CN211750882U

CN211750882U - 近视防控仪控制电路、近视防控仪

Info

Publication number: CN211750882U
Application number: CN201721142450.XU
Authority: CN
Inventors: 吴红梅; 马瑛
Original assignee: Beijing Mashi Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Mashi Technology Co ltd
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2027-09-06
Also published as: CN207232562U

Abstract

本实用新型公开一种近视防控仪控制电路，涉及医疗器械技术领域，以解决现有产品的功耗高、待机短，以及容易出现线路断路故障的技术问题。本实用新型所述的近视防控仪控制电路，包括：具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路，该具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路分别连接有稳压电路、下载及调试电路、按键检测电路、锂电池充电及充电监测电路、小型直流减速电机驱动电路和干簧管位置检测电路；其中，稳压电路通过锂电池与锂电池充电及充电监测电路连接，且干簧管位置检测电路与小型直流减速电机驱动电路连接。

Description

近视防控仪控制电路、近视防控仪

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种近视防控仪控制电路、近视防控仪。

背景技术

在近视防控领域，由于客户对近视防控仪便携和实时防护特点的需求，便携式动态矫正眼镜近视防控技术有很大的发展空间。目前，通过全自动循环往复的镜片切换，能够达到时而视近时而视远的视觉效果，从而有效减少长时间视近时的紧张度，避免了睫状体的痉挛，有效缓解视觉疲劳(这是近视的主要成因)。

其中，此类产品的基本构成如下：由动架镜片、动架、机械传动组件、微控制器、固定镜片、固定镜架、锂电池和镜盖、镜腿构成；具体地，固定镜片和机械传动组件设置在固定镜架上，锂电池内置于其中一个镜腿中，在固定镜架上设置有动架镜片，外部设有镜盖，动架固定在机械传动组件中的丝杠上、并设置在固定镜架内，固定镜架的两侧分别连接有镜腿；进一步地，微控制器为两个小的电路板分别内置于镜框的两边，使用时，微控制器控制机械传动组件中的小型直流减速电机通过传送带、丝杠带动动架及动架镜片实现镜片切换。

然而，本申请发明人发现现有的便携式动态矫正眼镜近视防控仪中主要存在以下缺点：一、现有产品的电池体积较大，安装在眼镜腿中导致眼镜腿宽大，眼镜重量也增加，使用时舒适感降低，并且其安装位置距离主控板较远，容易出现线路断路故障；二、电池采用可拆卸式安装，需要购买专用充电器，由于充电时没有采用防反接充电口，使用者在充电时容易将电池反接，存在安全隐患；三、待机耗电量和工作耗电量较高，用户需每天充电；四、机械传动组件的精密度不够，丝杠及电机固定需要用胶粘，长时间使用或在受到撞击时极易断开，返修率高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种近视防控仪控制电路、近视防控仪，以解决现有产品中存在的上述诸多问题，并主要解决现有产品的功耗高、待机短，以及容易出现线路断路故障的技术问题。另外，本案的在先申请号为201621272455X。

本实用新型提供一种近视防控仪控制电路，包括：具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路，所述具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路分别连接有稳压电路、下载及调试电路、按键检测电路、锂电池充电及充电监测电路、小型直流减速电机驱动电路和干簧管位置检测电路；所述稳压电路通过锂电池与所述锂电池充电及充电监测电路连接，且所述干簧管位置检测电路与所述小型直流减速电机驱动电路连接。

具体地，所述具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路中：微控制器U2的1脚DVCC为电源输入端，并与所述稳压电路U1的电源输出端3脚连接，所述微控制器U2的14脚DVSS为接地端，连接到整个系统的GND；所述微控制器U2的1脚和14脚之间并联接有C1和C4两个电源滤波电容；由电阻R11和电容C5组成复位电路，所述微控制器U2的10脚RST为复位端，所述电阻R11的一端连接所述微控制器U2的10脚、另一端连接VCC，所述电容C5的一端连接所述微控制器U2的10脚、另一端接到GND。

具体地，所述稳压电路中：稳压芯片U1的2脚VI为电源输入端，并与所述锂电池的正极连接，所述稳压芯片U1的1脚为接地端，连接到GND；所述稳压芯片U1的2脚和1脚之间并联接有一个滤波电容C2。

具体地，所述下载及调试电路中：下载及调试电路P3的1脚和4脚分别连接到GND和VCC；所述下载及调试电路P3的2脚连接到所述微控制器U2的10脚RST，所述下载及调试电路P3的3脚连接到所述微控制器U2的11脚TCK。

具体地，所述按键检测电路中：独立按键SW3的一端连接到GND、另一端连接到所述微控制器U2的3脚P1.1，且所述微控制器U2的3脚和VCC之间连接有一个上拉电阻R1。

具体地，所述锂电池充电及充电监测电路中：Micro USB充电母座P2的1脚与二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极和所述锂电池的正极之间连接有一个充电限流电阻R2；电阻R5和电阻R6串联组成分压电路，所述电阻R5的一端连接所述二极管D2的负极、另一端与所述微控制器U2的3脚P1.1连接；所述电阻R6的一端与所述微控制器U2的3脚P1.1连接、另一端接到GND。

具体地，所述小型直流减速电机驱动电路中：直流电机驱动器U3的8脚VM为逻辑电源输入端，并与电源VCC连接，所述直流电机驱动器U3的4脚为接地端，连接到电源GND，所述直流电机驱动器U3的7脚nsLEEP与微控制器U2的5脚P1.3连接，所述直流电机驱动器U3的5脚IN2和6脚IN1分别连接到所述微控制器U2的7脚P1.5和6脚P1.4，直流电机的一端与所述直流电机驱动器U3的2脚OUT1连接、另一端与所述直流电机驱动器U3的3脚OUT2连接。

具体地，所述干簧管位置检测电路为一个单独的电路板并留有接口通过导线连接到主控板上；所述干簧管位置检测电路中：干簧管接口P4的SW1一端通过3脚与所述微控制器U2的8脚P1.6连接、另一端通过2脚接到整个系统的GND，所述干簧管接口P4的SW2一端通过1脚连接到所述微控制器U2的9脚P1.7。

相对于现有技术，本实用新型所述的近视防控仪控制电路具有以下优势：

本实用新型提供的近视防控仪控制电路中，包括：具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路，该具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路分别连接有稳压电路、下载及调试电路、按键检测电路、锂电池充电及充电监测电路、小型直流减速电机驱动电路和干簧管位置检测电路；其中，稳压电路通过锂电池与锂电池充电及充电监测电路连接，且干簧管位置检测电路与小型直流减速电机驱动电路连接。由此分析可知，本实用新型提供的近视防控仪控制电路中，由于采用具有超低功耗、精简指令的混合信号微控制器最小系统电路，因此使得整个硬件电路的功耗极低，与现有的产品相比，功耗成倍减小，能效比大幅提升，待机耗电量和工作耗电量大幅度减小，超长待机时间和工作时间；此外，在硬件电路的布局方面，与现有的产品相比，将电源按键、指示灯、控制板三板合一，从而大大节省了近视防控仪的内部空间，安装方便，引线减少，进而有效避免了线路断路故障的发生。

本实用新型还提供一种近视防控仪，包括：如上述任一项所述的近视防控仪控制电路。

其中，所述近视防控仪还包括：机电传动装置和干簧管限位开关；所述机电传动装置安装在所述锂电池和所述近视防控仪控制电路的中间位置，所述干簧管限位开关内置于所述机电传动装置的下方。

所述近视防控仪与上述近视防控仪控制电路相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的近视防控仪控制电路的原理示意图；

图2为图1中MSP430微控制器最小系统电路和按键检测电路的放大示意图；

图3为图1中3.3V稳压电路的放大示意图；

图4为图1中SBW下载及调试电路、Micro USB充电接口和电池接口的放大示意图；

图5为图1中锂电池充电及充电监测电路的放大示意图；

图6为图1中小型直流减速电机驱动电路和干簧管位置检测电路的放大示意图；

图7为本实用新型实施例提供的近视防控仪一种状态下的内部结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的近视防控仪另一种状态下的内部结构示意图。

图中：1－近视防控仪控制电路；2－机电传动装置；3－干簧管限位开关；4－锂电池；5－固定镜架；6－固定镜片；7－动架；8－动架镜片；9－镜腿；21－丝杠；22－小型直流减速电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的近视防控仪控制电路的原理示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种近视防控仪控制电路，包括：具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路，具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路分别连接有稳压电路、下载及调试电路、按键检测电路、锂电池充电及充电监测电路、小型直流减速电机驱动电路和干簧管位置检测电路；稳压电路通过锂电池与锂电池充电及充电监测电路连接，且干簧管位置检测电路与小型直流减速电机驱动电路连接。

相对于现有技术，本实用新型实施例所述的近视防控仪控制电路具有以下优势：

本实用新型实施例提供的近视防控仪控制电路中，如图1所示，包括：具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路，该具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路分别连接有稳压电路、下载及调试电路、按键检测电路、锂电池充电及充电监测电路、小型直流减速电机驱动电路和干簧管位置检测电路；其中，稳压电路通过锂电池与锂电池充电及充电监测电路连接，且干簧管位置检测电路与小型直流减速电机驱动电路连接。由此分析可知，本实用新型实施例提供的近视防控仪控制电路中，由于采用具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路，因此使得整个硬件电路的功耗极低，与现有的产品相比，功耗成倍减小，能效比大幅提升，待机耗电量和工作耗电量大幅度减小，超长待机时间和工作时间；此外，在硬件电路的布局方面，与现有的产品相比，将电源按键、指示灯、控制板三板合一，从而大大节省了近视防控仪的内部空间，安装方便，引线减少，进而有效避免了线路断路故障的发生。

此处需要补充说明的是，上述具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路可以优选为MSP430微控制器最小系统电路；上述稳压电路可以优选为3.3V稳压电路；上述下载及调试电路可以优选为SBW下载及调试电路。

当然，上述具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路不仅限于MSP430微控制器，还可以为PIC16F688微控制器、PIC16F630微控制器、SN8P2511微控制器、STM8L101F3微控制器、MSP430F14232微控制器等；为了便于说明，下面均以MSP430微控制器为例。

图2为图1中MSP430微控制器最小系统电路和按键检测电路的放大示意图；图3为图1中3.3V稳压电路的放大示意图。

具体地，如图1结合图2和图3所示，上述MSP430微控制器最小系统电路中：微控制器U2的1脚DVCC为电源输入端，并与3.3V稳压电路U1的电源输出端3脚连接，微控制器U2的14脚DVSS为接地端，连接到整个系统的GND；微控制器U2的1脚和14脚之间并联接有C1和C4两个电源滤波电容；由电阻R11和电容C5组成复位电路，微控制器U2的10脚RST为复位端，电阻R11的一端连接微控制器U2的10脚、另一端连接VCC，电容C5的一端连接微控制器U2的10脚、另一端接到GND。

进一步地，上述电源滤波电容C1可以为2.2uF，电源滤波电容C4可以为10³uF，电阻R11可以为20kΩ，电容C5可以为10²uF。

具体地，如图1结合图3所示，上述3.3V稳压电路中：稳压芯片U1的2脚VI为电源输入端，并与锂电池的正极连接，稳压芯片U1的1脚为接地端，连接到GND；稳压芯片U1的2脚和1脚之间并联接有一个滤波电容C2。

进一步地，上述滤波电容C2可以为22uF。

图4为图1中SBW下载及调试电路、Micro USB充电接口和电池接口的放大示意图。

具体地，如图1结合图4所示，上述SBW下载及调试电路中：下载及调试电路P3的1脚和4脚分别连接到GND和VCC；下载及调试电路P3的2脚连接到微控制器U2的10脚RST，下载及调试电路P3的3脚连接到微控制器U2的11脚TCK。

具体地，如图1结合图2所示，上述按键检测电路中：独立按键SW3的一端连接到GND、另一端连接到微控制器U2的3脚P1.1，且微控制器U2的3脚和VCC之间连接有一个上拉电阻R1。

进一步地，上述上拉电阻R1可以为10kΩ。

图5为图1中锂电池充电及充电监测电路的放大示意图。

具体地，如图1结合图4和图5所示，上述锂电池充电及充电监测电路中：Micro USB充电母座P2的1脚与二极管D2(1N5819)的正极连接，二极管D2的负极与二极管D1(1N5819)的正极连接，二极管D1的负极和锂电池的正极(BAT)之间连接有一个充电限流电阻R2；电阻R5和电阻R6串联组成分压电路，电阻R5的一端连接二极管D2的负极、另一端与微控制器U2的3脚P1.1连接；电阻R6的一端与微控制器U2的3脚P1.1连接、另一端接到GND。

进一步地，上述充电限流电阻R2可以为33Ω，电阻R5可以为2.7kΩ，电阻R6可以为4.7kΩ。

图6为图1中小型直流减速电机驱动电路和干簧管位置检测电路的放大示意图。

具体地，如图1结合图6所示，上述小型直流减速电机驱动电路中：直流电机驱动器U3的8脚VM为逻辑电源输入端，并与电源VCC连接，直流电机驱动器U3的4脚为接地端，连接到电源GND，直流电机驱动器U3的7脚nsLEEP与微控制器U2的5脚P1.3连接，直流电机驱动器U3的5脚IN2和6脚IN1分别连接到微控制器U2的7脚P1.5和6脚P1.4，直流电机的一端与直流电机驱动器U3的2脚OUT1连接、另一端与直流电机驱动器U3的3脚OUT2连接。

具体地，如图1结合图6所示，上述干簧管位置检测电路为一个单独的电路板并留有接口通过导线连接到主控板上；该干簧管位置检测电路中：干簧管接口P4的SW1一端通过3脚与微控制器U2的8脚P1.6连接、另一端通过2脚接到整个系统的GND，干簧管接口P4的SW2一端通过1脚连接到微控制器U2的9脚P1.7。

图7为本实用新型实施例提供的近视防控仪一种状态下的内部结构示意图；图8为本实用新型实施例提供的近视防控仪另一种状态下的内部结构示意图。

本实用新型实施例还提供一种近视防控仪，如图7和图8所示，包括：如上述任一项所述的近视防控仪控制电路1。

其中，如图7和图8所示，本实用新型实施例提供的近视防控仪还包括：机电传动装置2、干簧管限位开关3和锂电池4；该机电传动装置2安装在锂电池4和近视防控仪控制电路1的中间位置，该干簧管限位开关3内置于机电传动装置2的下方。

具体地，如图7和图8所示，本实用新型实施例提供的近视防控仪还包括：固定镜架5、固定镜片6、动架7、动架镜片8、镜腿9和镜盖(图中未示出)；实际装配时，锂电池4安装于右眼固定镜片6的上方，近视防控仪控制电路1安装于左眼固定镜片6的上方，动架7固定在机电传动装置2的丝杠21上，外部设有镜盖，固定镜架5与两侧的镜腿9连接。使用时，近视防控仪控制电路1控制机电传动装置2的小型直流减速电机22通过丝杠21带动动架7及动架镜片8实现全自动循环往复的镜片切换，从而通过全自动循环往复的镜片上下切换，达到时而视近时而视远的视觉效果，有效减少长时间视近时的紧张度，避免了睫状体的痉挛，有效缓解视觉疲劳(这是近视的主要成因)。

本实用新型实施例提供的近视防控仪控制电路、近视防控仪能达到以下技术效果：在视力保护和防控的效果方面，通过全自动循环往复的镜片切换，达到时而视近时而视远的视觉效果，有效减少长时间视近时的紧张度，避免了睫状体的痉挛，有效缓解视觉疲劳(这是近视的主要成因)。配戴舒适感明显增强，由于本实用新型产品相比于现有产品体积和重量都明显减小，外观简洁，配戴舒适自然。在续航能力方面，本实用新型产品能够连续工作96小时，相比现有产品，其续航时间为现有专利产品的10倍。

本实用新型实施例提供的近视防控仪控制电路、近视防控仪，主要具有以下几点优势：一、采用体积更小，容量更大的新一代锂离子电池，将电池安装在左固定镜片的上方，使得整个眼镜的体积和重量大幅度减小，使用时舒适感明显增强；二、锂离子电池采用不可拆卸式安装，主控板本身集成了防反接Micro USB充电接口，充电更加方便安全；三、待机耗电量和工作耗电量大幅度减小，具有超长的待机时间和工作时间；四、将干簧管焊接在独立的小电路板上，安装方便，引线变少，可靠性和稳定性较高；五、眼镜防控仪模具制作工艺精度高，使得机械传动装置连接可靠稳固，故障率小；六、将指示灯、按键开关、主控板集成到一个电路板，节省空间，引线减少。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种近视防控仪控制电路，其特征在于，包括：具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路，所述具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路分别连接有稳压电路、下载及调试电路、按键检测电路、锂电池充电及充电监测电路、小型直流减速电机驱动电路和干簧管位置检测电路；

所述稳压电路通过锂电池与所述锂电池充电及充电监测电路连接，且所述干簧管位置检测电路与所述小型直流减速电机驱动电路连接。

2.根据权利要求1所述的近视防控仪控制电路，其特征在于，所述具有超低功耗、精简指令集的混合信号微控制器最小系统电路中：微控制器U2的1脚DVCC为电源输入端，并与所述稳压电路U1的电源输出端3脚连接，所述微控制器U2的14脚DVSS为接地端，连接到整个系统的GND；

所述微控制器U2的1脚和14脚之间并联接有C1和C4两个电源滤波电容；

由电阻R11和电容C5组成复位电路，所述微控制器U2的10脚RST为复位端，所述电阻R11的一端连接所述微控制器U2的10脚、另一端连接VCC，所述电容C5的一端连接所述微控制器U2的10脚、另一端接到GND。

3.根据权利要求2所述的近视防控仪控制电路，其特征在于，所述稳压电路中：稳压芯片U1的2脚VI为电源输入端，并与所述锂电池的正极连接，所述稳压芯片U1的1脚为接地端，连接到GND；

所述稳压芯片U1的2脚和1脚之间并联接有一个滤波电容C2。

4.根据权利要求3所述的近视防控仪控制电路，其特征在于，所述下载及调试电路中：下载及调试电路P3的1脚和4脚分别连接到GND和VCC；

所述下载及调试电路P3的2脚连接到所述微控制器U2的10脚RST，所述下载及调试电路P3的3脚连接到所述微控制器U2的11脚TCK。

5.根据权利要求4所述的近视防控仪控制电路，其特征在于，所述按键检测电路中：独立按键SW3的一端连接到GND、另一端连接到所述微控制器U2的3脚P1.1，且所述微控制器U2的3脚和VCC之间连接有一个上拉电阻R1。

6.根据权利要求5所述的近视防控仪控制电路，其特征在于，所述锂电池充电及充电监测电路中：MicroUSB充电母座P2的1脚与二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极和所述锂电池的正极之间连接有一个充电限流电阻R2；

电阻R5和电阻R6串联组成分压电路，所述电阻R5的一端连接所述二极管D2的负极、另一端与所述微控制器U2的3脚P1.1连接；

所述电阻R6的一端与所述微控制器U2的3脚P1.1连接、另一端接到GND。

7.根据权利要求6所述的近视防控仪控制电路，其特征在于，所述小型直流减速电机驱动电路中：直流电机驱动器U3的8脚VM为逻辑电源输入端，并与电源VCC连接，所述直流电机驱动器U3的4脚为接地端，连接到电源GND，所述直流电机驱动器U3的7脚nsLEEP与微控制器U2的5脚P1.3连接，所述直流电机驱动器U3的5脚IN2和6脚IN1分别连接到所述微控制器U2的7脚P1.5和6脚P1.4，直流电机的一端与所述直流电机驱动器U3的2脚OUT1连接、另一端与所述直流电机驱动器U3的3脚OUT2连接。

8.根据权利要求7所述的近视防控仪控制电路，其特征在于，所述干簧管位置检测电路为一个单独的电路板并留有接口通过导线连接到主控板上；

所述干簧管位置检测电路中：干簧管接口P4的SW1一端通过3脚与所述微控制器U2的8脚P1.6连接、另一端通过2脚接到整个系统的GND，所述干簧管接口P4的SW2一端通过1脚连接到所述微控制器U2的9脚P1.7。

9.一种近视防控仪，其特征在于，包括：如上述权利要求1－8中任一项所述的近视防控仪控制电路。

10.根据权利要求9所述的近视防控仪，其特征在于，还包括：机电传动装置和干簧管限位开关；所述机电传动装置安装在所述锂电池和所述近视防控仪控制电路的中间位置，所述干簧管限位开关内置于所述机电传动装置的下方。