CN113253463A - 一种实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法，属于脑机结合技术领域，一种实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法，它通过显示器边缘向圆心排列感瞳孔采集线，在圆心汇集，感应装置用来收集瞳孔变化，使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化，感光导电感应装置可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而采集到瞳孔收缩的同步数据，镜框接受瞳孔采集器发出的电磁信号，用以识别瞳孔采集器收集的信息，感光导电模式可将采集到的瞳孔收缩数据转化成电磁波信号，再由镜框电磁圈获取，能够有效的根据体验者的瞳孔变化，实时调配AR的显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及脑机结合技术领域，更具体地说，涉及一种实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法。
背景技术
增强现实技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
进入二十世纪以来，随着AR技术的发展，越来越多的知名电子厂商致力于研究AR产品，例如：美国的谷歌、日本的爱普生等都先后推出了自己的智能眼镜产品。
如表1所示，现有的AR产品其采用的光学显示系统主要分为以下几个类型：
表1
从上表可以看出，现有的AR光学显示系统的方案中只有三个适合应用于AR眼镜中，但是在视场角、色彩显示、对比度等方面还无法兼顾，无法获得较好的近眼显示效果。
现有的AR智能眼镜，视场角有限，无法测距，无法识别聚焦物品，无法实现脑机结合，产品发热明显，光晕和杂散光明显。
目前的眼动追踪技术是记录眼睛的定位和运动的有效手段。在非近眼显示领域，眼动追踪是通过将近红外光指向瞳孔来实现。这会在角膜上产生反射。红外(IR)摄像机跟踪这些反射，从而跟踪瞳孔注视点的移动，效果比较理想。但在近眼显示领域主要靠向内的摄像头实现，由于近眼显示的特殊结构，向内摄像头很难达到跟外部红外摄像机一样的效果，准确性和精准度大受影响，而且还会对佩戴者的视野产生影响。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法，它通过显示器边缘向圆心排列感光瞳孔采集线，在圆心汇集，感应装置用来收集瞳孔变化，使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化，感光导电感应装置可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而采集到瞳孔收缩的同步数据，镜框接受瞳孔采集器发出的电磁信号，用以识别瞳孔采集器收集的信息，感光导电模式可将采集到的瞳孔收缩数据转化成电磁波信号，再由镜框电磁圈获取，能够有效的根据体验者的瞳孔变化，实时调配AR的显示效果。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法，包括环绕显示器，所述环绕显示器的前侧表面固定有感受器，所述环绕显示器的内端固定安装有透明显示器，所述透明显示器的前侧表面固定安装有瞳孔采集线，所述瞳孔采集线的内部设置有感光导电膜，所述环绕显示器的内部固定安装有电磁接受线圈，所述电磁接受线圈的内侧设置有电磁发射线圈。
其使用方法包括：
S1：佩戴观察者的瞳孔采集器；
S2：镜框电磁线圈提供能量；
S3：感光导电线圈感受器接收能量，采集瞳孔收缩信息并释放二级电磁波信号；
S4：镜框感光装置过滤因外界光线变化导致的瞳孔收缩信息；
S5：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号；
S6：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号一方面用于计算机分析瞳孔收缩与虚拟画面关系；
S7：计算机确定观察者对虚拟画面的态度；
S8：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号另一方面，结合广角镜头提供现实场景；
S9：计算机分析瞳孔收缩判断观察者对现实画面的态度。
进一步的，在S9中，基于观察者对虚拟画面的态度与现实画面的态度，计算机通过瞳孔收缩确定观察者对现实场景的态度，提供虚拟叠加信息，叠加信息的瞳孔变化与现实信息一致或加强，则虚拟信息提供正确，通过观察者对虚拟与现实画面的态度，判定虚拟信息提供的准确性，能够有效的保证AR装置与观察者进行密切且紧密的交互体验，实时交互感强。
进一步的，在S5中，所述镜框电磁线圈作为发射部分向三角分布的感受器提供能量，感受器线圈作为信号接收部分，感受器线圈与发射部分之间产生的感应电动势作为定位信号，由镜框内的另一组线圈作为信号提取部分，提取后的信号交由计算部分处理，从而方便精准的获得瞳孔焦点的运动轨迹。
进一步的，所述环绕显示器与透明显示器组合而成角膜接触透明显示器，且角膜接触透明显示器与角膜直接接触，并且环绕显示器与透明显示器均为透明材料，角膜接触透明显示器采用直接接触角膜的方式，能够有效的避免传统镜片眼镜产生光晕和“彩虹”斑现象，大大提升了用户体验感。
进一步的，所述电磁接受线圈与电磁发射线圈独立设置，且电磁接受线圈和电磁发射线圈均在环绕显示器的内部呈圈状结构，电磁接受线圈与电磁发射线圈的独立设置，能够有效实现瞳孔信息的采集与传递。
进一步的，所述瞳孔采集线将透明显示器等角度分成3个区域，3组所述瞳孔采集线交点与透明显示器圆心点相互重合，瞳孔采集线使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，方便观测观察者瞳孔，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化。
进一步的，所述瞳孔采集线的内部等间距分布有感光导电膜，且感光导电膜为透明状结构，并且感光导电膜单体之间相互独立，而且感光导电膜对瞳孔反光进行导电反应，感光导电膜可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而便于采集到瞳孔收缩的同步数据。
进一步的，所述感光导电膜通过电磁发射线圈传递至镜框电磁圈，能够有效的反馈瞳孔收缩信息。
进一步的，所述感受器在环绕显示器的前侧表面等角度设置有3组，且感受器与瞳孔采集线相匹配，利用三角定位原理，通过三个感受器可以确认瞳孔焦点的准确位置。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于
(1)本方案它通过显示器边缘向圆心排列感瞳孔采集线，在圆心汇集，感应装置用来收集瞳孔变化，使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化，感光导电感应装置可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而采集到瞳孔收缩的同步数据，镜框接受瞳孔采集器发出的电磁信号，用以识别瞳孔采集器收集的信息，感光导电模式可将采集到的瞳孔收缩数据转化成电磁波信号，再由镜框电磁圈获取，能够有效的根据体验者的瞳孔变化，实时调配AR的显示效果。
(2)基于观察者对虚拟画面的态度与现实画面的态度，计算机通过瞳孔收缩确定观察者对现实场景的态度，提供虚拟叠加信息，叠加信息的瞳孔变化与现实信息一致或加强，则虚拟信息提供正确，通过观察者对虚拟与现实画面的态度，判定虚拟信息提供的准确性，能够有效的保证AR装置与观察者进行密切且紧密的交互体验，实时交互感强。
(3)镜框电磁线圈作为发射部分向三角分布的感受器提供能量，感受器线圈作为信号接收部分，感受器线圈与发射部分之间产生的感应电动势作为定位信号，由镜框内的另一组线圈作为信号提取部分，提取后的信号交由计算部分处理，从而方便精准的获得瞳孔焦点的运动轨迹。
(4)环绕显示器与透明显示器组合而成角膜接触透明显示器，且角膜接触透明显示器与角膜直接接触，并且环绕显示器与透明显示器均为透明材料，角膜接触透明显示器采用直接接触角膜的方式，能够有效的避免了传统镜片眼镜产生光晕和“彩虹”斑现象，大大提升了用户体验感。
(5)电磁接受线圈与电磁发射线圈独立设置，且电磁接受线圈和电磁发射线圈均在环绕显示器的内部呈圈状结构，电磁接受线圈与电磁发射线圈的独立设置，能够有效实现瞳孔信息的采集与传递。
(6)瞳孔采集线将透明显示器等角度分成3个区域，3组瞳孔采集线交点与透明显示器圆心点相互重合，瞳孔采集线使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，方便观测观察者瞳孔，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化。
(7)瞳孔采集线的内部等间距分布有感光导电膜，且感光导电膜为透明状结构，并且感光导电膜单体之间相互独立，而且感光导电膜对瞳孔反光进行导电反应，感光导电膜可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而便于采集到瞳孔收缩的同步数据。
(8)感光导电膜通过电磁发射线圈传递至镜框电磁圈，能够有效的反馈瞳孔收缩信息。
(9)感受器在环绕显示器的前侧表面等角度设置有3组，且感受器与瞳孔采集线相匹配，利用三角定位原理，通过三个感受器可以确认瞳孔焦点的准确位置。
附图说明
图1为本发明的瞳孔收缩感应装置使用方法示意图；
图2为本发明的瞳孔收缩感应装置整体结构示意图；
图3为本发明的瞳孔收缩感应装置主视结构示意图；
图4为本发明的图3中A处放大结构示意图；
图5为本发明的瞳孔收缩感应系统示意图。
图中标号说明：
1、环绕显示器；2、感受器；3、透明显示器；4、瞳孔采集线；5、感光导电膜；6、电磁接受线圈；7、电磁发射线圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-5，一种实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法，包括环绕显示器1，环绕显示器1的前侧表面固定有感受器2，环绕显示器1的内端固定安装有透明显示器3，透明显示器3的前侧表面固定安装有瞳孔采集线4，瞳孔采集线4的内部设置有感光导电膜5，环绕显示器1的内部固定安装有电磁接受线圈6，电磁接受线圈6的内侧设置有电磁发射线圈7。
请参阅图1，其使用方法包括：
S1：佩戴观察者的瞳孔采集器；
S2：镜框电磁线圈提供能量；
S3：感光导电线圈感受器接收能量，采集瞳孔收缩信息并释放二级电磁波信号；
S4：镜框感光装置过滤因外界光线变化导致的瞳孔收缩信息；
S5：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号；
S6：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号一方面用于计算机分析瞳孔收缩与虚拟画面关系；
S7：计算机确定观察者对虚拟画面的态度；
S8：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号另一方面，结合广角镜头提供现实场景；
S9：计算机分析瞳孔收缩判断观察者对现实画面的态度。
请参阅图1，在S9中，基于观察者对虚拟画面的态度与现实画面的态度，计算机通过瞳孔收缩确定观察者对现实场景的态度，提供虚拟叠加信息，叠加信息的瞳孔变化与现实信息一致或加强，则虚拟信息提供正确，通过观察者对虚拟与现实画面的态度，判定虚拟信息提供的准确性，能够有效的保证AR装置与观察者进行密切且紧密的交互体验，实时交互感强。
请参阅图1，在S5中，镜框电磁线圈作为发射部分向三角分布的感受器提供能量，感受器线圈作为信号接收部分，感受器线圈与发射部分之间产生的感应电动势作为定位信号，由镜框内的另一组线圈作为信号提取部分，提取后的信号交由计算部分处理，从而方便精准的获得瞳孔焦点的运动轨迹。
请参阅图2-3，环绕显示器1与透明显示器3组合而成角膜接触透明显示器，且角膜接触透明显示器与角膜直接接触，并且环绕显示器1与透明显示器3均为透明材料，角膜接触透明显示器采用直接接触角膜的方式，能够有效的避免了传统镜片眼镜产生光晕和“彩虹”斑现象，大大提升了用户体验感。
请参阅图2-3，电磁接受线圈6与电磁发射线圈7独立设置，且电磁接受线圈6和电磁发射线圈7均在环绕显示器1的内部呈圈状结构，电磁接受线圈6与电磁发射线圈7的独立设置，能够有效实现瞳孔信息的采集与传递。
请参阅图2-3，瞳孔采集线4将透明显示器3等角度分成3个区域，3组瞳孔采集线4交点与透明显示器3圆心点相互重合，瞳孔采集线4使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，方便观测观察者瞳孔，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化。
请参阅图4，瞳孔采集线4的内部等间距分布有感光导电膜5，且感光导电膜5为透明状结构，并且感光导电膜5单体之间相互独立，而且感光导电膜5对瞳孔反光进行导电反应，感光导电膜5可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而便于采集到瞳孔收缩的同步数据。
请参阅图4，感光导电膜5通过电磁发射线圈7传递至镜框电磁圈，能够有效的反馈瞳孔收缩信息。
请参阅图2-3，感受器2在环绕显示器1的前侧表面等角度设置有3组，且感受器2与瞳孔采集线4相匹配，利用三角定位原理，通过三个感受器可以确认瞳孔焦点的准确位置，以上便完成该实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法的一系列操作，它通过显示器边缘向圆心排列感瞳孔采集线，在圆心汇集，感应装置用来收集瞳孔变化，使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化，感光导电感应装置可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而采集到瞳孔收缩的同步数据，镜框接受瞳孔采集器发出的电磁信号，用以识别瞳孔采集器收集的信息，感光导电模式可将采集到的瞳孔收缩数据转化成电磁波信号，再由镜框电磁圈获取，能够有效的根据体验者的瞳孔变化，实时调配AR的显示效果。
所述以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种实时性瞳孔收缩感应装置，包括环绕显示器(1)，其特征在于：所述环绕显示器(1)的前侧表面固定有感受器(2)，所述环绕显示器(1)的内端固定安装有透明显示器(3)，所述透明显示器(3)的前侧表面固定安装有瞳孔采集线(4)，所述瞳孔采集线(4)的内部设置有感光导电膜(5)，所述环绕显示器(1)的内部固定安装有电磁接受线圈(6)，所述电磁接受线圈(6)的内侧设置有电磁发射线圈(7)。
2.根据权利要求1所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置的使用方法，其特征在于：其使用方法包括：
S1：佩戴观察者的瞳孔采集器；
S2：镜框电磁线圈提供能量；
S3：感光导电线圈感受器接收能量，采集瞳孔收缩信息并释放二级电磁波信号；
S4：镜框感光装置过滤因外界光线变化导致的瞳孔收缩信息；
S5：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号；
S6：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号一方面用于计算机分析瞳孔收缩与虚拟画面关系；
S7：计算机确定观察者对虚拟画面的态度；
S8：镜框电磁线圈接受三条感光感受器输出的电磁信号另一方面，结合广角镜头提供现实场景；
S9：计算机分析瞳孔收缩判断观察者对现实画面的态度。
3.根据权利要求2所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置的使用方法，其特征在于：在S9中，基于观察者对虚拟画面的态度与现实画面的态度，计算机通过瞳孔收缩确定观察者对现实场景的态度，提供虚拟叠加信息，叠加信息的瞳孔变化与现实信息一致或加强，则虚拟信息提供正确。
4.根据权利要求2所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置使用方法，其特征在于：在S5中，所述镜框电磁线圈作为发射部分向三角分布的感受器提供能量，感受器线圈作为信号接收部分，感受器线圈与发射部分之间产生的感应电动势作为定位信号，由镜框内的另一组线圈作为信号提取部分，提取后的信号交由计算部分处理，获得瞳孔焦点的运动轨迹。
5.根据权利要求1所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置，其特征在于：所述环绕显示器(1)与透明显示器(3)组合而成角膜接触透明显示器，且角膜接触透明显示器与角膜直接接触，并且环绕显示器(1)与透明显示器(3)均为透明材料。
6.根据权利要求1所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置，其特征在于：所述电磁接受线圈(6)与电磁发射线圈(7)独立设置，且电磁接受线圈(6)和电磁发射线圈(7)均在环绕显示器(1)的内部呈圈状结构。
7.根据权利要求1所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置，其特征在于：所述瞳孔采集线(4)将透明显示器(3)等角度分成3个区域，3组所述瞳孔采集线(4)交点与透明显示器(3)圆心点相互重合。
8.根据权利要求1所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置及其使用方法，其特征在于：所述瞳孔采集线(4)的内部等间距分布有感光导电膜(5)，且感光导电膜(5)为透明状结构，并且感光导电膜(5)单体之间相互独立，而且感光导电膜(5)对瞳孔反光进行导电反应。
9.根据权利要求8所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置，其特征在于：所述感光导电膜(5)通过电磁发射线圈(7)传递至镜框电磁圈。
10.根据权利要求1所述的一种实时性瞳孔收缩感应装置，其特征在于：所述感受器(2)在环绕显示器(1)的前侧表面等角度设置有3组，且感受器(2)与瞳孔采集线(4)相匹配。
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2021
- 2021-06-08 CN CN202110637943.5A patent/CN113253463A/zh active Pending
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |