CN205665468U - 实时显示的增强现实智能眼镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种实时显示的增强现实智能眼镜，其包括显示模块、音频采集模块、通信模块和控制模块。所述显示模块和所述通信模块均与所述控制模块电性连接；所述音频采集模块采集外界的声音信息，所述通信模块发送含所述声音信息的信号到与所述实时显示的增强现实智能眼镜建立通信连接的终端设备及接收来自所述终端设备的与所述声音信息对应的含文字信息的信号，所述控制模块处理所述含文字信息的信号及控制所述显示模块以增强现实的方式显示所述文字信息。本实用新型的增强现实智能眼镜，以实现听障人通过屏幕显示的文本信息可清楚的知道对方说话内容，为听障人的沟通带来了方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能眼镜，具体而言，涉及实时显示的增强现实智能眼镜。
背景技术
当前，听障人需要在助听器的辅助下才能与健全人进行一定程度的交谈。但是，助听器作为帮助听障人获取声音信息的一种医疗辅助类产品，其主要原理为助听器麦克风获取声音，然后对声音进行一定的处理(例如降噪和放大)，以使听障者能够获取声音。然其有以下缺点：
对于神经性耳聋听障者，经助听器放大后的声音依然难以传递到大脑皮层，因此助听器对这类听障人效果甚微；
针对不同听障者的不同情况，助听器效果并无保障，很多听障人佩戴助听器后效果并不理想；
无论是耳背式助听器还是耳道式助听器，均需堵塞住外耳道，长久佩戴耳朵会很不舒服，可能造成中耳炎等不良后果；
助听器价格较为昂贵，从数千到数万元不等，对听障人而言是不小的负担。
因此，为了解决上述问题，有必要提供一种实时显示的增强现实智能眼镜。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供实时显示的增强现实智能眼镜，以实现听障人通过屏幕显示的文本信息可清楚的知道对方说话内容，为听障人的沟通带来了方便。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种实时显示的增强现实智能眼镜，包括显示模块，所述实时显示的增强现实智能眼镜还包括音频采集模块、通信模块和控制模块，所述显示模块和所述通信模块均与所述控制模块电性连接；
所述音频采集模块采集外界的声音信息，所述通信模块发送含所述声音信息的信号到与所述实时显示的增强现实智能眼镜建立通信连接的终端设备及接收来自所述终端设备的与所述声音信息对应的含文字信息的信号，所述控制模块处理所述含文字信息的信号及控制所述显示模块以增强现实的方式显示所述文字信息。
进一步，所述音频采集模块与所述通信模块电性连接，所述音频采集模块采集外界的声音信息并进行降噪处理，处理好的信息以模拟信号的形式传输给所述通信模块，所述通信模块将模拟声音信号进行编码处理及模数转换后传递声音数字信号给所述终端设备。
进一步，所述通信模块为蓝牙模块，所述蓝牙模块包括模数转换器、微型控制器和UART接口。
进一步，所述蓝牙模块为采用TI的CC2541 2.4G芯片，所述CC2541 2.4G芯片内嵌一个8051微型控制器内核、含有8通道可配置的12位模数转换器和两路通用异步接收器，及完全支持Bluetooth v4.0协议栈。
进一步，所述控制模块包括UART接口、双核CPU和RGB接口。
进一步，所述控制模块为君正M200芯片，所述君正M200芯片内嵌一个高性能的XBurst双核CPU、显示屏驱动接口和两路通用异步接收器。
进一步，所述音频采集模块包括为双麦线性阵列的两个麦克风。
进一步，所述显示模块为LCOS光学模组显示屏。
进一步，所述LCOS光学模组显示屏包括分辨率为800x480的LCOS光学模组。
进一步，所述音频采集模块与所述控制模块电性连接，所述音频采集模块采集外界的声音信息并进行降噪处理，处理好的信息以模拟信号的形式传输给所述控制模块，所述控制模块将声音模拟信号进行编码处理及模数转换后传递声音数字信号到所述通信模块及控制所述通信模块发送该声音数字信号给所述终端设备。
本实用新型实时显示的增强现实的智能眼镜，通过采集他人(与听障人对话沟通者)的声音进行处理及发送含该声音的信号给终端设备，接收来自终端设备把声音转换后的文本信息，及控制以增强现实的方式显示文字信息，从而听障人通过屏幕显示的文本信息可清楚的知道对方说话内容，为听障人的沟通带来了方便。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本实用新型实施例1所提供的一种实时显示的增强现实智能眼镜的模块结构示意图；
图2示出了本实用新型实施例1所提供的一种实时显示的增强现实智能眼镜的内部电路结构示意图；
图3示出了本实用新型实施例2所提供的一种实时显示的增强现实智能眼镜的模块结构示意图。
主要元件符号说明：
100、300-实时显示的增强现实智能眼镜；110、310-音频采集模块；120、320-控制模块；130、330-通信模块；140、340-显示模块；150、350-电源模块；200-终端设备。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对实时显示的增强现实智能眼镜进行更全面的描述。附图中给出了实时显示的增强现实智能眼镜的优选实施例。但是，实时显示的增强现实智能眼镜可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对实时显示的增强现实智能眼镜的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实时显示的增强现实智能眼镜的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
实施例1
图1示出了本实用新型实施例1所提供的一种实时显示的增强现实智能眼镜的模块结构示意图。
实时显示的增强现实智能眼镜(以下简称“智能眼镜”)100包括音频采集模块110、控制模块120、通信模块130、显示模块140和电源模块150。显示模块140和通信模块130均与控制模块120电性连接。电源模块150用于给各个模块供电，确保智能眼镜100的正常工作。
智能眼镜100通过通信模块130与终端设备200建立通信连接。其中，该通信连接可为有线传输或无线传输，即终端设备200有与通信模块130相匹配的通信模块。在本实施例中，智能眼镜100与终端设备200建立无线通信连接及进行无线数据传输，如该通信模块130为蓝牙模块、红外模块或WIFI模块等，该终端设备200为手机、平板电脑等。在另一实施例中，智能眼镜100与终端设备200通过数据线建立有线连接，如USB数据线，该通信模块130为USB等接口模块，该终端设备200为计算机等。
音频采集模块110采集外界的声音信息。通信模块130发送含所述声音信息的信号到与智能眼镜100建立通信连接的终端设备200及接收来自终端设备200的与所述声音信息对应的含文字信息的信号。控制模块120处理所述含文字信息的信号及控制显示模块140以增强现实的方式显示所述文字信息。
例如，听障者戴上智能眼镜100，音频采集模块110采集到外界的声音信息，如他人的声音信息，智能眼镜100获取声音后通过蓝牙传递给手机，手机通过内设的转换软件将语音转化成文字后再通过蓝牙传递给智能眼镜100，并由智能眼镜100前面的LCOS光学模组显示文字。
在本实施例中，音频采集模块110与通信模块130电性连接。音频采集模块110采集外界的声音信息并进行降噪处理，处理好的信息以模拟信号的形式传输给通信模块130。通信模块130将模拟声音信号进行编码处理及模数转换后传递声音数字信号给终端设备200，终端设备200完成声音到文字的转换处理后，会将转换好的文字通过通信模块130发送给智能眼镜100，智能眼镜100的通信模块130将接收到的文字信息通过串口传递给控制模块120，及控制模块120控制把接收到的文字信息显示在微型显示屏上，即显示模块140为微型显示屏。
图2示出了本实用新型实施例1所提供的一种实时显示的增强现实智能眼镜的内部电路结构示意图。
一并参阅图2所示，智能眼镜100包括音频采集模块110、为蓝牙模块的通信模块130、为处理芯片的控制模块120、用于显示文字的光学模组的显示模块140和电源模块150。在本实施例中，智能眼镜100与终端设备200为无线蓝牙通信，终端设备200为手机。显示模块140为微型显示屏。
音频采集模块110包括为双麦线性阵列的两个麦克风，即第一麦克风和第双麦克风线性阵列分布。在其他实施例中，音频采集模块110采用单麦或者四麦阵列或者其他类似的麦克风方案，即音频采集模块110包括一个麦克风或四个麦克风等。由于采集到的声音质量与语音识别的准确性有着直接的关系，音频采集作为本设备核心的部分，最佳拟采用双麦线性阵列。该基于2个麦克风阵列的音频采集模块110能够有效的降低环境噪音给原声带来的干扰，有限的抑制周围环境的噪音，并增强人声的采集。
蓝牙模块包括模数转换器(Analog-to-Digital Converter)、微型控制器和UART接口。双麦线性阵列采集到的声音会直接传递到蓝牙模块上，蓝牙模块起到手机和智能眼镜100通讯的桥梁作用，同时本实施例的蓝牙模块具备音频传输能力和与处理芯片通信的功能。音频采集模块110输出的音频为模拟信号，蓝牙模块具备有模数转换的功能，把模拟信号的音频转换成可供蓝牙传输的数字信号。由于显示模块140只需要显示文字信息，蓝牙需要传递给处理芯片的信息不多，这里蓝牙模块与处理芯片通信的接口选用UART就可以了。在本实施例中，蓝牙模块为采用TI的CC2541 2.4G芯片，该芯片内嵌一个8051微型控制器内核、含有8通道可配置的12位模数转换器(ADC)和两路通用异步接收器(UART)，及完全支持Bluetooth v4.0协议栈。通过对CC2541进行编程程序，可以使蓝牙模块在和手机配对后被识别为蓝牙耳机，从而使得麦克风输入的信号可以传到手机供处理。而转换好的文字信息又由蓝牙的UART接口传到处理芯片上，这样就可以通过处理芯片驱动微型显示屏显示文字信息。
处理芯片主要作用就是驱动微型显示屏。该处理芯片包括UART接口、双核CPU和RGB接口。微型显示屏选用神采光电的SO-H294HM模组，它的显示部分采用的是一块分辨率为800x480的LCOS显示屏，光学部分可以将0.24寸的LCOS屏幕放大到两米距离观看24寸屏幕的效果。LCOS的体积较小、功耗低，显示效果目前是最好的。但是由于LCOS的分辨率较高，直接用单片机是无法驱动的，而使用FPGA的话开发难度会增加，也不利于后期设备的升级。在本实施例中，选用君正M200芯片作为处理芯片，该处理芯片内嵌一个高性能的XBurst双核CPU、显示屏驱动接口(RGB)和两路通用异步接收器(UART)。高性能的XBurst双核CPU为以后设备的升级提供了方便，而显示屏驱动接口配合嵌入式Linux系统，可以轻松的完成LCOS屏幕的驱动。在本实用新型的另一实施例中，该处理芯片为采用ARM Cortex R7架构的芯片。
在本实施例中，智能眼镜100上的显示模块140为分辨率800x480的LCOS光学模组，在本实用新型的另一实施例中，显示模块140为分辨率600x360的LCOS光学模组。电源模块150为锂离子电池，即智能眼镜100通过锂离子电池供电。
实施例2
图3示出了本实用新型实施例2所提供的一种实时显示的增强现实智能眼镜的模块结构示意图。
实时显示的增强现实智能眼镜(以下简称“智能眼镜”)300包括音频采集模块310、控制模块320、通信模块330、显示模块340和电源模块350。显示模块340和通信模块330均与控制模块320电性连接。电源模块350用于给各个模块供电，确保智能眼镜300的正常工作。显示模块340为LCOS光学模组显示屏。
智能眼镜300通过通信模块330与终端设备200建立通信连接。其中，该通信连接可为有线传输或无线传输，即终端设备200有与通信模块330相匹配的通信模块。在本实施例中，智能眼镜300与终端设备200建立无线通信连接及进行无线数据传输，如该通信模块330为蓝牙模块、红外模块或WIFI模块等，该终端设备200为手机、平板电脑等。在另一实施例中，智能眼镜300与终端设备200通过数据线建立有线连接，如USB数据线，该通信模块330为USB等接口模块，该终端设备200为计算机等。
音频采集模块310采集外界的声音信息。通信模块330发送含所述声音信息的信号到与智能眼镜300建立通信连接的终端设备200及接收来自终端设备200的与所述声音信息对应的含文字信息的信号。控制模块320处理所述含文字信息的信号及控制显示模块340以增强现实的方式显示所述文字信息。
在本实施例中，音频采集模块310与控制模块320电性连接。音频采集模块110采集外界的声音信息并进行降噪处理，处理好的信息以模拟信号的形式传输给控制模块320。控制模块320将声音模拟信号进行编码处理及模数转换后传递声音数字信号到通信模块330及控制通信模块330发送该声音数字信号给终端设备200，终端设备200完成声音到文字的转换处理后，会将转换好的文字通过通信模块330发送给智能眼镜300，智能眼镜300的通信模块330将接收到的文字通过串口传递给控制模块320，及控制模块320控制把接收到的文字信息显示在微型显示屏上，即显示模块340为微型显示屏。
本实用新型的智能眼镜作为医疗辅助设备，为听障者提供一个能够破除沟通障碍的交流工具，智能眼镜以增强现实的方式来显示文字——将包含文字的影像投射到真实视野里面，形成一个虚拟的屏幕；与语音识别技术结合起来，可以实时将语音转化成的文字呈现在听障人的眼前，让听障人像看电影的字幕那样理解别人说的话。甚至在理想条件下，健全人根本不知道与之交谈的是一位听障人。
进一步，智能眼镜与现有的助听器相比，语音转化后的文字是清晰可见的，其效果有保障。通过手机APP控制智能眼镜，操作简单，对听障人而言没有任何副作用。且语音识别技术仍然在不断进化，语音转文字的准确率会越来越高，越来越智能。同时，该智能眼镜可以作为实时的语言翻译工具，帮助说不同语言的人顺畅地沟通。
因此，一旦听障人戴上本实用新型的智能眼镜，智能眼镜采集他人(与听障人对话沟通者)的声音进行处理及发送该声音信号给终端设备，接收来自终端设备把声音信号转换后的文本信息，及控制以增强现实的方式显示该文字信息，从而听障人通过屏幕显示的文本信息可清楚的知道对方说话内容，为听障人的沟通带来了方便。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种实时显示的增强现实智能眼镜，包括显示模块，其特征在于，所述实时显示的增强现实智能眼镜还包括音频采集模块、通信模块和控制模块，所述显示模块和所述通信模块均与所述控制模块电性连接；
所述音频采集模块采集外界的声音信息，所述通信模块发送含所述声音信息的信号到与所述实时显示的增强现实智能眼镜建立通信连接的终端设备及接收来自所述终端设备的与所述声音信息对应的含文字信息的信号，所述控制模块处理所述含文字信息的信号及控制所述显示模块以增强现实的方式显示所述文字信息。
2.根据权利要求1所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述音频采集模块与所述通信模块电性连接，所述音频采集模块采集外界的声音信息并进行降噪处理，处理好的信息以模拟信号的形式传输给所述通信模块，所述通信模块将声音模拟信号进行编码处理及模数转换后传递声音数字信号给所述终端设备。
3.根据权利要求2所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述通信模块为蓝牙模块，所述蓝牙模块包括模数转换器、微型控制器和UART接口。
4.根据权利要求3所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述蓝牙模块为采用TI的CC2541 2.4G芯片，所述CC2541 2.4G芯片内嵌一个8051微型控制器内核、含有8通道可配置的12位模数转换器和两路通用异步接收器，及完全支持Bluetooth v4.0协议栈。
5.根据权利要求2所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述控制模块包括UART接口、双核CPU和RGB接口。
6.根据权利要求5所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述控制模块为君正M200芯片，所述君正M200芯片内嵌一个高性能的XBurst双核CPU、显示屏驱动接口和两路通用异步接收器。
7.根据权利要求1所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述音频采集模块包括为双麦线性阵列的两个麦克风。
8.根据权利要求1所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述显示模块为LCOS光学模组显示屏。
9.根据权利要求8所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述LCOS光学模组显示屏包括分辨率为800x480的LCOS光学模组。
10.根据权利要求1所述的实时显示的增强现实智能眼镜，其特征在于，所述音频采集模块与所述控制模块电性连接，所述音频采集模块采集外界的声音信息并进行降噪处理，处理好的信息以模拟信号的形式传输给所述控制模块，所述控制模块将声音模拟信号进行编码处理及模数转换后传递声音数字信号到所述通信模块及控制所述通信模块发送该声音数字信号给所述终端设备。
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