CN109283703A - 一种低成本智能防治近视矫姿镜架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本智能防治近视矫姿镜架，针对目前市场上和相关专利中存在的价格高、安装困难、充电一次使用时间短的问题，进行创新，使产品材料成本最低，体积最小，并提高了装配效率、良率，降低了成本，减少了电流消耗，使充电一次的使用时间变长，改善了用户的购买、使用体验。

Description

一种低成本智能防治近视矫姿镜架

技术领域

本发明涉及镜架领域，针对近期行业热点防治近视智能镜架所存在的问题----元器件成本高、安装困难进行创新，目前的产品在制造时的良率低、电子部分没有减到最少，使使用者无法得到最好的使用体验，未满足使用者显性和隐形的使用需求，针对此，本专利根据智能镜架的特点进行创新，并提出了简单、经济的创新方案。

背景技术

近年随着穿戴智能设备的发展，防治近视智能镜架逐渐成为眼镜行业的一个热点，近视防治智能镜架以其防治的效果，深受学生父母的喜爱，成为行业焦点，有能力设计、制造、运营防治近视智能镜架的厂家都是电子行业企业，导致防治近视智能镜架对使用者（主要是学生）的低价格、可更换、轻便、舒适性、安全性、平衡性的显性需求无法满足。

1、目前市场上常见的头戴防治近视智能设备分为以下几类：

1)镜架式，如某公司的小E智能镜架，镜架式头戴防治近视智能设备内部元件放在镜框和两边镜腿中，镜框和镜腿材质使用TR90，这种方式实现的头戴防治近视智能设备，左右重量比较平衡，但是生产时安装困难，因为电路内有主控芯片，成本比较高，使用这种方式的智能镜架，重量比没有电子部分的镜架重，为了安装电路，所有镜架模具需要专门开，模具成本比较高，生产时外壳元件多，生产的成本高，因为是需要专用模具，没法和现有的镜架适配在一起，导致镜架的品种少，消费者的选择余地小。

2)镜腿式，如AKESO.诺瞳儿童智能医学镜架，镜腿式头戴防治近视智能设备实现方式是将电子元器件装入一侧的镜腿，镜腿可以有少量几种，匹配品种众多的镜架，就是将已有的非智能镜架的镜腿一边去掉，配上镜腿式头戴防治近视智能设备的镜腿，这种方式优点是可以拆卸、多次使用，不需要专门配的镜架，这种镜腿的缺点非常明显，因元器件多，装有电子元件一侧的镜腿重量相对很重，如果另外一边没有相应的配重，则两边不平衡，导致鼻托压力两边不相等，眼镜容易歪斜，歪斜后的镜片中心点和瞳孔无法配合，长期佩戴对眼镜会造成损害；如果另外一边有相应的配重，重的镜架对鼻梁的压迫更多，近视防治智能镜架使用者的年纪正好是鼻梁发育期，过多的压迫会使鼻梁发育受到影响。此产品使用的主控芯片为支持检测元件的工作，接口复杂，主控芯片价格高。

3)镜腿外挂式，如杭州镜之镜公司的云夹产品，镜腿外挂式头戴防治近视智能设备将所有的元器件装在一个可外挂于镜腿的物体内，使用时外挂在镜腿上，不用时可以卸下来，可以配合大部分镜架使用，镜腿外挂式头戴防治近视智能设备优点是可以配合大部分镜架、可拆卸，这种产品的致命缺点是两边不平衡，导致鼻托压力两边不相等，眼镜容易歪斜，歪斜后的镜片中心点和瞳孔无法配合，长期佩戴对眼睛会造成损害。此产品使用的主控芯片为支持检测元件的工作，接口复杂，主控芯片价格高。

4)挂耳式，挂耳式头戴防治近视设备，挂在耳朵上，采用水银开关，在使用者头前倾到一定程度水银开关导通，提醒使用者，这种设备成本非常低，功能简单，水银开关有水银泄露污染的危险，提醒时使用者头部前倾的角度无法调节。这种方式还有一种使用滚珠开关，老式滚珠开关没法定制角度，即倾斜后滚珠开关滚动，倾斜角度小时滚珠滚得慢，到一定时间报警；倾斜角度大时，滚珠滚得快，很快报警，这种开关也没法控制时间。

2、申请号 201510430427.X的专利公布了一种镜架式智能视力保护仪，它包括：传感器、控制器和报警装置；传感器对距离、倾角进行测。这种镜架式智能视力保护仪因镜腿的空间狭小，为了重量平衡，电子元器件会放在镜框的两边，导致电子元器件、镜架安装非常困难，造成良率、生产效率下降，成本上升，申请号 201510430427.X的专利没有考虑到这些问题也没有相关的创新，也没有考虑到在电路上做到最节省。

3、申请号201310394700.9的专利公布公开了一种智能眼镜及利用智能眼镜监测运动、预防近视、矫正坐姿的方法，其中智能眼镜包括眼镜架，以及设置在眼镜架内的惯性传感器、数据处理模块、报警显示模块和电源模块。申请号 201310394700.9的专利没有考虑到电路里面的电子元件还可以在精简，因镜架的空间狭小，导致多的电子元器件、镜架安装非常困难，造成良率、生产效率下降，成本上升，申请号 201310394700.9的专利没有考虑到这些问题也没有相关的创新。

发明内容

本发明所述一种低成本智能防治近视矫姿镜架。针对当前市场所有防治近视智能镜架对自身产品的特点和使用者发育情况的考虑不周，本发明所述一种低成本智能防治近视矫姿镜架下面称所述镜架进行针对性改进。所述镜架包含镜腿、电子元件、可以包含镜框、还可以有一条专用充电线：

1.所述镜框用于夹持镜片，所述镜框材质为可用于注塑的塑料或者板材切削而成，镜框中可以开槽用于放置电线或者FPC，镜框上的开槽也可以装入电路板和电子元件，镜框上可以有盖板，用于将电线或者FPC保护和遮盖。

2.所述镜腿连接镜框，用于保持所述镜框在使用时的位置，所述镜腿可以有两个，所述镜腿材质为可用于注塑的塑料或者板材切削而成，所述镜腿内可以有空间放置电路及相关电路周边器件，周边器件如电池、振动器、扬声器等。

3.电路部分包含滚珠角度开关、电池、报警用器件如蜂鸣器、LED或者振动器，还可以包含开关，还可以包含驱动电路如三极管、MOS管等各部分描述与功能如下：

1)滚珠角度开关，滚珠角度开关按照所需的角度定制，也可以定制各方向不同角度触发的滚珠角度开关，滚珠角度开关在倾斜角度达到或者超过预定阀值时呈导通的状态，滚珠角度开关在倾斜角度没有达到预定阀值时呈关闭的状态，在关闭状态时基本没有电流消耗。

2)电池，用于给系统供电，可以是一次使用的电池也可以是充电电池。

3)报警用器件，用于提醒使用者，形式可以是声、光、电、震动等使用者可以直接感知或者间接感知的方式。

4)开关，用于控制系统是否工作。

5)驱动电路，如三极管、MOS管等用于驱动报警器件，给报警器件提供足够的电流。考虑到目前有低价的MCU可以用于电路中以驱动报警器件，低价的MCU只要有两个端口一进一出即可，起到的作用实际上也是与三极管、MOS管驱动的功能相同，使用这种方式来做驱动电路实际上也在本发明的方法、精神涵盖范围内。

4.所述专用充电线用于在电池是充电电池时给所述的电池充电，专用充电线内部有充电芯片，镜腿内的电子部分可以没有充电芯片。

5.所述滚珠角度开关可以安放在所述镜框，也可以安放在所述镜腿中，所述滚珠角度开关安装在所述镜腿内时与所述镜腿有一定的夹角，以所述镜腿连接所述镜框处和接触使用者耳朵上沿部分为所述镜腿的方向，所述滚珠角度开关安装的方向近似垂直于这个方向，近似平行于使用者佩戴本发明所述镜架采用正确的学习姿势时的重力方向。

本发明的有益效果如下：

1、使用相同电量电池的情况下，本发明所述产品在不需要报警时没有电量消耗，如果不考虑电池自放电，待机时间可以说无限长。本发明所述产品在报警时电量消耗比原有同类产品电流小，使用时间长。

2、电子元件的成本降低，因没有原有产品GSensor、陀螺仪、测距器件及所需的高级MCU，电路简单，可以有效降低成本。

3、所述镜腿与所述镜框安装方便，相对于目前市场上的同类产品，本专利所述镜架安装方便，安装时只需将元件安装在所述镜框或者所述镜腿中，只进行简单的插接，不需要人工焊接，尤其是目前市场上的同类产品因美观需要，转轴做的比较小，线使用0.3mm直径的产品，很容易断，并且焊点容易脱焊，对焊接工人的要求比较高，良品率低。

4、成品率高、返修率低，因为没有焊接工序、没有镜框和镜腿中的走线相连，减少了连接线断线的可能；目前市场上的同类产品使用的连接线在设计时就没有考虑使用在转轴部位承受多次弯折，所以弯折寿命有限。本发明所述镜架可以不在转轴中放置连接线，不存在此问题。

5、维修方便，目前市场上的同类产品的电路板是用胶封死在镜腿内，如果维修时拆下电路板，胶会将电路板上的元器件从电路板上拔下，所以无法维修，本专利所述产品，电路可以只放在镜腿中，电路非常小、简单，维修方便。

6、使用体验好，本发明所述产品的电路的体积小、重量轻，电路装在一侧镜腿时，不会导致镜腿左右不平衡，不会增大对鼻梁的压迫，使用体验好。

7、购买体验好，本发明所述产品可以实现其它传统镜架直接换镜腿变成智能防近视镜架，使用者的选择余地变大，购买的体验好。

8、相对于普通的滚珠开关和水银开关，滚珠角度开关对角度敏感，滚珠开关和水银开关对角度没有确定的阀值，滚珠角度开关角度有阀值，并且在生产滚珠角度开关时可以根据需要定制，这是滚珠角度开关与滚珠开关和水银开关本质的区别，使用滚珠角度开关既保留了滚珠开关和水银开关价格便宜的优点，又有使用Gsensor传感器时所能拥有的指定角度报警的优点，因为使用者需要什么样的角度报警，在设计时就知道，所以使用Gsensor传感器能拥有的随时可以调节报警角度的优势在智能防治近视镜架这个领域并没有太多的意义，所以说滚珠角度开关是最适合智能防治近视镜架这个产品的传感器开关，滚珠角度开关有阀值、没污染、价格低、不需要MCU支持，即使使用MCU也不需要Gsensor传感器所需要的接口、使用最低档只有一进一出的MCU作为驱动电路即可。

9、成本低，相对于目前市场上的同类产品，本专利所述产品的成本大幅降低，主要原因如下：

1)安装效率高导致的单个产品安装成本降低；

2)成品率高导致的单个产品器件成本降低；

3)电路简单会使返修率降低，返修率低导致的产品维修成本降低；

4)电路简单，使电路的成本低；

5)如果将电路全部放在镜腿中，镜腿可以适配多个镜框，镜框可以采购目前市场上已有的成品镜框，省去镜框开模具的费用，成本降低，市场上已有的成品镜框使用眼镜生产企业成熟的技术，价格低。

6)因电路体积小，镜腿的体积也可以相应的减小，减少了镜腿的物料消耗。

附图说明

附图1为本发明实施例镜架上视图；

附图2为本发明实施例专用充电线内充电部分电路示意图；

附图3为本发明实施例镜架上镜腿、电路板、盖板部分的爆炸图；

附图4为本发明实施例一使用MCU作为报警器件驱动电路的电路示意图；

附图5为本发明实施例二使用三极管作为报警器件驱动电路的电路示意图；

图中，1为镜框，2为镜腿，3为盖板，4为电路板。

具体实施方式

下面通过实施例来说明本发明的具体工作方式。

本发明实施例一镜架具体部分如下：

1、镜框1，采用TR90材质经注塑制成，注塑时采用TR90透明料加色粉，注塑完成后经过进胶口打磨、整机整形、喷光油等工艺后准备装配。

2、镜腿2，采用TR90材质经注塑制成，注塑时采用TR90透明料加色粉，注塑完成后经过胶口打磨、整机整形、喷光油等工艺后准备装配。

3、盖板3，采用TR90材质经注塑制成，注塑时采用TR90透明料加色粉，注塑完成后经过胶口打磨、整机整形、喷光油等工艺后准备装配。在镜腿2装入电路板4后盖上盖板3用于保护电路板4。

4、电路板4，电路板4上有MCU、滚珠角度开关和充电接口及其外围电路。

5、LED，用于通过闪光的形式报警。

6、电池，锂聚合物电池，30毫安时。

在电池有电时，使用者将本实施例所述镜架戴在头上，在头部前倾、左右倾斜到一定角度（这个角度在定制滚珠角度开关时已经设定完毕），滚珠角度开关导通，MCU探测到滚珠角度开关导通后，打开连接LED的引脚，LED常亮提醒使用者坐姿不正确。本发明实施例二镜架具体部分如下：

1、镜框1，采用TR90材质经注塑制成，注塑时采用TR90透明料加色粉，注塑完成后经过进胶口打磨、整机整形、喷光油等工艺后准备装配。

2、镜腿2，采用TR90材质经注塑制成，注塑时采用TR90透明料加色粉，注塑完成后经过胶口打磨、整机整形、喷光油等工艺后准备装配。

3、盖板3，采用TR90材质经注塑制成，注塑时采用TR90透明料加色粉，注塑完成后经过胶口打磨、整机整形、喷光油等工艺后准备装配。在镜腿装入电路板4后盖上盖板3用于保护电路板4。

4、电路板4，电路板4上有三极管、滚珠角度开关和充电接口及其外围电路。

5、振动器，用于通过震动的形式报警。

6、电池，锂聚合物电池，30毫安时。

在电池有电时，使用者将本实施例所述镜架戴在头上，在头部前倾、左右倾斜到一定角度（这个角度在定制滚珠角度开关时已经设定完毕），滚珠角度开关导通，三极管为振动器供电，振动器震动提醒使用者坐姿不正确。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (6)

1.一种低成本智能防治近视矫姿镜架，所述镜架的结构包含一个镜框、镜腿、电路三部分：

所述镜框用于夹持镜片，镜框上可以开槽放置电路及相关电路周边器件；

所述镜腿连接所述镜框，所述镜腿用于固定、支撑所述镜框；所述镜腿可以有一个或者两个，所述镜腿内可以有空间放置电路及相关电路周边器件；

电路部分的组成包含滚珠角度开关、电池、报警用器件；

电路部分可以安装在镜框上或者镜腿上，也可以部分安装在镜框上部分安装在镜腿上，也可以安装在一侧的镜腿上。

2.根据权利要求1的一种低成本智能防治近视矫姿镜架，其特征在于：所述滚珠角度开关安装在所述镜腿或者所述镜框内时与所述镜腿有一定的夹角，以所述镜腿连接所述镜框处和所述镜腿接触使用者耳朵上沿部分为所述镜腿的方向，所述滚珠角度开关安装的方向近似垂直于这个方向，近似平行于使用者佩戴本发明所述镜架采用正确的学习姿势时的重力方向。

3.根据权利要求1的一种低成本智能防治近视矫姿镜架，其特征在于：还可以有报警用器件的驱动电路，电路可以是由三极管、MOS管或者MCU的两个引脚组成，MCU的两个引脚中的一个引脚探测所述滚珠角度开关的状态、另外一个引脚用于驱动报警用器件。

4.根据权利要求2、3的一种低成本智能防治近视矫姿镜架，其特征在于：所述滚珠角度开关为专门定制，使滚珠角度开关在按照本发明所述方法安装后左右导通的角度与前后报警的角度不同。

5.根据权利要求2、3的一种低成本智能防治近视矫姿镜架，其特征在于：还可以有一条专用充电线，充电芯片可以在专用充电线上；电路部分包含充电接口。

6.根据权利要求1-5的一种低成本智能防治近视矫姿镜架，其特征在于：滚珠角度开关为定制，定制角度为按照安装在镜架上后的方向，左右方向为23°。