本發(fā)明涉及智能眼鏡領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡。

背景技術(shù)：

智能眼鏡，也稱智能鏡，是指擁有獨立的操作系統(tǒng)，且具有語音或動作操控、地圖導航、人機交互、拍照、攝影、通話等功能中的一項或者多項的一類眼鏡的總稱。近年來，智能手環(huán)因其實用的功能以及大眾化的造型得到了大量的普及，相對的，目前市面上的智能眼鏡大多造型奇特，雖然科技感十足，然而由于現(xiàn)有智能眼鏡造型太過另類，智能眼鏡上的攝像頭可能侵犯他人隱私、電子元件過于集中在其中的一個鏡腿容易導致眼鏡重量左右不平衡并對單側(cè)耳朵形成壓迫、續(xù)航時間不長等問題，導致目前智能眼鏡并沒有得到大范圍的推廣，因此有必要發(fā)明一種造型大眾化而功能上智能化、續(xù)航時間長的智能眼鏡。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服上述中存在的問題，提供了一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡，其結(jié)構(gòu)合理，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、造型大眾化、續(xù)航時間長、重量平衡、無壓迫感、智能化程度高等優(yōu)點，有效解決現(xiàn)有智能眼鏡不能大范圍推廣的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡，包括鏡框、與鏡框相連接的第一鏡腿以及第二鏡腿，所述鏡框、第一鏡腿、第二鏡腿具有中空結(jié)構(gòu)，具有中空結(jié)構(gòu)的鏡框鼻梁設(shè)置有檢測裝置；中空結(jié)構(gòu)減輕了眼鏡的整體重量。

所述檢測裝置包括用于獲取與人體鼻翼部分的生物電勢信號的第一電極、用于獲取人體眉心部分的生物電勢信號的第二電極、與鏡框鼻梁相互扣合的U形扣板以及設(shè)置在鏡框鼻梁內(nèi)腔和/或第一鏡腿內(nèi)腔用于控制系統(tǒng)休眠或工作的光線距離傳感器；所述第一電極、第二電極收集到的生物電勢信號傳送至微處理器上做數(shù)據(jù)處理；所述的光線距離傳感器是通過設(shè)置在鏡框鼻梁內(nèi)腔的FFC連接器或者通過導線與微控制器相互電連接，所述的扣板和/或第一鏡腿在光線距離傳感器檢測端對應設(shè)置有通孔，并在通孔上設(shè)置有保護膜片；光線距離傳感器可以是一體式光線距離傳感器或者是單獨的光線傳感器、距離傳感器的組合。

所述的第一鏡腿內(nèi)腔設(shè)置有依次串聯(lián)連接的數(shù)據(jù)傳輸接口、電源模塊；所述的第二鏡腿內(nèi)腔設(shè)置有微控制器、至少一個用于識別用戶運動狀態(tài)的加速度傳感器、陀螺儀以及心率傳感器；電源模塊負責眼鏡的供能和儲能，數(shù)據(jù)傳輸接口作為眼鏡與外部設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸和充電端口；加速度傳感器、陀螺儀用于監(jiān)視和記錄用戶的運動狀況，心率傳感器檢測使用者的心率及其變化，并將三者的實時信號作為微處理器控制的依據(jù)；

因陀螺儀可方便的測量角度的變化，通過陀螺儀測量角度的變化、通過加速度傳感器確認用戶是否移動以及通過心率傳感器是否檢測到用戶心率的綜合數(shù)據(jù)分析得出本發(fā)明的使用狀態(tài)，智能控制本發(fā)明系統(tǒng)的休眠和喚醒。如未檢測到用戶心率且未檢測到線性運動以及角度的變化，則判定本發(fā)明未處于使用狀態(tài)，系統(tǒng)暫時休眠；又如當本發(fā)明系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時檢測到用戶心率、檢測到線性運動、檢測到本發(fā)明的角度發(fā)生了變化，則喚醒本發(fā)明的系統(tǒng)。

在一實施例中，所述的第一電極和第二電極是固定設(shè)置在U形扣板或者鏡框鼻梁上，且第一電極、第二電極是分別通過FFC連接器或者通過導線與微控制器相互電連接。

在一實施例中，所述鏡框的樁頭部位設(shè)置有麥克風，第一鏡腿和/或第二鏡腿上設(shè)置有骨傳導揚聲器，樁頭部位是鏡身兩端突出的部位，位于鏡身兩端，用于安裝鉸鏈，確定鏡身的最大尺寸以及鏡腿的寬度，在鏡身與鏡腿的連接處。

在一實施例中，所述的微控制器包括CPU、WiFi模塊、GPS模塊、藍牙通訊模塊、用于增大第一電極、第二電極電信號的信號放大器以及用于計算眼球運動信號的驅(qū)動芯片，且微控制器外接存儲模塊、工作指示燈、電源開關(guān)；GPS模塊負責對使用者進行定位。第一電極、第二電極傳輸至微處理器的電信號經(jīng)由信號放大器放大后由驅(qū)動器芯片依據(jù)其內(nèi)置算法計算出用戶眼球運動狀態(tài)，系統(tǒng)依據(jù)眼球運動狀態(tài)生成一定的控制指令并執(zhí)行，完成眼球運動對眼鏡系統(tǒng)的控制。

在一實施例中，所述的微控制器分別與麥克風、數(shù)據(jù)傳輸接口、電源模塊、加速度傳感器、陀螺儀、心率傳感器以及骨傳導揚聲器相互電連接；加速度傳感器、陀螺儀、心率傳感器、GPS模塊所得的信號數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸接口、WiFi模塊、藍牙通訊模塊中的一個或者多個與外部設(shè)備連接得以傳輸和展示。

在一實施例中，所述的第一電極和第二電極上結(jié)合有銀的聚合物薄膜，所述銀的聚合物薄膜是金屬銀、氯化銀或其組合，因為其不可極化，擁有較高的電穩(wěn)定性，是一種良好的電流收集器。該種銀層可以是部分氯化的，該種氯化銀是涂覆層本身中含有的氯化銀，或者通過與銀層進行原位化學反應而形成的氯化物。

在一實施例中，所述的電源模塊包括充放電路以及鋰電池。

在一實施例中，所述的鏡框外側(cè)面邊緣設(shè)置有導電金屬介質(zhì)，且導電金屬介質(zhì)與充放電路相互電連接，導電金屬介質(zhì)可以作為充電接口或者向外部釋放電能的介質(zhì)。

在一實施例中，所述的鏡框、第一鏡腿、第二鏡腿內(nèi)腔均設(shè)置有用于走線的線槽。

在一實施例中，所述的第一鏡腿是左鏡腿或右鏡腿。

本發(fā)明的有益效果是：一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡，包括具有中空結(jié)構(gòu)的鏡框、第一鏡腿、第二鏡腿以及檢測裝置，其中第一鏡腿內(nèi)設(shè)置有大容量鋰電池以及充放電路，而大部分傳感器、控制電路等元件設(shè)置于第二鏡腿，此外檢測裝置通過光線距離傳感器檢測眼鏡的使用狀態(tài)被佩戴或者被收納，智能控制系統(tǒng)休眠，相對于現(xiàn)有智能眼鏡在單個鏡腿上集成電池、控制電路等元件的做法，不但加長了智能眼鏡的續(xù)航時間，且眼鏡左右重量平衡不易造成對單側(cè)耳朵的壓迫感；而檢測裝置通過對生物電勢的檢測得到眼球運動數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)對智能眼鏡的眼動控制；結(jié)合心率傳感器、陀螺儀、加速度傳感器以及GPS模塊的數(shù)據(jù)，對用戶的運動進行監(jiān)測、記錄和分析，并能借由分析結(jié)果為用戶提供相關(guān)建議；其結(jié)構(gòu)合理，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、造型大眾化、續(xù)航時間長、重量平衡、無壓迫感、智能化程度高等優(yōu)點，有效解決現(xiàn)有智能眼鏡不能大范圍推廣的問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是一般日用眼鏡結(jié)構(gòu)的整體示意圖；

圖2是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡設(shè)置麥克風和導電金屬介質(zhì)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一電極、第二電極直接與鏡框鼻梁連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一電極、第二電極設(shè)置在扣板上的情況下檢測裝置與鏡框鼻梁的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的光線距離傳感器與鏡框鼻梁的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一電極、第二電極直接與鏡框鼻梁連接結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖8是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一電極、第二電極直接與鏡框鼻梁連接的情況下光線距離感應器與鏡框鼻梁連接的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一電極、第二電極直接與鏡框鼻梁連接的情況下FFC連接器與鏡框鼻梁連接的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一電極、第二電極設(shè)置在扣板上的情況下與鏡框鼻梁連接結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖11是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一電極、第二電極設(shè)置在扣板上的情況下光線距離傳感器與鏡框鼻梁連接的剖面示意圖；

圖12是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一電極、第二電極設(shè)置在扣板上的情況下FFC連接器與鏡框鼻梁的連接結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖13是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一鏡腿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第一鏡腿設(shè)置有光線距離感應器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的第二鏡腿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是本發(fā)明所述一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡的各元件電性連接方框示意圖。

附圖中標記分述如下：1、鏡框，12、導電金屬介質(zhì)，13、麥克風，14、檢測裝置，141、第一電極，142、第二電極，15、光線距離傳感器，16、FFC連接器，17、扣板，171、通孔，18、鏡框鼻梁，2、第一鏡腿，21、數(shù)據(jù)傳輸接口，22、充放電路，23、鋰電池，24、線槽，3、第二鏡腿，31、存儲模塊，32、工作指示燈，33、電源開關(guān)，34、骨傳導揚聲器，35、心率傳感器，36、陀螺儀，37、加速度傳感器，38、微處理器。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

圖1是一般日用眼鏡結(jié)構(gòu)的整體示意圖，其一般結(jié)構(gòu)包括鏡框1、與鏡框1相連接的第一鏡腿2、第二鏡腿3、鏡片以及鼻托，結(jié)構(gòu)簡單的同時功能太過單一，智能化程度低。

如圖2所示，本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)包括鏡框1、與鏡框1相連接的第一鏡腿2以及第二鏡腿3，所述鏡框1、第一鏡腿2、第二鏡腿3具有中空結(jié)構(gòu)，具有中空結(jié)構(gòu)的鏡框鼻梁18設(shè)置有檢測裝置14；所述鏡框1的樁頭部位設(shè)置有麥克風13。樁頭部位是鏡身兩端突出的部位，位于鏡身兩端，用于安裝鉸鏈，確定鏡身的最大尺寸以及鏡腿的寬度，在鏡身與鏡腿的連接處。

如圖13所示，所述的第一鏡腿2內(nèi)腔設(shè)置有依次串聯(lián)連接的數(shù)據(jù)傳輸接口21、電源模塊；所述的電源模塊包括充放電路22以及鋰電池23；所述的第一鏡腿2是左鏡腿或右鏡腿。

如圖15所示，所述的第二鏡腿3內(nèi)腔設(shè)置有微控制器38、至少一個用于識別用戶運動狀態(tài)的加速度傳感器37、陀螺儀36以及心率傳感器35。

電源模塊負責眼鏡的供能和儲能，數(shù)據(jù)傳輸接口作為眼鏡與外部設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸和充電端口；加速度傳感器、陀螺儀用于監(jiān)視和記錄用戶的運動狀況，心率傳感器檢測使用者的心率及其變化，并將三者的實時信號作為微處理器控制的依據(jù)；

如圖12所示，所述檢測裝置14包括用于獲取與人體鼻翼部分的生物電勢信號的第一電極141、用于獲取人體眉心部分的生物電勢信號的第二電極142、與鏡框鼻梁18相互扣合的U形扣板17以及用于控制系統(tǒng)休眠或工作的光線距離傳感器15，光線距離傳感器可以是一體式光線距離傳感器或者是單獨的光線傳感器、距離傳感器的組合。

因陀螺儀可方便的測量角度的變化，通過陀螺儀測量角度的變化、通過加速度傳感器確認用戶是否移動、通過光線距離傳感器分別檢測光照強度、與頭部距離變化以及通過心率傳感器檢測用戶心率的綜合數(shù)據(jù)分析得出本發(fā)明的使用狀態(tài)，智能控制本發(fā)明系統(tǒng)的休眠和喚醒。如未檢測到用戶心率且未檢測到線性運動以及角度的變化，光線距離傳感器檢測到的光照強度和距離的數(shù)值大于設(shè)定值，則判定本發(fā)明未處于使用狀態(tài)，系統(tǒng)暫時休眠；又如當本發(fā)明系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時檢測到用戶心率、檢測到線性運動、檢測到本發(fā)明的放置角度發(fā)生了變化，則判定本發(fā)明處于使用狀態(tài)喚醒本發(fā)明的系統(tǒng)。

如圖16所示，所述的微控制器38包括CPU、WiFi模塊、GPS模塊、藍牙通訊模塊、用于增大第一電極141、第二電極142電信號的信號放大器以及用于計算眼球運動信號的驅(qū)動芯片，且微控制器38外接存儲模塊31、工作指示燈32、電源開關(guān)33。GPS模塊負責對使用者進行定位。第一電極、第二電極傳輸至微處理器的電信號經(jīng)由信號放大器放大后由驅(qū)動器芯片依據(jù)其內(nèi)置算法計算出用戶眼球運動狀態(tài)，系統(tǒng)依據(jù)眼球運動狀態(tài)生成一定的控制指令并執(zhí)行，完成眼球運動對眼鏡系統(tǒng)的控制。

所述的微控制器38分別與麥克風13、數(shù)據(jù)傳輸接口21、電源模塊、加速度傳感器37、陀螺儀36、心率傳感器35以及骨傳導揚聲器34相互電連接，加速度傳感器、陀螺儀、心率傳感器、GPS模塊所得的信號數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸接口、WiFi模塊、藍牙通訊模塊中的一個或者多個與外部設(shè)備連接得以傳輸和展示，如通過藍牙通訊模塊與手機、平板電腦進行數(shù)據(jù)傳輸；所述骨傳導揚聲器34是穿出鏡腿并與使用者頭部相互抵接。

在一種實施例中，骨傳導揚聲器34是設(shè)置在第一鏡腿2和/或第二鏡腿3上，骨傳導揚聲器34通過頭骨傳導聲音作為普通揚聲器使用，同時當兩條鏡腿上都設(shè)置有骨傳導揚聲器34時，可通過兩條鏡腿分別振動提示導航信息，如左側(cè)骨傳導揚聲器34振動則向左轉(zhuǎn)，右側(cè)骨傳導揚聲器34振動則向右轉(zhuǎn)，兩側(cè)骨傳導揚聲器34同時震動則是行進方向錯誤。

在如圖4、圖7所示的一種實施例中，所述的第一電極141和第二電極142是固定設(shè)置在鏡框鼻梁18上。在如圖5、圖10所示的一種實施例中，所述的第一電極141和第二電極142是固定設(shè)置在U形扣板17上，U形扣板17與第一電極141和第二電極142之間應設(shè)置絕緣層或者其他絕緣措施，避免第一電極141和第二電極142與U形扣板17直接接觸而影響所檢測到的電信號出現(xiàn)偏差。

在如圖8、圖11所示的一種實施例中，第一電極141、第二電極142是分別通過導線與微控制器38相互電連接。在如圖9、圖12所示的一種實施例中，第一電極141、第二電極142是分別通過FFC連接器16與微控制器38相互電連接。

在如圖6、圖8、圖11、圖14所示的一種實施例中，光線距離傳感器15設(shè)置在鏡框鼻梁18內(nèi)腔和/或第一鏡腿2內(nèi)腔；所述的扣板17和/或第一鏡腿2在光線距離傳感器15檢測端對應設(shè)置有通孔171，并在通孔171上設(shè)置有保護膜片。

在如圖9、圖12所示的一種實施例中，光線距離傳感器15是通過設(shè)置在鏡框鼻梁18內(nèi)腔的FFC連接器16與微控制器38相互電連接。

在如圖8、圖11所示的一種實施例中，光線距離傳感器15是通過設(shè)置在鏡框鼻梁18內(nèi)腔的導線與微控制器38相互電連接。

在一種實施例中，所述的第一電極141和第二電極142上結(jié)合有銀的聚合物薄膜，所述銀的聚合物薄膜是金屬銀、氯化銀或其組合，因為其不可極化，擁有較高的電穩(wěn)定性，是一種良好的電流收集器。該種銀層可以是部分氯化的，該種氯化銀是涂覆層本身中含有的氯化銀，或者通過與銀層進行原位化學反應而形成的氯化物。

在如圖3所示的一種實施例中，所述的鏡框1外側(cè)面邊緣設(shè)置有導電金屬介質(zhì)12，且導電金屬介質(zhì)12與充放電路22相互電連接，導電金屬介質(zhì)可以作為充電接口或者向外部釋放電能的介質(zhì)。

在一種實施例中，所述的鏡框1、第一鏡腿2、第二鏡腿3內(nèi)腔設(shè)置有用于走線的線槽24，線槽24能很好的固定內(nèi)部線纜，方便安裝。

本發(fā)明所述的一種基于眼電傳感控制的運動監(jiān)測智能眼鏡，包括具有中空結(jié)構(gòu)的鏡框、第一鏡腿、第二鏡腿以及檢測裝置，其中第一鏡腿內(nèi)設(shè)置有大容量鋰電池以及充放電路，而大部分傳感器、控制電路等元件設(shè)置于第二鏡腿，此外檢測裝置通過光線距離傳感器檢測眼鏡的使用狀態(tài)被佩戴或者被收納，智能控制系統(tǒng)休眠，相對于現(xiàn)有智能眼鏡在單個鏡腿上集成電池、控制電路等元件的做法，不但加長了智能眼鏡的續(xù)航時間，且眼鏡左右重量平衡不易造成對耳朵的壓迫感；而檢測裝置通過對生物電勢的檢測得到眼球運動數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)對智能眼鏡的眼動控制；結(jié)合心率傳感器、陀螺儀、加速度傳感器以及GPS模塊的數(shù)據(jù)，對用戶的運動進行監(jiān)測、記錄和分析，并能借由分析結(jié)果為用戶提供相關(guān)建議；其結(jié)構(gòu)合理，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、造型大眾化、續(xù)航時間長、重量平衡、無壓迫感、智能化程度高等優(yōu)點，有效解決現(xiàn)有智能眼鏡不能大范圍推廣的問題。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。