CN207529046U - 一种眼镜及其眼镜框、监测心率系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及可穿戴技术领域，提供一种眼镜及其眼镜框、监测心率系统。其中，所述眼镜框包括：镜架，其设置有控制器；松紧带，其与镜架连接，松紧带设置有压电薄膜传感器，压电薄膜传感器与控制器电连接，压电薄膜传感器用于产生可用于分析心率的电信号，并将电信号发送至控制器，控制器用于接收电信号，并根据电信号获取心率信息。通过压电薄膜传感器测量的电信号受外界干扰小。并且，通过松紧带可使所述压电薄膜传感器稳定的贴合于佩戴所述眼镜框的用户的大脑的后脑勺部分，一方面提高用户的舒适度；另一方面可进一步提高所述压电薄膜传感器可获取所述电信号的准确性，以便所述眼镜框获得准确性较高的心率信息。

Description

一种眼镜及其眼镜框、监测心率系统

【技术领域】

本实用新型涉及可穿戴技术领域，特别是涉及一种眼镜及其眼镜框，以及具有该眼镜框或该眼镜的监测心率系统。

【背景技术】

可穿戴设备以具备检测、计算功能、可连接手机及各类终端等特点，受到越来越多的关注。通过可穿戴设备可以全天候携带并且方便对用户的生理特征进行持续的健康或医疗监测，给人们的生活、感觉带来了巨大的转变。例如，通过可穿戴设备对用户的心率进行监测，以便及时了解用户的心率状态，判断用户心率是否过速，建议用户是否需要进行适当的调整和休息等。目前，可在市面上看到各种产品形态的可穿戴设备。例如，以手腕为支撑的watch类(包括手表和腕带等产品)；以脚为支撑的shoes类(包括鞋、袜子或者将来的其他腿上佩戴产品)；以头部为支撑的Glass类(包括眼镜框、眼镜、头盔、头带等)；以及智能服装、书包、拐杖、配饰等各类非主流产品形态。例如，在运动时，对于近视眼用户或其它视力不佳的用户一般会选择运动型眼镜；并且，为了防止出现了运动过度、心率过速等但用户却不能及时知道及调整的情况，用户通常希望佩戴可穿戴设备来实时了解自己的心率体征等信息，因此，用户可以佩戴可实现心率检测功能的运动型眼镜以实时了解用户心率信息。

目前，对于人体心率的测量，通常的监测心率的眼镜(如运动型眼镜)使用的是光电式心率传感器，采用了光电测量方法检测心率。光电式心率传感器一般安装在镜架的两侧，其检测装置贴合用户的大脑的太阳穴的位置。

在实现本实用新型过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：1、光电测量方法主要是利用用户的血管内血液血红蛋白的吸光度的变化来获得用户的心率信息，而由该方法得到的信号微弱且容易受到外界干扰，测量的准确性不高，例如，光电式心率传感器与佩戴部位发生相对运动的时，或红外光束照射到血管壁过程中受汗液、毛发等因素影响，光电式心率传感器接受的反射回路为多条不同的波形，影响光电式心率传感器对心率波形的检测，光电式心率传感器一般需要安静的状态下测量，不适合运动中持续测量心率；2、光电式心率传感器需要将单波长的光照射到人体血管通过返回的光的信号进行检测，而头部被镜架覆盖的地方大部分被头发遮挡，难以测得良好的光的信号；3、对于运动型眼镜来说检测装置贴合在太阳穴位置会让用户在运动过程中感到太阳穴有异物感，用户体验不好，并且在运动过程中贴合太阳穴也存在一定的安全隐患。

【实用新型内容】

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种用户佩戴舒适、与用户贴合性好、受外界干扰小、测量心率数据准确性高的眼镜及其眼镜框，以及具有该眼镜框或眼镜的监测心率系统。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

一种眼镜框，包括：

镜架，其设置有控制器；

松紧带，其与所述镜架连接，所述松紧带设置有压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器与所述控制器电连接，所述压电薄膜传感器用于产生可用于分析心率的电信号，并将所述电信号发送至所述控制器，所述控制器用于接收所述电信号，并根据所述电信号获取心率信息。

在一些实施例中，所述松紧带包括：第一收缩带、第二收缩带以及心率检测带；

所述第一收缩带的一端与所述镜架的一端连接，所述第一收缩带的另一端与所述心率检测带的一端连接；

所述第二收缩带的一端与所述镜架的另一端连接，所述第二收缩带的另一端与所述心率检测带的另一端连接；

所述心率检测带设置有所述压电薄膜传感器。

在一些实施例中，所述镜架包括镜片框、第一连接部以及第二连接部；

所述镜片框设置有通气孔；

所述第一连接部的一端与所述镜片框的一端连接，所述第一连接部的另一端与所述第一收缩带连接；

所述第二连接部的一端与所述镜片框的另一端连接，所述第二连接部的另一端与所述第二收缩带连接。

在一些实施例中，所述镜架还设置有信号处理电路，所述信号处理电路分别与所述压电薄膜传感器及所述控制器电连接，所述信号处理电路用于接收所述电信号，并将所述电信号经过放大及滤波处理后发送至所述控制器。

在一些实施例中，所述镜架还设置有电源模块，所述电源模块分别与所述控制器及所述压电薄膜传感器连接。

在一些实施例中，所述镜架还设置有无线模块，且所述无线模块设置于所述控制器内；所述无线模块用于所述控制器与外部电子设备进行通信。

在一些实施例中，所述无线模块为蓝牙模块，所述镜架还设置有开关按钮，所述开关按钮与所述控制器连接，所述开关按钮用于开启或关闭所述压电薄膜传感器、所述控制器和所述蓝牙模块。

在一些实施例中，所述镜架还设置有指示灯，所述指示灯与所述控制器连接。

在一些实施例中，所述心率检测带由柔性的超纤材料制成。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供以下技术方案：

一种眼镜，包括：镜片及如上所述的眼镜框，所述镜片安装于所述眼镜框。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供以下技术方案：

一种监测心率系统，包括：

电子设备；

如上所述的眼镜框或如上所述的眼镜；

所述眼镜框或所述眼镜与所述电子设备连接。

与现有技术相比较，本实用新型实施例的眼镜框的所述压电薄膜传感器将机械振动信号转化为相应电信号的传感器，测量的电信号受外界干扰小。并且，通过所述松紧带可使所述压电薄膜传感器稳定的贴合于佩戴所述眼镜框的用户的大脑的后脑勺部分，一方面其不用贴合于用户的太阳穴，提高用户的舒适度；另一方面即使用户在运动时，所述松紧带也可稳定的固定，以便进一步提高所述压电薄膜传感器可获取所述电信号的准确性，也即所述控制器可获得准确性较高的心率信息。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例提供的眼镜的立体结构示意图；

图2为图1所示的眼镜框的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的压电薄膜传感器与控制器的连接示意图；

图4为本实用新型实施例提供的眼镜框监测心率的原理框架示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种监测心率系统的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种监测心率系统的示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种眼镜200。所述眼镜200可以为各种类型的眼镜，例如，运动型眼镜等。所述眼镜200包括镜片210及眼镜框100。所述镜片210安装于所述眼镜框100，所述眼镜框100用于监测佩戴所述眼镜200的用户的心率信息。所述眼镜框100可检测用户运动时的心率信息，也可以检测用户未运动时的心率信息。

请参阅图2和图3，为本实用新型实施例提供的眼镜框100。所述眼镜框100包括：镜架10及松紧带20。所述镜架10设置有控制器101。所述松紧带20与所述镜架10连接。所述松紧带20设置有压电薄膜传感器201，所述压电薄膜传感器201与所述控制器101电连接，所述压电薄膜传感器201用于产生可用于分析心率的电信号，并将所述电信号发送至所述控制器101，所述控制器101接收所述压电薄膜传感器201发送的电信号后，可根据所述电信号获取心率信息。具体的，所述压电薄膜传感器201为一种可将机械振动信号转化为相应电信号的传感器，通过所述压电薄膜传感器201可将人体心脏跳动和身体运动而产生的相对传感器的压力，转化为相应的电信号，并将所述电信号发送至所述控制器101。所述控制器101对该电信号进行处理后，便可得到可反映人体心率信号的波形数据，再根据所述波形数据便可计算出人体的实时心率数据。其中，所述心率信息可以包含心率值，也即用户心脏收缩舒张活动次数的统计，通过得到的心率值可以判断用户是否心率过速等。通过所述松紧带20可使所述压电薄膜传感器201稳定的贴合于佩戴所述眼镜框100的用户的大脑的后脑勺部分，一方面其不用贴合于用户的太阳穴，提高用户的舒适度；另一方面即使用户在运动时，所述松紧带20也可稳定的固定，以便所述压电薄膜传感器201可获得准确性较高的电信号，也即所述控制器101根据所述电信号可获得准确性较高的心率信息。并且，所述压电薄膜传感器201将机械振动信号转化为相应电信号的传感器，受外界干扰小。

请参阅图4，所述镜架10设置有控制器101及信号处理电路102。所述信号处理电路102分别与所述压电薄膜传感器201及所述控制器101电连接，所述信号处理电路102用于接收所述电信号，并将所述电信号经过放大及滤波处理后发送至所述控制器101。所述控制器101根据所述电信号获取心率信息。并且，所述控制器101还可以通过将所述心率信息与预设心率阈值进行比较，判断被佩戴所述眼镜框100的用户的心率状态。例如，在用户运动或未运动时，大脑后端的血管的脉动所发生的力的变化可以被所述压电薄膜传感器201检测到，并将相对力的变化产生的电荷信号传送到信号处理电路102，也即所述电信号传送到信号处理电路102。所述信号处理电路102将所述电信号进行放大及滤波处理后得到可反映人体心率信号的波形数据发送至所述控制器101。所述控制器101进行进一步的数字信号滤波降噪处理，以获得所述心率信息，并通过将所述心率信息与预设心率阈值进行比较，判断用户的心率状态。比如，所述心率信息中包括但不限于用户的心率值，若所述心率值大于预设的心率阈值，可以判断用户心率过速。所述眼镜框100还可以包括无线模块107，通过无线模块107与外部电子设备进行通信，以将比较的结果信息或心率状态发送至所述外部电子设备，以便通过所述外部电子设备显示所述比较的结果信息或心率状态，以及提醒用户进行适当的调整和休息。

所述控制器101可以是控制单元(Control Unit，CU)微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或单片机等。

所述信号处理电路102包括放大电路及滤波电路，所述放大电路用于放大所述压电薄膜传感器201发送的电信号，所述放大电路可以是放大器；所述滤波电路用于对放大后的电信号进行滤波，所述放大电路可以是滤波器。可以理解的是，所述信号处理电路102为现有技术。

所述镜架10包括镜片框103、第一连接部104以及第二连接部105。所述镜片框103设置有通气孔1031，也即所述眼镜200设置有通气孔1031。所述通气孔1031可以便于在运动时所述眼镜200内部空间与外部进行空气对流，防止所述镜片210内表面因为汗液蒸发而凝结的水汽影响视线。所述第一连接部104的一端与所述镜片框103的一端连接，并且所述第一连接部104的另一端与所述松紧带20连接。所述第二连接部105的一端与所述镜片框103的另一端连接，并且所述第二连接部105的另一端与所述松紧带20连接。

所述镜架10还设置有电源模块106，具体的，所述电源模块106可以设置于所述镜架10的所述第一连接部104。所述电源模块106用于为所述眼镜框100供电，所述电源模块106分别与所述控制器101及所述压电薄膜传感器201连接。在本实用新型实施例中，所述电源模块106还与所述信号处理电路102连接。

所述镜架10还设置有无线模块107，具体的，所述无线模块107可以设置于所述第一连接部104，且所述无线模块107设置于所述控制器101内。所述无线模块107用于所述控制器101与外部电子设备进行通信。例如，通过所述无线模块107将所述心率信息发送至所述外部电子设备。其中，所述无线模块107可以为蓝牙模块，在一些其它实施例中，所述无线模块107还可以是其它任何合适的无线通信模块，例如，通用分组无线服务(GeneralPacketRadio Service，GPRS)通讯模块和/或Wi-Fi通讯模块、红外模块、或全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，GSM)通讯模块等。

所述镜架10还设置有开关按钮108，具体的，所述开关按钮108可以设置于所述第二连接部105。所述开关按钮108与所述控制器101连接。所述开关按钮108用于开启或关闭所述压电薄膜传感器201、所述控制器101和所述蓝牙模块。例如，当处于开启状态时，所述压电薄膜传感器201、控制器101和蓝牙模块均处于工作状态。此时，所述压电薄膜传感器201可产生电信号，并将电信号发送至控制器101，控制器101根据所述电信号获取心率信息，以实现心率监测，并且通过蓝牙模块可实现所述控制器101与外部电子设备的蓝牙连接或蓝牙绑定，以便所述控制101可将所述心率信息发送至外部电子设备。其中，所述开关按钮108可以为触摸开关等。

所述镜架10还设置有指示灯109，具体的，所述指示灯109可以设置于所述第二连接部105。所述指示灯109与所述控制器101连接。所述指示灯109可具有三种颜色显示状态，所述三种颜色包括：第一颜色、第二颜色及第三颜色。例如，所述第一颜色为绿色；所述第二颜色为蓝色；所述第三颜色为红色。当所述眼镜框100处于正常工作状态时，所述控制器101控制所述指示灯109的显示所述第一颜色；当所述控制器101与外部电子设备的蓝牙连接或蓝牙绑定时，所述控制器101控制所述指示灯109的显示所述第二颜色；当所述眼镜框100处于故障状态或者所述眼镜框100的电量小于预设的电量值时，所述控制器101控制所述指示灯109的显示所述第三颜色。其中，在所述正常工作状态时所述眼镜框100可正常进行心率监测；在所述故障状态时所述眼镜框100可不能正常进行心率监测。例如，可以监测在预设时间内所述控制器101是否能接收到所述压电薄膜传感器201发送的电信号，以判断所述眼镜框100处于正常工作状态或故障状态，若在预设时间内所述控制器101接收到所述压电薄膜传感器201发送的电信号，则可判断所述眼镜框100处于正常工作状态；若在预设时间内所述控制器101未接收到所述压电薄膜传感器201发送的电信号，则可判断所述眼镜框100处于故障状态。通过所述指示灯109显示的颜色，以便对所述眼镜框100的工作状态、电量情况等进行提示。

需要说明的是，在一些其它实施例中，所述电源模块106及无线模块107还可以设置于所述第二连接部105；所述开关按钮108及所述指示灯109还可以设置于所述第一连接部104。

所述松紧带20包括：第一收缩带202、第二收缩带203以及心率检测带204。所述第一收缩带202的一端与所述镜架10一端连接，并且所述第一收缩带202的另一端与所述心率检测带204的一端连接；所述第二收缩带203的一端与所述镜架10的另一端连接，并且所述第二收缩带203的另一端与所述心率检测带204的另一端连接。具体的，所述第一收缩带202的一端与所述第一连接部104连接，所述第一收缩带202的另一端与所述心率检测带204的一端连接；所述第二收缩带203的一端与所述第二连接部105连接，所述第二收缩带203的另一端与所述心率检测带204的另一端连接。所述心率检测带204设置有所述压电薄膜传感器201。其中，所述心率检测带204由柔性的超纤材料制成，所述心率检测带204使用柔性的超纤材料制成一方面可以不影响压电薄膜传感器201的应变性能，另一方面超纤材料具有良好的透气性便于散热。通过所述松紧带20可针对不同的头型进行长短的调节，从而适用于不同大小的头型，并且通过所述松紧带20可以使所述压电薄膜传感器201稳定的贴合在用户的大脑后脑勺部分。

本实用新型实施例提供的眼镜框100，适用于各种眼镜，尤其适用于眼镜200。其中，所述眼镜框100的所述压电薄膜传感器201将机械振动信号转化为相应电信号的传感器，测量的电信号受外界干扰小。并且，通过所述松紧带20可使所述压电薄膜传感器201稳定的贴合于佩戴所述眼镜框100的用户的大脑的后脑勺部分，一方面其不用贴合于用户的太阳穴，提高用户的舒适度；另一方面即使用户在运动时，所述松紧带20也可稳定的固定，以便进一步提高所述压电薄膜传感器201可获取所述电信号的准确性，也即所述控制器101可根据所述电信号获得准确性较高的心率信息。

请参阅图5，为本实用新型实施例提供的一种监测心率系统300。所述监测心率系统300包括：电子设备310及如上所述的眼镜框100，所述眼镜框100与所述电子设备310连接。所述眼镜框100可设置有无线模块107，通过所述无线模块107与所述电子设备310进行通信。例如，通过所述无线模块107将心率信号发送至所述电子设备310。

请参阅图6，为本实用新型实施例提供的另一种监测心率系统300。所述监测心率系统300包括：电子设备310及如上所述的眼镜200，所述眼镜200与所述电子设备310连接。所述眼镜200可设置有无线模块107，通过所述无线模块107与所述电子设备310进行通信。例如，通过所述无线模块107将心率信号发送至所述电子设备310。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种眼镜框(100)，其特征在于，包括：

镜架(10)，其设置有控制器(101)；

松紧带(20)，其与所述镜架(10)连接，所述松紧带(20)设置有压电薄膜传感器(201)，所述压电薄膜传感器(201)与所述控制器(101)电连接，所述压电薄膜传感器(201)用于产生可用于分析心率的电信号，并将所述电信号发送至所述控制器(101)，所述控制器(101)用于接收所述电信号，并根据所述电信号获取心率信息。

2.根据权利要求1所述的眼镜框(100)，其特征在于，所述松紧带(20)包括：第一收缩带(202)、第二收缩带(203)以及心率检测带(204)；

所述第一收缩带(202)的一端与所述镜架(10)的一端连接，所述第一收缩带(202)的另一端与所述心率检测带(204)的一端连接；

所述第二收缩带(203)的一端与所述镜架(10)的另一端连接，所述第二收缩带(203)的另一端与所述心率检测带(204)的另一端连接；

所述心率检测带(204)设置有所述压电薄膜传感器(201)。

3.根据权利要求2所述的眼镜框(100)，其特征在于，所述镜架(10)包括镜片框(103)、第一连接部(104)以及第二连接部(105)；

所述镜片框(103)设置有通气孔(1031)；

所述第一连接部(104)的一端与所述镜片框(103)的一端连接，所述第一连接部(104)的另一端与所述第一收缩带(202)连接；

所述第二连接部(105)的一端与所述镜片框(103)的另一端连接，所述第二连接部(105)的另一端与所述第二收缩带(203)连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的眼镜框(100)，其特征在于，所述镜架(10)还设置有信号处理电路(102)，所述信号处理电路(102)分别与所述压电薄膜传感器(201)及所述控制器(101)电连接，所述信号处理电路(102)用于接收所述电信号，并将所述电信号经过放大及滤波处理后发送至所述控制器(101)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的眼镜框(100)，其特征在于，所述镜架(10)还设置有电源模块(106)，所述电源模块(106)分别与所述控制器(101)及所述压电薄膜传感器(201)连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的眼镜框(100)，其特征在于，所述镜架(10)还设置有无线模块(107)，且所述无线模块(107)设置于所述控制器(101)内；所述无线模块(107)用于所述控制器(101)与外部电子设备进行通信。

7.根据权利要求6所述的眼镜框(100)，其特征在于，所述无线模块(107)为蓝牙模块，所述镜架(10)还设置有开关按钮(108)，所述开关按钮(108)与所述控制器(101)连接，所述开关按钮(108)用于开启或关闭所述压电薄膜传感器(201)、所述控制器(101)和所述蓝牙模块。

8.根据权利要求1-3任一项所述的眼镜框(100)，其特征在于，所述镜架(10)还设置有指示灯(109)，所述指示灯(109)与所述控制器(101)连接。

9.根据权利要求2-3任一项所述的眼镜框(100)，其特征在于，所述心率检测带(204)由柔性的超纤材料制成。

10.一种眼镜(200)，其特征在于，包括：镜片(210)及如权利要求1至9中任一项所述的眼镜框(100)，所述镜片(210)安装于所述眼镜框(100)。

11.一种监测心率系统(300)，其特征在于，包括：

电子设备(310)；

如权利要求1至9中任一项所述的眼镜框(100)或如权利要求10所述的眼镜(200)；

所述眼镜框(100)或所述眼镜(200)与所述电子设备(310)连接。