视力防护装置的制作方法

本发明涉及防护视力的装置，尤其涉及一种可穿戴的监控提醒用眼习惯的视力防护装置。

背景技术：

现有技术的用于防护眼睛视力的产品，通过在眼镜上增加设置监测元件并处理监测的用眼的数据，以提醒数据注意用眼的习惯。

中国专利申请201610478017.7号名称一种姿势矫正眼镜公开的技术是通过在眼镜上设置测距模块、感光模块、水平监测模块、提醒模块、微触开关模块、计时模块和控制模块，监测眨眼动作和用眼距离、头部姿势等来分析并提醒用户保持正确用眼习惯。

然而，上述专利申请201610478017.7号将监测元件与眼镜组装为一体，增加了眼镜的负重，增加用户佩戴负担，尤其是长时间的佩戴，压迫鼻梁，影响用户的佩戴感受。

又者，而将监测元件与眼镜一体组装，用户只能使用该一体结构的眼镜配戴，不便于用户更换配戴使用于不同的眼镜。

技术实现要素：

为解决现有技术的问题，本发明公开了一种轻便化佩戴的视力防护装置，增加佩戴的舒适感。

为实现上述技术目的，本发明的视力防护装置包括便于用户佩戴的佩戴体和佩饰体，还包括微处理器，分别连接微处理器的感测器、提醒装置和提供电源供应的电源装置，所述微处理器和电源装置设置于所述佩戴体内，所述感测器检测用眼状态的数据并传输至微处理器。

如上所述本发明的视力防护装置，所述感测器包括分别连接微处理器的红外感测器和惯性感测器。

如上所述本发明的视力防护装置，所述感测器还包括感测用户的佩戴状态的电容感测元件，所述电容感测元件设置于佩戴体。

如上所述本发明的视力防护装置，所述微处理器、电源装置、电容感测元件设置于所述佩戴体，所述红外感测器、惯性感测器和提醒装置设置于所述佩饰体，所述佩戴体与所述佩饰体连接。

如上所述本发明的视力防护装置，还包括连接微处理器的通信模块。

如上所述本发明的视力防护装置，所述通信模块包括蓝牙无线通信模块和红外无线通信模块。

如上所述本发明的视力防护装置，所述提醒装置包括震动马达和光电发生器。

如上所述本发明的视力防护装置，还包括与所述佩饰体配合使用的佩戴架，所述佩饰体安装于所述佩戴架上用于检测用户的用眼状态。

如上所述本发明的视力防护装置，所述佩戴架包括前环架、左佩架和右佩架。

如上所述本发明的视力防护装置，所述前环架设置了一对用以架在鼻子上稳定的鼻托。

本发明通过将佩戴体和佩饰体分离的方式，将佩戴体佩戴于用户的脖子或颈项上，减少佩饰体加载在用户头部佩戴的眼镜或佩戴架的负重，从而大大减少了用户的佩戴时的不舒适感，也使得本发明相比于现有技术而具有佩戴的舒适感和轻便性，本发明还有利于准确监测和提醒用户用眼健康用眼。

附图说明

图1是本发明的视力防护装置的结构图。

图2是本发明的视力防护装置的原理图。

图3是本发明的视力防护装置的视力防护姿态的侧面示意图。

图4是本发明的视力防护装置的视力防护姿态的正面示意图。

具体实施例

下面结合说明书附图对本发明的产品进行详细的解释和说明。

本发明的视力防护装置通过与用户佩戴的眼镜配合配戴使用，可以将本发明佩置于眼镜的两侧的眼镜腿上，若用户并未佩戴眼镜，则可以通过佩戴眼镜架或可固定于头部两侧的佩戴架等其他装置，以便于将本发明佩戴位于用户的脑部的两侧。

本发明的视力防护装置包括用于佩戴于用户的脖子或颈部的佩戴体和佩置于用户的眼镜两侧的佩饰体。为了增加佩戴的舒适感，佩戴体可以采用合适的弹性的软性材料，并设计成适合符合人体工程学的便于佩戴的形状。佩戴体与佩饰体一体连接，也可以通过连接线连接。在本发明的具体实施例中，如图1所示，给出了一种配戴于人体的脖子或颈部实施方式的形状，还可以是其他适宜佩戴于人体脖子或颈部的形状。

结合图1、2，本发明的视力防护装置包括佩戴体佩戴体和佩饰体，为了便于不配戴眼镜的用户使用，本发明的视力防护装置还设计了佩戴架，用于替代眼镜作为承载和安置佩饰体。佩戴架依据人体工程学的参数设计成半环形，包括前环架21、左佩架22a、右佩架22b，为了将本发明的佩戴架配戴于人体的头部两侧，前环架21设置了一对用以架在鼻子上稳定的鼻托211。

佩戴体配戴于人体的脖子或颈部上，包括一体成型的左环部11a、右环部11b和后环部12，三者围成一个环形体以适合配戴于人体的脖颈上时，后环部12贴合在人体的后脖颈，而左、右环部11a、11b分贝贴合于脖颈的左右两侧。

从左、右环部11a、11b分别引出连接至佩饰体的左、右连线13a、13b。在具体实施例中，左、右连线13a、13b可以采用软性连接线，也可以用无线连接的方式取代。佩饰体包括分别安置于左、右佩架22a、22b上的左、右佩饰体，当然，在具体实施例中，也可以直接将左、右佩饰体直接安置于配戴眼镜的用户的左、右眼镜腿上。右佩饰体包括右佩载14b、右佩夹15b，右佩载14b的正前方位置设置第二红外传感器141b，右佩载14b为了与右佩夹15b配合安装，还设置了右锁夹142b，在右锁夹142b上设置右扣钮143b以操作右锁夹142b与右佩夹15b的安装锁定到位。同样的，左佩饰体包括左佩载14a、左佩夹15a，左佩载14a的正前方位置设置第一红外传感器141a，左佩载14a的左锁夹上也设置用于操作与左佩夹15a安装锁定到位的左扣钮。在具体实施例中，第一、第二红外传感器141a、141b也可以只设置一个，或者根据需要设置多个红外传感器。

本发明的视力防护装置的佩戴体和佩饰体通过左、右连接线实现数据的传输和通信连接，并在佩戴体和佩饰体内部设置用于感测用户配戴时的视力、坐姿等身体姿态的参数和处理数据的电路装置。

参阅图2，本发明的视力防护装置还包括微处理器，分别连接微处理器的感测器、存储器、无线通信模块、马达和提供电源供应的电源装置。具体实施例中，微处理器设置于佩戴体，感测器包括用于感测距离的第一红外传感器141a、第二红外传感器141b、惯性传感器和用于感测人体的配戴状态时人体分布电容状态变化的电容感测元件。无线通信模块可以是蓝牙通信模块，也可以是红外通信模块等用于无线连接和传输数据的无线通信模块。马达用以监测用户的配戴状态提醒震动提醒，在具体实施例中，也可以通过设置声音或光电信号的提醒装置来提醒。电源装置可以是用于充放电的可充电电池，也可以是干电池。

本发明的微处理器连接电源、电容感测元件、无线通信模块和存储器，并组装于电路板上后，安装位于佩戴体的后环部12内。电容感测元件可以设置两个，可以分别设置在左、右环部11a、11b，并分别位于佩戴体的两侧并根据实际需要露出于佩戴体，与人体的脖子或颈项接触，通过与人体的皮肤接触状态所形成的分布电容的电容量来感测用户的佩戴状态。

在具体实施时，电容感测元件采用电容感应式触控传感器，连接至微处理器，由于用户的头部或接触的脖子或颈项相当于一个大面积的导体，当用户佩戴本本发明的视力防护装置时，脖子或颈项与电容感应式触控传感器构成分布电容，脖子或颈项与本发明的系统地之间也构成分布电容，总的效果是增加了上述传感器对系统地之间的电容量，微处理器通过测量电容量的变化来判断用户是否佩戴，当用户佩戴或不佩戴时，微处理器依据监测到的电容量的变化，将本发明的视力防护装置切换或激活不同的模式。

本发明的视力防护装置将电源装置、电容感测元件、存储器、无线通信模块和微处理器安装并配置于佩戴体，而佩戴体佩戴于用户的脖子或颈项上，不增加用户在眼镜上佩戴的负重，从而大大减少了用户的佩戴时的不舒适感，也使得本发明相比于现有技术而具有佩戴的舒适感和轻便性。

本发明的连接至微处理器的红外距离传感器、惯性传感器和马达可以分别设置于佩饰体内，在具体实施例中，可以依据情况将马达设于左佩饰体内，将惯性传感器、红外距离传感器设置于右佩饰体内。为了增加对用户的配戴状态的精准判断，红外距离传感器包括第一、第二红外传感器141a、141b，将马达、第一红外传感器141a设置于左佩饰体内，将惯性传感器、第二红外距离传感器141b设置于右佩饰体内。

左、右佩饰体分别佩置于用户佩戴的佩戴架的两侧的左、右佩架22a、22b上。在具体实施例中，为了便于将左、右佩饰体固定于左、右佩架22a、22b或者不同形状的眼镜的左、右眼镜腿上，可以在左、右佩饰体上设计便于夹持于左、右佩架22a、22b或左、右眼镜腿上的左、右锁夹142b和将左、右锁夹142b安装锁定到位的左、右扣钮143b等夹持机构。当然，本发明的左、右佩饰体设置的夹持机构为了分别保障安装于左、右佩架22a、22b或左、右眼镜腿上的稳定可靠和保证安装时的定位准确。

本发明在具体实施例中，可以将佩戴体和佩饰体通过一体的结构设计连接，并通过电线布线的方式将设置于佩戴体内的微处理器、电源装置，与设置于佩饰体的红外感测器、惯性感测器和提醒装置连接，本领域技术人员也可以得知，也可以在佩戴体内设置连接微处理器的第一电源装置、第一无线通信模块，在佩饰体设置第二电源装置、第二无线通信模块，将佩饰体与佩戴体在物理结构和空间上完全独立区隔开，佩饰体的第二电源装置连接红外感测器、惯性感测器、第二无线通信模块和提醒装置并提供电源，并通过第一无线通信模块与第一无线通信模块以无线通信连接的方式实现本发明佩戴时的用户用眼状态的检测数据传输和使用状态的提醒。

本发明的视力防护装置，监测用户的用眼状态和坐姿姿态，设置用眼监测模式和坐姿监测模式，通过设置在佩饰体上的马达等提醒装置来提醒用户。

具体地，本发明的视力防护装置是通过佩戴于佩戴架或眼镜腿上的红外距离传感器和惯性传感器来感测用户的眼睛距离观看物体的距离和用户的头部与身体的偏离角度，将其与本发明的视力防护装置所设置的参数比较分析后，判断用户的用眼和坐姿，在出现不符合用眼和坐姿的非正常方式时，进而通过佩戴于眼睛腿上的马达的振动来提醒用户。下面为了说明的方便，仅仅以将本发明的视力防护装置的佩饰体安装于眼镜的眼镜腿的情况来举例说明，非用以限定本发明的佩饰体可以佩戴于或其它方式固定于人的头部两侧的配戴装置上的情况。

具体实施例中，假定以用户的头部的中线与身体的竖直脊椎的中线在同一直线上，本发明设定用户的头部与身体之间的左右偏离角度hrl范围为10度至60度，即，10度≦hrl≦60度；用户在眼睛平视前方的情况下，配戴于眼镜腿上的惯性传感器监测眼镜腿与水平线之间的夹角为0度为标准，若用户的头部仰视时与水平方向上的夹角角度的数值为正值，用户的头部俯视时与水平方向上的夹角角度的数值为负值，考虑到用户配戴的实际使用的适应性和眼镜腿的偏差等情况，本发明设置惯性传感器监测的配戴于眼镜腿上的佩饰体与水平线之间的夹角ha在±5度之间的偏差范围内属于正常的偏差范围，即，－5度≦ha≦＋5度。在用户的正常的看书学习的健康用眼情况下，本发明设置用户的头部与水平之间偏离角度为俯视角度old的范围为0度至－15度，并设定本发明的惯性传感器监测用户的头部与水平面的夹角的角度范围：－15度≦old≦0度为正常用眼健康状态下的眼睛的角度偏移范围，参阅图3.

本发明的红外距离传感器监测用户在使用中，用户的眼睛距离观看物体之间的观看距离sdl，在具体实施例中，本发明设定观看距离sdl的正常健康用眼的视力距离范围为20-40厘米，即，20厘米≦sld≦40厘米。

在本发明的视力防护装置启动视力监测模式的情况下，本发明所设置的头部向左右方向偏离身体的左右偏离角度hrl的范围，头部上下仰视俯视偏离身体的俯仰视角角度old的范围，以及用户的眼睛观看物体的观看距离sld，是以国家视力坐姿健康标准提倡的“一拳一尺”的标准为较佳的参考标准，从而为用户的用眼健康监测和坐姿健康的状态提醒，提供最为适宜的健康防护。

当用户在配戴使用本发明的视力防护装置时，除了通过对用户的头部从左右方向偏离身体中线的左右偏离角度hrl、头部上下仰视俯视的俯仰视角角度old，以及眼睛观看书本或屏幕物体的观看距离sdl，还进一步地，本发明通过对用户的用眼时间长度ut的参数的监测来监测用户的用眼或坐姿健康正常状态，本发明将标准的静坐时间长度设置为0-60分钟，即，0分钟≦ut≦60分钟。

本发明的视力防护装置在使用中，佩戴体上的电容感测元件感测到用户配戴使用后，开启用眼监测模式，当佩饰体的惯性传感器、红外距离传感器监测到头部向左右偏离身体的脊椎中线的偏离角度、俯仰视角角度、观看距离的数据并传输至微处理器处理后，生成头部向身体偏离的左右偏离角度jhrl、俯仰视角角度jold、观看距离jsdl，并与本发明的视力防护装置所设定的左右偏离角度hrl、俯仰视角角度old、观看距离sdl的数值范围对比，若超过所设定的范围后，微处理器发送提醒信号驱动马达发出震动提醒；若否，则进一步监测获取用户在正常状态下静坐的用眼时间发送给微处理器处理并与设定的用眼时间长度ut对比，若超出，微处理器发送提醒信号驱动马达发出震动提醒，否则，继续监测。

本发明通过实时监测用户的头部左右偏离角度、俯仰视角角度、观看距离以及用眼的时间长度的用眼健康的数据监测形成的参数jhrl、jold、jsdl、jut，通过本发明的无线通信模块将上述参数发送给微处理器处理，与设定的各参数对比分析后，在超出设定的参数范围后，说明用户的用眼超出设定的健康范围，发出提醒的指令给马达进行微振动提醒纠正并调整为正确的用眼姿势。将本发明的对用户的用眼状态的监测的判断可以用下述的逻辑关系表达：1）当用户的头部左右偏离角度、俯仰视角角度、观看距离以及用眼的时间长度jhrl、jold、jsdl、jut中的任一参数超过设定的范围时，微处理器发出提醒指令驱动马达发出震动提醒用户；2）在用户的头部左右偏离角度、俯仰视角角度、观看距离jhrl、jold、jsdl均未超过设定的范围时，若监测到用户的用眼的时间长度jut超过设定的范围时，微处理器发出提醒指令驱动马达发出震动提醒用户。

再者，本发明的红外距离传感器和惯性传感器检测用户的眼睛用眼的健康状态之外，还可以通过监测到用户的头部偏移身体的脊椎向左右偏离、或头部上下仰视俯视的状态来实现对用户的坐姿检测和提醒。依据身体的脊柱挺直，胸正眼平腰直的坐姿标准，本发明的红外距离传感器通过检测身体与桌子或观看物体之间的距离，惯性传感器检测用户的头部是否左右偏离身体使得身体歪斜，头部是否仰视俯视等综合判断用户的身体是否是正确的坐姿，通过马达发出微振动的提醒信息。

本发明在具体实施例中，红外距离传感器检测用户的眼睛距离观看物体之间的远近距离和高度判断是否身体距离学习或观看的桌子等平台过近，惯性传感器检测用户的头部左右偏离身体的角度和偏离身体的俯仰角度，判断用户的坐姿正确状态，经过微处理器处理后，发出提醒的指令有马达发出微振动提醒。

本发明的视力防护装置，还可以通过无线通信模块与手机等智能网络终端设备连接，组成视力防护智能系统，实现网络化数据处理或网络化监控。

综上所述，本发明的视力防护装置一款具有无线通信连接，比如通过蓝牙模块连接手机的能预防近视和矫正坐姿的硬件产品，通过安装在手机上的软件，实现：

1）查看佩戴本发明视力防护装置的使用者被本发明视力防护装置提醒的时间，类型，幅度，和次数；

2）对本发明视力防护装置提醒的边界范围进行个性化的设置；

3）查看本发明视力防护装置被使用者佩戴的时长。

因此，本发明通过对用户的佩戴时的视力状态的监测来实时提醒用户，以保护视力的健康使用，从而达到防止和避免近视以保护视力的健康或加重，而通过坐姿的监测同时，也可以进一步矫正和提醒用户，以保护用户养成良好的坐姿习惯，从而保护青少年的身体健康，起到防止身体受到不良习惯影响和保护身体的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。