CN103698904B - 智能眼镜及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能眼镜，包括控制部件，与控制部件电连接的、可检测用户眼部状态的图像采集装置；所述眼部状态包括上下眼睑距离；所述控制部件用于根据所检测的上下眼睑距离的大小控制智能眼镜上朝向用户观察方向的摄像头的变焦。还相应的提供了对智能眼镜的朝向用户观察方向的摄像头的控制方法。使用本发明，实现了在对智能眼镜朝向用户观察方向的摄像头变焦控制时，通过眼睛的睁大、眯起进行控制。

Description

智能眼镜及控制方法

技术领域

本发明涉及佩戴式智能设备技术领域，特别是指一种智能眼镜及控制方法。 

背景技术

目前，包括谷歌公司、三星公司、兄弟公司等公司所生产的智能眼镜，通常包括框架，在框架上安装有与用户眼睛观察方向一致（即朝向用户外侧）的摄像头，以及连接该摄像头的相关电路器件。 

下面以图1、图2、图3示出的谷歌公司的智能眼镜为例进行说明，所述相关电路器件设置于主体内，包括处理器、处理器与所述摄像头11连接，以将摄像头采集的图像或视频进行处理。处理器还与一主体内的微型投影仪电连接，在该智能眼镜的正面还设置棱镜12，作为虚拟显示屏。谷歌智能眼镜的成像原理是，处理器进行图像处理后，由微型投影仪把画面投射到棱镜12上，通过棱镜12中的折射面将画面折射投到人眼并聚焦在视网膜上。该智能眼镜还包括与处理器电连接的无线模块，通过无线模块，该智能眼镜可以与手机、无线网络等无线连接。该智能眼镜还包括输入部分，通过按键13或滑动触摸板14输入相应的指令。 

其他公司的智能眼镜，有的还包括有线传输装置，可以与手机或电脑通过有线连接的方式传输数据。 

对于目前的智能眼镜，当采集图像过程中对智能眼镜上的所述摄像头焦距或电子焦距进行控制调整（即实现实时采集的图像的放大、缩小）时，或对智能眼镜上的所显示的图像的大小缩放进行控制时，可采用滑动触摸、手势控制等方式，但都需要手的配合，如何能够进行上述控制时脱离手的参与，以更为简便的方式进行上述控制，是有待解决的问题。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种智能眼镜及控制方法，以在对智能眼 镜朝向用户观察方向的摄像头变焦控制，或对智能眼镜显示的图像的缩放控制时，可通过眼睛的睁大、眯起进行控制。 

本发明提供了一种智能眼镜，包括控制部件，还包括：与控制部件电连接的、可检测用户眼部状态的图像采集装置；所述眼部状态包括上下眼睑距离； 

所述控制部件用于根据所检测的上下眼睑距离的大小控制智能眼镜显示部件所显示图像的缩放、或智能眼镜上朝向用户观察方向的摄像头的变焦。 

由上，智能眼镜佩戴者睁大或眯起眼睛时，可采集到上下眼睑的相应的距离，并据此控制智能眼镜显示部件所显示图像的缩放、或智能眼镜上朝向用户观察方向的摄像头的变焦，实现了根据智能眼镜佩戴者通过眼睛的睁大、眯起进行控制，可脱离手的参与，控制更为方便，且可释放出用户手以进行其他操作。 

可选的，所述图像采集装置包括一微摄像头，位于智能眼镜的框架的支撑梁上，朝向用户眼部方向设置。 

由上，在智能眼镜的框架的支撑梁上设置所述微摄像头，实现简便。 

可选的，所述图像采集装置包括：位于智能眼镜的主体内的一微摄像头，位于该微摄像头镜头侧的棱镜，所述棱镜内具有将用户眼部图像折射至该微摄像头的折射面。 

可选的，所述棱镜的面向用户眼部的光入射面，或棱镜内的所述折射面为曲面结构。 

由上，通过棱镜结合微摄像头的方式采集用户眼部图像，可将微摄像头置于智能眼镜主体内。且可根据需要，将棱镜的面向用户眼部的光入射面，或棱镜内的所述折射面为曲面结构，以扩大其采集的图像范围。 

可选的，所述图像采集装置包括：位于智能眼镜的主体内的一微摄像头，成像光纤，该成像光纤一端装配于所述微摄像头的镜头端，另一端安装于智能眼镜的框架的支撑梁上，朝向用户眼部方向设置。 

由上，通过成像光纤，其一端可根据位置需要安装智能眼镜的框架的一端。 

本发明还提供了一种对智能眼镜的朝向用户观察方向的摄像头的控制方法，包括： 

采集智能眼镜佩戴者的眼部图像，该眼部图像包含上眼睑和下眼睑， 

判断上下眼睑之间的距离大于一上限值，控制朝向用户观察方向的摄像头的镜头 焦距以使所采集的图像放大； 

判断上下眼睑之间的距离小于一下限值，控制所述摄像头的镜头焦距以使所采集的图像缩小； 

判断上下眼睑之间的距离在上述上下限值之间，所述摄像头的镜头焦距停止调整。 

由上，可实现根据所检测的智能眼镜佩戴者的上下眼睑距离的大小控制智能眼镜上朝向用户观察方向的摄像头的变焦，即根据智能眼镜佩戴者的眼睛的睁大、眯起进行所述控制。 

本发明还提供了一种对智能眼镜的显示部件图像显示的控制方法，包括： 

采集智能眼镜佩戴者的眼部图像，该眼部图像包含上眼睑和下眼睑， 

判断上下眼睑之间的距离大于一上限值，控制智能眼镜显示部件所显示的图像放大； 

判断上下眼睑之间的距离小于一下限值，控制所述显示部件所显示的图像缩小； 

判断上下眼睑之间的距离在上述上下限值之间，所述显示部件所显示的图像缩放停止调整。 

由上，可实现根据所检测的智能眼镜佩戴者的上下眼睑距离的大小控制智能眼镜显示部件所显示图像的缩放，即根据智能眼镜佩戴者的眼睛的睁大、眯起进行所述控制。 

较佳的，还包括：所述判断上下眼睑之间的距离大于所述上限值或小于所述下限值时，还判断所述上下眼睑之间的所述距离维持超过特定时间时，认定此次判断有效，执行相应的控制。 

由上，可以避免将智能眼镜佩戴者正常的眨眼、睁眼误识别为控制指令。 

可选的，还包括：当判断眼睛为一指定状态或动作时，控制所述摄像头的镜头焦距或所述显示部件所显示的图像调整至默认值。 

由上，可通过特定状态或动作快速恢复至默认值。 

可选的，所述采集智能眼镜佩戴者的眼部图像之前还包括：对智能眼镜佩戴者的所述上下限的初始化配置步骤。 

由上，可以适应不同人的眼部的大小状况、睁大、眯眼程度的习惯。 

附图说明

图1为谷歌公司所申请智能眼镜的原理图的第一立体示意图； 

图2为谷歌公司所申请智能眼镜的原理图的第二立体示意图； 

图3为谷歌公司所销售的智能眼镜的示意图； 

图4为本发明第一实施例的智能眼镜的示意图，是对应图2从佩戴者方向所示的智能眼镜的部分结构图； 

图5为本发明对应图2的智能眼镜第二实施例的示意图，是智能眼镜的部分结构图； 

图6为本发明对应图3的智能眼镜第三实施例的示意图，是智能眼镜的部分结构图； 

图7为智能眼镜佩戴者眼睛状态示意图，（A）为眼睛正常状态，（B）为眼睛睁大状态，（C）为眼睛眯起状态； 

图8中（M）为对应图7（B）眼睛睁大状态时所采集或显示的图像大小，（N）为对应图7（C）眼睛眯起状态时所采集或显示的图像大小；（O）为默认或初始时所采集或显示的图像大小。 

下面参见各个附图对本发明的智能眼镜进行详细说明。 

如图1所示，本发明的智能眼镜可如图1、2或3所示的智能眼镜，包括一类似镜架的框架，框架41可为U型，U型框架的两支臂411形成夹持部，使智能眼镜可夹持于头部固定，U型框架41的支撑梁412连接两支臂411，支撑梁412中间具有鼻梁支撑413件，支撑梁412下方可安装镜片，以使整体看起来更近似眼镜。 

于框架的形成夹持部的一支臂411上，设置有主体42，主体42内具有处理器等。主体42靠近支撑梁412的一端，设置有朝向用户观察方向（即朝向用户外侧）的摄像头11，为了与后文描述的采集用户眼部图像的摄像头进行区别，本文中称该摄像头为朝外摄像头11，该摄像头11可为CCD或CMOS摄像头，可为变焦镜头，具有焦距可调功能。还可设置有声音播放部件，如耳机、骨传导耳机。主体42的外壳上还可设置输入部件，如控制按键13、触摸板14等，还可设有麦克风，以及设置无线模块，如WIFI模块、蓝牙模块等。 

在主体42延伸至智能眼镜支撑梁412下方，即进入视野范围区部分，设置有显示部件12，例如微屏幕，如谷歌公司所采用的微投影棱镜即微投影部件，以使得用户可以通过显示部件12观看智能眼镜所显示的内容。 

上述主体42内的处理器与所述朝外摄像头11、输入部件、显示部件12、声音播放部件、麦克风、无线模块电连接。处理器可以接收来自输入部件的指令，以及控制朝外摄像头11采集图像，或者控制显示部件12进行图像显示，所显示的图像可以是来自朝外摄像头11采集的图像，也可以是通过无线模块从其他设备所获得的图像，或者是智能眼镜所存储的图像。 

本发明所述的智能眼镜还包括：可检测用户眼部状态的图像采集装置，所采集的该眼部状态的图像应包含所佩戴者的上下眼睑，将在后文进一步描述。该图像采集装置可以是朝向用户眼部侧设置的微摄像头或其它扫描装置，例如，如图4所示的智能眼镜的部分结构图，可以是设置在U型框架41的支撑梁412上的、镜头直接朝向用户眼部方向设置的微摄像头211，为了描述方便，此处称为朝内摄像头，较佳的该摄像头的角度设置为可微调，以便于当不同人使用时，调整该摄像头角度以使其能够较好的采集眼部图像。 

另外，该朝内摄像头也可以设置于主体内部，而通过光学的方式，如棱镜的方式来获取眼部图像，例如图5、6所示的智能眼镜的部分结构图，可以是与棱镜12上或下并排的第二棱镜221，其一端位于该微摄像头镜头光路一侧。相应的，为了取得整个眼部图像，对应的第二棱镜221朝向用户眼部一面的光入射面或第二棱镜221中的折射面可为曲面，例如凸出的曲面。 

另外，所述光学方式也可以是通过成像光纤传导的方式，成像光纤可安装于支撑梁41内设置。成像光纤一端装配于主体内部的朝内摄像头的镜头端，另一端即图像采集端则可安装于U型框架41支撑梁412上朝向用户眼部方向设置，可与图4中微摄像头211所示位置相同，朝向用户眼部方向的一端也以可调角度的装配，便于对眼部图像的采集进行调整，朝向用户眼部方向的一端所装配的透镜也可以设置为曲面透镜，如凸面透镜，以捕获完整的眼部图像。 

朝内摄像头可为CCD或CMOS摄像头模块，该模块通过排线电连接至主体内的处理器，从而将采集的眼部图像提供给处理器处理。当朝内摄像头位于支撑梁412上时，若与主体距离较远，可以通过支撑梁412内腔安放排线。当朝内摄像头位于主体 内，则可直接连接到电路板上。 

相应的，处理器则可以根据采集的图像中的上眼睑31和和下眼睑32之间的距离来控制朝外摄像头焦距或控制所显示图像的大小，下面进行详细说明。 

下面，首先以根据采集的眼部图像应用于控制朝外摄像头焦距的调整为例进行说明： 

其中，如图7所示，采集的所述眼部图像应包含上眼睑31和下眼睑32，当处理器判断上下眼睑之间的距离大于一特定值时，本例称为上限值，例如图7（B）示出的用户在睁大眼睛导致上下眼睑距离超过该上限值时，则处理器输出一指令，该指令可以是用来控制朝外摄像头焦距的调整，本例中，该指令用来控制朝外摄像头的镜头焦距以使所采集的图像放大，如图8（M）所示对应为该方式调整朝外摄像头的镜头焦距所采集的图像。不难理解，该焦距调整也可包括数字变焦的调整，使所采集的图像进行放大。可见，通过该方式，当用户希望朝外摄像头变焦以放大所采集的图像时，仅需睁大眼睛即可控制进行相应的变焦。 

当处理器判断所采集的上下眼睑之间的距离小于一特定值时，本例称为下限值，例如图7（C）示出的用户在眯起眼睛导致上下眼睑距离小于该下限值，则处理器输出一指令，该指令可以是用来控制朝外摄像头焦距的调整，本例中，该指令用来控制朝外摄像头的镜头焦距以使所采集的图像缩小，如图8（N）所示对应为该方式调整朝外摄像头的镜头焦距所采集的图像。不难理解，该焦距调整包括物理焦距调整，也可包括数字变焦的调整，使所采集的图像进行缩小。可见，通过该方式，当用户希望朝外摄像头变焦以缩小所采集的图像时，仅需眯起眼睛即可控制进行相应的变焦。 

当处理器判断所采集的上下眼睑之间的距离在上述上下限值之间时，如图7（A）示出的用户眼睛为正常状态时，则停止对所述朝外摄像头的镜头焦距的调整。例如，当用户在放大或缩小图像过程中，若用户认为达到其希望的图像倍数时，则可以恢复正常的眼睛状态，则停止所述镜头焦距的继续调整。 

其中，还可以设置某指定的眼部状态或动作，例如眨眼三次，或某方式转动眼球，则使镜头焦距恢复默认状态。 

下面，再以根据采集的眼部图像应用于控制所显示的图像的缩放为例进行说明： 

同理，采集的所述眼部图像应包含上下眼睑，当处理器判断上下眼睑之间的距离大于一特定值时，本例称为上限值，例如图7（B）示出的用户在睁大眼睛导致上下 眼睑距离超过该上限值，则处理器输出一指令，该指令可以是用来控制显示部件12所显示的图像的放大，如图8（M）所示对应为该方式控制放大后所显示的图像。可见，通过该方式，当用户希望显示的图像放大时，仅需睁大眼睛即可控制进行相应的显示放大。 

当处理器判断所采集的上下眼睑之间的距离小于一特定值时，本例称为下限值，例如图7（C）所示用户在眯起眼睛导致上下眼睑距离小于该下限值，则处理器输出一指令，该指令可以是用来控制显示部件12所显示的图像缩小，如图8（N）所示对应为该方式控制缩小后所显示的图像。可见，通过该方式，当用户希望显示的图像缩小时，仅需眯起眼睛即可。 

当处理器判断所采集的上下眼睑之间的距离在上述上下限值之间时，则停止对所述图像的缩放控制。例如，当用户在图像的放大或缩小控制过程中，若用户认为达到其希望的图像倍数时，则可以如图7（A）所示恢复正常的眼睛状态，则停止所述图像缩放的继续调整。 

其中，还可以设置某指定的眼部状态或动作，例如眨眼三次，或某方式转动眼球，则使图像显示的大小恢复默认状态。 

需要说明的是，示出图8（O）是为了说明图8（M）、图8（N）的所采集或所显示的图像放大、缩小状态，可以理解为图8（O）是初始状态，或默认状态时所采集或所显示的图像的大小。 

另外，为了适应不同人的眼睛的大小状况、睁大、眯眼程度的习惯，可以在使用上述方式进行控制前，进行初始化配置步骤，通过初始化过程，用户可以根据提示进行睁眼、眯眼动作，智能眼镜采集该用户的眯眼、睁大、正常值三个状态时上下眼睑的距离，并进行一定加权处理后生成上下限值。另外，由于不同人的虹膜不同，因此，还可以针对不同用户分别进行各初始化内容的存储，例如以配置文件的方式存储，便于该用户下次使用时，可直接调用该用户的配置文件使用。 

另外，正常的眨眼、或正常睁眼时，上下眼睑的距离会发生明显变化，为了避免将正常的眨眼、睁眼误识别为控制指令，可增加判断时间，如在判断上下眼睑距离超过所述上限值，或低于下限值且保持特定时间，如不小于2秒时，则认为该上下眼睑距离有效（即此次睁大眼睛或眯起眼睛为有效控制），执行相应的控制；若低于2秒时，则认为是这种睁眼、闭眼过程中的眼部变化为无效，过滤掉这类眼部状态情况。 本例中的上述2秒仅为一个例子。 

下面再将本发明的具体应用举一实施例进行说明，当用户参加会议面前有很多人，希望有指定的查看某些或某个人的信息时，其便可以通过上述控制，使所采集或所显示的图像放大，这将导致所显示的图像中的人数会减少，从而相应的识别面孔等应用可以大大的减少了要查询的人，实现了查询对象的指定性的精确。并且，其还可以进一步进行图像显示放大后，进一步结合瞳孔看图像里的位置的定位，确定其所要查询的对象。如上，相应的识别面孔等应用所查询对象进一步会大大减少，进一步精确了指定对象的查询。且，对降低功耗等也有益处。 

当退出使用摄像头模式，如摄像、拍照功能，或退出图像浏览功能时，则可退出对应的通过眼睛睁开的大小对应的相应的控制。例如通过闭眼2秒钟以上表示退出，此时关闭朝内的摄像头，以省电。当相应的与摄像头/图像浏览相关的应用再次启动时，则可也再次启动本发明对应的方法，以降低智能眼镜的功耗。 

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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，例如图4中的安装朝内摄像头211或光纤一端的位置，也可以安装于靠近左眼的支撑梁412上，或者安装于主体42位于支撑梁412下方的一端，如图3中主体42靠近棱镜12的一端。 

Claims (9)

1.一种智能眼镜，包括控制部件，其特征在于，还包括：与控制部件电连接的、可检测用户眼部状态的图像采集装置；所述眼部状态包括上下眼睑距离；

所述控制部件用于根据所检测的上下眼睑距离的大小控制智能眼镜上朝向用户观察方向的摄像头(11)的变焦。

2.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，

所述图像采集装置包括一微摄像头(211)，位于智能眼镜的框架(41)的支撑梁(412)上，朝向用户眼部方向设置。

3.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述图像采集装置包括：位于智能眼镜的主体(42)内的一微摄像头，位于该微摄像头镜头侧的棱镜(221)，所述棱镜(221)内具有将用户眼部图像折射至该微摄像头的折射面。

4.根据权利要求3所述的智能眼镜，其特征在于，所述棱镜(221)的面向用户眼部的光入射面，或棱镜(221)内的所述折射面为曲面结构。

5.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述图像采集装置包括：位于智能眼镜的主体(42)内的一微摄像头，成像光纤，该成像光纤一端装配于所述微摄像头的镜头端，另一端安装于智能眼镜的框架(41)的支撑梁(412)上，朝向用户眼部方向设置。

6.一种对智能眼镜的朝向用户观察方向的摄像头的控制方法，其特征在于，包括：

采集智能眼镜佩戴者的眼部图像，该眼部图像包含上眼睑和下眼睑，

判断上下眼睑之间的距离大于一上限值，控制朝向用户观察方向的摄像头的镜头焦距以使所采集的图像放大；

判断上下眼睑之间的距离小于一下限值，控制所述摄像头的镜头焦距以使所采集的图像缩小；

判断上下眼睑之间的距离在上述上下限值之间，所述摄像头的镜头焦距停止调整。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

所述判断上下眼睑之间的距离大于所述上限值或小于所述下限值时，还判断所述上下眼睑之间的所述距离维持超过特定时间时，认定此次判断有效，执行相应的控制。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

当判断眼睛为一指定状态或动作时，控制所述摄像头的镜头焦距调整至默认值。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述采集智能眼镜佩戴者的眼部图像之前还包括：

对智能眼镜佩戴者的所述上下限的初始化配置步骤。