CN105704384B - 一种电子放大镜系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子放大镜系统，包括信号输入模块、控制模块、信号处理模块、图像调整执行模块、图像显示模块；信号输入模块和控制模块、信号处理模块、图像调整执行模块相连，控制模块还和信号处理模块、图像显示模块相连，信号处理模块还和图像调整执行模块相连；信号输入模块包括同轴依次排列的对焦镜组、变倍镜组、第一分光镜、图像传感器，以及设置在第一分光镜一侧的光能量传感器；光线穿过对焦镜组和变倍镜组被第一分光镜分为第一透射光线和第一反射光线，图像传感器被设置为接收第一透射光线，光能量传感器被设置为接收第一反射光线。本发明操作方便，实现了自动测光、自动光照补偿、自动变焦和无极变倍，提升了阅读舒适感。

Description

一种电子放大镜系统
技术领域
本发明涉及辅助阅读领域，特别涉及一种电子放大镜系统。
背景技术
现实中视力障碍者数量众多。对他们而言，周围很多书报等信息介质上的字都太小看不清。某些视力障碍通过带老花镜都不能解决，必须放大字体。目前主要的解决办法是光学放大镜。
光学放大镜其实质是一个凸透镜，通过简单的光学原理实现放大，包括：球面镜片以及非球面镜片，由于其携带方便，成本低，因此使用广泛。但是其至少存在以下不足：首先，针对球面镜片由于其采取纯光学放大，因此在镜的边缘处不可避免的存在明显的畸变，这在长时间阅读中会让人产生眩晕感，严重的还会呕吐等；而非球面镜片可以解决畸变，但并不彻底，而且价格昂贵。其次，光学放大镜的放大倍数随着物体的移动，需要时时通过手动调节。而且由于纯光学放大镜本身的亮度也不高，会对阅读造成很大的困扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何实现辅助阅读设备的自动对焦，无极变倍放大，使得有利于阅读者操作和提升阅读舒适感。
为了解决上述问题，本发明提供一种电子放大镜系统，包括信号输入模块、控制模块、信号处理模块、图像调整执行模块、图像显示模块；信号输入模块和控制模块、信号处理模块、图像调整执行模块相连，控制模块还和信号处理模块、图像显示模块相连，信号处理模块还和图像调整执行模块相连；信号输入模块包括同轴依次排列的对焦镜组、变倍镜组、第一分光镜、图像传感器，以及设置在第一分光镜一侧的光能量传感器；光线穿过对焦镜组和变倍镜组被第一分光镜分为第一透射光线和第一反射光线，图像传感器被设置为接收第一透射光线，光能量传感器被设置为接收第一反射光线。
进一步地，对焦镜组和变倍镜组中的透镜均为凸透镜。
进一步地，变倍镜组中透镜的数量是两块。
进一步地，第一分光镜的分光比为5:5。
进一步地，控制模块包括电子计算机。
进一步地，信号处理模块包括控制电路板。
进一步地，图像调整执行模块包括第一驱动电机、第二驱动电机、照明光源、第二分光镜，第一驱动电机与变倍镜组连接，第二驱动电机与对焦镜组连接，第二分光镜位于对焦镜组的远离图像传感器侧，并和对焦镜组、变倍镜组同轴设置，照明光源设置在第二分光镜的一侧；照明光源发出的光线经第二分光镜反射到物面，物面反射的光线透过第二分光镜射向对焦镜组。
进一步地，照明光源包括LED光源。
进一步地，照明光源和第二分光镜之间还设置有聚光镜。
进一步地，图像显示模块包括液晶显示屏。
本发明具有如下有益效果：
控制模块通过光能量传感器接收到的光强度信号，自动调节照明光源的强度，实现自动测光及自动光照补偿。
第一驱动电机与变倍镜组连接，便于实现对变倍镜组的驱动控制；第二驱动电机与对焦镜组连接，便于实现对对焦镜组的驱动控制。通过控制模块对驱动电机的控制，选择伺服电机作为驱动电机运行稳定，并能连续调整对焦镜组、无极变倍镜组的位置，从而实现自动对焦及无极变倍。
控制模块可以记录阅读者使用电子放大镜系统的放大倍数，光照强度等参数，从而有利于不同阅读者阅读习惯的迅速切换，以及在开机使用时迅速切换到所记录的状态。
附图说明
图1是本发明的电子放大镜系统的模块连接示意图。
图2是本发明的电子放大镜系统的信号输入模块及图像调整执行模块的结构图。
具体实施方式
下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些数据，比如第一分光镜的分光比为5:5只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。
如图1所示，本发明的电子放大镜系统包括信号输入模块1，控制模块2、信号处理模块3、图像调整执行模块4、图像显示模块5。信号输入模块1的功能是：将光信号分为数字信号和模拟信号，并将数字信号传输给控制模块2，将模拟信号传输给信号处理模块3；控制模块2的功能是：根据信号输入模块1和信号处理模块3传递过来的信号，将控制信号传递给信号处理模块3，并将成像信号传递给图像显示模块5，而且操作人员可以通过控制模块发送命令；信号处理模块3的功能是：将信号输入模块1传递过来的模拟信号转换成数字信号并传输给控制模块2，将控制模块2传递过来的控制信号转换成执行信号传递给图像调整执行模块4；图像调整执行模块4的功能是：根据信号处理模块3传递过来的执行信号来调整信号输入模块1；图像显示模块5的功能是：根据控制模块2传递的成像信号，输出图像显示。
如图2所示，信号输入模块包括对焦镜组105、变倍镜组106、第一分光镜107、图像传感器108、光能量传感器109。图像调整执行模块包括LED光源101、聚光镜102、第二分光镜104、第一驱动电机110、第二驱动电机111。
第二分光镜104、对焦镜组105、变倍镜组106、第一分光镜107、图像传感器108依次排列且位于同一光轴上。光能量传感器109位于第一分光镜107的一侧。LED光源101位于第二分光镜104的一侧，LED光源101和第二分光镜104中间设置有聚光镜102。第一驱动电机110与变倍镜组106相连用于控制变倍镜组106在轴向上的运动；第二驱动电机111与对焦镜组105相连用于控制对焦镜组105在轴向上的运动。
LED光源发射的光线经过聚光镜102聚光后，射向第二分光镜104，第二分光镜104将一部分光线反射，将一部分光线透射，反射光射向物面103并经反射后部分透过第二分光镜104，射向对焦镜组105。光线通过对焦镜组105和变倍镜组106，其中对焦镜组105中具有一块凸透镜，但对本领域技术人员来说，对焦镜组中可以用多块透镜组合实现光线对焦，其中变倍镜组中包括两块凸透镜，变倍镜组也可以使用凸透镜和凹透镜配合实现变倍功能，但变倍镜组中至少包含一块凸透镜。光线经过第一分光镜107时，由于第一分光镜107的分光比为5:5，一半光线透射形成第一透射光，一半光线被反射形成第一反射光，第一透射光在图像传感器108聚焦成像，第一反射光射向光能量传感器109。
第一透射光在图像传感器108聚焦成像，图像传感器108将生成的数字信号传输给控制模块中2的电子计算机中，电子计算机生成成像信号传递给图像显示模块5中的液晶显示屏，液晶显示屏输出图像显示，电子计算机还可以将成像信号进行数码放大，数码放大倍数范围为1到3倍。
第一反射光射向能量传感器109，能量传感器测得第一反射光的光强并形成模拟信号并传输给信号处理模块3中的控制电路板，控制电路板将模拟信号转换成数字信号传输给电子计算机。
电子计算机装载有程序软件，该软件可以记录使用者在使用过程的阅读习惯，在记录的过程中，第一驱动电机110所驱动的变倍镜组106的位置被记录，第二驱动电机111驱动的对焦镜组的位置被记录，能量传感器109接收到的光强信息被记录。因此多个使用者可以调取自己的记录习惯数据，来调整电子放大镜系统变倍镜组106、对焦镜组105的位置和LED光源101的强度，从而迅速获得希望的放大倍数及照明亮度。
自动对焦的实现，是电子计算机通过图像传感器108获取的图像清晰度来发出命令给控制电路板，由控制电路板发出执行信号至第二驱动电机111，第二驱动电机111调整对焦镜组105的位置来获得清晰图像。
无极变倍的实现，可手动或通过电子计算的软件发出控制信号给控制电路板，由控制电路板发出执行信号至第一驱动电机110，执行电机110调整变倍镜组106的位置来实现无极变倍。
光照强度的自动调节，可以手动旋转LED光源101亮度旋钮，也可以通过电子计算机来调节，调节原理和傻瓜相机的原理相同。
控制电路板还具有加密功能，可以防止仅仅更换电子放大镜系统的相关部件，来实现电子放大镜系统的运行。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电子放大镜系统，其特征在于，包括信号输入模块、控制模块、信号处理模块、图像调整执行模块、图像显示模块；所述信号输入模块和所述控制模块、所述信号处理模块、所述图像调整执行模块相连，所述控制模块还和所述信号处理模块、所述图像显示模块相连，所述信号处理模块还和所述图像调整执行模块相连；所述信号输入模块包括同轴依次排列的对焦镜组、变倍镜组、第一分光镜、图像传感器，以及设置在所述第一分光镜一侧的光能量传感器；光线穿过所述对焦镜组和所述变倍镜组被所述第一分光镜分为第一透射光线和第一反射光线，所述图像传感器被设置为接收所述第一透射光线，所述光能量传感器被设置为接收所述第一反射光线；所述图像调整执行模块包括第一驱动电机、第二驱动电机、照明光源、第二分光镜，所述第一驱动电机与所述变倍镜组连接，所述第二驱动电机与所述对焦镜组连接，所述第二分光镜位于所述对焦镜组的远离所述图像传感器侧，并和所述对焦镜组、所述变倍镜组同轴设置，所述照明光源设置在所述第二分光镜的一侧；所述照明光源发出的光线经所述第二分光镜反射到物面，所述物面反射的光线透过所述第二分光镜射向所述对焦镜组；所述控制模块可通过计算机算法实现自动对焦功能。
2.如权利要求1所述的电子放大镜系统，其特征在于，所述对焦镜组和变倍镜组中的透镜均为凸透镜。
3.如权利要求1所述的电子放大镜系统，其特征在于，所述变倍镜组中透镜的数量是两块。
4.如权利要求1所述的电子放大镜系统，其特征在于，所述第一分光镜的分光比为5:5。
5.如权利要求1所述的电子放大镜系统，其特征在于，所述控制模块包括电子计算机。
6.如权利要求1所述的电子放大镜系统，其特征在于，所述信号处理模块包括控制电路板。
7.如权利要求1所述的电子放大镜系统，其特征在于，所述照明光源包括LED光源。
8.如权利要求1所述的电子放大镜系统，其特征在于，所述照明光源和所述第二分光镜之间还设置有聚光镜。
9.如权利要求1所述的电子放大镜系统，其特征在于，所述图像显示模块包括液晶显示屏。
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