CN220438695U - 一种智能高清防控眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能高清防控眼镜，感应控制装置用于检测眼镜框的距离及倾斜角度数据，且通过距离及倾斜角度数据控制第一镜片和第二镜片的透光率增加或恢复初始透光率，所述透光率初始档位值为85％。当使用者正确姿势用眼时，透光率会增加，提高舒适度，当使用不正确姿势用眼时，透光率会逐渐向初始透光率靠近，此时镜片会逐渐呈半雾状态，降低眼镜的舒适度，从而阻止了不良用眼学习娱乐的习惯，镜片透光率的变化过程会有过渡，有效保证使用过程中的舒适度，镜片不会发生突然变雾和突然变白的情况。

Description

一种智能高清防控眼镜

技术领域

本实用新型属于眼镜技术领域，尤其涉及一种智能高清防控眼镜。

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。

为纠正学生正确学习姿势，现有技术中出现的智能眼镜，其能够检测学生眼睛距离课桌的距离和角度，当检测的距离和角度显示学生为错误姿势时，眼镜的镜片会显示为黑屏状态，从而提醒学生，当学生姿势正确时，镜片会从黑屏转换为透明。

上述镜片虽然能够及时提醒学生，但是镜片的变清晰化程度过快，影响使用的舒适感，且镜片突然从黑屏转化为透明，也很容易造成眼睛的疲劳，从而损伤视力。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种智能高清防控眼镜，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，所述感应控制装置用于检测眼镜框的距离及倾斜角度数据，且通过距离及倾斜角度数据控制第一镜片和第二镜片的透光率增加或恢复初始透光率，所述透光率初始档位值为85％。

优选地，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数据、所述陀螺仪检测的角度数据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和第二镜片的透光率增加或恢复初始透光率。

优选地，所述MCU芯片接收所述距离传感器检测的距离数据的数值越高则镜片控制模块控制所述第一镜片和第二镜片的透光率越高，所述MCU芯片接收所述陀螺仪检测的角度数据的数值越低则镜片控制模块控制所述第一镜片和第二镜片的透光率越高。

优选地，所述第一镜片和第二镜片表面安装有电子控光的液晶调光膜，液晶调光膜与镜片控制模块电性连接。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，所述第一电路板还包括与所述MCU芯片连接的指示灯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过将镜片的初始透光率定为85％，通过距离及倾斜角度数据控制镜片的透光率增加或恢复初始透光率，透光率初始值为85％，当使用者正确姿势用眼时，透光率会增加，提高舒适度，当使用不正确姿势用眼时，透光率会逐渐向初始透光率靠近，此时镜片会逐渐呈半雾状态，降低眼镜的舒适度，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，同时镜片透光率的变化过程会有过渡，有效保证使用过程中的舒适度，镜片不会发生突然变雾和突然变白的情况。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种智能高清防控眼镜的结构示意图；

图2为本实用新型提出的眼镜框的剖视图；

图3为本实用新型提出的感应控制装置的框图；

图4为本实用新型一种智能高清防控眼镜的俯视图。

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；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"、"竖直"、"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智能高清防控眼镜，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用于检测眼镜框1的距离及倾斜角度数据，其中距离为眼镜框1距物体的距离，倾斜角度为眼镜框1的X轴方向的倾斜角度，通过距离及倾斜角度数据控制第一镜片3和第二镜片4的透光率增加或恢复初始透光率，所述透光率初始档位值为85％。

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检测的距离数据、所述陀螺仪9检测的角度数据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和第二镜片4的透光率增加或恢复初始透光率。

具体的，所述MCU芯片7接收所述距离传感器8检测的距离数据的数值越高则镜片控制模块10控制所述第一镜片3和第二镜片4的透光率越高，所述MCU芯片7接收所述陀螺仪9检测的角度数据的数值越低则镜片控制模块10控制所述第一镜片3和第二镜片4的透光率越高。

为实现上述第一镜片3和第二镜片4的透光率改变，所述第一镜片3和第二镜片4表面安装有电子控光的液晶调光膜，液晶调光膜与镜片控制模块10电性连接。

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2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，开关键14可安装在眼镜腿2合适位置，所述充电保护芯片13与所述充电接口12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，距离数据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，角度数据可以是学生低头，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表面的电子控光的液晶调光膜，具体型号为唯酷变光片，通过改变电能控制液晶调光膜的透光率，在没有电场作用的情况下，液晶调光膜会处于初始透光率状态，初始透光率状态的透光率为85％，此时镜片处于近似全透明状态，满足使用者的正常视觉需求；而当通入交流电时，液晶分子实现有序排列，这时液晶膜便从暗态转换为透明态，进而实现调节遮光亮度、隔绝紫外线、隔热等功能，其工作过程具体为：在通电时，液晶调光膜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，根据电压强度，液晶调光膜的透光率会随之变化，具体为电压越高，透光率越低；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，此时第一镜片3和第二镜片4的透光率恢复85％，呈半雾状态，镜片控制模块10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。

可选地，当所述距离传感器8检测的距离数据向小于30cm靠近时，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的显示状态逐渐向半雾状态靠近。当所述陀螺仪9检测的角度数据超过30度且向60度靠近时，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的显示状态逐渐向半雾状态靠近。

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型微型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出现雾化即显示半雾屏，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度且向60度靠近时，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，同时预防颈椎、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 (7)

1.一种智能高清防控眼镜，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，所述感应控制装置用于检测眼镜框的距离及倾斜角度数据，且通过距离及倾斜角度数据控制第一镜片和第二镜片的透光率增加或恢复初始透光率，所述透光率初始档位值为85％。

2.根据权利要求1所述的一种智能高清防控眼镜，其特征在于，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数据、所述陀螺仪检测的角度数据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和第二镜片的透光率增加或恢复初始透光率。

3.根据权利要求2所述的一种智能高清防控眼镜，其特征在于，所述MCU芯片接收所述距离传感器检测的距离数据的数值越高则镜片控制模块控制所述第一镜片和第二镜片的透光率越高，所述MCU芯片接收所述陀螺仪检测的角度数据的数值越低则镜片控制模块控制所述第一镜片和第二镜片的透光率越高。

4.根据权利要求3所述的一种智能高清防控眼镜，其特征在于，所述第一镜片和第二镜片表面安装有电子控光的液晶调光膜，液晶调光膜与镜片控制模块电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能高清防控眼镜，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。

6.根据权利要求5所述的一种智能高清防控眼镜，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。

7.根据权利要求2所述的一种智能高清防控眼镜，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。