一种智能眼镜的制作方法

本实用新型实施例涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种智能眼镜。

背景技术：

近年来，智能眼镜作为革命性的创新产品被越来越多的人使用，并可用于各种领域。智能眼镜集智能手机、相机于一身，能够通过追踪用户眼球的运动轨迹完成拍照上传、信息浏览、收发短信、查询天气路况等操作。

现有的智能眼镜在获取用户眼球的运动轨迹时，往往采用一个基准眼动信息为基础计算用户眼球在当前位置时对应的运动轨迹。基准眼动信息通常在智能眼镜的眼球追踪组件正对用户眼球时获取。

发明人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：当用户在佩戴智能眼镜的过程中其智能眼镜的佩戴位置发生偏离，且用户未及时矫正时，以基准眼动信息为基础计算用户眼球的运动轨迹所得到的结果准确性和可靠性较低。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种智能眼镜，实现对眼球追踪组件偏离位置的校正，使其始终保持与可穿戴用户眼球的基准相对位置，从而提高可穿戴用户眼球轨迹信息的准确性和可靠性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能眼镜，包括：镜架、显示组件、可调节眼球追踪组件、传感器组件以及微控制器，其中，

所述镜架包括依次连接的第一侧镜架、主镜框和第二侧镜架，其中，所述第一侧镜架和所述第二侧镜架佩戴于可穿戴用户的耳部，所述主镜框支撑于所述可穿戴用户的眼睛前方；

所述显示组件固定于所述主镜框上，并与所述微控制器相连，用于显示图像；

所述可调节眼球追踪组件设置于所述主镜框上，并与所述微控制器相连，用于获取所述可穿戴用户的眼动信息并发送至微控制器；

所述传感器组件设置于所述镜架内部，并与所述微控制器相连，用于获取所述智能眼镜的运动信息并发送至所述微控制器；其中，所述运动信息包括姿态信息和/或位移信息；

所述微控制器设置于所述镜架内部，用于根据接收的所述运动信息调整所述可调节眼球追踪组件，以及根据接收的所述眼动信息确定所述可穿戴用户的注视点和注视方向。

可选的，所述可调节眼球追踪组件包括摄像头、移动杆和转轴，所述摄像头安装于所述转轴上，用于获取所述可穿戴用户的眼动信息；所述转轴固定于所述移动杆的一端，用于调节所述摄像头的拍照角度；所述移动杆与所述第一侧镜架相连，用于调节所述摄像头的位置。

可选的，所述传感器组件包括姿态传感器和运动传感器。

可选的，所述传感器组件包括第一传感器组件和第二传感器组件；其中，所述第一传感器组件设置于连接所述镜架的连接带上，用于获取所述可穿戴用户头部的运动信息；所述第二传感器组件设置于所述主镜框内部，用于获取所述智能眼镜的运动信息。

可选的，所述智能眼镜还包括：无线收发模块；所述无线收发模块设置于所述镜架的内部，并与所述微控制器相连，用于与外部的电子设备进行无线通信。

本实用新型实施例通过在智能眼镜中设置相应的传感器组件和眼球追踪组件，通过传感器组件获取智能眼镜的运动信息，并根据运动信息调整可调节眼球追踪组件，使其由当前相对位置移动至基准相对位置后，通过眼球追踪组件获取可穿戴用户的眼动信息，并根据眼动信息确定可穿戴用户的注视点和注视方向，解决现有智能眼镜在佩戴位置发生偏离时因无法调节眼球追踪组件位置而导致的眼球轨迹计算结果误差较大的问题，实现对眼球追踪组件偏离位置的校正，使其始终保持与可穿戴用户眼球的基准相对位置，从而提高可穿戴用户眼球轨迹信息的准确性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种智能眼镜的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种智能眼镜的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所适用的一种眼球轨迹的追踪方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种智能眼镜的结构示意图，如图1所示，该智能眼镜的结构包括：

镜架10、显示组件20、可调节眼球追踪组件30、传感器组件40以及微控制器50，其中，镜架10包括依次连接的第一侧镜架110、主镜框120和第二侧镜架130，其中，第一侧镜架110和第二侧镜架130佩戴于可穿戴用户的耳部，主镜框120支撑于可穿戴用户的眼睛前方；显示组件20固定于主镜框120上，并与微控制器50相连，用于获取显示图像；可调节眼球追踪组件30设置于主镜框120上，并与微控制器50相连，用于获取可穿戴用户的眼动信息并发送至微控制器50；传感器组件40设置于镜架10内部，并与微控制器50相连，用于获取智能眼镜的运动信息并发送至微控制器50；其中，运动信息包括姿态信息和/或位移信息；微控制器50设置于镜架10内部，用于根据接收的运动信息调整可调节眼球追踪组件30，以及根据接收的眼动信息确定可穿戴用户的注视点和注视方向。

在本实用新型实施例中，第一侧镜架110和第二侧镜架130是相同性质的侧镜架，也即，第一侧镜架110也可以作为第二侧镜架130，第二侧镜架130也可以作为第一侧镜架110。在侧镜架的内部可以安装传感器组件40和微控制器50。显示组件20可以显示图像信息，其中，图像信息包括但不限于虚拟图像和增强现实的图像等。另外，显示组件20可以通过显示镜片的方式显示图像信息，也可以通过电子显示投影的方式显示图像信息，本发明实施例对此并不进行限制。可调节眼球追踪组件30设置于主镜框120上，同时与镜架10内部的微控制器50连接。需要说明的是，可调节眼球追踪组件30还可以设置在第一侧镜架110(或第二侧镜架130)上，也即，可调节眼球追踪组件30的安装位置可以根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此并不进行限制。另外，还可以在主镜框120对应显示组件20的上方位置(或者第一侧镜架110和第二侧镜架130)对称设置两组可调节眼球追踪组件30，分别用于追踪可穿戴用户的眼球轨迹(包括注视点和注视方向)和获取外部图像。在无需获取可穿戴用户的眼球轨迹时，可调节眼球追踪组件30还可以调整至显示组件的外部，避免阻挡可穿戴用户的视线。传感器组件40可以设置在主镜框120的内部，用于获取智能眼镜的运动信息，如当可穿戴用户的头部保持竖立时，如果智能眼镜的佩戴位置为基准佩戴位置，则传感器组件获取的运动信息为位移为0，偏移角为0。其中，基准佩戴位置可以是显示组件的竖直中心线与竖直方向重合，且距离可穿戴用户的眼球为设定距离(在眼球追踪组件正对可穿戴用户的眼球时获取)。基准佩戴位置可以由可穿戴用户在开始佩戴智能眼镜时由智能眼镜自动获取，且在不同可穿戴用户使用智能眼镜以及可穿戴用户在每次使用智能眼镜时，基准佩戴位置可以不一致。在确定基准佩戴位置后，随即可获取可调节眼球追踪组件30中眼球追踪组件相对于可穿戴用户眼球的基准相对位置。另外，本实用新型实施例中的传感器组件40获取的数据还可以用于可穿戴用户的体感游戏。需要说明的是，本发明实施例中的可调节眼球追踪组件30可以采用以摄像装置拍摄眼部图像以获取眼动信息(包括眼球数据以及眼部特征)的方法，也可以用微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)、电容传感器以及肌电流检测器等技术来实现，本发明实施例并不对可调节眼球追踪组件30的具体结构进行限制。微控制器50负责根据传感器组件40发送的运动信息分析智能眼镜偏离基准佩戴位置的具体情况，并控制可调节眼球追踪组件30由当前位置调整至基准相对位置。其中，调整的参数包括但不限于位置、倾角以及镜头等。同时，微控制器50还负责接收可调节眼球追踪组件30发送的可穿戴用户的眼动信息，进而根据获取的眼动信息确定可穿戴用户的注视点和注视方向。

本实用新型实施例中智能眼镜的工作原理是：通过设置在智能眼镜中的传感器组件获取智能眼镜的运动信息，以根据运动信息确定智能眼镜的当前佩戴位置偏离基准佩戴位置的具体情况，智能眼镜中的微控制器依据智能眼镜的运动信息控制可调节眼球追踪组件由当前位置调整至基准相对位置后再对可穿戴用户的眼球进行跟踪，可调节眼球追踪组件将获取到的眼动信息发送至微控制器，微控制器根据接收的眼动信息分析可穿戴用户的注视点和注视方向。

本实用新型实施例通过在智能眼镜中设置相应的传感器组件和可调节眼球追踪组件，通过传感器组件获取智能眼镜的运动信息，并根据运动信息调整可调节眼球追踪组件，使其由当前相对位置移动至基准相对位置后，通过眼球追踪组件获取可穿戴用户的眼动信息，并根据眼动信息确定可穿戴用户的注视点和注视方向，解决现有智能眼镜在佩戴位置发生偏离时因无法调节眼球追踪组件位置而导致的眼球轨迹计算结果误差较大的问题，实现对眼球追踪组件偏离位置的校正，使其始终保持与可穿戴用户眼球的基准相对位置，从而提高可穿戴用户眼球轨迹信息的准确性和可靠性。

如图1所示，在本实用新型的一个可选实施例中，可调节眼球追踪组件30包括摄像头310、移动杆320和转轴330，摄像头310安装于转轴330上，用于获取可穿戴用户的眼动信息；转轴330固定于移动杆320的一端，用于调节摄像头310的拍照角度；移动杆320与第一侧镜架110相连，用于调节摄像头310的位置。

在本实用新型实施例中，可以为摄像头310配置相应的移动杆320和转轴330形成可调节眼球追踪组件30。其中，移动杆320可以实现上下左右方向的移动，摄像头310可以以转轴330为中心实现圆周旋转。由此可见，通过移动杆320和转轴330的组合，能够使得摄像头310相对可穿戴用户眼球的位置实现有效地调整。

在本实用新型的一个可选实施例中，传感器组件包括姿态传感器和运动传感器。

在本实用新型实施例中，由于传感器组件的目的是获取智能眼镜的运动信息，所以，具体的，传感器组件可以采用姿态传感器和运动传感器。其中，姿态传感器可以获取智能眼镜的姿态(即偏转角度)，运动传感器可以获取智能眼镜的位移。本实用新型实施例并不对姿态传感器和运动传感器的具体型号进行限定，只要能够获取智能眼镜的姿态信息的传感器均可以作为姿态传感器，如陀螺仪等，只要能够获取智能眼镜的位移信息的传感器均可以作为运动传感器。另外，还可以使用测距传感器替代运动传感器，通过测距传感器获取眼球追踪组件与可穿戴用户眼球之间的距离，从而获取眼球追踪组件相对可穿戴用户眼球的位移信息。

图2是本实用新型实施例一提供的一种智能眼镜的结构示意图，如图2所示，在本实用新型的一个可选实施例中，传感器组件包括第一传感器组件410和第二传感器组件420；其中，第一传感器组件410设置于连接镜架的连接带60上，用于获取可穿戴用户头部的运动信息；第二传感器组件420设置于主镜框120内部，用于获取智能眼镜的运动信息。

发明人在实现本实用新型的过程中发现，如果可穿戴用户在使用智能眼镜的过程中始终保持头部姿态不变，则在智能眼镜的位置偏离基准佩戴位置时，可以只采用一个传感器组件即可调整智能眼镜中的眼球追踪组件位置，因为此时传感器组件获取的运动信息就是智能眼镜相对可穿戴用户头部的相对运动信息。如果可穿戴用户在使用智能眼镜的过程中头部和智能眼镜相对头部的位置都发生了改变，此时只采用一个传感器组件无法获取智能眼镜相对可穿戴用户头部的相对位置信息。为了解决这个问题，可以在智能眼镜的绑带上再设置一个第二传感器组件。智能眼镜的绑带能够固定在可穿戴用户的头部的某一位置处，因此，位于绑带内部的第二传感器组件与可穿戴用户的头部的相对位置不会发生改变，能够准确获取可穿戴用户的头部运动信息。再通过设置在主镜框内的第一传感器组件获取智能眼镜的绝对运动信息后，结合可穿戴用户的头部运动信息即可获取智能眼镜相对于可穿戴用户头部的相对运动信息，进而结合眼球追踪组件的当前位置情况，获取眼球追踪组件相对可穿戴用户眼球的相对运动信息。最后根据眼球追踪组件相对可穿戴用户眼球的相对运动信息，对眼球追踪组件的位置进行调整，使其位于基准相对位置处在对可穿戴用户的眼球进行追踪。

在本实用新型的一个可选实施例中，智能眼镜还包括：无线收发模块；无线收发模块设置于镜架的内部，并与微控制器相连，用于与外部的电子设备进行无线通信。

无线收发模块可以是蓝牙模块、Wi-Fi(Wireless-Fidelity，无线保真)模块以及其他类型的无线通信模块等。外部的电子设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本或台式电脑等各种类型的可以接收图片的电子设备。

图3是本实用新型实施例所适用的一种眼球轨迹的追踪方法的流程图，适用于本实用新型任意实施例所提供的智能眼镜。本实施例可适用于调整眼球追踪组件由当前位置至基准相对位置的情况，该工作流程可以由眼球轨迹的追踪装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，相应的，如图3所示，该工作流程包括如下操作：

S210、微控制器接收传感器组件发送的运动信息。

其中，运动信息包括姿态信息和/或位移信息。智能眼镜可以采用一个或两个传感器组件获取运动信息。

S220、当所述微控制器根据所述运动信息以及预设调整条件确定眼球追踪组件的当前相对位置偏离所述眼球追踪组件的基准相对位置时，根据所述运动信息调整所述眼球追踪组件由所述当前相对位置移动至所述基准相对位置。

其中，基准相对位置由微控制器在眼球追踪组件正对可穿戴用户的眼球时获取。预设调整条件可以是眼球追踪组件偏离基准相对位置的范围，如，眼球追踪组件的当前相对位置偏离基准相对位置不超过2cm。

在本实用新型实施例中，如果智能眼镜在佩戴过程中偏离了基准佩戴位置，此时眼球追踪组件的基准相对位置也随之发生偏离。如果不及时对发生偏离的眼球追踪组件的位置进行调整，则其获取的可穿戴用户的眼动信息就可能会出现失误。举例而言，如果智能眼镜和眼球追踪组件的位置均向下偏离了0.5cm，同时可穿戴用户的眼球向下注视，且注视点也向下移动了0.5cm，则智能眼镜中的微控制器根据眼球追踪组件在当前位置处获取的眼动信息判断可穿戴用户的眼球的注视点和注视方向并没有移动。而实际上，可穿戴用户的眼球的是向下移动的，可见智能眼镜追踪的可穿戴用户的眼球轨迹结果出现较大的误差。因此，为了解决该问题，当智能眼镜中的微控制器根据运动信息以及预设调整条件确定眼球追踪组件的当前相对位置偏离眼球追踪组件的基准相对位置时，可以根据运动信息控制眼球追踪组件由当前相对位置调整至基准相对位置，以避免位置偏离引起计算误差并导致眼球轨迹追踪结果错误。

需要说明的是，根据运动信息控制眼球追踪组件由当前相对位置调整至基准相对位置需要满足预设调整条件。当眼球追踪组件的当前相对位置偏离基准相对位置的范围过大时，如整个智能眼镜的位移向下偏移了5cm，角度偏转30°，此时可穿戴用户会明显感觉佩戴效果不佳，会主动去调整智能眼镜的佩戴位置。因此，预设调整条件可以针对可穿戴用户的舒适佩戴位置范围进行设定，当智能眼镜的佩戴位置不满足预设调整条件时，可以向可穿戴用户发送报警信息，以提醒可穿戴用户先手动调整佩戴位置后，再由微控制器控制眼球追踪组件调整至基准相对位置。

S230、所述微控制器根据所述眼球追踪组件基于所述基准相对位置时获取的所述可穿戴用户的眼动信息确定所述可穿戴用户的注视点和注视方向。

相应的，在眼球追踪组件调整至基准相对位置后，其获取的可穿戴用户的眼动信息可以用于精确计算可穿戴用户的注视点和注视方向，从而得到准确性和可靠性较高的眼球轨迹。

在本实用新型的一个可选实施例中，所述运动信息包括所述可穿戴用户头部的运动信息和所述智能眼镜的运动信息；所述根据所述运动信息调整所述眼球追踪组件由所述当前相对位置移动至所述基准相对位置，包括：当所述微控制器检测到所述可穿戴用户头部的运动信息与基准头部运动信息不匹配时，根据所述可穿戴用户头部的运动信息和所述智能眼镜的运动信息确定所述智能眼镜的相对运动信息；当根据所述相对运动信息以及预设调整条件确定所述眼球追踪组件的当前相对位置偏离所述眼球追踪组件的基准相对位置时，根据所述相对运动信息调整所述眼球追踪组件由所述当前相对位置移动至所述基准相对位置。

在本实用新型实施例中，当智能眼镜采用一个传感器组件时，微控制器接收到的运动信息即为智能眼镜相对可穿戴用户头部的相对运动信息。当智能眼镜采用两个传感器组件时，微控制器可以根据两个运动信息计算出智能眼镜相对可穿戴用户头部的相对运动信息。举例而言，传感器组件获取的可穿戴用户头部的运动信息为向下偏转30°，智能眼镜的运动信息为向下偏转45°，则智能眼镜相对可穿戴用户头部的相对运动信息为向下偏转15°。此时，将摄像头由当前位置向上偏转15°即可将摄像头调整到基准相对位置。

在本实用新型的一个可选实施例中，所述眼球追踪组件可以包括摄像头；所述微控制器根据所述眼球追踪组件基于所述基准相对位置时获取的可穿戴用户的眼动信息确定所述可穿戴用户的注视点和注视方向，包括：获取所述摄像头在所述基准相对位置时拍摄的当前位置眼图；将所述当前位置眼图中的瞳孔中心位置作为当前瞳孔中心位置；根据所述当前瞳孔中心位置和所述可穿戴用户的基准瞳孔中心位置，确定所述可穿戴用户的注视点和注视方向。

具体的，在判断可穿戴用户的注视点和注视方向时，可以通过摄像头拍摄可穿戴用户的眼球的当前位置眼图，并获取当前位置眼图中的瞳孔中心位置，将前位置眼图中的瞳孔中心位置作为当前瞳孔中心位置，并将当前瞳孔中心位置作为注视点，用于与基准瞳孔中心位置作对比，从而确定可穿戴用户的注视点和注视方向。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，在获取摄像头在可穿戴用户的眼球在当前位置时拍摄的当前位置眼图之前，还可以预先获取摄像头正对可穿戴用户的眼球时拍摄的基准眼图，并将基准眼图中的瞳孔中心位置作为可穿戴用户的基准瞳孔中心位置。其中，基准眼图指的是可穿戴设备中摄像头正对可穿戴用户眼球时拍摄到的眼部图片，基准眼图中可穿戴用户眼球的瞳孔中心位置通常位于基准眼图的中心位置。

相应的，在获取到当前瞳孔中心位置后，可以和基准瞳孔中心位置作对比，以确定当前瞳孔中心位置与基准瞳孔中心位置之间的相对距离和相对方向。然后根据基准瞳孔中心位置，以及当前瞳孔中心位置与基准瞳孔中心位置之间的相对距离和相对方向，确定可穿戴用户的注视点和注视方向。例如，在确定可穿戴用户在显示组件上的注视点和注视方向时，如果基准瞳孔中心位置位于图像的中心，当前瞳孔中心位置位于图像的中心的正上方1cm处，则可将显示组件的中心位置的正上方1cm处的点作为注视点。同时，在注视点确定后，注视方向即为显示组件的中心位置与注视点位置之间的连线方向，即正上方。在确定可穿戴用户在现实环境中的注视点和注视方向时，可以利用摄像头组件获取可穿戴用户的基准眼图和当前位置眼图，并通过配合其他传感器计算可穿戴用户的视线方向，视线方向在空间中第一个接触到的物体或者投射到平面上的交点可以作为注视点。在本实用新型实施例中，利用瞳孔中心位置可以准确、快速地确定可穿戴用户的注视点和注视方向。

需要说明的是，本实用新型实施例中的摄像头可以是可见光摄像头、红外热成像摄像头或者其他类型的摄像头等。另外，从摄像头拍照的眼图中确定瞳孔中心位置并据此确定可穿戴用户的注视点和注视方向是一种较为成熟的现有技术手段，本实用新型实施例对此不再详述。

本实用新型实施例通过微控制器根据接收到的运动信息以及预设调整条件确定眼球追踪组件的当前相对位置偏离眼球追踪组件的基准相对位置时，根据运动信息调整眼球追踪组件由当前相对位置移动至基准相对位置；并根据眼球追踪组件基于基准相对位置时获取的可穿戴用户的眼动信息确定可穿戴用户的注视点和注视方向，解决现有智能眼镜在佩戴位置发生偏离时因无法调节眼球追踪组件位置而导致的眼球轨迹计算结果误差较大的问题，实现对眼球追踪组件偏离位置的校正，使其始终保持与可穿戴用户眼球的基准相对位置，从而提高可穿戴用户眼球轨迹信息的准确性和可靠性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。