TWI497149B - 智慧型眼鏡 - Google Patents

Description

智慧型眼鏡

本發明有關於一種智慧型眼鏡，特別是關於一種具有影像顯示功能以克服視覺障礙因素的智慧型眼鏡。

在現今的社會中，眼鏡幾乎是每個人都具有的一項配備。目前市面上習知的眼鏡通常用來調節校正視力、增加美觀或是保護眼睛。例如近視眼鏡及老花眼鏡通常用以校正配戴者的眼睛視力，而太陽眼鏡除了增加美觀的功能外，主要的功能係用以保護配戴者的眼睛，減少強光或紫外線等易造成眼睛傷害及視覺障礙的因素直接射入眼睛中。然而，一般用以避免太陽光或強光的眼鏡幾乎是利用深色的鏡片以達到遮光的效果。現行另一種使用光致變色鏡片的眼鏡，亦是利用鏡片受到光能照射後，鏡片產生色變，進而達到遮光的效果。

雖然改變鏡片的顏色確實可以達到遮蔽強光的效果，但由於進入眼睛的光線減少，配戴者也不容易從鏡片中看清楚物體。

另一種具有影像顯示功能的眼鏡，主要係在眼鏡上增設一個攝影機，並將攝影機所擷取到的影像在兩個鏡片的其中一個鏡片上顯示。此種只有單眼顯示影像功能的眼鏡，不僅呈現 的畫面沒有原本以兩眼觀看時可以感受到的立體感，更因為兩眼前方的影像呈現不同，容易造成配戴者視覺上的混淆。

有鑒於深色鏡片會造成配戴者看物不清以及只有單眼可見影像顯示容易造成視覺混淆的問題，實有必要發明一種智慧型眼鏡以模擬人類雙眼所見的視野，並且減少造成視覺障礙的因素。

本發明提供一種智慧型眼鏡模擬人類左眼及右眼的可見視野，擷取周遭環境的影像，讓本發明智慧型眼鏡的配戴者在使用上更為貼近裸眼所見，並對擷取的影像進行校正，減少造成眼睛視覺障礙的因素，進而達到保護眼睛的效果。

為達上述目的，本發明一種智慧型眼鏡主要包含鏡架、第一取像單元、第二取像單元、第一顯示單元、第二顯示單元以及調整單元。其中第一取像單元及第二取像單元設於鏡架上，分別用以擷取第一區域影像及第二區域影像。第一顯示單元及第二顯示單元則分別設置於鏡架的右持片部及左持片部，用以顯示第一取像單元及第二取像單元所擷取的第一區域影像及第二區域影像。而調整單元控制第一取像單元及第二取像單元，調整第一區域影像與該第二區域影像之間的重疊影像範圍。

於本發明一個具體實施例中，第一顯示單元及第二顯示單元設置於鏡架的方式可以為固設於右持片部及左持片部上或是可插拔地卡持於右持片部及左持片部上。

於本發明另一個具體實施例中，所述智慧型眼鏡更包含影像處理單元及影像儲存單元。影像處理單元可用以選擇性地對第一顯示單元所輸出的第一區域影像或第二顯示單元所輸出的第二區域影像進行影像校正，提供所述智慧型眼鏡的配戴者一個已去除造成視覺障礙因素的影像畫面。

而影像儲存單元可以選擇性地儲存第一顯示單元所輸出的第一區域影像或第二顯示單元所輸出的第二區域影像。

於此實施例中，第一取像單元與第二取像單元係沿一個第一方向擷取第一區域影像與第二區域影像，並另設有一個控制單元用以調整第一方向的拍攝角度，使得第一取像單元及第二取像單元可以如同人類眼睛一樣，360°旋轉進行取像。

於本發明再一個具體實施例中，所述智慧型眼鏡更包含一個第三取像單元，第三取像單元與第一取像單元及第二取像單元同樣係設於該鏡架上，但是係沿著與第一方向不同的第二方向進行擷取第三區域影像。第三區域影像可以選擇性地顯示於第一顯示單元及第二顯示單元其中之一。以第三區域影像顯示於第一顯示單元為例，第一顯示單元可以將顯示畫面分割成一個第一分割顯示區及一個第二分割顯示區。將第一區域影像顯示於第一分割顯示區中，而第三區域影像顯示於第二分割顯示區中。

根據本發明又一具體實施例，所述智慧型眼鏡更包含設置在右持片部中的第一電致變色片及設置在左持片部中的第二電致變色片，第一電致變色片及第二電致變色片係受控於一控 制電壓以產生色變。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1‧‧‧鏡架

11‧‧‧右持片部

13‧‧‧左持片部

31‧‧‧第一取像單元

311‧‧‧第一區域影像

33‧‧‧第二取像單元

331‧‧‧第二區域影像

35‧‧‧重疊影像

37‧‧‧第三取像單元

371‧‧‧第三區域影像

51‧‧‧第一顯示單元

511‧‧‧第一分割顯示區

513‧‧‧第二分割顯示區

53‧‧‧第二顯示單元

71‧‧‧第一方向

73‧‧‧第二方向

91‧‧‧調整單元

93‧‧‧控制單元

95‧‧‧影像處理單元

97‧‧‧影像儲存單元

第1圖係為根據本發明一實施例所繪製的智慧型眼鏡的立體圖。

第2圖係為根據本揭露一實施例所繪製的第一區域影像及第二區域影像的示意圖。

第3圖係為根據本揭露一實施例所繪製的控制單元及第一方向的示意圖。

第4圖係為根據本揭露一實施例所繪製的影像處理單元及影像儲存單元方塊示意圖。

第5圖係為根據本揭露另一實施例所繪製之第三取像單元及第三區域影像示意圖。

第6圖係為根據本揭露再一實施例所繪製之第三取像單元及第三區域影像示意圖。

第7圖係為根據本揭露另一實施例所繪製之第一分割顯示區及第二分割顯示區示意圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及 優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

需注意的是，本發明所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構。因此，在所附圖式中僅標示與本發明有關之元件，且所顯示之元件並非以實際實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態可能更為複雜，先予敘明。

請一併參照第1圖及第2圖所示，第1圖係為根據本發明一實施例所繪製的智慧型眼鏡的立體圖，第2圖係為根據本揭露一實施例所繪製的第一區域影像及第二區域影像的示意圖。如圖所示，本發明智慧型眼鏡可用於各種造成人類視覺障礙的環境中，例如使用於強光下、濃霧中或是大雨時，提供配戴者在穿戴本發明智慧型眼鏡時，可以克服造成視覺障礙的因素，取得環境清晰的影像。

本發明智慧型眼鏡，主要包含鏡架1、第一取像單元31、第二取像單元33、第一顯示單元51、第二顯示單元53以及調整單元91，其中鏡架1可以是一般的眼鏡鏡架，具有用以夾持或固定鏡片的右持片部11和左持片部13。右持片部11及左持片部13之間具有鼻托，藉由鼻托可讓所述智慧型眼鏡擱置在配戴者 的鼻子上，並以鏡架1兩端的腳架讓配戴者將智慧型眼鏡掛於耳朵上。鏡架1亦可以另一種手持的方式，讓配戴者直接手持智慧型眼鏡，將右持片部11及左持片部13置於配戴者兩眼前方。本發明圖式所舉的實施例係以一般的眼鏡鏡架作為舉例說明，但並非加以限制本發明鏡架1的樣態。

第一取像單元31及第二取像單元33設置於鏡架1上，可以係一種小型攝影機或影像感測器。第一取像單元31及第二取像單元33沿同一個第一方向71擷取第一方向71上的環境影像，且分別具有一個取像範圍。第一取像單元31及第二取像單元33的取像範圍相當於人類單眼的視野範圍。以下將稱第一取像單元31取像範圍內所擷取的影像為第一區域影像311，而第二取像單元33取像範圍內所擷取的影像為第二區域影像331。第一區域影像311及第二區域影像331分別用以模擬人眼右眼及左眼所看見的影像。因此，第一區域影像311及第二區域影像331之間具有一部分的重疊影像35，如同人類左右眼的視野亦有部分重疊。

第一顯示單元51及第二顯示單元53可插拔地分別卡持於鏡架1的右持片部11及左持片部13上，並分別用以顯示第一取像單元31及第二取像單元33所擷取的影像，亦即用以顯示第一區域影像311及第二區域影像331。第一顯示單元51及第二顯示單元53可以為一種液晶顯示器或其他適當的顯示器裝置，在此不加以限制。第一顯示單元51及第二顯示單元53亦可以磁力吸附、螺接固定或其他適當的方式設置於右持片部11及左 持片部13上，本實施例同樣不對此加以限制。

此外，一種較佳的實施方式是將第一顯示單元51及第二顯示單元53完全覆蓋於配戴者的視線範圍，讓配戴者穿戴所述智慧型眼鏡時，可以屏除第一顯示單元51及第二顯示單元53以外的影像，讓配戴者只看到第一顯示單元51及第二顯示單元53顯示的影像，但本發明並不加以限制。

而調整單元91係屬於所述智慧型眼鏡中一個用以發出取像調整指令的單元，用以控制第一取像單元31及第二取像單元33所取像的角度。根據取像調整指令，調整第一區域影像311及第二區域影像331之間重疊影像35的範圍，使得所述智慧型眼鏡可以配合每個配戴者不同的左右眼視野重疊範圍進行調整。換言之，調整單元91用以調整第一取像單元31及第二取像單元33，使得第一取像單元31所輸出的第一區域影像311可以符合配戴者右眼所見的影像，而第二取像單元33所輸出的第二區域影像331可以符合配戴者左眼所見的影像。

第2圖所示為調整單元91方塊示意圖，調整單元91可以係設置於第一取像單元及第二取像單元內，或是設置在鏡架1上，本發明不限制調整單元91設置在所述智慧型眼鏡上的位置、結構及樣態。

當所述智慧型眼鏡使用兩個取像單元分別模擬人類的左右眼進行取像時，由於右邊的第一取像單元31可以較偏向物體的右側邊截取影像，並將影像顯示於右眼前方的第一顯示單元 51上。左邊的第二取像單元33會較偏向物體的左側邊截取影像，並將影像顯示於左眼前方的第二顯示單元53。配戴者使用所述智慧型眼鏡時，右眼看見第一顯示單元51所輸出的第一區域影像311，左眼看見第二顯示單元53所輸出的第二區域影像331，而感受到與裸眼所視相同的立體感及深度知覺。

請參照第3圖，第3圖係為根據本揭露一實施例所繪製的控制單元93及第一方向71的示意圖，所述智慧型眼鏡更包含控制單元93。控制單元93可用以調整第一取像單元31及第二取像單元33所沿著的第一方向71的拍攝角度。例如當配戴者眼睛向右轉時，控制單元93就會將第一方向71轉向，右邊，使得第一取像單元31及第二取像單元33的拍攝角度向右偏，但第一取像單元31仍為模擬配戴者右眼的可見影像，而第二取像單元33仍為模擬左眼的可見影像。藉著控制單元93，所述智慧型眼鏡可以像人類眼睛一樣360°轉動，使得影像模擬更貼近人類眼睛。控制單元93可以設置於第一取像單元31及第二取像單元33內、鏡架1上，或是製成一種外部裝置經由無線連接的方式與第一取像單元31及第二取像單元33連接，提供配戴者手持控制，對此本發明不加以限制。

請參照第4圖，第4圖係為根據本揭露一實施例所繪製的影像處理單元95及影像儲存單元97方塊示意圖，如第4圖所示，所述智慧型眼鏡更包含影像處理單元95及影像儲存單元97，其中影像處理單元95用以接收第一取像單元31及第二取像 單元33所擷取的影像，對第一區域影像311及第二區域影像331進行影像校正，再由第一顯示單元51及第二顯示單元53輸出，進行影像顯示。舉例來說，當配戴者在強光的環境下時，可能因為強光太刺眼而無法看清環境，此時就可利用所述智慧型眼鏡，藉由影像處理單元95的影像校正，將第一區域影像311及第二區域影像331的亮度降低，使成像清楚顯示於第一顯示器及第二顯示器上，提供配戴者從第一顯示器及第二顯示器上觀看周遭環境影像。讓配戴者避免刺激的強光，而看到清楚的環境影像。影像處理單元95的影像校正方式，例如伽瑪影像校正、調整解析度、數位調整影像呈現景深或其他可行的影像校正方式，本發明不加以限制。

影像儲存單元97可提供配戴者依據需求，選擇性地決定是否要儲存目前拍攝的影像畫面。影像儲存單元97亦可以選擇係直接儲存第一取像單元31所擷取的第一區域影像311或第二取像單元33所擷取的第二區域影像331，抑或是儲存經過影像處理單元95影像校正過後，輸出於第一、二顯示單元的第一、二區域影像。

影像處理單元95及影像儲存單元97所設置的位置、樣態或容量大小，應是相關領域者所熟悉的技術內容，在此不加以贅述。

請一併參照第5圖至第7圖，第5圖係為根據本揭露另一實施例所繪製之第三取像單元37及第三區域影像371示意 圖，第6圖係為根據本揭露再一實施例所繪製之第三取像單元37及第三區域影像371示意圖，第7圖係為根據本揭露另一實施例所繪製之第一分割顯示區511及第二分割顯示區513示意圖。如圖所示，根據本發明另一實施例，所述智慧型眼鏡更包含第三取像單元37，第三取像單元37可裝設於鏡架1上，並沿著與第一方向71不同的第二方向73擷取第三區域影像371，例如配戴者的後方或右方。而第一顯示單元51將顯示畫面分割成第一分割顯示區511及第二分割顯示區513，用以分別顯示第一區域影像311及第三區域影像371，藉此提供配戴者更能掌握周遭環境情形，而本發明所述智慧型眼鏡亦具有更多的功能。

以上所舉的實施例係將第一顯示單元51及第二顯示單元53選擇性地插拔卡持在鏡架1的右持片部11及左持片部13上，在一般不會造成眼鏡視覺障礙的情況下，可以將第一顯示單元51及第二顯示單元53取下。然而，其他可行的實施方式，例如直接以將第一顯示器及第二顯示器固定於右持片部11及左持片部13上，屬於本發明的簡單變化。

本發明除了利用小型攝影機作為取像單元外，本發明亦可以利用影像感應器作為取像單元，並以智能玻璃或電致變色片作為眼鏡的鏡片。以電致變色片為例來說明，所述智慧型眼鏡更包含第一電致變色片及第二變色片(圖未示)，其中第一電致變色片設置於右持片部11中，第二電致變色片設置於左持片部13中。第一電致變色片及第二電致變色片受控於一個由影像感測 器輸出的控制電壓，當影像感測器感測到周圍環境具有強光、強紫外線或其他造成視覺障礙的因素時，影像感測器則會輸出控制電壓，使第一電致變色片及第二電致變色片產生色變，阻礙強光及紫外線通過，達到保護配戴者眼睛的功效。第一電致變色片及第二電致變色片利用具備的特性，可以將鏡片變色成半透明或全黑的狀態，使得配戴者可以在半透明的情況下，依然使用肉眼透過第一電致變色片及第二電致變色片向外觀看。而在全黑的狀態下，可配合將第一顯示單元51及第二顯示單元53卡持在鏡架1的右、左持片部11、13，用以顯示周圍環境影像。

綜合以上所述，所述智慧型眼鏡藉由兩個取像單元，分別模擬人類左眼及右眼的可見視野擷取周遭環境的影像，讓配戴者觀看的影像更為貼近裸眼所見，呈現出觀看物體的立體感。所述智慧型眼鏡利用影像處理單元對取像單元所擷取的影像進行影像校正後在輸出至顯示單元，提供配戴者免於環境中造成眼睛視覺障礙的因素，就能取得清晰容易觀看的影像，進而達到保護眼睛的效果。

雖然本發明以上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧鏡架

11‧‧‧右持片部

13‧‧‧左持片部

31‧‧‧第一取像單元

311‧‧‧第一區域影像

33‧‧‧第二取像單元

331‧‧‧第二區域影像

35‧‧‧重疊影像

51‧‧‧第一顯示單元

53‧‧‧第二顯示單元

71‧‧‧第一方向

91‧‧‧調整單元

Claims (10)

1. 一種智慧型眼鏡，包括：一鏡架，設有一右持片部及一左持片部；一第一取像單元，設於該鏡架上，用以擷取一第一區域影像；一第二取像單元，設於該鏡架上，用以擷取一第二區域影像；一第一顯示單元，設置於該右持片部，用以顯示該第一區域影像；一第二顯示單元，設置於該左持片部，用以顯示該第二區域影像，其中該第一區域影像與該第二區域影像之間具有一重疊影像；以及一調整單元，用以控制該第一取像單元及該第二取像單元，以調整該重疊影像的範圍。
2. 如請求項1所述之智慧型眼鏡，更包含：一影像處理單元，選擇性地對該第一顯示單元所輸出的該第一區域影像或該第二顯示單元所輸出的該第二區域影像進行影像校正。
3. 如請求項1所述之智慧型眼鏡，更包含： 一影像儲存單元，選擇性地儲存該第一顯示單元所輸出的該第一區域影像或該第二顯示單元所輸出的該第二區域影像。
4. 如請求項1所述之智慧型眼鏡，其中該第一取像單元與該第二取像單元係沿一第一方向擷取該第一區域影像與該第二區域影像。
5. 如請求項4所述之智慧型眼鏡，更包含：一控制單元，用以調整該第一取像單元與該第二取像單元所沿著的該第一方向的拍攝角度。
6. 如請求項1所述之智慧型眼鏡，更包含：一第三取像單元，設於該鏡架上，沿一第二方向擷取一第三區域影像，該第三區域影像選擇性地顯示於該第一顯示單元及該第二顯示單元其中之一。
7. 如請求項6所述之智慧型眼鏡，其中該第一顯示單元設有一第一分割顯示區及一第二分割顯示區，該第一分割顯示區用以顯示該第一區域影像，該第二分割顯示區用以顯示該第三區域影像。
8. 如請求項1所述之智慧型眼鏡，其中該第一顯示單元 固設於該右持片部上，該第二顯示單元固設於該左持片部上。
9. 請求項1所述之智慧型眼鏡，更包含：一第一電致變色片，設置在該右持片部中，受控於一控制電壓以產生色變；以及一第二電致變色片，設置在該左持片部中，受控於該控制電壓以產生色變。
10. 如請求項1所述之智慧型眼鏡，其中該調整單元係配合一配戴者不同的左右眼視範圍，以調整該重疊影像的範圍，並且其中該第一取像單元與該第二取像單元係沿一第一方向擷取該第一區域影像與該第二區域影像，並且該智慧型眼鏡更包括：一影像處理單元，選擇性地對該第一顯示單元所輸出的該第一區域影像或該第二顯示單元所輸出的該第二區域影像進行影像校正；一影像儲存單元，選擇性地儲存該第一顯示單元所輸出的該第一區域影像或該第二顯示單元所輸出的該第二區域影像；一控制單元，用以調整該第一取像單元與該第二 取像單元所沿著的該第一方向的拍攝角度；一第三取像單元，設於該鏡架上，沿一第二方向擷取一第三區域影像，該第三區域影像選擇性地顯示於該第一顯示單元及該第二顯示單元其中之一；一第一電致變色片，設置在該右持片部中，受控於一控制電壓以產生色變；以及一第二電致變色片，設置在該左持片部中，受控於該控制電壓以產生色變；其中該第一取像單元設置於該鏡架上近該右持片部，該第二取像單元設置於該鏡架上近該左持片部，並且其中該第一顯示單元及該第二顯示單元完全覆蓋該配戴者的視線範圍，其中該第一顯示單元設有一第一分割顯示區及一第二分割顯示區，該第一分割顯示區用以顯示該第一區域影像，該第二分割顯示區用以顯示該第三區域影像，其中該第一顯示單元固設於該右持片部上，該第二顯示單元固設於該左持片部上，並且該第一顯示單元可插拔地卡持於該右持片部，該第二顯示單元可插拔地卡持於該左持片部。