CN217639834U - 一种正姿良习防近视智能眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正姿良习防近视智能眼镜，通过在眼镜框上设置感应控制装置，感应控制装置包括位于第一镜片和第二镜片之间的第一电路板，第一电路板包括MCU芯片、距离传感器和陀螺仪，距离传感器和陀螺仪可以对学生学习娱乐时的姿态进行检测，并将关于姿态的距离信息、角度信息发送至MCU芯片，来判断学习时的姿态是否得当，MCU芯片向镜片控制模块发送控制指令使镜片控制模块控制第一镜片和第二镜片的显示状态，从而阻止了不良用眼学习娱乐的习惯，也有效预防了颈椎、腰椎的变形，使得学生保持一个良好的视觉距离和端正的坐姿。

Description

一种正姿良习防近视智能眼镜

技术领域

本实用新型属于眼镜技术领域，尤其涉及一种正姿良习防近视智能眼镜。

背景技术

现在的生活压力和学习压力使得很多人更加努力，眼镜近视的人也越来越多，配戴眼镜可以帮助人矫正视力，获得清晰的视野，但是很多人尤其是学生配戴眼镜后在学习、娱乐等依然习惯距离过近的不正确姿势，导致视力进一步下降。现有技术中通常在眼镜上设计测距语音播报，但学生自觉性不高，使得语音播报效果不佳，也未考虑各种姿势如抬头、低头和歪头等对眼睛不良、颈椎发育等的坐姿习惯加以检测，并强行阻止来改变不良用眼习惯的功能。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种正姿良习防近视智能眼镜，不仅可以对学生保持一个良好的视觉距离，而且端正各种不良坐姿的作用，预防颈椎、腰椎变形，培养学生一个良好的用眼学习娱乐的习惯，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种正姿良习防近视智能眼镜，包括眼镜框、设置在所述眼镜框两侧的眼镜腿、设置在所述眼镜框上的第一镜片和第二镜片、以及设置在所述眼镜框上的感应控制装置；

所述感应控制装置包括位于所述第一镜片和所述第二镜片之间的第一电路板，所述第一电路板包括MCU芯片、距离传感器、陀螺仪和镜片控制模块，所述距离传感器、所述陀螺仪、所述镜片控制模块与所述MCU芯片连接，所述MCU芯片接收所述距离传感器检测的距离信息、所述陀螺仪检测的角度信息向所述镜片控制模块发送控制指令，所述镜片控制模块根据所述控制指令控制所述第一镜片、所述第二镜片的显示状态，其中，所述显示状态为显示正常和显示黑屏。

作为上述技术方案的进一步改进，所述感应控制装置还包括位于所述第一镜片和所述眼镜腿之间并与所述第一电路板通过导线连接的第二电路板，所述第二电路板包括充电接口、充电保护芯片和开关键，所述充电保护芯片与所述充电接口连接，所述充电保护芯片、所述开关键与所述MCU芯片连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述感应控制装置还包括与所述第二电路板对应设置并位于所述第二镜片和所述眼镜腿之间的电池，所述电池与所述第一电路板、所述第二电路板连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述眼镜框上还设置有多个镜片槽，所述镜片槽与所述第一镜片、所述第二镜片卡接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述眼镜框上还设置有鼻托，所述鼻托为软胶材质。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一电路板还包括与所述MCU芯片连接的指示灯。

作为上述技术方案的进一步改进，当所述距离传感器检测的距离信息小于30cm时，所述镜片控制模块根据所述控制指令控制所述第一镜片、所述第二镜片的显示状态为显示黑屏。

作为上述技术方案的进一步改进，当所述陀螺仪检测的角度信息超过30度时，所述镜片控制模块根据所述控制指令控制所述第一镜片、所述第二镜片的显示状态为显示黑屏。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

通过在眼镜框上设置感应控制装置，感应控制装置包括位于第一镜片和第二镜片之间的第一电路板，第一电路板包括MCU芯片、距离传感器和陀螺仪，距离传感器和陀螺仪可以对学生学习娱乐时的姿态进行检测，并将关于姿态的距离信息、角度信息发送至MCU芯片，来判断学习时的姿态是否得当，MCU芯片向镜片控制模块发送控制指令使镜片控制模块控制第一镜片和第二镜片的显示状态，从而阻止了不良用眼学习娱乐的习惯，也有效预防了颈椎、腰椎的变形，使得学生保持一个良好的视觉距离和端正的坐姿。

附图说明

图1为本实用新型提出的正姿良习防近视智能眼镜的结构示意图；

图2为本实用新型提出的眼镜框的结构示意图；

图3为本实用新型提出的感应控制装置的结构框图；

图4为本实用新型提出的眼镜腿的结构示意图；

图5为本实用新型提出的第一镜片和第二镜片的显示状态效果图。

主要元件符号说明如下：

1-眼镜框；2-眼镜腿；3-第一镜片；4-第二镜片；5-感应控制装置；6-第一电路板；7-MCU芯片；8-距离传感器；9-陀螺仪；10-镜片控制模块；11-第二电路板；12-充电接口；13-充电保护芯片；14-开关键；15-导线；16-电池；17-镜片槽；18-鼻托；19-指示灯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

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"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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。

参阅图1、图2、图3和图4，本实用新型提供了一种正姿良习防近视智能眼镜，包括眼镜框1、设置在所述眼镜框1两侧的眼镜腿2、设置在所述眼镜框1上的第一镜片3和第二镜片4、以及设置在所述眼镜框1上的感应控制装置5；

所述感应控制装置5包括位于所述第一镜片3和所述第二镜片4之间的第一电路板6，所述第一电路板6包括MCU芯片7、距离传感器8、陀螺仪9和镜片控制模块10，所述距离传感器8、所述陀螺仪9、所述镜片控制模块10与所述MCU芯片7连接，所述MCU芯片7接收所述距离传感器8检测的距离信息、所述陀螺仪9检测的角度信息向所述镜片控制模块10发送控制指令，所述镜片控制模块10根据所述控制指令控制所述第一镜片3、所述第二镜片4的显示状态，其中，所述显示状态为显示正常和显示黑屏。

本实施例中，所述感应控制装置5还包括位于所述第一镜片3和所述眼镜腿1之间并与所述第一电路板6通过导线15连接的第二电路板11，所述第二电路板11包括充电接口12、充电保护芯片13和开关键14，所述充电保护芯片13与所述充电接口11连接，所述充电保护芯片13、所述开关键14与所述MCU芯片7连接。所述感应控制装置5还包括与所述第二电路板11对应设置并位于所述第二镜片4和所述眼镜腿2之间的电池16，所述电池16与所述第一电路板6、所述第二电路板11连接。所述眼镜框1上还设置有多个镜片槽17，所述镜片槽17与所述第一镜片3、所述第二镜片4卡接。所述眼镜框1上还设置有鼻托18，所述鼻托18为软胶材质，所述第一电路板6还包括与所述MCU芯片7连接的指示灯19。充电保护芯片13可以是具有过压、过流或过温保护的芯片如电压抑制器等，距离信息可以是学生学习时眼镜与书本或桌面等的距离，或娱乐时眼镜与IPAD、手机等的距离，角度信息可以是学生低头，歪头、抬头与水平面的夹角。指示灯19可以显示绿灯表示开关键开启，电量充足，指示灯19显示红色表示电量不足，充电时指示灯19显示白色。

需要说明的是，距离传感器8可以是红外测距传感器，陀螺仪9为六轴陀螺仪，六轴陀螺仪采用卡尔曼滤波算法模拟姿态，通过得到人眼视线在X、Y和Z轴的倾角，分别为俯仰角、滚轮叫和偏航角，其具体过程可以为：六轴陀螺仪获取六个数据，包括三轴加速度值和三角角速度值，经过姿态融合算法就可以得到俯仰角、滚轮角和偏航角。由于姿态融合得到姿态角可以通过没有累积误差的三轴加速度数据来实现，且通过正切函数得到姿态角，但由于待测物在运动时会产生各种无用加速度，因此原始的数据中包含太多的噪声，不能直接使用，因此需要采用卡尔曼滤波算法解决误差影响。卡尔曼滤波算法是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法，它详细考虑了噪声和初始角度估计误差，智能的计算每一步的增益，消除三轴运动时的额外加速度的影响和角速度积分累积的误差，得到准确的姿态角。

另外，第一镜片3和第二镜片4可以是电致变色玻璃，通过改变电能控制玻璃的透光率，在通电时玻璃会呈现透明状态即显示正常，在断电时玻璃呈现雾化状态即显示黑屏，电致变色玻璃采用高强度玻璃+PVB胶片+透明的导电层+PET膜+液晶分子+PET膜+PVB胶片+后玻璃复合而成，其也称为调光玻璃、雾化玻璃或智能玻璃等，其工作过程具体为：当调光玻璃在通电时，夹层里面液晶分子则会自动的排序，玻璃会呈现出透明的一个状态；而当断电时，液晶分子则排列紊乱，使玻璃呈现雾化磨砂状态，镜片控制模块用于控制第一镜片、第二镜片的电压输入，在检测学生佩戴此眼镜学习娱乐时的坐姿出现异常时，可以快速响应控制镜片雾化，强行终止并要求改变不良坐姿习惯的功能。

参阅图5，可选地，当所述距离传感器8检测的距离信息小于30cm时，所述镜片控制模块10根据所述控制指令控制所述第一镜片3、所述第二镜片4的显示状态为显示黑屏。当所述陀螺仪9检测的角度信息超过30度时，所述镜片控制模块10根据所述控制指令控制所述第一镜片3、所述第二镜片4的显示状态为显示黑屏。

本实施例中，陀螺仪9采用的是MPU6050陀螺仪模块的六轴陀螺仪，距离传感器8采用的是GP3Y0E03型微信测距传感器模块的红外测距触感器，MCU芯片7采用的是STM32F103芯片。实际使用时，佩戴者按下开关键14开启，指示灯19显示绿色，距离传感器8检测佩戴者学习离桌面的距离小于30cm时，MCU芯片7向镜片控制模块不向第一镜片3、第二镜片4供电的控制指令，第一镜片3和第二镜片4出现雾化即显示黑屏，当佩戴者调整距离时，MCU芯片7向镜片控制模块10给第一镜片3、第二镜片4供电输入的控制指令，恢复显示即显示正常。同样地，陀螺仪9也检测佩戴者抬头、低头或歪头的角度超过30度时，第一镜片3和第二镜片4出现雾化，调整合适角度后，第一镜片3和第二镜片4恢复正常，这样可以精准检测佩戴者的坐姿情况，眼镜对此快速响应，结构简单，操作便捷智能化，一定程度上不但使佩戴者保持一个良好的视觉距离，而且端正了坐姿，同时预防劲椎、腰椎的变形，培养学生一个良好的用眼学习娱乐的习惯。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种正姿良习防近视智能眼镜，其特征在于，包括眼镜框、设置在所述眼镜框两侧的眼镜腿、设置在所述眼镜框上的第一镜片和第二镜片、以及设置在所述眼镜框上的感应控制装置；

所述感应控制装置包括位于所述第一镜片和所述第二镜片之间的第一电路板，所述第一电路板包括MCU芯片、距离传感器、陀螺仪和镜片控制模块，所述距离传感器、所述陀螺仪、所述镜片控制模块与所述MCU芯片连接，所述MCU芯片接收所述距离传感器检测的距离信息、所述陀螺仪检测的角度信息向所述镜片控制模块发送控制指令，所述镜片控制模块根据所述控制指令控制所述第一镜片、所述第二镜片的显示状态，其中，所述显示状态为显示正常和显示黑屏。

2.根据权利要求1所述的正姿良习防近视智能眼镜，其特征在于，所述感应控制装置还包括位于所述第一镜片和所述眼镜腿之间并与所述第一电路板通过导线连接的第二电路板，所述第二电路板包括充电接口、充电保护芯片和开关键，所述充电保护芯片与所述充电接口连接，所述充电保护芯片、所述开关键与所述MCU芯片连接。

3.根据权利要求2所述的正姿良习防近视智能眼镜，其特征在于，所述感应控制装置还包括与所述第二电路板对应设置并位于所述第二镜片和所述眼镜腿之间的电池，所述电池与所述第一电路板、所述第二电路板连接。

4.根据权利要求1所述的正姿良习防近视智能眼镜，其特征在于，所述眼镜框上还设置有多个镜片槽，所述镜片槽与所述第一镜片、所述第二镜片卡接。

5.根据权利要求1所述的正姿良习防近视智能眼镜，其特征在于，所述眼镜框上还设置有鼻托，所述鼻托为软胶材质。

6.根据权利要求1所述的正姿良习防近视智能眼镜，其特征在于，所述第一电路板还包括与所述MCU芯片连接的指示灯。

7.根据权利要求1所述的正姿良习防近视智能眼镜，其特征在于，当所述距离传感器检测的距离信息小于30cm时，所述镜片控制模块根据所述控制指令控制所述第一镜片、所述第二镜片的显示状态为显示黑屏。

8.根据权利要求1所述的正姿良习防近视智能眼镜，其特征在于，当所述陀螺仪检测的角度信息超过30度时，所述镜片控制模块根据所述控制指令控制所述第一镜片、所述第二镜片的显示状态为显示黑屏。

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