CN215986787U - 一种防近视眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供本实用新型的目的是通过以下技术措施来达到的：一防近视眼镜，包括眼镜架，还包括处理器模块、与处理器模块通信连接的TOF模块、与TOF模块通信连接的VCSEL模块以及与处理器模块通信连接的警示模块；TOF模块和VCSEL模块安装于眼镜架的鼻梁处。采用VCSEL模块，激光不易受环境影响，垂直于腔面射出的激光经读物反射，射束不会偏移，测试精度高；功率低，产生的热量少，对防近视眼镜的散热要求低。

Description

一种防近视眼镜

技术领域

本实用新型涉智能穿戴设备，具体地说，涉及一种防近视眼镜。

背景技术

近年来，近视问题一直是困扰青少年的一个大问题，世界卫生组织2019年年底的研究报告显示，中国近视患者人数多达6亿，是世界第一近视大国。2019年全国儿童青少年总体近视率为50.2%。最新数据显示，2018年全国儿童青少年总体近视率为53.6%，高中生为81%，大学生超过90%，且近视不可逆。

引起近视有几个最重要的原因，第一个原因是人们在观看书籍、手机、电脑的时候眼睛距离物体太近，观看的姿势不正确，而第二原因则是观看时周围的环境光线太亮或太暗，这两个是引起近视的重要原因。而且眼睛近视非常难以痊愈，不但难以痊愈，如果在近视之后不加以纠正用眼习惯，近视度数会不断地加深，大大影响了正常的生活。现有的防近视眼镜通过红外LED传感器测试读物与眼镜的距离，但是由于红外LED传感器的光线能量不集中，受环境影响导致强度衰减或射束偏移，影响读物与眼镜之间距离的感应，精度较差，另外红外LED所需功率较高，长期使用会导致眼镜发热，引起不适。因此，亟需一种测量精度高、低功率的防近视眼镜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种测量精度高、低功率的防近视眼镜。

本实用新型的目的是通过以下技术措施来达到的：一防近视眼镜，包括眼镜架，还包括处理器模块、与处理器模块通信连接的TOF模块、与TOF模块通信连接的VCSEL模块以及与处理器模块通信连接的警示模块；TOF模块和VCSEL模块安装于眼镜架的鼻梁处。

优选的，警示模块为振动器。

优选的，振动器安装于眼镜架的镜腿处。

优选的，还包括安装于眼镜架鼻梁处的光传感模块，光传感模块与处理器模块通信连接。

优选的，还包括安装于眼镜架上的三轴加速度传感器，三轴加速度传感器与处理器模块通信连接。

优选的，还包括安装于眼镜架的电池模块，电池模块用于向处理器模块、TOF模块、VCSEL模块和警示模块供电。

优选的，眼镜架上设有充电接头，充电接头与电池模块电连接。

与现有技术的防近视眼镜相比，本实用新型的防近视眼镜具有的优点如下：

采用VCSEL模块，激光不易受环境影响，垂直于腔面射出的激光经读物反射，射束不会偏移，测试精度高；功率低，产生的热量少，对防近视眼镜的散热要求低。

附图说明

图1是具体实施方式的防近视眼镜结构示意图。

图2是具体实施方式的防近视眼镜工作原理图。

图3是具体实施方式的光传感模块工作原理图。

图4是具体实施方式的三轴加速度传感器工作原理图。

其中：10、眼镜架； 20、处理器模块；30、TOF模块；40、VCSEL模块；50、光传感模块；60、三轴加速度传感器；70、警示模块。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的具体实施方式，具体实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、 “厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两块或两块以上。

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，可以是两块元件内部的连通。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。

如图1所示，一防近视眼镜，包括眼镜架10，还包括处理器模块20、与处理器模块20通信连接的TOF模块30、与TOF模块30通信连接的VCSEL模块40以及与处理器模块20通信连接的警示模块70；TOF模块30和VCSEL模块40安装于眼镜架10的鼻梁处。 还包括安装于眼镜架10鼻梁处的光传感模块50，光传感模块50与处理器模块20通信连接。还包括安装于眼镜架10上的三轴加速度传感器60，三轴加速度传感器60与处理器模块20通信连接。

处理器模块20、TOF模块30、VCSEL模块40、光传感模块50和三轴加速度传感器60的结构为现有技术，最简单的处理器模块20为单片机，处理器模块20与其他模块的连接方式以及控制方式为提前设置完毕，由于不涉及各模块内部的结构，在此不再赘述。

工作原理：如图2所示，当防近视眼镜被戴上工作时，处理器模块20发出TOF模块30的使能信号，TOF模块30进入工作状态，利用脉冲信号触发VCSEL模块40的垂直腔面发射器发出激光，一部分激光经反射镜进入TOF模块30的图像传感器，该时刻记为T₁，剩余部分激光经读物发射经过透镜和光栅进入TOF模块30的图像传感器，该时刻记为T₂，T₁和T₂及两个不同的波形传送到TOF模块30的数据采集器，数据采集器将测距的信息传入到处理器模块20得到防近视近视眼镜与读物的距离。处理器模块20根据单向飞行时间T_f=1/2（T₂-T₁），利用距离d=C_光速×T_f，得到智能眼镜与被观测物体的距离。将测得的距离与处理器模块20内预设的标准距离范围进行比对，如果不在预设的标准距离范围内，则警示模块70发出提醒信号提醒使用者。

例如，人体在阅读时候最合适的距离为30~35厘米，一旦距离低于30厘米，眼睛的晶状体的调节度就会大大增加，促使眼睛的屈光状态向近视发展，久而久之就容易形成近视眼了，因此在处理器模块20之中提前预设测距模块在30~35厘米区间视为正常情况，一旦距离不在预设范围内，处理器模块20就会向警示模块70发送使能信号，警示模块70发出提醒信号。

如图3所示，当防近视眼镜被带上后，处理器模块20发出使能信号，光传感模块50中的光敏二极管感应防近视眼镜周围环境光的强度以及变化，对应产生电信号输出，通过光传感模块50中的A/D转换器，将电信号转换为光照强度的二进制数字信号，最后将二进制数字信号传输到处理器模块20，处理器将接收后的二进制数字信号进行处理，并与预设光的标准强度范围进行比对，一旦不在光的标准强度范围内，即触发警示模块70发出提醒信号。

例如，通过光传感模块50，可以对使用者周围环境光的强度进行测量，一般人的眼睛在流明值为100~600左右进行阅读和观看是比较合适，对眼睛负担小，因此我们在处理器模块20之中对环境光传感模块50模块预设的正常范围设置为100~600流明值，一旦流明值过高或过低，处理器模块20就会向提醒模块发送使能信号，警示模块70发出提醒信号。

如图4所示，三轴加速度传感器60通过感应眼镜是否处于佩戴状态，判断的标准为三轴加速度传感器60在三维空间内处于运动的状态，若处于佩戴状态，三轴加速度传感器60则想处理器模块20发送使能信号，处理器模块20向TOF模块30和光传感模块50发出使能信号。通过设置三轴加速度传感器60能保证在佩戴状态下，防近视眼镜的测距功能与光强度测试功能一直进行，非佩戴情况下处于测距功能与光强度测试功能处于停止状态，无需设置开关人工控制，避免佩戴中忘记打开开关无法起到防近视的功能。

为提高提醒信号的可靠性，警示模块70为振动器，通过近距离感应振动器的振动，使用者能快速接收到提醒信号。

振动器安装于眼镜架10的镜腿处，相对于振动器设置于眼镜架10的鼻梁处或者镜框处，对眼部的影响较小，防止由于镜框的抖动引起使用者的不适。

为便于各模块的供电，还包括安装于眼镜架10的电池模块，电池模块用于向处理器模块20、TOF模块30、VCSEL模块40、警示模块70、光传感模块50和三轴加速度传感器60供电。

为便于充电，眼镜架10上设有充电接头，充电接头与电池模块电连接，外界电源通过充电接头对电池模块进行充电。

处理器模块20可以设置于眼镜架10上，也可以与眼镜架10分开设置。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种防近视眼镜，包括眼镜架，其特征在于，还包括处理器模块、与所述处理器模块通信连接的TOF模块、与所述TOF模块通信连接的VCSEL模块以及与所述处理器模块通信连接的警示模块；所述TOF模块和所述VCSEL模块安装于所述眼镜架的鼻梁处。

2.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于，所述警示模块为振动器。

3.根据权利要求2所述的防近视眼镜，其特征在于，所述振动器安装于所述眼镜架的镜腿处。

4.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于，还包括安装于所述眼镜架鼻梁处的光传感模块，所述光传感模块与所述处理器模块通信连接。

5.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于，还包括安装于所述眼镜架上的三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器与所述处理器模块通信连接。

6.根据权利要求1所述的防近视眼镜，其特征在于，还包括安装于所述眼镜架的电池模块，所述电池模块用于向所述处理器模块、TOF模块、VCSEL模块和警示模块供电。

7.根据权利要求6所述的防近视眼镜，其特征在于，所述眼镜架上设有充电接头，所述充电接头与所述电池模块电连接。

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