一种变焦眼镜的控制方法与流程

本发明涉及变焦眼镜领域，具体涉及一种变焦眼镜的控制方法。

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。

并且，如何根据瞳孔数据信息进行变焦眼镜的有效控制，也是本领域技术人员重点研究的问题之一。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种变焦眼镜的控制方法，解决缺少根据瞳孔数据信息进行变焦眼镜的有效控制的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种变焦眼镜的控制方法，所述变焦眼镜包括眼镜架、固定在眼镜架上的变焦镜片组和设置在眼镜架上并朝向人眼侧的两摄像头，所述控制方法的步骤包括：

通过摄像头采集对应瞳孔的图像信息；

处理图像信息并获取瞳孔实时参数，所述瞳孔实时参数至少包括瞳孔位置和注视点距离；

根据瞳孔位置和注视点距离调节对应变焦镜片组的焦距，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。

其中，较佳方案是，所述控制方法的步骤包括：

利用摄像头坐标系和眼球之间的空间几何关系建立基于摄像头坐标系中的瞳孔坐标，结合瞳孔实时参数计算出瞳孔的注视点距离。

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，所述控制方法的步骤还包括：根据瞳孔实时参数进行眼动检测，检测瞳孔位置变化；并且，根据瞳孔位置获取人眼的直视角度；以及，根据人眼的直视角度和注视点距离调节变焦镜片组的焦距，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。

其中，较佳方案是于，所述控制方法的步骤还包括：

利用摄像头坐标系和眼球之间的空间几何关系建立基于摄像头坐标系中的瞳孔坐标；

根据瞳孔实时参数并结合瞳孔坐标获取角膜曲率中心坐标；

结合角膜曲率中心坐标和瞳孔坐标计算出瞳孔的注视点距离。

其中，较佳方案是：所述控制方法的步骤还包括：

设置有注视点距离与变焦镜片组的焦距的配对关系；

根据瞳孔位置获取变焦镜片组的对焦区域；

根据注视点距离获取所述对焦区域的焦距。

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。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过一种变焦眼镜的控制方法，根据瞳孔图像信息，通过控制变焦眼镜以适应人眼度数，即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；对所述图像进行处理，获取瞳孔实时参数，所述瞳孔实时参数至少包括瞳孔位置和注视点距离，从而判断瞳孔的当前状态，以实现对变焦眼镜的合理控制，解决现有变焦眼镜使能随方向移动而变化，不能随通孔变化而变化的缺点，提高用户体验；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眼镜调节瞳孔注视点处的焦距。

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是本发明变焦眼镜控制方法的流程示意图；

图3是本发明注视点距离获取的流程示意图；

图4是本发明眼动检测的流程示意图；

图5是本发明对焦区域的焦距获取的流程示意图；

图6是本发明变焦眼镜的具体结构示意图；

图7是本发明变焦镜片组的结构示意图；

图8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和图2所示，本发明提供一种变焦眼镜的控制方法的优选实施例。

一种变焦眼镜的控制方法，所述变焦眼镜包括眼镜架100、固定在眼镜架100上的变焦镜片组200和设置在眼镜架100上并朝向人眼侧的两摄像头300。具体地，变焦镜片组200进行变焦，以适应人眼度数，即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；以及，摄像头300按一定频率实时采集人眼瞳孔的图像信息，并根据预设控制方式，结合图像信息对变焦眼镜进行控制。

所述控制方法的步骤包括：

步骤s11、通过摄像头300采集对应瞳孔的图像信息；

步骤s12、处理图像信息并获取瞳孔实时参数，所述瞳孔实时参数至少包括瞳孔位置和注视点距离；

步骤s13、根据瞳孔位置和注视点距离调节对应变焦镜片组200的焦距，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。

具体地，通过获取瞳孔位置，确定人眼的视觉对焦区域，将对应对焦区域调节成需要的焦距，使用户在瞳孔转向时也能清晰获取周围环境画面。在步骤s10中，摄像头300根据拍摄频率进行拍照，获取多个图像，从而获取所述对应瞳孔的图像信息。在步骤s20中，对所述图像进行处理，获取瞳孔实时参数，所述瞳孔实时参数至少包括瞳孔位置和注视点距离，从而判断瞳孔的当前状态，以实现对变焦眼镜的合理控制，解决现有变焦眼镜使能随方向移动而变化，不能随通孔变化而变化的缺点，提高用户体验。

在本实施例中，所述控制方法的步骤还包括：

利用摄像头300坐标系和眼球之间的空间几何关系建立基于摄像头300坐标系中的瞳孔坐标，结合瞳孔实时参数计算出瞳孔的注视点距离。

具体地，通过摄像头300坐标系，再根据图像处理，获取瞳孔坐标，从而全面获取通孔参数，提高瞳孔实时参数的精确程度。

更进一步地，并参考图3，所述控制方法的步骤还包括：

步骤s21、利用摄像头300坐标系和眼球之间的空间几何关系建立基于摄像头300坐标系中的瞳孔坐标；

步骤s22、根据瞳孔实时参数并结合瞳孔坐标获取角膜曲率中心坐标；

步骤s23、结合角膜曲率中心坐标和瞳孔坐标计算出瞳孔的注视点距离。

通过摄像头300坐标系与瞳孔的位置关系，推导出瞳孔坐标，并作为角膜曲率中心坐标，从而在获取瞳孔位置的前提下计算出瞳孔的注视点距离。

在本实施例中，并参考图4，所述控制方法的步骤还包括：

首先，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200距离的一种或多种。

步骤s31、根据瞳孔实时参数进行眼动检测，检测瞳孔位置变化；

步骤s32、根据瞳孔位置获取人眼的直视角度；

步骤s33、根据人眼的直视角度和注视点距离调节变焦镜片组200的焦距，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。

控制摄像头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；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眼镜调节瞳孔注视点处的焦距。

在本实施例中，并参考图5，所述控制方法的步骤还包括：

步骤s41、设置有注视点距离与变焦镜片组200的焦距的配对关系；

步骤s42、根据瞳孔位置获取变焦镜片组200的对焦区域；

步骤s43、根据注视点距离获取所述对焦区域的焦距。

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，还可以小型化变焦眼镜，使变焦眼镜轻便小型化。

如图6至图8所示，本发明提供变焦镜片的优选实施例。

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6和图7，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8，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。

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。