专利名称：双镜头图像传感防近视提醒器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一 种保健用品中的近视预防报警装置，涉及一种根据双镜头视差进行定位报警的预近视提醒器。
背景技术：
由于预防近视具有旺盛的市场需求，目前出现了多种预防近视的发明和实用新型专利，其中最重要的一类是检测使用者头部离桌面、台灯等的距离，当距离小于正常值时发出语音提示或报警信号。有些发明还设置了诸入定时提醒眼保健操等附加功能。依据检测距离的方法，主要可分为三类。第一类是姿态感知式。通过身体或头部的非正常倾斜触发水银开关等感知眼物距。此法不准确，易产生误触发。第二类是红外传感式。感知人体的红外线，或者主动发射红外线并感知反射红外线来探测眼物距。此法的缺点是易受环境红外光线的影响。第三类是磁吸式。已公开的申请号为20061077988. 7的《磁吸式近视预防器》，采用磁场触发干簧管闭合的方式触发报警装置，由于干簧管的触发需要较强的磁场，需要距磁铁比较近，该发明建议磁铁夹于使用者胸前，将报警单元固定于课桌靠近身体的中央位置。此法实际检测的是桌胸距，对因埋头等不良姿势导致的眼物距减小无法有效检测。综上所述，现有的各类近视预防提醒器都未能直接较准确地测量视物距，不具备根据视物距的变化给出准确提醒信息的能力，对于使用者将书移近眼睛阅读的错误习惯均起不到提醒作用。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种基于双镜头视差测距原理的双镜头防近视提醒器。如图2所示，它包括两个彼此靠近的微型图像传感器I和2 (由短焦距微型镜头和COMS或CCD光敏传感器阵列组成)/微型摄像头，附在支架上置于眼睛附近，可充电微型电池或普通钮扣电池7给装置供电，图像输入接口 3获得注视物图像，可编程IC芯片4 (可编写计算视物距并根据距离变化输出提醒信息的程序)对图像进行处理获得视距信息，智能语音IC芯片5，耳塞/耳机6，根据视距给出提醒信息。支架(一般为眼镜架、头圈等)。
本发明的上述结构可以通过附图给出的实施例进一步说明。图I :双镜头视差测距原理图I为成像面，2为双镜头。由于镜头相隔距离较近(建议相距Icm左右)，两镜头所摄图像基本相同，但具有一定的错位，物体上A点如果经一个镜头成像于视场中间时，则另一个镜头对A点所成像必然不在其视场中央，而是有所偏离，而且物体距镜头离得越近(如B点比A点近)，偏移量越大。于是，通过估测Al和A2的距离即可算出物体离近头的距离。图2 :双镜头防近视提醒器结构框图
图3 :双镜头图像传感防近视提醒器的一种具体实施方式
——双镜头防近视眼镜架
具体实施例方式如附图3 (双镜头图像传感防近视提醒器的一种具体实施方式
一双镜头防近视眼镜架)所示，支架(镜架)6作为支承系统(亦可为头圈、面具等一切将双镜头传感器固定于眼睛附近的装置)使双镜头图像传感器/摄像头I位于人眼附近，同时支承图像输入接口 2、可编程智能IC芯片3、导线4、耳塞/耳机5、智能语音IC芯片、微型电池等。使用者戴上眼镜架(即支架)，双镜头图像传感器I位于两眼中心线上，并随着头部的转动跟踪人眼注视目标，实时捕获的两幅图像，经图像传输接口 2输入可编程智能IC芯片3中进行处理，其基本方法是固定一幅图像，移动另一幅图像进行相减，当相减后的图像信号最接近于零时，说明两幅图像重合，根据图像移动量估算出注视目标距眼的距离，并根据距离的大小给出相应信号启动智能语音IC芯片7输出提示信号，经耳塞/耳机5提·醒使用者，如小朋友，你看书太近了，距离只有15厘米了 ！同时，距离越小，提醒音量可以越大。根据需要，芯片中还可加入存贮装置，记录提醒情况，供监护人调阅。在程序设计时，需考虑人眼移动过程中临时性视物过近，可根据视物过近的持续时间进行判断，另外，当使用者改正了错误用眼距离后输出表扬性语音(如改正的真快，真棒！)。同时，程序设计时，对单幅图像的平均亮度进行计算，从而估算照明亮度是否满足要求，当亮度太低时，提醒使用者开灯。本发明的优点和积极效果是I.相对于各类姿态感知、红外线测距等间接判断视物距离的发明，本发明用图像感知的方法直接测出视物距离，更为准确。2.不需要设置红外、电波等发射源，不需传感器与发射源配套使用，适用于任何场合视物时的提醒。3.图像传感器直接获取可见光图像，不受周围灯光、红外线源、电波等的干扰，可
靠性高。4.与一般防近视提醒器阈值距离提醒相比，可较准确获得视物距离，从而实现分级提醒，使提醒更具针对性。5.利用图像处理技术，图像传感器在实现距离测量的同时可估测出照明条件，不需要附加的光亮度传感器。6.在使用者改变不良坐姿后立即给予表扬性评价，容易产生激励效果。
权利要求
1.双镜头图像传感防近视提醒器，它包括(如附图3)双镜头图像传感器(或双镜头微型摄像头)I、图像输入接口 2、可编程IC芯片3、导线4、智能语音IC芯片7、耳塞/耳机5、支架(一般为眼镜架)6，其特征在于利用双镜头成像的视差来确定视物的距离。
2.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于双镜头图像传感器I的镜头焦距较小，一般小于1cm，整个成像装置体积小，在较大范围内可不调焦清晰成像，可不设机械调焦机构，从而使结构更简单，成本更低廉。如设置机械调焦机构，亦在本项权利要求之中。
3.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于双镜头图像传感器的两个镜头焦距相等且较小，一般小于2cm，建议小于1cm，从而使两镜头的捕获的图像因摄像角度近似而具有更佳匹配性(仅有某方向的小量移位)，使图像比较的后续处理过程较为简单。
4.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于图像传感器的COMS或CCD感光阵列可以为面阵(获得二维图像)，也可为线阵(只获得某条线上的图像)，后者的数据量更小，数据处理更为简单。
5.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于在支架(可为眼镜架或头圈等饰品，包括一切以将双镜头图像传感器固定于眼睛附近的装置)的托附下，双镜头图像传感器定位于眼睛附近，从而使图像传感器拍摄图像与人眼注视目标尽可能一致。
6.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于双镜头图像传感器捕获的实时图像经图像输入接口送入可编程智能IC芯片进行处理。其中，图像传感器、图像输入接口、可编程IC芯片可以相互分离以传输线相连，也可用集成工艺集成在一块芯片上，其安放方式可以如附图3所示，也可以其它任何方式安放于支架不同部位。
7.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于可编程IC芯编的测距软件的编写思路为对两幅图像位置进行比对，可用图像移位相减(以减后剩余量最小来判断移位距离)或其它任何方式求出两幅图像的错位距离，继而求出视物距离，并给出相应语音提示信号。
8.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于提示信号的内容和音量根据视距过近的程度设定分级提醒。如出20cm—般提醒，15cm特别提醒，IOcm以下严重警告。
9.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于利用计算图像亮度的方法估算环境照明情况。
10.根据权利要求I所述的双镜头图像传感防近视提醒器，其特征在于语音提示除给出提醒错误视物姿态外，当使用者改正错误坐姿后给予表扬性提示。
全文摘要
本发明公开了一种双镜头图像传感防近视提醒器，它包括两个彼此靠近的微型图像传感器1和2(由短焦距微型镜头和CMOS或CCD光敏传感器阵列组成)/微型摄像头，可充电微型电池或普通钮扣电池7，图像输入接口3，可编程IC芯片(可编写计算物眼距离并根据距离变化输出提醒信息的程序)4，语音报报警IC单元5，耳塞/耳机6，支架(一般为眼镜架)。从人眼观察到的图像信息中求出距离参数，提醒使用者正确用眼。该产品克服了一般近视预防提醒器以红外线、射频电磁波为信息载体时易受干扰的缺点，更为重要的是克服了一般近视预防提醒器通过姿态感知，或检测传感器距红外等发射源的距离，只能间接推测使用者用眼姿态的缺点。由于无需固定位置的发射源或探测器，使用更方便，应用场合更灵活。
文档编号G08B21/24GK102956090SQ20111025034
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者陈仕国, 邓玲, 廖新华 申请人:陈仕国, 邓玲, 廖新华