CN110543033A - 一种基于瞳孔检测的变焦眼镜及电路系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变焦眼镜领域，具体涉及一种基于瞳孔检测的变焦眼镜及电路系统。一种基于瞳孔检测的变焦眼镜，包括：眼镜架和固定在眼镜架上的变焦镜片组，所述变焦镜片组的焦距可调，并采用合适的焦距将光线折射到人眼中，并清晰成像在人眼视网膜上；两摄像头，所述摄像头设置在眼镜架上并朝向人眼侧，分别采集对应瞳孔的图像信息；处理单元，根据图像信息获取瞳孔实时参数，并根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距。本发明通过设计一种基于瞳孔检测的变焦眼镜及电路系统，获取瞳孔的生物特征，形成瞳孔实时参数，在预设程序下，根据不同瞳孔实时参数执行对应的控制命令，如根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距。
Description
技术领域
本发明涉及变焦眼镜领域，具体涉及一种基于瞳孔检测的变焦眼镜及电路系统。
背景技术
随着社会的进步，人们在工作及生活中对电脑、手机等电子视频设备的使用率越来越高，如果不能得到合理的训练及休息，容易发生近视眼或者加深近视度数。但是，目前市场上大部分的视力康复训练需要到专门的康复机构进行，这将直接会影响到正常工作和学习，会给日常生活带来极大的不便。
特别是，容易由于不能及时获取人们眼睛的朝向，从而不能迅速调整不同眼睛朝向焦距，用户体验差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于瞳孔检测的变焦眼镜及电路系统，解决用户体验差的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于瞳孔检测的变焦眼镜，包括：
眼镜架和固定在眼镜架上的变焦镜片组，所述变焦镜片组的焦距可调，并采用合适的焦距将光线折射到人眼中，并清晰成像在人眼视网膜上；
两摄像头，所述摄像头设置在眼镜架上并朝向人眼侧，分别采集对应瞳孔的图像信息；
处理单元，根据图像信息获取瞳孔实时参数，并根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距。
其中，较佳方案是：所述瞳孔实时参数为瞳孔位置、瞳孔大小、瞳孔弧度、注视深度、瞳孔与变焦镜片组距离的一种或多种。
其中，较佳方案是：所述变焦镜片组包括前变焦镜片、后变焦镜片、前平移驱动机构和后平移驱动机构，所述前变焦镜片和后变焦镜片均并排设置两块，且后变焦镜片位于前变焦镜片的后方；所述前平移驱动机构和后平移驱动机构分别驱动两块前变焦镜片和两块后变焦镜片在水平方向上左右移动，以通过前变焦镜片和后变焦镜片的不同区域叠加调节焦距；其中，所述处理单元分别与前平移驱动机构和后平移驱动机构电连接。
其中，较佳方案是：所述前变焦镜片和后变焦镜片的一个表面为水平面，其另一个表面为符合数学变化规律高低起伏的非水平曲面；所述的镜片非水平曲面上均设置有一个最高点和一个最低点；所述的镜片非水平曲面的最高点与最低点之间、沿镜片非水平曲面均匀分布有连续变化的多个光学中心；所述的多个光学中心的屈光度数依次递减或递增。
其中，较佳方案是：所述前平移驱动机构和后平移驱动机构均包括一分别与处理单元和前变焦镜片或后变焦镜片连接的驱动电机，所述驱动电机在处理单元控制下带动对应的前变焦镜片或后变焦镜片移动，实现焦距可调。
其中，较佳方案是：所述处理单元包括图像处理模块，分别与两摄像头连接，并获取摄像头的图像信息，以及根据图像信息获取瞳孔实时参数。
其中，较佳方案是：所述处理单元包括焦点处理模块，所述焦点处理模块与图像处理模块连接，并根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种变焦眼镜的电路系统，所述电路系统作为所述的变焦眼镜的处理单元；所述电路系统包括：
图像处理板，其输入端分别与两摄像头连接，其输出端与主控板连接，所述图像处理板获取摄像头的图像信息并根据图像信息获取瞳孔实时参数；
主控板，所述主控板至少包括一存储模块和主控模块，所述主控模块分别与存储模块和变焦镜片组连接，所述存储模块储存与变焦镜片组匹配的不同焦距控制方案，所述主控模块根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种基于瞳孔检测的变焦眼镜及电路系统，获取瞳孔的生物特征，形成瞳孔实时参数，在预设程序下，根据不同瞳孔实时参数执行对应的控制命令，如根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距；解决不能及时获取人们眼睛的朝向，从而不能迅速调整不同眼睛朝向焦距，用户体验差的问题；以及，解决处中心位置其与侧边位置难以对焦的问题，还可以小型化变焦镜片组，使变焦眼镜轻便小型化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明变焦眼镜的结构示意图；
图2是本发明变焦镜片组的结构示意图；
图3是本发明前平移驱动机构的结构示意图；
图4是本发明前变焦镜片的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1至图4所示，本发明提供一种基于瞳孔检测的变焦眼镜的优选实施例。
一种基于瞳孔检测的变焦眼镜，包括：眼镜架100和固定在眼镜架100上的变焦镜片组200，所述变焦镜片组200的焦距可调，并采用合适的焦距将光线折射到人眼中，并清晰成像在人眼视网膜上；还包括两摄像头300，所述摄像头300设置在眼镜架100上并朝向人眼侧，分别采集对应瞳孔的图像信息；还包括处理单元，根据图像信息获取瞳孔实时参数，并根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组200调节瞳孔注视点处的焦距。
具体地，眼镜架100戴在用户上，眼睛对着变焦镜片组200，在处理单元400的控制下变焦镜片组200进行焦距可调，采用合适的焦距将光线折射到人眼中并清晰成像在人眼视网膜上，实现眼睛的对焦；同时，在处理单元400的控制下摄像头300按一定频率获取眼睛的图像，形成图像信息，优选至获取瞳孔图像；并对图像进行处理，获取瞳孔的生物特征，形成瞳孔实时参数；处理单元400在预设程序下，根据不同瞳孔实时参数执行对应的控制命令，如根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组200调节瞳孔注视点处的焦距。
优选地，处理单元400为处理电路板，以控制变焦眼镜。
优选地，通过瞳孔实时参数获取瞳孔在眼眶中的位置，以获取用户的视距朝向，以调整朝向的变焦镜片组200的焦距，是瞳孔在任一方向上均可实现对焦，特别是对于变焦镜片组200的变焦范围小的情况下，不仅解决处中心位置其与侧边位置难以对焦的问题，还可以小型化变焦镜片组200，使变焦眼镜轻便小型化。
在本实施例中，所述瞳孔实时参数为瞳孔位置、瞳孔大小、瞳孔弧度、注视深度、瞳孔与变焦镜片组距离的一种或多种。
如图2和图3所示，本发明提供一种变焦镜片组200的较佳实施例。
所述变焦镜片组200包括前变焦镜片211、后变焦镜片212、前平移驱动机构和后平移驱动机构，所述前变焦镜片211和后变焦镜片212均并排设置两块，且后变焦镜片212位于前变焦镜片211的后方；所述前平移驱动机构和后平移驱动机构分别驱动两块前变焦镜片211和两块后变焦镜片212在水平方向上左右移动，以通过前变焦镜片211和后变焦镜片212的不同区域叠加调节焦距；其中，所述处理单元400分别与前平移驱动机构和后平移驱动机构电连接。
具体地，并参考图2和图3，前平移驱动机构和后平移驱动机构均包括镜片座220、齿板230和丝杆电机240，镜片座220设有安装前变焦镜片211或后变焦镜片212的卡槽，齿板230与镜片座220固定连接，丝杆电机240的丝杆的外螺纹啮合齿板230的斜齿，在丝杆电机240的带动下，带动镜片座220移动，从而实现前变焦镜片211和后变焦镜片212的独立移动。
其中，镜片座220上设有能与后变焦镜片212平移限位开关的机械触头相配合的上碰撞块221。以及，滑动轴110通过轴承分别安装在眼镜架100的上端部和下端部。镜片座220分别与对应滑动轴110滑动连接。
在本实施例中，并参考图4，所述前变焦镜片211和后变焦镜片212的一个表面为水平面，其另一个表面为符合数学变化规律高低起伏的非水平曲面；所述的镜片(如前变焦镜片211)非水平曲面上均设置有一个最高点2101和一个最低点2102；所述的镜片非水平曲面的最高点与最低点之间、沿镜片非水平曲面均匀分布有连续变化的多个光学中心；所述的多个光学中心的屈光度数依次递减或递增。
优选地，前变焦镜片211和后变焦镜片212上的最高点2101和最低点2102是2个焦点，分别为+3.00D和近视-8.00D，在这2个焦点中间每隔1mm平均分布一个光学中心，度数依次按照1.00D递减。通过前变焦镜片211和后变焦镜片212的相互移动配合，使移动过程中屈光度发生平稳变化，通过控制前变焦镜片211和后变焦镜片212之间的相互关系，最终达到精确控制变焦镜片组200的屈光度数。
在本实施例中，所述前平移驱动机构和后平移驱动机构均包括一分别与处理单元400和前变焦镜片211或后变焦镜片212连接的驱动电机，所述驱动电机在处理单元400控制下带动对应的前变焦镜片211或后变焦镜片212移动，实现焦距可调。
在本实施例中，提供处理单元400的优选方案。
所述处理单元400包括图像处理模块，分别与两摄像头300连接，并获取摄像头300的图像信息，以及根据图像信息获取瞳孔实时参数。所述处理单元400包括焦点处理模块，所述焦点处理模块与图像处理模块连接，并根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组200调节瞳孔注视点处的焦距。具体地，数字图像是指用工业相机、摄像机、扫描仪等设备经过拍摄得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值称为灰度值。图像处理技术一般包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别三个部分。以及，通过预设的处理规则，获取图像中瞳孔实时参数，实现智能控制。
在本实施例中，提供一种变焦眼镜的电路系统的优选方案。
一种变焦眼镜的电路系统，所述电路系统作为所述的变焦眼镜的处理单元400；所述电路系统包括：图像处理板，其输入端分别与两摄像头300连接，其输出端与主控板连接，所述图像处理板获取摄像头300的图像信息并根据图像信息获取瞳孔实时参数；主控板，所述主控板至少包括一存储模块和主控模块，所述主控模块分别与存储模块和变焦镜片组200连接，所述存储模块储存与变焦镜片组200匹配的不同焦距控制方案，所述主控模块根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组200调节瞳孔注视点处的焦距。
具体地，通过摄像头300周期性获取图像，并将图像信息发送至图像处理板中，进行图像预处理，再通过主控模块根据处理后的图像所得到的瞳孔实时参数进行预设指令的操作，以控制变焦眼镜的变焦及设置变焦区域。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
Claims (8)
1.一种基于瞳孔检测的变焦眼镜，其特征在于，包括：
眼镜架和固定在眼镜架上的变焦镜片组，所述变焦镜片组的焦距可调，并采用合适的焦距将光线折射到人眼中，并清晰成像在人眼视网膜上；
两摄像头，所述摄像头设置在眼镜架上并朝向人眼侧，分别采集对应瞳孔的图像信息；
处理单元，根据图像信息获取瞳孔实时参数，并根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦眼镜，其特征在于：所述瞳孔实时参数为瞳孔位置、瞳孔大小、瞳孔弧度、注视深度、瞳孔与变焦镜片组距离的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的变焦眼镜，其特征在于：所述变焦镜片组包括前变焦镜片、后变焦镜片、前平移驱动机构和后平移驱动机构，所述前变焦镜片和后变焦镜片均并排设置两块，且后变焦镜片位于前变焦镜片的后方；所述前平移驱动机构和后平移驱动机构分别驱动两块前变焦镜片和两块后变焦镜片在水平方向上左右移动，以通过前变焦镜片和后变焦镜片的不同区域叠加调节焦距；其中，所述处理单元分别与前平移驱动机构和后平移驱动机构电连接。
4.根据权利要求3所述的变焦眼镜，其特征在于：所述前变焦镜片和后变焦镜片的一个表面为水平面，其另一个表面为符合数学变化规律高低起伏的非水平曲面；所述的镜片非水平曲面上均设置有一个最高点和一个最低点；所述的镜片非水平曲面的最高点与最低点之间、沿镜片非水平曲面均匀分布有连续变化的多个光学中心；所述的多个光学中心的屈光度数依次递减或递增。
5.根据权利要求3所述的变焦眼镜，其特征在于：所述前平移驱动机构和后平移驱动机构均包括一分别与处理单元和前变焦镜片或后变焦镜片连接的驱动电机，所述驱动电机在处理单元控制下带动对应的前变焦镜片或后变焦镜片移动，实现焦距可调。
6.根据权利要求1所述的变焦眼镜，其特征在于：所述处理单元包括图像处理模块，分别与两摄像头连接，并获取摄像头的图像信息，以及根据图像信息获取瞳孔实时参数。
7.根据权利要求1所述的变焦眼镜，其特征在于：所述处理单元包括焦点处理模块，所述焦点处理模块与图像处理模块连接，并根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距。
8.一种变焦眼镜的电路系统，其特征在于，所述电路系统作为如权利要求1至7任一所述的变焦眼镜的处理单元；所述电路系统包括：
图像处理板，其输入端分别与两摄像头连接，其输出端与主控板连接，所述图像处理板获取摄像头的图像信息并根据图像信息获取瞳孔实时参数；
主控板，所述主控板至少包括一存储模块和主控模块，所述主控模块分别与存储模块和变焦镜片组连接，所述存储模块储存与变焦镜片组匹配的不同焦距控制方案，所述主控模块根据瞳孔实时参数控制变焦镜片组调节瞳孔注视点处的焦距。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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