智能眼镜的制作方法

本发明涉及穿戴式智能设备，特别是涉及智能眼镜。

背景技术：

当前由于各种智能电子设备(例如智能手机、平板电脑、智能电视)的普及，人们观看电子屏幕的时间越来越长，因此导致的用眼健康问题越来越严重。据不完全统计，全国近视眼人数竟已近4亿，其中青少年约为2.7亿。我国人口近视发生率为33％，是世界平均水平22％的1.5倍，其中，我国学生近视发病率居世界第二，人数居世界之首，近视发病率高达50％至60％，导致这一现象的根本现象是青少年用眼习惯的不良等引起。

近视眼的形成原因相当复杂，其中环境因素是可以通过改善用眼环境和注意养成良好用眼习惯来加强对近视的预防。然而用眼情况很难持续进行监控和提醒，仅依靠自我关注来预防近视的难度较大。现有技术中缺乏对用眼健康的监控手段。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要提供一种能够随时监测佩戴者阅读状态的智能眼镜。

本发明一个进一步的目的是要自动分析佩戴者的阅读状态是否适于用眼健康。

本发明另一个进一步的目的是要及时提醒佩戴者不健康的用眼方式。

特别地，根据本发明的一个方面，提供了一种智能眼镜，其包括镜框和连接于镜框部两侧的镜腿，镜框和/或镜腿内设置有电气元件布置腔，并且智能眼镜还包括：

阅读距离传感器，设置于电气元件布置腔，其感测方向设置为朝向智能眼镜的前方，用于测量镜框至阅读目标物的阅读距离；阅读亮度传感器，设置于电气元件布置腔，并具有朝向智能眼镜的前方的第一感光部，以通过第一感光部测量阅读亮度；以及阅读状态分析装置，设置于电气元件布置腔内，与阅读距离传感器以及阅读亮度传感器分别连接，通过对阅读距离以及阅读亮度分析，确定智能眼镜的佩戴者阅读状态。

可选地，阅读距离传感器包括：红外激光发射器，其通过智能眼镜上的透光区向智能眼镜的前方射出红外激光；以及红外光线感应器，其通过智能眼镜上的感光区接收经过阅读目标物反射的红外激光，以利用反射的红外激光与红外激光发射器射出红外激光的相位差或时间差确定阅读距离。

可选地，上述智能眼镜还包括：环境亮度传感器，设置于电气元件布置腔内，其具有朝向智能眼镜的侧方和/或后方的第二感光部，以通过第二感光部测量智能眼镜的周围亮度；并且阅读状态分析装置，还与环境亮度传感器连接，并通过比对周围亮度以及阅读亮度来分析阅读亮度是否适于用眼健康。

可选地，上述智能眼镜还包括：佩戴姿态感测装置，设置于电气元件布置腔，并配置成感测智能眼镜的空间姿态；并且阅读状态分析装置，还与佩戴姿态感测装置连接，并配置成根据智能眼镜的空间姿态分析佩戴者的姿势是否适于用眼健康。

可选地，佩戴姿态感测装置包括：三轴加速度传感器，配置成感测智能眼镜的视线仰角或视线侧倾角，以供阅读状态分析装置确定佩戴者头部的俯仰角度或侧倾角度。

可选地，佩戴姿态感测装置包括：地磁传感器或陀螺仪，配置成感测智能眼镜的空间角度，以供阅读状态分析装置确定佩戴者头部姿态。

可选地，上述智能眼镜还包括：时间记录装置，与所述阅读状态分析装置相连，并配置成记录智能眼镜的佩戴者阅读状态以及维持时间，从而得到各种阅读状态随时间的变化情况。

可选地，上述智能眼镜还包括：存储装置，与阅读状态分析装置以及时间记录装置分别相连，还配置成存储智能眼镜的佩戴者阅读状态以及阅读状态对应的阅读时间，并且自动回收存储空间。

可选地，上述智能眼镜还包括：提醒装置，与阅读状态分析装置相连，并配置成在智能眼镜的佩戴者阅读状态不适于用眼健康时输出提醒信号。

可选地，上述智能眼镜还包括：通信装置，与阅读状态分析装置相连，并配置成在用于向智能眼镜预设的管理终端和/或服务器发送智能眼镜的佩戴者阅读状态数据报告。

可选地，所述数据报告用于被与该智能眼镜身份识别号关联的用户账号获取并使用。

本发明的智能眼镜，通过阅读距离传感器和阅读亮度传感器，分别测量阅读距离和阅读亮度，以供分析智能眼镜的佩戴者的阅读状态，从而为监测佩戴者的用眼情况提供了技术手段，为分析佩戴者的用眼情况提供了数据基础。

进一步地，本发明的智能眼镜，还可以通过环境亮度传感器测量智能眼镜的环境亮度，结合阅读亮度可以确定目前佩戴者的阅读亮度是否适于用眼健康。另外，智能眼镜还可以通过佩戴姿态感测装置感测能眼镜的空间姿态确定佩戴者的姿势是否适于用眼健康。

更进一步地，本发明的智能眼镜还可以通过提醒装置在阅读状态不适于用眼健康时输出提醒信号，以供纠正佩戴者的不健康用眼习惯。

更进一步地，本发明的智能眼镜通过通信装置以及存储装置，可以记录智能眼镜的各种数据，以供后续分析和报告。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的智能眼镜的示意框图；

图2是根据本发明一个实施例的智能眼镜的结构示意图；

图3是根据本发明另一实施例的智能眼镜的结构示意图；

图4是根据本发明另一实施例的智能眼镜的示意框图；以及

图5是根据本发明一个实施例的智能眼镜的使用系统的架构图。

具体实施方式

本发明首先提供了一种智能眼镜10，图1是根据本发明一个实施例的智能眼镜10的示意框图，以及图2是根据本发明一个实施例的智能眼镜10的结构示意图。该智能眼镜10一般性地可以包括：镜框200和连接于镜框200部两侧的镜腿300，镜框200和/或镜腿300内设置有电气元件布置腔(由于设置于眼镜内部，图中未示出)。镜腿300可通过螺接、卡接等方式连接至镜框200上，在佩戴时，镜框200可以架设在用户的鼻梁上，镜腿300架设在用户的耳部。可选地，本实施例的智能眼镜10还可以采用其他结构和佩戴方式。

在一些实施例中，智能眼镜10的镜框200和镜腿300内可以分别具有电气元件布置腔，从而布置智能眼镜10的各种元器件，或者在另一些实施例中，仅在镜腿300内布置元器件，而镜框200内不需要放置电子元件，仅仅布置连接两侧镜腿300两侧的元器件的线路，从而减轻镜框200的重量。镜框200可用于放置光学镜片或者具有显示功能的微型显示器。

在本实施例的描述中，智能眼镜10的方位均以正常佩戴的使用状态进行说明，例如智能眼镜10的镜框200的正前方应为佩戴者的视觉方向，两侧为理解为佩戴者头部的两侧。

智能眼镜10设置有阅读距离传感器110、阅读亮度传感器120、阅读状态分析装置130。上述阅读距离传感器110、阅读亮度传感器120、阅读状态分析装置130均可以设置于上述电气元件布置腔内，其中阅读距离传感器110和阅读亮度传感器120均可以设置于镜框200或者镜腿300内，而阅读状态分析装置130可以设置于镜腿300内。

阅读距离传感器110的感测方向设置为朝向智能眼镜10的前方，用于测量镜框200至阅读目标物的距离；阅读亮度传感器120具有朝向智能眼镜10的前方的第一感光部121，以通过第一感光部121测量阅读亮度。

阅读状态分析装置130，与阅读距离传感器110以及阅读亮度传感器120分别连接，通过对镜框200至阅读目标物的距离以及阅读亮度分析，确定智能眼镜10的佩戴者阅读状态。

阅读状态分析装置130可以包括处理器以及存储器等部件，其中处理器可以对阅读距离传感器110以及阅读亮度传感器120感测的数据进行处理的分析，存储器可以储存上述数据。

本实施例的智能眼镜10，通过阅读距离传感器110和阅读亮度传感器120，分别测量阅读距离和阅读亮度，以供分析智能眼镜10的佩戴者的阅读状态，从而为监测佩戴者的用眼情况提供了技术手段，为分析佩戴者的用眼情况提供了数据基础。

第一感光部121的位置可以设置于镜框200的中部，图3是根据本发明另一实施例的智能眼镜10的结构示意图；在该实施例中第一感光部121可以设置于镜框200的端部，另外在一些镜腿300前端显露的智能眼睛中，第一感光部121也可以设置在镜腿300显露的前端处。

图4是根据本发明另一实施例的智能眼镜10的示意框图。本实施例的智能眼镜10在上一实施例的基础上可选择地增加传感部件和处理部件，从而实现更多功能。

阅读距离传感器110可以利用红外激光发射器112以及红外光线感应器114感测上述阅读距离。其中红外激光发射器112通过智能眼镜10上的透光区向智能眼镜10的前方射出红外激光。红外光线感应器114通过智能眼镜10上的感光区接收经过阅读目标物反射的红外激光，以利用反射的红外激光与红外激光发射器112射出红外激光的相位差或时间差确定佩戴者眼部至阅读目标物的距离。上述透光区和感光区可以为镜框200前部或者镜腿300端部出的由透光材料制成的透明区域。

红外激光发射器112产生激光并射向智能眼镜10的正前方，眼镜前方的阅读目标物对上述激光进行反射，红外光线感应器114感测经过反射后的激光，然后通过该红外激光的相位差或时间差来确定阅读距离，由于镜框200至佩戴者眼球的距离是确定的，因此利用镜框200至阅读目标物的阅读距离，即可确定佩戴者眼球至阅读目标物的距离。阅读状态分析装置130中的处理器通过测量的激光相位差或的激光从射出到反射回红外光线感应器114所经历的时间，可以获知阅读目标物到智能眼镜10的距离，再通过修正眼镜到眼球的距离，可以得到佩戴者眼球到阅读目标物的距离，即阅读距离。

阅读距离传感器110可以设置在镜腿300端部，从而可以减缓镜框200部分的设计，使的镜框200内不需要放置电子元件，而仅仅采用普通的可以投射特定波长的材料或透明材料。另外，阅读距离传感器110也可以设置在镜框200中部的鼻梁架位置附近，也可以设置在镜框200两侧位置，或两侧镜腿300的端部(佩戴后的激光的方向指向镜框200前侧)。

在本实施例的智能眼镜10的使用过程中，为了节省智能眼镜10的耗电量，红外激光发射器112以及红外光线感应器114可以采用脉冲式的发射和感光方式。另外，智能眼镜10还可以设置对用户眼球状态进行检测的眼球检测装置，利用眼球检测装置根据用户的眼球状态为阅读状态时，例如用户眼球的周期性的横向移动或者保持不动，而且聚焦距离持续稳定的情况下确定智能眼镜10的佩戴者处于阅读状态。并在阅读状态下，红外激光发射器112以及红外光线感应器114以采用脉冲方式进行阅读距离的测量，一方面节省了智能眼镜10的电能消耗，另外也方便了对用户的阅读状态进行检测。

根据不同的测距目的，本实施例的智能眼镜10还可以选择不同光谱的激光发射源和感光器件，作为上述激光发射器以及光线感应器。出于优化目的，还可以利用透镜或棱镜或滤镜等方式改善光线投射方向和滤除其他非目标波长的光线，从而测量阅读距离的准确性。

适于用眼健康的阅读亮度，除了与视觉方向的亮度有关外，还与周围环境的亮度有关，因此本实施例的智能眼镜10还可以包括：环境亮度传感器122。

环境亮度传感器122，设置于电气元件布置腔内，其具有朝向智能眼镜10的侧方和/或后方的第二感光部123，以通过第二感光部123测量智能眼镜10的周围亮度。第二感光部123可以设置在镜腿300的侧部或顶部。另外如图3所示，第二感光部123也可以设置在镜框200的侧部。

阅读状态分析装置130，还与环境亮度传感器122连接，并通过比对周围亮度以及阅读亮度来分析阅读亮度是否适于用眼健康。

环境亮度传感器122额外地测量智能眼镜10侧向或者后向等非阅读视线方向的环境亮度，例如还可以两个或更多环境亮度传感对周围环境光线亮度进行比对，综合确定周围环境亮度。阅读状态分析装置130对比佩戴者视线方向阅读亮度和非视线方向阅读亮度，得到两者的亮度差，可以更准确地检测黑暗环境中阅读各种电子屏幕等阅读情况下的亮度对比情况。

例如，在黑暗环境中看高亮的手机屏幕或电脑屏幕等对人眼的影响十分大，通过阅读亮度传感器120可以测量到直视的前方阅读物的实际亮度，从而判断人眼是否在阅读高亮度的屏幕等。进一步，通过环境亮度传感器122可以获得非直视方向的环境亮度，并进一步测定周围环境是否处于黑暗状态，从而使得阅读状态分析装置130更准确地判断是否处于良好的阅读光线条件下，分析确定目前的阅读亮度是否适于用眼健康。

本实施例的智能眼镜10，进一步考虑到用眼健康并非仅仅由亮度决定，还与佩戴者的阅读姿态有较大的关系。因此本实施例的智能眼镜10还可以设置佩戴姿态感测装置140。

佩戴姿态感测装置140，设置于电气元件布置腔内，并可以感测智能眼镜10的空间姿态；并且阅读状态分析装置130还与佩戴姿态感测装置140连接，并配置成根据智能眼镜10的空间姿态分析佩戴者的姿势是否适于用眼健康。

佩戴姿态感测装置140可以采用与镜框200的装配坐标系为参考，确定佩戴者的视线仰角(视角方向与水平方向的夹角)或视线侧倾角(视角方向的侧倾夹角)。例如佩戴姿态感测装置140可以包括三轴加速度传感器141。三轴加速度传感器141可以感测智能眼镜10的视线仰角或视线侧倾角，以供阅读状态分析装置130确定佩戴者头部的俯仰角度或头部的侧倾角度。三轴加速度传感器141可以能够获得该传感器相对重力方向的直角坐标系下的重力加速度读值，在给定重力加速度参考值情况下，可以获得该三轴加速度传感器141与重力方向的夹角关系，从而得到佩戴者为直视，还是仰卧姿势，并且能够确定低头抬头的动作。利用三轴加速度传感器141就能够获得佩戴者头部的阅读姿势。

在另一些可选实施例中，佩戴姿态感测装置140还可以包括地磁传感器142或陀螺仪143，从而感测智能眼镜10的空间角度，以供阅读状态分析装置130确定佩戴者头部姿态。地磁传感器142或陀螺仪143可以更加精确地确定佩戴者的头部姿势。

由于不良的侧躺阅读，长时间的低头阅读或仰头阅读，对视力或颈椎都可能带来不良影响。因此，阅读状态分析装置130通过对佩戴姿态感测装置140的数据进行分析，可以确定智能眼镜10的佩戴者的姿态是否适于阅读，从而帮助佩戴者更好地保护眼睛和颈椎。

智能眼镜10还可以设置有提醒装置150。该提醒装置150与阅读状态分析装置130相连，可以在阅读状态分析装置130确定智能眼镜10的佩戴者阅读状态不适于用眼健康时输出提醒信号。提醒装置150可以通过显示、振动、声音、或以无线通信方式发送给附近智能终端或智能装置等多种方式进行提醒。例如在智能眼镜10的镜片上投射提醒界面，或者设置声音播放器，通过语音等方式对佩戴者进行提醒，或者明显色彩的灯光闪烁提醒(色彩颜色可以根据用眼不良的评级情况更换颜色)，或以无线通信方式发送给附近智能终端进行声音提醒、震动提醒、屏幕闪烁提醒等，纠正不健康的用眼习惯。

阅读状态分析装置130还可以对佩戴者的阅读时间等进行检测，当认定佩戴者可能出现视觉疲劳时，也可由提醒装置150进行提醒。

本实施例的智能眼镜10，可以使用可充电电池为智能眼镜10提供电能。智能眼镜10的上设置充电接口，与充电电池连接，以为其充电。例如电池可以设置于镜腿300内，镜框200与镜腿300在该侧镜腿300张开状态下互相抵触的位置上分别设置有适配的电连接端子，从而在镜腿300的张开状态下，使电连接端子连通，以实现镜框200与该镜腿300内部电路的电连接，而在镜腿300的折叠状态下，使电连接端子断开连接。上述电连接端子同时可以用作充电接口，例如镜腿300在折叠后，可以显露处上述电连接端子，与电源连接从而进行充电。在一种可选实施例中，可以将放置智能眼镜10的镜盒作为充电设备。

智能眼镜10放置于镜盒内的空腔后，上述智能眼镜10的电连接端子与镜盒空腔的内壁上设置的镜盒连接端子连接，从而实现镜盒与镜腿300内部电路的电连接。通过镜盒将电源供向镜腿300的电池，实现充电。

本实施例的智能眼镜10还可以设置有通信装置131、存储装置132、时间记录装置133，以供进一步对佩戴者的用眼数据进行处理。

其中时间记录装置133与阅读状态分析装置130相连，可以记录智能眼镜的佩戴者阅读状态以及维持时间，从而得到各种阅读状态随时间的变化情况。另外时间记录装置133可以记录随时间变化的阅读状态的变化，也可以总结得出各种不同阅读状态持续的时间。通过时间记录装置133可以形成佩戴者阅读状态数据报告。

存储装置132与阅读状态分析装置130、时间记录装置133分别相连，可以记录记录智能眼镜10的佩戴者阅读状态以及阅读状态对应的阅读时间，并且自动回收存储空间。自动回收存储空间是指在数据被外部设备读出或上传后或数据存储满时，能自动清除旧时间的数据存储，用于更新时间的数据存储，实现存储空间管理。

通信装置131，与阅读状态分析装置130相连，并配置成在用于向智能眼镜10预设的管理终端20发送智能眼镜10的佩戴者阅读状态，例如佩戴者阅读状态数据报告。另外通信装置131也可以向服务器30发送智能眼镜的佩戴者阅读状态数据报告。

这些数据报告可以用于被该智能眼镜身份识别号关联的用户账号获取并使用。

图5是根据本发明一个实施例的智能眼镜10的使用系统的架构图，如图所示本实施例的智能眼镜10的应用系统可以为：智能眼镜10对各种传感器感测的数据进行处理运算，获得佩戴者的用眼数据，并存储于存储装置132中。这些用眼数据可以包括但不限于：使用智能眼镜10的时间，智能眼镜10的空间姿态以及佩戴者的阅读角度(包括侧躺、抬头、低头、平视、平躺、俯视、其他角度各种情况下的用眼角度和时长，还包括运动中发生阅读或近距离障碍物)，智能眼镜10到阅读目标物的距离和持续时间长度；进一步还可以包括视觉方向的亮度和持续时长，周围环境光线亮度，以及周围环境光线亮度与视觉方向亮度的对比程度以及持续时长。

通信装置131可以与存储装置132相连，并与智能眼镜10的管理终端20建立数据连接后，可以将智能眼镜10的各种数据发送至管理终端20。这些管理终端20可以为智能手机，也可以为任何能够与智能眼镜10建立数据连接的终端设备，这些管理终端20还可以与网络侧设备(例如各种云端设备、服务器等)30建立数据连接，例如与服务器30或者云端建立数据连接。智能眼镜10可以通过蓝牙通信、Wi-Fi、FM和通用RF通信技术来实现与管理终端20的数据传输。

管理终端20与获取到之内能够将智能眼镜10的各种数据进行暂存和展示，这些数据可以包含有智能眼镜10的标识信息(ID)以标注数据来源设备。管理终端20获得数据后，将该数据发送至服务器30中，捆绑有智能眼镜10的ID以及佩戴者或者佩戴者监护人的账号信息，佩戴者或者其监护人可以从服务器中获取数据，从而形成用眼报告。从而可以了解用眼情况，以供保持良好的用眼习惯。

通信装置131也可以通过各种无线通信手段直接与网络侧设备30建立数据连接，将智能眼镜10的各种数据直接向网络侧设备30传送，以供网络侧设备3030存储。

用户可以通过自身的账号获取服务器30上的各种智能眼镜10的数据，这些数据还可以编写成便于使用和阅读的阅读状态数据报告，并且附带给用户的用眼建议。满足了用户保护视力的要求。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。