电子眼镜动作识别系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电子眼镜动作识别系统，包括眼镜框架，该框架前方设置有具有显示功能的镜片；两侧为镜腿；至少在一个镜片两侧所述框架上，设有一对红外收发器，其中一个为红外发射器，另一个为红外接收器；红外发射器以不大于0.1秒的固定时间间隔发送一次红外信号，该红外信号通过人眼眼球表面反射后射向红外接收器；红外接收器在连续的一个以上的固定时间间隔内收不到红外信号时，向设于框架内的处理器输出一个标记信号；处理器在预定时间内连续收到两个所述标记信号时，将该状况别为一个单击控制信号；在预定时间内连续收到三个标记信号时，则将该状况识别为一个双击控制信号。该动作识别系统可以使用户以极其便捷的控制动作输入控制信号。
【专利说明】电子眼镜动作识别系统
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及电子设备领域，特别地，是涉及一种电子眼镜中的动作识别系统。
[0003]【背景技术】
[0004]目前，数码穿戴设备已经开始推向市场，如数码手表，数码眼镜；特别地，对于数码眼镜，也即是电子眼镜，自面世以来就受到极大地追捧，如谷歌眼镜。
[0005]对于电子眼镜，主要包括可以显示画面的镜片，以及设置于镜框内的处理芯片；主要用于播放视频、图片、文本等；而对于功能的调节，需要通过按键或触摸屏来实现，使得操作较为不便。
[0006]当然，可以考虑采用眼睑监测的方式进行动作识别，如，可以想见的是，采用微型摄像头采集眼睑的画面，一旦监测到眨眼画面时，则将其识别为一个控制动作信号；然而，对于该种识别方式，存在的问题是:首先，最小的微型摄像头，也具有较大的体积，主要受限于CCD芯片的体积；其次，需要强大的图像分析模块进行支持，该种图像分析模块不仅体积大，并且成本高，如 显卡，对于装载在镜框这种微小容器内，难以实现，或者得不偿失。
[0007]
【发明内容】
[0008]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种电子眼镜动作识别系统，该动作识别系统可以使用户以极其便捷的控制动作输入控制信号。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该电子眼镜动作识别系统包括眼镜框架，该框架前方设置有具有显示功能的镜片；两侧为镜腿；至少在一个镜片两侧所述框架上，设有一对红外收发器，其中一个为红外发射器，另一个为红外接收器；
所述红外发射器以不大于0.1秒的固定时间间隔发送一次红外信号，该红外信号通过人眼眼球表面反射后射向所述红外接收器；所述红外接收器在连续的一个以上的所述固定时间间隔内收不到红外信号时，向设于所述框架内的处理器输出一个标记信号；所述处理器在预定时间内连续收到两个所述标记信号时，将该状况别为一个单击控制信号；在预定时间内连续收到三个所述标记信号时，则将该状况识别为一个双击控制信号。
[0010]作为优选，所述红外发射器与红外接收器的前端分别配设一个凹透镜，从而使从所述红外发射器中出射的红外线向外扩张，投射在眼球表面的一个较广泛的区域，从而使反射光射入所述红外接收器的可靠性大幅提高；于此同时，所述红外接收器前端的凹透镜可以使较大范围内射来的红外光折射至正对接收元件，使红外接收器捕捉红外信号的能力大巾畐提闻。
[0011]作为优选，所述红外接收器内还包括一个信号幅值分析模块，该信号幅值分析模块在接收到的红外信号幅值发生变化时，向所述处理器输出一个动作信息信号，所述处理器将该动作信息信号识别为光标移动信号。进一步地，所述红外信号幅值在设定时间内发生由小-大的变化时，所述处理器将该过程识别为光标向左移动的信号；所述处理器将所述设定时间内连续的两次光标向左移动的信号判断为一次光标向右移动的信号。
[0012]本发明的有益效果在于:该电子眼镜动作识别系统在工作时，所述红外发射器以固定时间间隔发送一次红外信号，在眼睛正视前方的情况下，由于眼球具有光滑的表面，该红外信号经眼球的深色部分反射，投向红外接收器；而当人眨眼时，通常眨眼时长为0.2?
0.4秒，在此过程中，红外光投射到眼睑表面，由于眼睑表面是粗糙皮肤，对不可见光几乎无反射效果，这导致红外接收器在此过程中无法收到红外信号，从而使系统得以识别该眨眼动作信息；另外，由于需要排除用户正常眨眼的状况，因此，可将连续眨眼两次识别为一个单击控制动作，将连续眨眼三次识别为一个双击控制动作。如此，该电子眼镜动作识别系统仅通过用户眼部的动作，即可采集控制信号，使得控制过程及其便捷；并且，红外收发器体积、成本均显著小于摄像头，而针对红外信号的处理器由于数据处理量极小，因此成本、体积亦甚微小，大大提高了该系统的实用价值。
[0013]
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本电子眼镜动作识别系统的一个实施例示意图。
[0015]图2是本电子眼镜动作识别系统中红外收发器的一个实施例示意图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
图1所示是本电子眼镜动作识别系统的一个实施例，该实施例包括一个眼镜框架，该框架前方设置有具有显示功能的镜片I ;两侧为镜腿2 ;在两个镜片I两侧所述框架上，分别设有一对红外收发器，其中一个为红外发射器4，另一个为红外接收器5。
[0018]图1实施例中，红外发射器4固定在眼镜框架两侧，接近所述镜腿2的转轴处；红外接收器5则固定在眼镜框架中央、鼻梁正前方的一个固定座3上，该固定座3上同时引出一对由塑胶构成的鼻梁架31，通过该鼻梁架31使眼镜搁置在鼻梁上。
[0019]所述固定座3内可以设置输入模块、处理器、控制模块、显示输出模块。
[0020]所述红外发射器4以不大于0.1秒的固定时间间隔Tl发送一次红外信号，该红外信号如图1中虚线所示，通过人眼眼球表面反射后射向所述红外接收器5 ;所述红外接收器在连续的一个以上的所述固定时间间隔内收不到红外信号时，向所述处理器输出一个标记信号(实际上即为一个低电平)；所述处理器在预定时间内连续收到两个所述标记信号时，将该状况别为一个单击控制信号；在预定时间内连续收到三个所述标记信号时，则将该状况识别为一个双击控制信号。
[0021]为了减少电能的消耗，所述红外发射器4每发送一次红外信号，该信号持续的时长为所述固定时间间隔Tl的1/10?1/5，这样，可以使红外发射器4在大部分时间中均处于休息状态。而一般情况下，所述固定时间间隔Tl可以取0.1秒，则每次发送所述红外信号的持续时长为0.01秒~0.02秒。
[0022]对于所述红外收发器，其一个优选的实施例如图2所示，红外发射器4与红外接收器5的前端分别配设一个凹透镜(未图示)，从而使从红外发射器4中出射的红外线向外扩张，如图2中虚线所示，投射在眼球表面的一个较广泛的区域，从而使反射光射入所述红外接收器5的可靠性大幅提高。
[0023]如，当红外发射器4只向前发出一束方向性很好的光线时，正常情况下可以通过眼球反射至红外接收器5，但是，在用户眼部相对于眼镜发生非正常动作时，如瞪眼、挤眉等小动作时，很有可能使反射光线的路径产生偏移，从而无法被红外接收器5捕捉到；当反射光线具有一个较大的反射范围时，则被红外接收器5捕捉到的可靠性便大幅提高了。
[0024]于此同时，所述红外接收器5前端的凹透镜可以使较大范围内射来的红外光折射至正对接收元件，使红外接收器5捕捉红外信号的能力大幅提高；如，当红外接收器5前端无凹透镜时，斜向射至红外接收器5前端的红外光线便会照射到红外接收器5的内壁而难以被其接收元件所吸收；因此，红外接收器5前端的凹透镜进一步提高了其捕捉红外反射光线的能力。
[0025]上述电子眼镜动作识别系统在工作时，所述红外发射器4以固定时间间隔Tl发送一次红外信号，在眼睛正视前方的情况下，由于眼球具有光滑的表面，该红外信号经眼球表面反射，投向红外接收器5 ;而当人眨眼时，通常眨眼时长为0.2~0.4秒，在此过程中，红外光投射到眼睑表面，由于眼睑表面是粗糙皮肤，对不可见光几乎无反射效果(散射使得不可见反射光微弱至可以忽略不计)，这导致红外接收器5在此过程中无法收到红外信号，从而使系统得以识别该眨眼动作信息；另外，由于需要排除用户正常眨眼的状况，因此，可将连续眨眼两次识别为一个单击控制动作，将连续眨眼三次识别为一个双击控制动作。如此，该电子眼镜动作识别系统仅通过用户眼部的动作，即可采集控制信号，使得控制过程及其便捷；并且，红外收发器体积、成本均显著小于摄像头，而针对红外信号的处理器由于数据处理量极小，因此成本、体积亦甚微小，大大提高了该系统的实用价值。
[0026]除此之外，所述红外接收器5内还包括一个信号幅值分析模块，该信号幅值分析模块在接收到的红外信号幅值发生变化时，向所述处理器输出一个动作信息信号，所述处理器将该动作信息信号识别为光标移动信号。如:所述红外信号幅值在设定时间T2内发生由小-大的变化时，所述处理器将该过程识别为光标向左移动的信号，也就是说，在时间T2(T2?T1)内，如果红外接收器5在前几个固定时间间隔Tl内每次收到的红外信号幅值较小，而在后几个固定时间间隔Tl内每次收到的红外信号幅值较大时，则将该种变化识别为光标向左移动的信号；该种识别的原理在于:在用户眼睛正视前方时，红外发射器4投向眼球的红外信号恰好从眼球深色部分的表面反射，对于眼球深色部分，也就是接近瞳孔的部分，虽然表面光滑，具有较好的反射效果，但是，其对红外光的吸收能力也较好，导致红外信号中较大一部分能量被眼球吸收；从而反射一个幅值较小的信号，而当眼球移动时，如，眼睛向左看，瞳孔移向左侧时，红外信号的反射位置移动到眼白位置，反射能力显著提高，从而反射一个幅值较大的信号，这样，依据反射信号幅值的变化，即可识别出眼球移动的动作信号，以此作为光标移动信号。
[0027]所述处理器将所述设定时间Τ2内连续的两次光标向左移动的信号判断为一次光标向右移动的信号。[0028]需要说明的是，在实际使用过程中，按照上述的原理，设定时间T2内，眼球向右移动一次，也将被识别为光标向左移动的信号；而眼球向右移动两次，则可被识别为光标向右移动的信号；而眼球向左移动两次，也将被识别为光标向右移动的信号；但是，只要习惯几次，即可当需要使镜片上显示的光标向左移动时，眼球向左移动一次；当需要光标向右移动时，眼球向右连续移动两次，即能满足使用需求。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电子眼镜动作识别系统，包括眼镜框架，该框架前方设置有具有显示功能的镜片(I);两侧为镜腿(2);至少在一个镜片(I)两侧所述框架上，设有一对红外收发器，其中一个为红外发射器(4),另一个为红外接收器(5)； 所述红外发射器(4)以不大于0.1秒的固定时间间隔发送一次红外信号，该红外信号通过人眼眼球表面反射后射向所述红外接收器(5);所述红外接收器(5)在连续的一个以上的所述固定时间间隔内收不到红外信号时，向设于所述框架内的处理器输出一个标记信号；所述处理器在预定时间内连续收到两个所述标记信号时，将该状况别为一个单击控制信号；在预定时间内连续收到三个所述标记信号时，则将该状况识别为一个双击控制信号。
2.根据权利要求1所述的电子眼镜动作识别系统，其特征在于:所述红外发射器(4)与红外接收器(5)的前端分别配设一个凹透镜。
3.根据权利要求1所述的电子眼镜动作识别系统，其特征在于:所述红外接收器内还包括一个信号幅值分析模块，该信号幅值分析模块在接收到的红外信号幅值发生变化时，向所述处理器输出一个动作信息信号，所述处理器将该动作信息信号识别为光标移动信号。
4.根据权利要求3所述的电子眼镜动作识别系统，其特征在于:所述红外信号幅值在设定时间内发生由小-大的变化时，所述处理器将该过程识别为光标向左移动的信号；所述处理器将所述设定时间内连续的两次光标向左移动的信号判断为一次光标向右移动的信号。
【文档编号】G06F3/01GK103777759SQ201410054484
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】马根昌 申请人:马根昌