一種生物鐘調節眼鏡的製作方法

2023-04-25 13:31:41

一種生物鐘調節眼鏡的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種生物鐘調節眼鏡，包括設置在眼鏡架上的微處理器、LED陣列、環境光傳感器、觸摸開關、充電模塊和電源模塊，其中，所述微處理器分別與LED陣列、環境光傳感器和觸摸開關連接，所述微處理器根據所述環境光傳感器將採集到的環境光強度控制所述LED陣列工作，所述觸摸開關用於調節LED陣列發出光的強度；所述充電模塊用於給所述電源模塊充電，所述電源模塊用於供電。本發明是一種可穿戴的電子設備，使用及攜帶方便。通過調節人體生物節律，實現治療睡眠障礙、季節性抑鬱症等延伸功能。同時，本產品不影響用戶的正常學習和工作。再者，本發明的調節效果顯著，可以根據環境光自動調節LED光線的強度。
【專利說明】—種生物鐘調節眼鏡

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醫療保健設備，特別涉及一種生物鐘調節眼鏡。

【背景技術】
[0002]睡眠對一個人的正常生活是至關重要的，但是有很多人群因為生活的壓力或者外部環境的影響導致生物鐘紊亂，嚴重影響到身心健康。比如面臨升學壓力的中小學生、睡眠障礙患者、季節性情緒抑鬱患者、需進行時差調節的商旅人士、長途駕駛司機及輪班工人等。國內上述受眾人群超過5億。目前市場上也有很多用於調節外部環境的產品，但是效果都不盡人意。比如，荷蘭飛利浦公司的goLITE BLU能量燈，主要功能是提升用戶的精神狀態及輔助治療季節性抑鬱症症。但是便攜性差，只能在室內使用。丹麥Seqinetic公司的白光眼鏡，其光源為白色LED，通過一個曲面反射器將白光反射到眼睛的位置，主要功能是輔助治療季節性抑鬱症症。但是由於使用白光作為光源，會對視網膜視覺成像細胞造成影響，而且曲面反光器面積過大，對佩戴者的閱讀、行走等活動造成較大的影響。
[0003]非成像視覺感光細胞從被發現到目前為止僅有十餘年的時間，但其自發現伊始就成為神經生理學特別是視覺研究的熱點。我們知道，感知外界環境作出相應反應是生命體的最基本特徵，而對於光信號的感知是多數生命體最重要的感知功能，一系列神經生理功能更是直接受到光線控制，比如睡眠、生物節律、情緒等。
[0004]人類對於光的感知可以分為成像視覺(image-forming vis1n)和非成像視覺(non-1mage-forming vis1n)。視網膜中有三類感光細胞:成像視覺依賴的感光細胞是傳統的視錐和視杆細胞，它們幫助我們形成圖像感知；而非成像視覺依賴的感光細胞是表達一種特殊視蛋白(melanopsin)的自感光視網膜神經節細胞(IntrinsicallyPhotosensitive Retinal Gangl1n Cells,簡稱ipRGCs)。根據新的研究表明，非成像視覺具有相當重要的光調節生理學功能，包括生物鐘的光調節、睡眠調節、情緒調節、瞳孔光反射、畏光、褪黑素表達的光調節等。


【發明內容】

[0005]發明目的:本發明為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種方便攜帶，調節效果顯著的生物鐘調節眼鏡。
[0006]
【發明內容】
:為解決上述技術問題，本發明提供了一種生物鐘調節眼鏡，包括設置在眼鏡架上的微處理器、LED陣列、環境光傳感器、觸摸開關、充電模塊和電源模塊，其中，所述微處理器分別與LED陣列、環境光傳感器和觸摸開關連接，所述微處理器根據所述環境光傳感器將採集到的環境光強度控制所述LED陣列工作，所述觸摸開關用於調節LED陣列發出光的強度；所述充電模塊用於給所述電源模塊充電，所述電源模塊用於供電。
[0007]進一步，所述LED陣列採用三種不同波段的LED燈。這樣可以有效的控制對人眼中自感光視網膜神經節細胞的刺激。
[0008]進一步，所述三種不同波段的LED燈的波長分別為450-470nm、470-520nm和520-560nm,所述470_520nm波段的LED燈設置在中間，所述波段為450_470nm和520_560nm的LED燈分別設置在所述470-520nm波段的LED燈的兩側。其中450_470nm波段的LED燈產生的光線可以激活ipRGCs，從而使人快速進入清醒狀態。520-560nm波段的LED燈產生的光線可以降低ipRGCs的活性，所以450-470nm波段的LED燈和520_560nm波段的LED燈分別配合470-520nm波段的LED燈一起使用就可以調節人體的清醒速度，從而可以根據人體的需求調節人體的清醒時間。當450-470nm和470_520nm波段的LED燈同時工作時，可以提高調節的效果，加快人體清醒的速度。採用波段為470-520nm和520_560nm的LED燈同時工作時，可以降低調節的效果，減緩人體清醒的速度。，
進一步，所述LED陣列中的LED燈包括藍色、藍綠色和紅色三種不同顏色的LED燈，其中，所述藍綠色的LED燈在LED陣列的中間位置，所述藍色和紅色的LED燈分別位於藍綠色LED燈的兩側。進一步，所述LED陣列為線性LED陣列，所述LED陣列設置在所述眼鏡框上朝向眼球的一側。採用這樣的結構可以使眼睛受到的光線更加均勻，對人體生物鐘調節的效果更好。
[0009]進一步，還包括藍牙天線，所述藍牙天線通過藍牙控制器與微處理器連接。設置了藍牙天線可以使眼鏡與其他終端之間傳輸數據，比如可以通過藍牙天線將微處理器中的數據傳輸給手機，手機也可以通過藍牙天線控制眼鏡工作。
[0010]進一步，還包括微動開關，所述微動開關設置在所述眼鏡架的鏡架腿的摺疊處。設置了微動開關後，就可以實現鏡腿摺疊自動打開/關閉LED陣列的功能。
[0011]進一步，所述觸摸開關設置在所述眼鏡架的鏡腿上，所述觸摸開關為電容式觸摸開關。這樣更加方便使用。
[0012]工作原理:本發明通過架設在眼鏡框上梁的LED矩陣對兩隻眼睛視網膜上的非成像視覺區域進行特定波段、點陣組合、頻率的刺激，從而激發下遊大腦的視覺信息通路細胞，起到調節生物鐘的目的。由於LED入射位置和角度的特殊性，其發出的光只有極少量被視網膜中央凹的主要成像區域捕獲，因此，人眼對這些LED光線在適應後幾乎是無法察覺到的，佩戴此產品的用戶可以進行正常的生活、工作、鍛鍊等活動。
[0013]有益效果:與現有技術相比，本發明是一種可穿戴的電子設備，通過在特定的時段佩戴眼鏡，使生物鐘的節律向前或向後調整，以緩解由於生物鐘紊亂造成的睡眠障礙。使用更加方便，也方便攜帶。主要利用特殊波段的光線照射視網膜非成像區域，激發大腦的視覺信息通路細胞，抑制海馬體睡眠中樞的活性，從而提高人腦的興奮度，有效提升用戶的注意力、記憶力和思維敏捷度，配合不同的使用程序，可達到調節人體生物節律的效果，實現治療睡眠障礙、季節性抑鬱症等延伸功能。同時，本產品不影響用戶的正常學習和工作。再者，本發明的調節效果顯著，可以根據環境光自動調節LED光線的強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的電路模塊示意圖；
圖2為本發明的結構示意圖；
圖3為本發明眼鏡腿的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步解釋。
[0016]如圖f圖2所示，本發明公開了一種生物鐘調節眼鏡，包括設置在眼鏡架I上的微處理器2、LED陣列3、藍牙天線8、微動開關9、環境光傳感器4、觸摸開關5、充電模塊6和電源模塊7，其中，微處理器2分別與LED陣列3、環境光傳感器4、藍牙天線8、微動開關9和觸摸開關5連接，微處理器2根據所述環境光傳感器4將採集到的環境光強度控制所述LED陣列3工作，LED陣列3為線性LED陣列，LED陣列3設置在所述眼鏡架I上朝向眼球的一側，LED陣列3中採用三種不同波段的LED燈，其中，三種不同波段的LED燈的波長分別為450-470nm、470-520nm和520_560nm，470_520nm波段的LED燈設置在LED陣列的中間，450-470nm和520_560nm波段的LED燈分別設置在470_520nm波段的LED的左右兩側。LED陣列中採用藍色、藍綠色和紅色三種顏色的LED燈，將藍綠色的LED燈設置在LED陣列的中間，藍色和紅色的LED燈分別設置在綠色LED燈的兩側。觸摸開關5可以直接調節LED陣列發出光的強度；充電模塊6用於給電源模塊7充電，電源模塊7給眼鏡架I上的其他電子器件供電。如圖3所示，微動開關9設置在眼鏡架I的鏡架腿的摺疊處，這樣可以實現鏡腿摺疊自動打開/關閉LED陣列的功能。藍牙天線8通過藍牙控制器控制工作，其中，藍牙控制器可以集成在微處理器2中。藍牙天線8主要用於和其他終端連接，控制眼鏡工作，或者將眼鏡中的數據傳輸到其他終端中，進行數據處理。
[0017]用於生物鐘調節眼鏡的環境光自適應調節方法，包括以下步驟:
步驟1:在微處理器中預設調節光強度值A ;其中A的範圍為160 μ w/cnT600 μ w/cm2 ；步驟2:環境光傳感器監測採集環境光強度值B。環境光傳感器每隔15秒採集環境光強度值，連續採集十次後，求取十次採集的環境光強度值的平均值，並將當前的平均值與前一個周期採集的環境光強度值的平均值進行比較，如果當前的平均值與前一個周期採集的環境光強度值的平均值的變化量較超過5%，則進行步驟3?步驟5對LED的光線強度進行調節，如果沒有超過5%則不對LED光線強度進行調節；
步驟3:根據公式D=CXB計算環境光中已使用的光的強度D ；c為常數，c根據日光中各種波長的能量分布進行計算獲得。；
步驟4:根據公式E=A-D計算得出光源需要提供的光的強度值；
步驟5:如果E值不大於O則關閉LED陣列，如果E值大於0，則根據E的值，使用調節佔空比的方法將LED陣列的光線強度值調節為E。
[0018]用戶可以每天使用本發明提供的生物鐘調節眼鏡，用戶在每天需要起床的時間帶上本發明提供的眼鏡，就可以快速清醒，約20-30分鐘後將眼鏡取下。經過一段時間的調整，能夠有效的解決生物鐘的紊亂問題。用戶在使用本發明時，環境光傳感器採集外部環境的自然光，並將自然光的強度傳遞給微處理器，微處理器將採集到的自然光與設定的光的強度進行比較，然後根據比較值來調整LED陣列發出的光的強度。從而用戶接受的光的強度值一直恆定，使用戶在使用時更加舒適。研究結果表明，在清晨佩戴本產品可使人在20-30分鐘內快速清醒，而在感覺到疲倦的時候佩戴本產品20-30分鐘也可達到同樣效果。一般連續使用I個月就可以有效的調節用戶的生物鐘，促進用戶的身心健康。
【權利要求】
1.一種生物鐘調節眼鏡，其特徵在於:包括設置在眼鏡架(I)上的微處理器(2)、LED陣列(3)、環境光傳感器(4)、觸摸開關(5)、充電模塊(6)和電源模塊(7)，其中，所述微處理器(2)分別與LED陣列(3)、環境光傳感器(4)和觸摸開關(5)連接，所述微處理器(2)根據所述環境光傳感器(4)將採集到的環境光強度控制所述LED陣列(3)工作，所述觸摸開關(5)用於調節LED陣列(3)發出光的強度；所述充電模塊(6)用於給所述電源模塊(7)充電，所述電源模塊(7)用於供電。
2.根據權利要求1所述的生物鐘調節眼鏡，其特徵在於:所述LED陣列(3)包括三種不同波段的LED燈。
3.根據權利要求2所述的生物鐘調節眼鏡，其特徵在於:所述三種不同波段的LED燈的波長分別為450-470nm、470-520nm和520_560nm，所述470_520nm波段的LED燈設置在中間，所述波段為450-470nm和520_560nm的LED燈分別設置在所述470_520nm波段的LED燈的兩側。
4.根據權利要求1所述的生物鐘調節眼鏡，其特徵在於:所述LED陣列(3)中的LED燈包括藍色、藍綠色和紅色三種不同顏色的LED燈，其中，所述藍綠色的LED燈在LED陣列的中間位置，所述藍色和紅色的LED燈分別位於藍綠色LED燈的兩側。
5.根據權利要求1、2或4所述的生物鐘調節眼鏡，其特徵在於:所述LED陣列為線性LED陣列，所述LED陣列(3 )設置在所述眼鏡框(I)上朝向眼球的一側。
6.根據權利要求1所述的生物鐘調節眼鏡，其特徵在於:還包括藍牙天線(8)，所述藍牙天線(8 )通過藍牙控制器與所述微處理器(2 )連接。
7.根據權利要求1所述的生物鐘調節眼鏡，其特徵在於:還包括微動開關(9)，所述微動開關(9)設置在所述眼鏡架(I)的鏡架腿的摺疊處，所述微動開關(9)與所述微處理器(2)連接。
8.根據權利要求1所述的生物鐘調節眼鏡，其特徵在於:所述觸摸開關(5)設置在所述眼鏡架(I)的鏡腿上，所述觸摸開關(5)為電容式觸摸開關。
【文檔編號】A61M21/00GK104353169SQ201410607267
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】池靜, 盧志強, 張志達, 薛天 申請人:無錫優創生物科技有限公司