CN104508537B

CN104508537B - 具有内置计算机的眼镜

Info

Publication number: CN104508537B
Application number: CN201280072191.1A
Authority: CN
Inventors: 赛尔西奥·卡拉瓦哈尔·赛尔西奥·马丁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2018-06-05
Anticipated expiration: 2032-07-10
Also published as: WO2013159785A1; US20140253866A1; CN104508537A; BR112014021614A2; KR20150003711A; US9341866B2; AR086047A1

Abstract

本发明涉及具有内置计算机的眼镜，其包括：具有曲线的外形的框架，其由具有由高抗冲击材料制成的、可移动不透明面板的朝前的正面和与前者相反的背面限定，其中，所述框架刚性地连接到一组连接臂，上述连接臂分别形成了框架的每一侧的延伸，其中，所述框架包含至少两个外围遮阳板，其一个在顶部并且另一个在底部，其相互分离，并与所述框架的相反的背面的凹形内壁一起限定外壳，以包含由印刷电路板的中央单元、冷却单元、电池和用于循环冷却液的管道限定的一组元件，至少一个LED屏幕和具有用于放置在用户鼻子上的支撑的凸透镜以相互并列的方式进行布置，并在组装中与所述组接合。

Description

具有内置计算机的眼镜

技术领域

本发明涉及包含个人便携计算机的“眼镜”领域，其中屏幕位于眼镜中的一个内，其简化、提高并节省了与外部设备链接和交互的个人计算机的使用以及通过有线和无线系统对互联网的连接性。

背景技术

通常且众所周知，存在用以在上述领域中使用的许多类型的膝上型计算机和显示设置，以及用于个人和商业使用的计算系统。已经为了在文字处理、视频游戏、视频会议(双向、音频-视频同步通信)、数据处理、图形设计、外科手术以及无线互联网接入方面提供容易、快速、安全和可靠操作的目的而设计了这些管理系统。

在这些配置中，它们依赖于有限的计算系统以及包括在用户和外部便携计算机之间的有限且旧的链接的便携屏幕。

现有的技术依赖于用户使用诸如膝上型计算机、上网本、MP4、MP5、等便携计算机和/或智能电话之类来获得个人和/或商业连接性。此外，当前的技术的目的是用于手术监控操作或被用作头戴式眼镜以由战斗机飞行员使用。

已知的发明依赖于不同的解决方案，然而，利用本发明提供的解决方案，用户获得了膝上型计算机的增强的功能。

此外，发明人认识到在现有技术中，鉴于其重要性，应该注意下列公开的技术文档，其中可引用的是：

美国专利No.5,281,957A，提到在纵向被分成两个部分的眼镜。顶部具有LCD屏幕，而底部提供了外部视野。利用到个人计算机的连接而传送来自外部的图像和耳机中的声音、系统等。由于本发明已经内置了所有必需的元件，所以本发明不依赖于外部个人计算机。

加拿大专利No.2,256,920A1，提到在其框架内包含便携式摄像机的眼镜。为了其操作，该发明需要诸如膝上型计算机或个人计算机的向屏幕发送信息的外部设备。内置到框架中的照相机以自主的方式接收信息并向个人计算机发送信息。

美国专利申请公开No.2002/0067367A1，提到连接到例如电视频道的门户网站、具有从外部源接收全部信息的液晶显示屏幕的眼镜。通过外部红外信号接收来自键盘(远程控制)的数据。

美国专利申请公开No.2002/163486A1，提到一种眼镜，该眼镜允许用户在其由个人计算机或摄像机所提供的液晶屏幕上看图像。视觉图像来自所述屏幕的外部。

美国专利No.5,594,573A，提到一种眼镜，该眼镜具有包含通电晶体的电子电路的屏幕，其允许用户观看动画图像。所观看的图像不能被复制、保存或存储。该眼镜不提供互联网连接或任何类型的有线或无线连接。

美国专利No.6,091,546，提到一种眼镜，该眼镜利用外部麦克风和照相机进行拍摄和记录。位于其中一个镜片上的屏幕连接到视频源。其他的镜片允许用户直接向外看。本发明具有内置到眼镜框架中的摄像机和麦克风。

加拿大专利No.2,388,766A1，提到眼镜中具有线性条的屏幕。这些眼镜接收“寻呼机类”的信息，例如，时间、预约等。从信息条的上面和下面，用户可以看到外面。

德国专利No.102009034153A1，提到连接到眼镜的膝上型计算机。该眼镜显示由外部设备发送的图像。计算机有键盘和视频眼镜，该视频眼镜具有针对双眼的屏幕。拍摄该键盘且在眼镜的镜片上显示该键盘的图像。视频眼镜的视界允许用户观看键盘。该计算机足够用于文本和数据处理以及可能的互联网使用。该计算机是便携的且其装备有电池。

前述所有的专利公开的特征在于使用了依赖外部信息系统向集成到眼镜内的屏幕进行数据传输的眼镜。其他的专利也集成了声音系统。在一些情况下，眼镜具有向外部源发送多媒体信息以进行其处理和存储的内置设备，包括外部源的基本控制。

发明内容

本发明中提供的解决方案包括“具有内置计算机的眼镜”，其由高抗冲击材料制成。上述眼镜的特征在于具有内部电子部件，上述内部电子部件具有材料技术和独特特征、具有计算机程序，通过在计算机程序中的交互，上述计算机程序通过无线互联网连接与个人计算机一起使用，具有诸如便携性、视觉范围、与环境完全隔离、隐私性、与有线及无线链路系统的连接性、以及与具有类似特征的设备的视听同步之类的创新性特征。

下列的段落将清楚地描绘在实际中如何达到本发明的这些和其他目标以及优势。我们将参考本发明的某些特征的具体实施方式和附图。已经将这些特征强调为作为示例。本发明的权利要求不限于举例说明的特征。

附图说明

图1表示本发明的立体图；

图2表示本发明的主视图；

图3表示本发明的展开图；

图4表示描述本发明的操作原理的框图。

在图1至3中，相同的附图标记指示下列元件：

1.眼镜的框架或底座。

2.正面。

3.背面。

4.可移动的不透明面板。

5.眼镜腿。

6.上遮阳板。

7.下遮阳板。

8.外壳。

9.背面的内壁。

10.钕磁铁。

11.印刷电路主组块。

12.冷却组块。

13.电池。

14.冷却液循环管道。

15.LED屏幕。

16.凸透镜。

17.麦克风。

18.照相机快门按钮。

19.电池放入/取出舱。

20.蓝牙接收天线。

21.网络摄像头。

22.音量控制。

23.开启/关闭开关。

24.WiFi天线。

25.3G天线。

26.用于右耳及左耳的眼镜腿钩。

27.缩放开关。

28.左右扬声器/耳机。

29.USB集线器。

30.无线便携键盘。

31.微型-SD存储器

32.鼻托梁。

在图4中，框图的描述如下：

AC插头：

其为整个系统提供了AC电源，从电源线从110v/60Hz拉高到220v/50Hz并将其传送到AC/DC适配器充电器。

AC/DC适配器充电器：

充电系统允许接收AC电流，并且通过变压器将AC电流转换成DC系统，向系统传送9v350mA DC，其对于系统的运作是必需的。此时，电流被传送至锂离子电池上的存储器，其也包含基于电子保险丝和二极管的安全相位，以保护系统免受电涌。

锂离子电池：

其是整个系统的能量核心，负责在能够使用DC电流工作的电池中抽取和存储DC电流，并且用于根据开启/关闭开关的请求来传送电流。

开启/关闭开关：

该开关负责允许或拒绝流向设备并从而允许打开或关闭设备的电流被适当地传送至DC/DC电源开关。

DC/DC电源开关：

其是负责切换DC格式的、来自电池的DC电流并针对音频放大器电流、并且针对主板和不同的接收器：网络摄像头、WiFi接收器、3G接收器、USB集线器以及蓝牙接收天线中的不同相位调节不同速率的设备。

音频放大器：

这是音频声音系统的第一阶段。其负责提升电流信号并使其适应左和右扬声器、麦克风、声音调谐器信号、以及音量控制的正确调节的需求。

音频合成器：

在此阶段，产生对声音的电子处理、其频率、语音合成、以及在扬声器中产生振动必需的电流。首先在音频解码器/编码器以及数字电流调节器中处理所有这些功能，其中，数字电流调节器将电流传送至监听设备，即音量控制设备。

音量控制设备：

在两个实例中包括数字电位计，其负责调节从麦克风接收的信号电平以及向扬声器传送的信号电平。

音频解码器/编码器：

该系统负责在不同的媒体和格式之间进行转换。这些中我们发现WAV(波形音频)、OGG(格式发明者的姓)、MP3(MPEG 3，移动图像专家组3)以及MP4(MPEG4移动图像专家组4)允许所有的音频媒体功能以进行语音识别、视频格式音频、以及针对音乐内容向扬声器输出。此外，音频解码器/编码器负责修改所述媒体的压缩比特率、允许通过位于主板上的数据总线与微型SD卡的交互、发送转换成LED屏幕上的通知的间歇性的模拟信号。

左和右扬声器：

该输出设备基于音量控制的电平设置接收音频信号，并通过扬声器重现这些信号，也在其音频格式中提供与网络摄像头类似的功能，并允许听见从音频合成器获得的所有媒体。如果用户需要，其也可以获得与麦克风的直接联系，并从而记录用户自己的声音和/或可以记录用户环境的听觉认识。立体音响系统或杜比环绕声系统确保了对声音的方向性的定位系统，其允许前面、侧面以及后面的声音远近配置。

麦克风：

该输入设备捕获声音和环境的振动，通过音频合成器将这些振动转换成数据，并通过音量控制设置信号电平。麦克风可以用于记录、用于通信以及用于通过在操作系统中包含的即时消息传送系统与其他用户交互。

数据总线：

这是数据流和路由之间的主链接。数据总线负责在读取存储器、用于处理图像的图形处理、以及主板之间传送和分发信息，而不管其本质，数据总线同时负责传送将主系统的操作系统集成的全部逻辑操作。

随机存取存储器(RAM)/只读存储器(ROM)/同步动态随机访问存储器(SDRAM)/电可擦除只读存储器(EEROM)：

这是系统的指南和内部操作的存储器，包含制造商的可编程存储器(启动操作系统及用于其功能必需的)以及在通用系统的所有功能中使用的命令的连续存储。当操作具有数字逻辑性质时，这些命令被传送至图形处理单元以及至主板，且同时它们被传送至中央处理单元。同时，其传送在外部微型SD存储器中托管的存储器地址的索引。

微型SD闪存：

该设备位于通用系统外部，存储所有数据、软件、以及多媒体文件。鉴于它们不同的性质，由微型SD接口解释器处理上述多媒体文件。当处理指令和逻辑操作时，它们先由SD/SDIO多路复用器进行解码。

微型SD接口解释器：

该小型设备负责将存储在微型SD卡中的数据转换成可以由主系统的RAM存储器解释的语言，从其获得最终被传送至主板的视听媒体，并且上述视听媒体从主板被传送至LED屏幕以用于其可视化。

SD/SDIO多路复用器：

该系统允许对来自存储在微型SD卡上的软件的逻辑指令进行正确改写，以便由中央处理单元处理。鉴于主系统的原始和本地的局限性，为了允许更宽范围的指令，该实例是必需的。

图形处理单元：

该独立处理系统，称为GPU，负责通过其自身的处理单元对静态图像和视觉内容的整理和处理，减轻CPU负载的负担，并聚焦于唯一的任务，允许主系统的更好发展和效率。

LED屏幕：

该发光二级管屏幕从开启/关闭开关直接接收电流，这是因为其被设计为对9V直流的恒定需求并且使得主系统能够几乎瞬时关闭。LED屏幕负责对通过数据总线从主板接收的指示以及指令的视觉再现。

主板：

其负责开始且维持主系统的所有二级的或独立的进程。主板通过向中央处理单元发送逻辑命令来经由数据总线通信；向微型SD设备解释器发送存储指令；向图像处理单元发送图像；并协调向音频视频系统发送的命令。主板包含构成主系统的实际硬件的所有高级别集成电路。

网络控制器：

该设备充当数据总线的补充，负责数字表达从3G、WiFi、USB和蓝牙接收器和集线器接收的信号或信息、将不同的输入格式与到数据总线的唯一输出连接、向互联网提供主系统的必需连接、或将设备与具有类似连接的其他系统进行连接。网络控制器也允许接收随后由多路复用器处理且存储在微型SD存储器上的多媒体，或者其可以依照指令被转移至中央处理单元，例如网络摄像头、以及其记录围绕用户的环境的功能。

中央处理单元：

该部件负责处理算术逻辑操作，解释从主板和从SD/SDIO多路复用器发送的指令、包含在外部存储卡中的指令，处理包含在其中的数据和信息。其提供了主系统编程的主要和重要功能。

网络摄像头：

网络摄像头提供了可以通过软件扩展至几乎无限可能的两个本地功能。第一个功能是记录环境以及缩小和放大以获得锐利和详细的视野的能力。第二个是与即时消息传送系统交互的能力。

缩放：

可变焦距的系统，其允许用户扩大或缩小从网络摄像头获得的图像并提供最大扩大8倍(8×)的能力，提供增强的视野以及从远处聚焦在物体上的可能性。该能力允许用户对落在人肉眼能及的范围之外的元件进行拍照或主动分享。

照相机快门按钮：

直接与网络摄像头连接的数字开关，允许其以有限的曝光时间立即激活，其产生在照相机的视野范围内的事物的虚拟图像。

蓝牙接收器：

由于系统的连接特性，该接收器负责获得数据和文件，也允许使用外部调制解调器来提供到互联网的访问。

WiFi接收器：

3G接收器：

USB集线器：

由于系统的连接特性，该接收器负责获得数据和文件，也允许使用外部调制解调器来提供到互联网的访问。与其他的不同，USB接收器允许在与通用系统直接连接的外部设备中存储，无论是经由数据总线、或直接来自网络控制器以及与许多兼容USB 2.0标准的USB设备直接连接。

具体实施方式

本发明的设备包含下列元件：具有曲线形状的框架或底座(1)，其由具有不透明面板(4)、涂有石墨且具有以高抗冲击聚氨酯模制的内部的、朝前的正面(2)和另一与正面相反的背面(3)限定；其中，框架以刚性的方式连接到一组固定眼镜腿(5)，这些眼镜腿是在框架(1)每一侧上的延伸。框架包含至少两个外围遮阳板，上遮阳板(6)和下遮阳板(7)，其相互远离，与框架(1)的与正面相反的背面(3)的凹形内壁一起限定外壳(8)，以将由印刷电路中央组块(11)、冷却组块(12)、电池(13)、以及冷却液循环管道(14)限定的一组电子元件包含在外壳中。与上面提及的一组元件合作，外壳还支承：至少一个LED屏幕(15)以及具有鼻托(32)的凸透镜(16)，该鼻托(32)允许在用户的鼻子上支撑框架。

尺寸为108×55毫米的LED(发光二极管)屏幕有32000000颜色和1440×900像素的纹理，其位于中央印刷电路组块(11)的中间，该中央印刷电路组块包括：具有RAM架构的中央处理单元(CPU)，其具有1200MHz的处理速度以及处理CPU所执行的操作所必需的硬件接口(主板或中央集成电路组块)，其执行与计算机的主板的功能相类似的功能，包括链接微型SD存储器(31)(可移动闪存)以进行二级存储的主ROM存储器，以及相对于3G(25)、Wi-Fi(24)和蓝牙(20)接收器、开启/关闭开关(23)、USB集线器(29)、以及位于右眼镜腿(22)上的数字音量控制的链接。数字照相机(21)位于眼镜的顶端前部中央的外部上，且具有7百万像素的能力，并且其主要功能是记录用户周围的环境，且也允许通过缩放系统改进视野、放大最大至8倍(8×)以及通过位于上遮阳板的左侧部分中的快门按钮(18)拍照的能力。这些相片可以通过到位于眼镜内部右侧的可充电、聚合物锂离子3.7V和900mA电池(13)的用户的图形接口而被存储在微型SD存储器(31)上。该电池可通过电池插座(19)互换，该电池插座包括压敏释放开关，其暴露电池的顶部，使得电池可以手动地拔出和替换。

液体冷却系统通过直径为5至15mm、由聚氨酯制成的挠性管道工作。这些管道经过处理单元的顶部和底部。冷却组块(12)位于眼镜内部左侧，其由负责泵送冷却液的磁力铜泵、用于存储和分发具有抗真菌添加剂的非传导性的无斑块冷却液的铜覆层组成。

麦克风(17)具有50Hz到16000Hz的能力，且具有2.5千欧姆的阻抗。麦克风具有3个10mm长1mm宽的槽，以允许声音(17)的进入。该输入设备捕获声音和环境的振动，通过声音合成器将这些振动转换成数据，并通过音量控制管理信号电平。麦克风可以用于通过包含在操作系统中的即时消息传送系统录音、与其他用户进行通信和交互。

在眼镜的左前方内侧底部以及在电池位置之前，设有蓝牙发射器/接收器(20)，其支持2DP，具有20Mbps的传输速率和10米的范围。10.2Mbps的HSDP A900/2100兆赫3G接收器，以及WLAN802.11 b/g的WiFi接收器。

眼镜的框架或底座(1)(容纳计算机的地方)连接到眼镜的左和右眼镜腿，以通过眼镜腿挂钩(26)将眼镜放置在用户的耳朵上，该眼镜腿可以从眼镜的前部拆开和互换，并且通过钕磁铁(10)的磁吸引力连接到前部。左眼镜腿的外部侧面设置了通过多丝丝网(Flex)连接到眼镜的中央处理单元的USB集线器(29)。在眼镜腿的后部中，设有DCON耳机扬声器(28)，其具有8欧姆的阻抗和50到16000Hz的范围。它们通过在硅上镀铜的二级多丝丝网(Flex)连接到中央处理单元，以接收由中央处理单元产生的电脉冲并能够将其转换成声音。

可变距缩放系统(27)允许从网络照相机获得的图像具有最大放大8倍(8×)的放大或缩小，提供改进的视野以及聚焦在远处物体上或拍照的可能性，允许落入人肉眼视力范围之外的物体的主动分享。

关于软件，计算机化的眼镜在ROM主存储单元中装备有安卓操作系统(或类似的)。这允许眼镜通过互联网发送和接收数据，以用作GPS、解码由中央处理单元(CPU)发出的信号和数据以及微型SD闪存中的信息的复制和解释、写入和配置。

本发明允许使用眼镜外部的橡胶可折叠键盘(30)和可滚动鼠标板，它们会把通过键盘输入的数据通过蓝牙系统发送至眼镜。

描绘本发明特性的另一特征是设置有相互远离的遮阳板，其目的在于形成其中已经放置了一组电子元件的外壳。这些元件包括：中央印刷电路组块、冷却组块、电池和冷却液循环管道。与上文提及的元件合作，额外的元件包括：至少一个LED屏幕，以及由放置在用户鼻子上的梁支撑的凸透镜。

上遮阳板避免外部光线进入到外壳，并且由于其不允许从外面查看屏幕，所以其确保了针对用户的保密性。该遮阳板允许屏幕的良好可见性，与环境的亮度无关。上遮阳板与下遮阳板一起作用，使外壳保持通风良好并允许用户观看外部的无线键盘。两个遮阳板与框架的与正面相反的背面的凹形内部一起限定外壳。该外壳允许放置下列元件：中央印刷电路组块、冷却组块、电池和冷却液循环管道；与上文提及的元件合作，我们还可以设置至少一个LED屏幕，以及在放置在用户鼻子上的梁上支撑的凸透镜。

总之，具有内置计算机的眼镜提供了下列功能：

数字照相机；

发送电子邮件；

录音机；

有线和无线互联网接入；

网络摄像头；

隐私性，避免其他人看屏幕；

与具有类似特征的其他设备的视听同步；

便携性；

电影摄像机。

上文提及的所有功能都在不使用外部计算机来执行其预期功能的情况下实现。

也需着重强调的是，通过小型、可折叠、便携的键盘的使用以及与互联网服务器连通，用户也可以获得下列功能：

军队士兵取得从其长官处接收命令、或接收敌人位置、在眼镜的屏幕上显示该信息的能力；

例如，在会议期间查看、缩放和聚焦在屏幕或白板上的能力；

记录所见的能力；

记录音频的能力；

通过没有来自外部噪声的干扰(通过使用户的耳朵完全被耳机覆盖)来隔离用户的能力；

即使当用户暴露在阳光下，例如在海滩上，或当用户暴露在非常亮的人造光下时看屏幕的能力；

观看30、40或50英寸大小屏幕的能力；

戴眼镜容易且具有实用性；

连接到无线鼠标的能力，以便在用户使用鼠标板感觉不舒服的情况下移动指针；

方便写入，而无需按压微小的按钮或通过按压其2、3或4次直到看到你想写的字母为止；

打字的速度；

无手操作(如果其是由语音识别系统操作的)；

通过USB端口连接到110/220伏特的能力；

参与员工会议的能力，所有的成员都具有全部在同一时刻接收在他们之间的相同或不同声音和图像的能力；

例如当被总统召见时，在海滩上度假的政党成员通过戴上眼镜并相互连接参加会议的能力，无论他们在哪且无论他们想写什么，都很容易清晰地看屏幕且非常迅速地操作；

通过WiFi从任何地方与网络和即时消息传送系统连接的能力，并能够向其他人展示用户在外面所看到的事物，具有视频会议的可能性；以及

在发言人和参与者戴上眼镜的情况下举办会议的能力。

Claims

1.一种具有内置计算机的眼镜，其连接至有线及无线系统用以外部链接和视听同步，其特征在于，其包括具有曲线轮廓的框架，该框架由具有由高抗冲击材料制成的可移除不透明面板的朝前的正面和与前者相反的背面限定，其中，所述框架被刚性连接到一组眼镜腿，该眼镜腿分别形成框架两侧的延伸；其中，所述框架包含至少两个外围遮阳板，其一个在上及一个在下，该遮阳板相互分离并且与所述框架的相反的背面的凹形内壁一起限定外壳，以便包括由印刷电路板的中央单元、冷却单元、电池以及用于循环冷却液的管道限定的一组元件、至少一个LED屏幕和具有用于放置在用户鼻子上的支架的凸透镜；并且进一步地，所述框架被整体连接至分别形成该框架两侧的延伸的一组眼镜腿，其中每个眼镜腿都包括容器，该容器容纳扬声器、可变距缩放系统、USB集线器、被设计为将眼镜腿固定至用户耳朵的固定钩。

2.根据权利要求1所述的具有内置计算机的眼镜，其特征在于，所述朝前的正面包含网络摄像头、麦克风、蓝牙接收器天线、3G接收天线、WiFi接收天线和开启/关闭开关。

3.根据权利要求1所述的具有内置计算机的眼镜，其特征在于，所述上遮阳板具有至少一个照相机快门按钮、电池插座以及微型SD存储器插槽。

4.根据权利要求1所述的具有内置计算机的眼镜，其特征在于，所述LED屏幕具有32000000颜色以及1440×900像素。

5.根据权利要求1所述的具有内置计算机的眼镜，其特征在于，所述中央印刷电路组块是具有RAM架构和1200MHz处理速度的中央处理单元。

6.根据权利要求1所述的具有内置计算机的眼镜，其特征在于，所述冷却组块包括泵送冷却液流的磁力铜泵、用于存储和分发非导电的冷却液的铜覆层。

7.根据权利要求1所述的具有内置计算机的眼镜，其特征在于，数字照相机位于眼镜的顶端前部中央的外部上，所述数字照相机具有至少7百万像素的能力。

8.根据权利要求1所述的具有内置计算机的眼镜，其特征在于，所述每个眼镜腿都通过使用钕磁铁而被附接到所述框架。