二睁眼阈值范围和第二闭眼阈值范围根据所述第一光线和所述第二光线进行设置。
作为优选方案，所述近视治疗设备还包括扬声器，且所述扬声器与所述控制模块连接；当所述控制模块确定所述用户为闭眼状态时，控制所述扬声器发出闭眼提示。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，包括壳体、设备光源、光学传感器和控制模块；其中，所述设备光源和所述控制模块设于所述近视治疗设备的壳体内；所述光学传感器设于所述壳体外与用户的眼睛相对；所述控制模块与所述光学传感器电连接；所述设备光源用于发出第一光线，以使所述第一光线照射到用户的眼睛区域；所述光学传感器用于采集所述第一光线发生反射的光学强度数据，并向所述控制模块反馈所述光学强度数据；所述控制模块用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态。相比于现有技术，根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，利用了眼睛虹膜和皮肤对光线的反射率的差异实现睁闭眼的检测，相比现有技术基于图像识别和处理的检测方法，成本低且检测过程计算量小；此外，这种方法处理过程简单，无需大量处理图像数据或特征提取等步骤，可以实现快速的响应并降低设备的功耗。
附图说明
图1：为本发明提供的可识别睁闭眼状态的近视治疗设备的一种实施例的一种实施方式的结构示意图。
图2：为本发明提供的可识别睁闭眼状态的近视治疗设备的一种实施例的另一种实施方式的结构示意图。
图3：为本发明提供的可识别睁闭眼状态的近视治疗设备的一种实施例的又一种实施方式的结构示意图。
图中：1-壳体；2-设备光源；3-光敏传感器；4-眼球；5-控制模块；6扬声器；7-光电传感器；71-发射端；72接收端。
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作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。
实施例一:
根据相关技术记载，现有的近视治疗设备类似于VR眼镜，使用者带上设备后，眼睛的区域会被覆盖，即外部是无法观察到眼睛的睁闭眼状态的。
而在市面上的部分产品未设置监测使用者睁闭眼的装置，部分产品则是在是设备的内部设置了图像识别装置，并通过红外摄像头等来采集图像。图像处理技术通常包括图像的采集、特征提取、识别等环节，而识别的环节需要涉及人工智能算法，涉及大量的计算。而这复杂的处理过程就决定了基于图像处理技术的睁闭眼识别方法对设备的计算性能要求比较高，且需要占用较大的计算资源，这会导致响应速度慢、对硬件的要求高、成本高(需要经过优化设计的控制模块以及特定的图像采集装置譬如有特定要求的摄像头模组)、功耗大等，同时，复杂的技术设计可能会带来设备的占用体积大等附加的问题。
针对上述一个或多个技术问题，请参照图1至图2，本发明实施例提供了一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，包括壳体1、设备光源2、光学传感器和控制模块5；其中，
所述设备光源2和所述控制模块5设于所述近视治疗设备的壳体1内；所述光学传感器设于所述壳体1外与用户的眼睛相对的一侧；所述控制模块5与所述光学传感器电连接或通信连接。
所述设备光源2用于发出第一光线，以使所述第一光线照射到用户的眼睛区域。所述第一光线通过所述壳体1的通光孔照射到用户的眼睛区域，形成直径在10毫米左右的光斑。
所述光学传感器用于采集所述第一光线发生反射的光学强度数据，并向所述控制模块5反馈所述光学强度数据。
所述控制模块5用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态。
作为本实施例的一种优选实施方式，请参照图1，所述优选光学传感器为光敏传感器3。所述光线强度阈值包括第一睁眼阈值范围和第一闭眼阈值范围；
所述控制模块5用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态，具体为：
所述控制模块5判断所述光敏传感器3采集的光学强度数据是否处于第一睁眼阈值范围内；
当所述光学强度数据处于所述第一睁眼阈值范围内，则确定所述用户处于睁眼状态；
当所述光学强度数据处于所述第一闭眼阈值范围内且持续时间达到第一时间，则确定所述用户处于闭眼状态；
当所述光学强度处于所述第一闭眼阈值范围内且持续时间不足所述第一时间，则确定所述用户为眨眼状态。实施本优选实施方式，当用户睁眼时，大部分的光线照射到眼球4上，眼球4上的虹膜能够吸收绝大部分的光线，只有少部分反射到周围。光敏传感器3能够检测到反射的光线。而当用户的眼睛处于闭眼状态，光线直接照射到眼皮上，眼皮能够将绝大多数的光线反射，此时，光敏传感器3能够检测到较强的光线。控制模块5针对睁眼时反射的光线强度预先设置一个第一睁眼阈值范围，针对闭眼时反射的光线强度预先设置一个第一闭眼阈值范围，在接收到光敏传感器3的反馈的关于所述第一光线的光线强度数据后，将光线强度数据与预设的阈值范围相比较，可以确定用户的睁闭眼状态。
作为本实施例的另一种优选实施方式，请参照图2，所述光学传感器为光电传感器7，所述光电传感器7包括发射端71和接收端72；
所述发射端71用于发出第二光线并照射到所述用户的眼睛区域；所述接收端72用于采集所述第一光线和所述第二光线的光学强度数据并反馈至所述控制模块5。所述光线强度阈值包括第二睁眼阈值范围和第二闭眼阈值范围；
所述控制模块5用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态，具体为：
所述控制模块5判断所述光电传感器7采集的光学强度数据是否处于第二睁眼阈值范围内；
当所述光学强度数据处于所述第二睁眼阈值范围内，则确定所述用户处于睁眼状态；
当所述光学强度数据处于所述第二闭眼阈值范围内且持续时间达到第二时间，则确定所述用户处于闭眼状态；
当所述光学强度处于所述第二闭眼阈值范围内且持续时间不足所述第二时间，则确定所述用户为眨眼状态。
其中，所述第二睁眼阈值范围和第二闭眼阈值范围根据所述第一光线和所述第二光线进行设置。与上一实施方式相比，该方式设置的阈值考虑了第一光线和第二光线的叠加。
需要说明的是，所述第一光线为用于用户眼睛治疗的光线，而考虑到光电传感器7的光谱响应范围，第一光线和第二光线在本实施例中处于不同的波长范围，所述第二光线则主要是用于对光电传感器7的检测辅助。对于第一光线的光线强度数据和第二光线的光线强度数据，其可以为电数据。具体地，当光敏传感器3和光电传感器7接收到光线，将光线对应的光信号转换为电信号，当光线的强弱发生变化时，也会即时地反映到电数据上并产生相应的变化，基于所述电信号的变化进行分析，可以达到确定用户睁闭眼状态的目的。
进一步地，请参照图3，所述近视治疗设备还包括扬声器6，且所述扬声器6与所述控制模块5连接，可以为电连接或通信连接；当所述控制模块5确定所述用户为闭眼状态时，控制所述扬声器6发出闭眼提示，以提醒周围的相关人员。而当确定用户为睁眼状态，或仅是眨眼时，则不发出提示。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，包括壳体、设备光源、光学传感器和控制模块；其中，所述设备光源和所述控制模块设于所述近视治疗设备的壳体内；所述光学传感器设于所述壳体外与用户的眼睛相对；所述控制模块与所述光学传感器电连接；所述设备光源用于发出第一光线，以使所述第一光线照射到用户的眼睛区域；所述光学传感器用于采集所述第一光线发生反射的光学强度数据，并向所述控制模块反馈所述光学强度数据；所述控制模块用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态。相比于现有技术，根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，利用了眼睛虹膜和皮肤对光线的反射率的差异实现睁闭眼的检测，相比现有技术基于图像识别和处理的检测方法，成本低且检测过程计算量小；此外，这种方法处理过程简单，无需大量处理图像数据或特征提取等步骤，可以实现快速的响应并降低设备的功耗。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，其特征在于，包括壳体、设备光源、光学传感器和控制模块；其中，
所述设备光源和所述控制模块设于所述近视治疗设备的壳体内；所述光学传感器设于所述壳体外与用户的眼睛相对；所述控制模块与所述光学传感器电连接；
所述设备光源用于发出第一光线，以使所述第一光线照射到用户的眼睛区域；
所述光学传感器用于采集所述第一光线发生反射的光学强度数据，并向所述控制模块反馈所述光学强度数据；
所述控制模块用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态；
当所述光学传感器为光敏传感器时；所述光线强度阈值包括第一睁眼阈值范围和第一闭眼阈值范围；
所述控制模块用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态，具体为：
所述控制模块判断所述光敏传感器采集的光学强度数据是否处于第一睁眼阈值范围内；
当所述光学强度数据处于所述第一睁眼阈值范围内，则确定所述用户处于睁眼状态；
当所述光学强度数据处于所述第一闭眼阈值范围内且持续时间达到第一时间，则确定所述用户处于闭眼状态；
当所述光学强度数据处于所述第一闭眼阈值范围内且持续时间不足所述第一时间，则确定所述用户为眨眼状态；
当所述光学传感器为光电传感器时，所述光电传感器包括发射端和接收端；
所述发射端用于发出第二光线并照射到所述用户的眼睛区域；所述接收端用于采集所述第一光线和所述第二光线的光学强度数据并反馈至所述控制模块；
所述光线强度阈值包括第二睁眼阈值范围和第二闭眼阈值范围；
所述控制模块用于根据光学传感器反馈的光学强度数据，与预设的光线强度阈值和预设的时间阈值相比较，以确定所述用户的睁闭眼状态，具体为：
所述控制模块判断所述光电传感器采集的光学强度数据是否处于第二睁眼阈值范围内；
当所述光学强度数据处于所述第二睁眼阈值范围内，则确定所述用户处于睁眼状态；
当所述光学强度数据处于所述第二闭眼阈值范围内且持续时间达到第二时间，则确定所述用户处于闭眼状态；
当所述光学强度数据处于所述第二闭眼阈值范围内且持续时间不足所述第二时间，则确定所述用户为眨眼状态。
2.如权利要求1所述的一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，其特征在于，所述第二睁眼阈值范围和第二闭眼阈值范围根据所述第一光线和所述第二光线进行设置。
3.如权利要求1所述的一种可识别睁闭眼状态的近视治疗设备，其特征在于，所述近视治疗设备还包括扬声器，且所述扬声器与所述控制模块连接；当所述控制模块确定所述用户为闭眼状态时，控制所述扬声器发出闭眼提示。
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