CN105988218A - 电子眼镜 - Google Patents

Abstract

一种电子眼镜，其包括以下组件：左摄像机、右摄像机、左显示器、右显示器、左红外发射器、右红外发射器、左红外接收器、右红外接收器、通信模块、处理器、电源。2个摄像机都有电动变焦功能，它们的光轴始终平行。用户通过头部运动可以同时调整2个摄像机的光轴方向。用户可以通过眨眼来改变左摄像机和右摄像机的焦距，以在三维空间中快速地实现近距和远距观测。

Description

电子眼镜

技术领域

本发明涉及一种眼镜。

背景技术

光学眼镜只能矫正眼睛视力缺陷，难以拓展人眼的功能。人眼存在许多局限，例如无法观测红外线、难以观测远距对象、在弱光下观测能力差、无法执行复杂的图像处理等。已知的电子眼镜难以在三维空间中快速地实现近距和远距观测。

发明内容

本发明旨在提供一种电子眼镜及其制造方法，以在三维空间中快速地实现近距和远距观测。

电子眼镜包括左镜腿、右镜腿、左摄像机、右摄像机、左显示器、右显示器、左红外发射器、右红外发射器、左红外接收器、右红外接收器、通信模块、处理器、电源。2个摄像机都有电动变焦功能，它们的光轴始终平行。用户通过头部运动可以同时调整2个摄像机的光轴方向。

通信模块控制摄像机与显示器的通信、处理器与摄像机的通信。左显示器位于用户左眼前方，右显示器位于用户右眼前方。左显示器只能接收左摄像机发送的视频。右显示器只能接收右摄像机发送的视频。电子眼镜的左摄像机和右摄像机分别固定在左镜腿和右镜腿上。

用户可以通过眨眼来改变左摄像机和右摄像机的焦距。红外发射器可以持续发射红外线，也可以固定时间间隔为周期发射红外线。当用户睁眼时，红外发射器发射的红外线照射其眼睛就会反射强红外光。当用户闭眼时，显示器发射的光线照射其眼睛就会反射弱红外光。红外接收器可以将反射红外光转换成数字信号。左红外发射器将红外光发射至用户左眼上，左红外接收器接收用户左眼反射的红外光。右红外发射器将红外光发射至用户右眼上，右红外接收器接收用户右眼反射的红外光。红外接收器将接收的红外光强度转换成1个数字信号或1组数字信号发送给处理器。如果红外接收器是单像素红外相机，其就输出1个数字信号；如果红外接收器是多像素红外相机，其就输出1组数字信号。在响应范围内，输入红外光强度增大，红外接收器输出的数字信号就增大；反之，红外接收器输出的数字信号则减少。处理器可以发送变焦信号给左摄像机和右摄像机。

假设阈值I∈(0,+∞)用于判断睁眼状态和闭眼状态。如果左红外接收器输出信号之和小于I，则处理器判断用户左眼关闭；如果左红外接收器输出信号之和大于I，则处理器判断用户左眼睁开。如果右红外接收器输出信号之和小于I，则处理器判断用户右眼关闭；如果右红外接收器输出信号之和大于I，则处理器判断用户右眼睁开。

处理器持续运行眨眼变焦算法。参数T∈[0,10000]为时间阈值，单位是毫秒。参数d∈(0,+∞)为单位焦距，单位是毫米。状态P₁代表左眼关闭而右眼睁开；状态P₂代表左眼睁开而右眼关闭。如果P₁用于增大焦距，则P₂就用于减小焦距；如果P₁用于减小焦距，则P₂就用于增大焦距。眨眼变焦算法如下：

S1.如果P₁成立，转至S2；否则，转至S4。

S2.如果P₁持续时间超过T秒，处理器就命令2个摄像机增大/减小焦距d，转至S3；否则，转至S4。

S3.如果P₁成立，处理器就命令2个摄像机增大/减小焦距d，转至S3；否则，转至S4。

S4.如果P₂成立，转至S5；否则，转至S7。

S5.如果P₂持续时间超过T秒，处理器就命令2个摄像机减小/增大焦距d，转至S6；否则，转至S7。

S6.如果P₂成立，处理器就命令2个摄像机减小/增大焦距d，转至S6；否则，转至S7。

S7.处理器命令摄像机停止改变焦距，转至S1。

利用眨眼变焦算法，用户仅通过眨眼就可以在三维空间中快速地实现近距和远距观测。

电子眼镜的左摄像机、右摄像机、左显示器、右显示器、左红外发射器、右红外发射器、左红外接收器、右红外接收器、通信模块、处理器、电源也可集成在一个头夹上。头夹可以将电子眼镜夹在用户头部。此时电子眼镜就没有左镜腿、右镜腿。

电子眼镜还可以分割成以下组件：显示器模块和摄像机模块。此时，显示器模块包括左镜腿、右镜腿、左显示器、右显示器、左红外发射器、右红外发射器、左红外接收器、右红外接收器、通信模块、处理器、电源；摄像机模块包括左摄像机、右摄像机、头夹、电源。显示器模块固定在用户耳朵和鼻梁上，而摄像机模块固定在用户头部。

电子眼镜可以增加音视频处理芯片，以增加音视频处理功能。电子眼镜可以增加存储器，以存储并运行用户自定义的音视频处理软件。通过增加音视频处理功能，电子眼镜可以实现增减亮度、增减对比度、除雾等功能。摄像机还可以是红外摄像机，以观测红外信号。

电子眼镜还可以增加各种通信功能，以将所采集的音视频存储于各种存储器中。电子眼镜还可以增加灯泡，以在夜晚增强图像亮度。电子眼镜的透镜可以为液体透镜，以减小体积。

电源可以是内置电源，也可以是外置电源。

电子眼镜可用于消弱强光、夜晚观测、红外观测、近距和远距观测、透雾观测、透烟观测等。

综上所述，电子眼镜在三维空间中快速地实现近距和远距观测，显著拓展了眼睛的功能。

附图说明

图1为显示器模块的主视图。

图2为摄像机模块的侧视图。

具体实施方法

下面提供本发明的一个最佳实施例，并结合附图描述本发明。

电子眼镜实施例包括2个模块：显示器模块和摄像机模块。如图1所示，显示器模块包括以下组件：鼻梁(1)、处理器(2)、显示器(3A)、显示器(3B)、鼻托(4A)、鼻托(4B)、红外发射器(5A)、红外发射器(5B)、红外接收器(6A)、红外接收器(6B)、桩头(7A)、桩头(7B)、铰链(8A)、铰链(8B)、电源(9A)、电源(9B)、镜腿(10A)、镜腿(10B)。如图2所示，摄像机模块包括以下组件：电源(11)、摄像机(12A)、摄像机(12B)、头夹(13A)、头夹(13B)。

摄像机(12A)和摄像机(12B)都有电动变焦功能，它们的光轴始终平行。头夹(13A)和头夹(13B)可以将摄像机模块夹在用户头部。用户通过头部运动就可以同时调整2个摄像机的光轴方向。如此，电子眼镜就可以捕获3维空间信息和颜色信息。

摄像机模块戴在用户头上，而显示器模块挂在用户鼻子和耳朵上。摄像机(12A)内置无线通信装置，只能将视频发送给显示器(3A)。摄像机(12B)内置无线通信装置，只能将视频发送给显示器(3B)。显示器(3A)内置无线通信装置，只能接收摄像机(12A)发送的视频。显示器(3A)位于用户左眼前方，显示器(3B)位于用户右眼前方。显示器(3B)内置无线通信装置，只能接收摄像机(12B)发送的视频。

用户可以通过眨眼来改变电子眼镜的焦距。红外发射器可以持续发射红外线，也可以固定时间间隔为周期发射红外线。当用户睁眼时，红外发射器发射的红外线照射其眼睛就会反射强红外光。当用户闭眼时，显示器发射的光线照射其眼睛就会反射弱红外光。红外接收器可以将反射红外光转换成数字信号。红外发射器(5A)将红外光发射至用户左眼上，红外接收器(6A)接收用户左眼反射的红外光。红外发射器(5B)将红外光发射至用户右眼上，红外接收器(6B)接收用户右眼反射的红外光。红外接收器(6A)和红外接收器(6B)将接收的红外光强度转换成1个数字信号发送给处理器(2)。在响应范围内，输入红外光强度增大，红外接收器输出的数字信号就增大；反之，红外接收器输出的数字信号则减少。处理器(2)可以通过显示器(3A)发送变焦信号给摄像机(12A)，并可以通过显示器(3B)发送变焦信号给摄像机(12B)。

假设阈值I∈(0,+∞)用于判断睁眼状态和闭眼状态。如果红外接收器(6A)输出信号之和小于I，则处理器(2)判断用户左眼关闭；如果红外接收器(6A)输出信号之和大于I，则处理器(2)判断用户左眼睁开。如果红外接收器(6B)输出信号之和小于I，则处理器(2)判断用户右眼关闭；如果红外接收器(6B)输出信号之和大于I，则处理器(2)判断用户右眼睁开。

处理器持续运行眨眼变焦算法。参数T∈[0,10000]为时间阈值，单位是毫秒。参数d∈(0,+∞)为单位焦距，单位是毫米。状态P₁代表左眼关闭而右眼睁开；状态P₂代表左眼睁开而右眼关闭。如果P₁用于增大焦距，则P₂就用于减小焦距；如果P₁用于减小焦距，则P₂就用于增大焦距。眨眼变焦算法如下：

S1.如果P₁成立，转至S2；否则，转至S4。

S2.如果P₁持续时间超过T秒，处理器(2)就命令2个摄像机增大/减小焦距d，转至S3；否则，转至S4。

S3.如果P₁成立，处理器(2)就命令2个摄像机增大/减小焦距d，转至S3；否则，转至S4。

S4.如果P₂成立，转至S5；否则，转至S7。

S5.如果P₂持续时间超过T秒，处理器(2)就命令2个摄像机减小/增大焦距d，转至S6；否则，转至S7。

S6.如果P₂成立，处理器(2)就命令2个摄像机减小/增大焦距d，转至S6；否则，转至S7。

S7.处理器(2)命令摄像机停止改变焦距，转至S1。

利用眨眼变焦算法，用户仅通过眨眼就可以在三维空间中快速地实现近距和远距观测。

电子眼镜可以增加音视频处理芯片，以增加音视频处理功能。电子眼镜可以增加存储器，以存储并运行用户自定义的音视频处理软件。通过增加音视频处理功能，电子眼镜可以实现增减亮度、增减对比度、除雾等功能。摄像机还可以是红外摄像机，以观测红外信号。

电子眼镜还可以增加各种通信功能，以将所采集的音视频存储于各种存储器中。电子眼镜还可以增加灯泡，以在夜晚增强图像亮度。电子眼镜的透镜可以为液体透镜，以减小体积。

电源可以是内置电源，也可以是外置电源。

电子眼镜可用于消弱强光、夜晚观测、红外观测、近距和远距观测、透雾观测、透烟观测等。

综上所述，电子眼镜在三维空间中快速地实现近距和远距观测，显著拓展了眼睛的功能。

以上叙述及图像已揭示本发明的较佳实施例。该实施例应被视为用以说明本发明，而非用以限制本发明。本发明的保护范围，并不局限于该实施例。

Claims (12)

1.一种电子眼镜，其包括以下组件：电子眼镜包括左摄像机、右摄像机、左显示器、右显示器、左红外发射器、右红外发射器、左红外接收器、右红外接收器、通信模块、处理器、电源；其特征在于：2个摄像机都有电动变焦功能，它们的光轴始终平行，用户通过头部运动可以同时调整2个摄像机的光轴方向，通信模块控制摄像机与显示器的通信、处理器与摄像机的通信，左显示器只能接收左摄像机发送的视频，右显示器只能接收右摄像机发送的视频，左红外发射器将红外光发射至用户左眼上，左红外接收器接收用户左眼反射的红外光，右红外发射器将红外光发射至用户右眼上，右红外接收器接收用户右眼反射的红外光，左红外接收器和右红外接收器将接收的红外光强度转换成数字信号发送给处理器，处理器可以发送变焦信号给左摄像机和右摄像机，用户可以通过眨眼来改变左摄像机和右摄像机的焦距。

2.如权利要求1所述的电子眼镜，其特征在于：电子眼镜包括左镜腿、右镜腿，左摄像机固定在左镜腿上，右摄像机固定在右镜腿上。

3.如权利要求1所述的电子眼镜，其特征在于：电子眼镜包括头夹，左摄像机、右摄像机、左显示器、右显示器、左红外发射器、右红外发射器、左红外接收器、右红外接收器、通信模块、处理器、电源都集成在头夹上。

4.一种电子眼镜，其包括以下组件：显示器模块和摄像机模块；其特征在于：电子眼镜包括显示器模块和摄像机模块，显示器模块包括左镜腿、右镜腿、左显示器、右显示器、左红外发射器、右红外发射器、左红外接收器、右红外接收器、通信模块、处理器、电源，摄像机模块包括左摄像机、右摄像机、头夹、电源，2个摄像机都有电动变焦功能，它们的光轴始终平行，用户通过头部运动可以同时调整2个摄像机的光轴方向，通信模块控制摄像机与显示器的通信、处理器与摄像机的通信，左显示器只能接收左摄像机发送的视频，右显示器只能接收右摄像机发送的视频，左红外发射器将红外光发射至用户左眼上，左红外接收器接收用户左眼反射的红外光，右红外发射器将红外光发射至用户右眼上，右红外接收器接收用户右眼反射的红外光，左红外接收器和右红外接收器将接收的红外光强度转换成数字信号发送给处理器，处理器可以发送变焦信号给左摄像机和右摄像机，用户可以通过眨眼来改变左摄像机和右摄像机的焦距。

5.如权利要求1、2、3或4所述的电子眼镜，其特征在于：摄像机是高感光摄像机。

6.如权利要求1、2、3或4所述的电子眼镜，其特征在于：摄像机是红外摄像机。

7.如权利要求1、2、3或4所述的电子眼镜，其特征在于：该电子眼镜增加视频处理芯片。

8.如权利要求1、2、3或4所述的电子眼镜，其特征在于：该电子眼镜增加音频处理芯片。

9.如权利要求1、2、3或4所述的电子眼镜，其特征在于：该电子眼镜增加存储器。

10.如权利要求1、2、3或4所述的电子眼镜，其特征在于：该电子眼镜增加音频处理芯片。

11.如权利要求1、2、3或4所述的电子眼镜，其特征在于：摄像机的透镜可以为液体透镜，以减小体积。

12.如权利要求1、2、3或4所述的电子眼镜，其特征在于：该电子眼镜运行一种眨眼变焦算法，其包括如下步骤：

S1.如果P₁成立，转至S2；否则，转至S4。

S2.如果P₁持续时间超过T秒，处理器就命令2个摄像机增大/减小焦距d，转至S3；否则，转至S4。

S3.如果P₁成立，处理器就命令2个摄像机增大/减小焦距d，转至S3；否则，转至S4。

S4.如果P₂成立，转至S5；否则，转至S7。

S5.如果P₂持续时间超过T秒，处理器就命令2个摄像机减小/增大焦距d，转至S6；否则，转至S7。

S6.如果P₂成立，处理器就命令2个摄像机减小/增大焦距d，转至S6；否则，转至S7。

S7.处理器命令摄像机停止改变焦距，转至S1。