智能眼镜系统的制作方法

本发明涉及人机交互技术，尤其涉及一种智能眼镜系统。

背景技术：

随着科学技术的不断发展和人们生活水平的不断提高，智能眼镜开始逐步融入人们的日常生活。现有的智能眼镜一般通过三种方式实现人机交互：一是通过语音进行交互；二是通过捕捉人体眼部运动进行交互；三是通过检测手对虚拟的人机交互界面的触摸动作进行交互。对于通过语音进行交互的方式，由于存在输入、识别、响应语音这一较为耗时的过程，因此只能实现间断操作，不能实现实时操作。对于通过捕捉人体眼部运动进行交互的方式，由于人体眼部动作模式较少，因此无法实现复杂操控，且由于人眼的不自主性动作，也容易导致误操作。而对于通过检测手对虚拟的人机交互界面的触摸动作进行交互的方式，由于需要手部悬空进行操作，因此容易导致人体疲劳，不利于长时间操作，而且对手部运动检测的准确性也难以满足精准操作的要求，容易导致误操作。综上所述，现有的智能眼镜无法同时实现实时、复杂、精准的人机交互。

技术实现要素：

本发明主要目的在于，提供一种用于智能眼镜的人机交互方法，以解决现有的智能眼镜无法同时实现实时、复杂、精准的人机交互的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种智能眼镜系统，包括眼镜主体，所述眼镜主体包括主机和显示屏，所述主机能够驱动所述显示屏显示人机交互界面，所述智能眼镜系统还包括电磁触摸屏和电磁触摸指套，所述电磁触摸屏与所述显示屏相匹配，并与所述眼镜主体相分离；

在佩戴有所述电磁触摸指套的手指在所述电磁触摸屏上操作的过程中，所述电磁触摸屏根据所述电磁触摸指套发出的电磁信号检测所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上的实时停留坐标和实时触摸坐标，并将所述实时停留坐标和所述实时触摸坐标发送到所述主机，所述实时停留坐标为所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上方的实时停留位置所对应的触摸屏坐标，所述实时触摸坐标为所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上的实时触摸位置所对应的触摸屏坐标；

所述主机在所述人机交互界面上实时标记所述实时停留坐标所对应的显示屏像素坐标，并根据所述实时触摸坐标做出相应的操作响应。

进一步地，所述电磁触摸指套内置有充电式电池单元。

进一步地，所述电磁触摸指套上设置有电源接口，通过所述电源接口能够为所述电磁触摸指套供电。

进一步地，所述电磁触摸屏通过所述电源接口为所述电磁触摸指套供电。

进一步地，所述电磁触摸屏为支持电磁触摸功能的智能手机上的电磁触摸屏，通过所述智能手机的蓝牙模块或usb接口与所述主机连接通信。

进一步地，所述电磁触摸屏为触摸板，通过蓝牙或usb接口与所述主机连接通信。

进一步地，所述电磁触摸指套包括压力传感器，当所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上进行触摸操作时，所述压力传感器检测所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上的实时触摸压力，所述电磁触摸指套根据所述实时触摸压力控制发出的电磁信号的强度，所述电磁触摸屏检测所述电磁信号的强度，并在所述电磁信号的强度大于第一预设值时才将所述实时触摸坐标发送到所述主机。

进一步地，所述电磁触摸指套包括压力传感器，当所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上进行触摸操作时，所述压力传感器检测所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上的实时触摸压力，所述电磁触摸指套将所述实时触摸压力发送到所述主机，所述主机在所述实时触摸压力大于第二预设值时才根据所述实时触摸坐标做出相应的操作响应。

进一步地，所述电磁触摸指套包括压力传感器，当所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上进行触摸操作时，所述压力传感器检测所述电磁触摸指套在所述电磁触摸屏上的实时触摸压力，所述电磁触摸指套将所述实时触摸压力发送到所述电磁触摸屏，所述电磁触摸屏在所述实时触摸压力大于第三预设值时才将所述实时触摸坐标发送到所述主机。

进一步地，所述电磁触摸指套还包括触摸层，所述压力传感器包括压力感应薄膜层和与所述压力感应薄膜层连接的电信号处理器，所述压力感应薄膜层贴合在所述触摸层内侧。

进一步地，所述眼镜主体还包括眼球追踪单元，所述眼球追踪单元用于追踪所述眼镜主体的佩戴者的眼球在所述人机交互界面上的注视点，所述主机对所述人机交互界面中的以所述注视点为中心的预设范围内的区域和除所述预设范围内的区域之外的其他区域进行不同清晰度的渲染，其中，对所述预设范围内的区域进行高清晰度渲染，对除所述预设范围内的区域之外的其他区域进行低清晰度渲染。

进一步地，所述眼镜主体还包括眼球追踪单元，所述眼球追踪单元用于检测所述眼镜主体的佩戴者的眼部动作，所述主机根据所述佩戴者的眼部动作做出相应的操作响应。

进一步地，所述眼镜主体还包括眼球追踪单元，所述眼球追踪单元用于检测所述眼镜主体的佩戴者的眼部动作和追踪所述眼镜主体的佩戴者的眼球在所述人机交互界面上的注视点，所述主机根据所述眼镜主体的佩戴者在进行所述眼部动作时其眼球在所述人机交互界面上的注视点做出相应的操作响应。

进一步地，所述眼镜主体还包括陀螺仪单元，所述陀螺仪单元用于检测所述眼镜主体的运动姿态，所述主机用于根据所述眼镜主体的运动姿态做出相应的操作响应。

本发明提供的智能眼镜系统，在佩戴有电磁触摸指套的手指在电磁触摸屏上操作的过程中，主机根据电磁触摸指套的实时停留坐标，在人机交互界面上实时标记该实时停留坐标所对应的显示屏像素坐标，同时，根据电磁触摸指套的实时触摸坐标做出相应的操作响应。因此用户能够通过显示屏实时观察到手指从当前位置点击下去将会点击到的人机交互界面的位置，确保了用户能够准确点击到其想点击的人机交互界面的位置。加之电磁触摸屏与眼镜主体相分离，便于用户用手对触摸屏进行操作。这样，用户就可以像操作触摸式智能手机那样方便地利用手对触摸屏的操作来对眼镜主体进行操作，实现实时、复杂、精准的人机交互。

附图说明

图1是智能眼镜系统的组成示意图；

图2是电磁触摸指套在电磁触摸屏上方的实时停留位置、实时停留坐标（即实时停留位置所对应的触摸屏坐标）、实时停留坐标所对应的显示屏像素坐标间的关系示意图；

图3是眼球注视点示意图；

图4是电磁触摸指套的压力感应薄膜层与触摸层的贴合关系示意图；

图5是电磁触摸指套的组成示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。

该智能眼镜系统首先包括一眼镜主体1，该眼镜主体1至少包括主机2和显示屏3，主机2能够驱动显示屏3输出人机交互界面8。智能眼镜系统的人机交互界面8之于智能眼镜系统就相当于智能手机的人机交互界面之于智能手机。对于智能手机而言，用户通过在智能手机的人机交互界面上进行操作来实现与智能手机的人机交互，同理，对于本发明的智能眼镜系统而言，用户可以通过在智能眼镜系统的人机交互界面8上进行操作来实现与智能眼镜系统的人机交互。具体来说，用户在本发明中通过用手对电磁触摸屏4进行操作来实现对智能眼镜系统的人机交互界面8的操作，从而实现与智能眼镜系统的人机交互。

为实现通过用手对电磁触摸屏4进行操作来与智能眼镜系统进行人机交互，该智能眼镜系统还包括电磁触摸屏4和电磁触摸指套5，电磁触摸屏4与显示屏3相匹配，并与眼镜主体1相分离。电磁触摸指套5的本质是指套形式的电磁触摸笔，可以戴在用户的手指6上。电磁触摸笔是具有电磁感应功能的触控笔，能够在电磁触摸屏4上进行触控操作，并支持悬空操作，当电磁触摸笔未点击到电磁触摸屏4，而是悬在电磁触摸屏4上方一定高度之内时，电磁触摸屏4仍然可以检测到电磁触摸笔的位置。例如三星galaxynote系列智能手机所配备触摸屏就是电磁触摸屏4，为其配备的触控笔就是电磁触摸笔。

可以进一步设置电磁触摸指套5内置有充电式电池单元，通过充电式电池单元为电磁触摸指套5供电，这样，电磁触摸指套5能够发出更强的电磁信号，就使得电磁触摸屏4能够检测到位于电磁触摸屏4上方更高高度位置的电磁触摸指套5，这样，手指6在电磁触摸屏4上方移动以确定要点击的位置时就可以在电磁触摸屏4上方的更高高度上进行，从而降低对电磁触摸屏4造成误触的几率，降低智能眼镜系统误动作。另外，通过在电磁触摸指套5上设置电源接口，通过电源接口为电磁触摸指套5供电，也能够实现同样的效果。例如，用户可以佩戴智能手环或智能手表，智能手环或智能手表通过连接线连接该电源接口，为电磁触摸指套5供电。由于用户通过电磁触摸屏4进行触摸操作，因此，可以设置电磁触摸屏4具有逆向供电功能，从而可以利用电磁触摸屏4的电能为电磁触摸指套5供电，即电磁触摸屏4通过电源接口为电磁触摸指套5供电，方便实用。

另外，也可以采用以下三种方式来降低对电磁触摸屏4造成误触的几率，降低智能眼镜系统误动作：

方式一：电磁触摸指套5包括压力传感器，当电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上进行触摸操作时，压力传感器检测电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上的实时触摸压力，电磁触摸指套5根据实时触摸压力控制发出的电磁信号的强度，电磁触摸屏4检测电磁信号的强度，并在电磁信号的强度大于第一预设值时才将实时触摸坐标发送到主机2。

方式二：电磁触摸指套5包括压力传感器，当电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上进行触摸操作时，压力传感器检测电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上的实时触摸压力，电磁触摸指套5将实时触摸压力发送到主机2，主机2在实时触摸压力大于第二预设值时才根据实时触摸坐标做出相应的操作响应。

方式三：电磁触摸指套5包括压力传感器，当电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上进行触摸操作时，压力传感器检测电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上的实时触摸压力，电磁触摸指套5将实时触摸压力发送到电磁触摸屏4，电磁触摸屏4在实时触摸压力大于第三预设值时才将实时触摸坐标发送到主机2。

上述三种方式的本质都是：只有当电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上的触摸力度达到一定强度时，主机2才认定为这是触摸动作，从而做出相应的操作响应；如果触摸力度太弱而达不到一定强度，或者由于触摸力度太弱导致电磁触摸指套5产生的电磁信号达不到一定强度，即使电磁触摸指套5已经接触到电磁触摸屏4，主机2也不认为这是触摸动作，在这种情况下，主机2只在人机交互界面8上标记电磁触摸指套5的实时停留坐标所对应的显示屏3像素坐标，而不做出相应的操作响应，从而避免了用户误触电磁触摸屏4而造成的智能眼镜系统误动作，这三种方式的缺点是，当用户需要进行触摸操作时，需要使出一定的触摸力度，不过，通过合理设置第一预设值、第二预设值和/或第三预设值，完全可以将该触摸力度要求控制在用户能够接受且不影响使用体验的范围。

为精准检测电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上的实时触摸压力，电磁触摸指套5还可包括触摸层11，压力传感器包括压力感应薄膜层12和与压力感应薄膜层12连接的电信号处理器13，压力感应薄膜层12贴合在触摸层11内侧。在对电磁触摸屏4进行触摸操作时，触摸层11直接与电磁触摸屏4进行接触，其受到的压力传递到贴合在其内侧的压力感应薄膜层12上，压力感应薄膜层12感应到压力后因压力感应生成相应的能够反映压力大小的电信号，该电信号传递到电信号处理器13中进行处理，得到触摸压力信号，从而实现对电磁触摸指套5触摸压力的实时检测。

用户将电磁触摸指套5佩戴在手指6上后，就可以开始在电磁触摸屏4上进行操作，以实现对智能眼镜系统的人机交互界面8的操作，具体操作过程及原理如下。在佩戴有电磁触摸指套5的手指6在电磁触摸屏4上操作的过程中，电磁触摸屏4根据电磁触摸指套5发出的电磁信号检测电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上的实时停留坐标(如图中p点)和实时触摸坐标，并将实时停留坐标和实时触摸坐标发送到主机2。实时停留坐标为电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上方的实时停留位置（如图中o点）所对应的触摸屏坐标，表示如果手指6在该实时停留位置上点击下去将会点击到的电磁触摸屏4上的位置。所谓实时停留位置所对应的触摸屏坐标，以实时停留位置o点举例，将o点垂直投影到电磁触摸屏4上，其在电磁触摸屏4上的投影位置所在的触摸屏坐标就是实时停留位置o点所对应的触摸屏坐标。实时触摸坐标为电磁触摸指套5在电磁触摸屏4上的实时触摸位置所对应的触摸屏坐标，表示手指6实际点击到的电磁触摸屏4上的位置。然后，主机2在人机交互界面8上实时标记实时停留坐标所对应的显示屏3像素坐标（如图中n点），并根据实时触摸坐标做出相应的操作响应。正常情况下，当手指6从其实时停留位置（如图中o点）点击下去时，其实际点击到的电磁触摸屏4上的位置应当正好就是该实时停留位置所对应的触摸屏坐标（即实时停留坐标p），因此，通过在人机交互界面8上实时标记实时停留坐标（如图中p点）所对应的显示屏3像素坐标（如图中n点），用户就可以通过显示屏3实时了解到如果手指6从其当前位置点击下去将会点击到的人机交互界面8上的位置，从而起到眼睛指引的作用，使用户能够准确点击到其想点击的人机交互界面8的位置，当用户点击电磁触摸屏4时，主机2就能够做出符合用户心理预期的操作响应，从而实现与智能眼镜系统的实时、精准的人机交互。同时，对于能够实现的人机交互的复杂性问题，由于能够通过对人机交互界面8进行操作来实现人机交互，因此，所能够实现的人机交互的复杂性取决于人机交互界面8的设计复杂性，因此，只要设计人机交互界面8支持复杂人机交互，就能够实现与智能眼镜系统的复杂的人机交互。

电磁触摸屏4可以是支持电磁触摸功能的智能手机上的电磁触摸屏4，通过智能手机的蓝牙模块或usb接口与主机2连接通信。这样，就可以利用现有的支持电磁触摸功能的智能手机与智能眼镜系统进行人机交互，而无需配备单独的触摸屏设备。当然，也可以配备单独的触摸板作为电磁触摸屏4使用，触摸板支持蓝牙或usb数据传输，通过蓝牙或usb接口与主机2连接通信。

还可以在该智能眼镜系统中加入眼球追踪功能，使用户还能够通过眼球动作来实现与智能眼镜系统的人机交互。通过眼球追踪功能实现人机交互主要有以下三种方式：

方式一：眼镜主体1还包括眼球追踪单元15，眼球追踪单元15用于追踪眼镜主体1的佩戴者的眼球7在人机交互界面8上的注视点，主机2对人机交互界面8中的以注视点为中心的预设范围内的区域10和除预设范围内的区域10之外的其他区域9进行不同清晰度的渲染，其中，对预设范围内的区域10进行高清晰度渲染，对除预设范围内的区域10之外的其他区域9进行低清晰度渲染。通过这种渲染方式，能够实现对人机交互界面8的局部渲染，这样就可以实时渲染用户注视点，将用户目光所到之处进行高清渲染，而目光之外的保留一定虚化和模糊，使用户的视觉体验与真实的人眼体验一样，还可以降低渲染所需的系统资源，提高图像渲染速度。

方式二：眼镜主体1还包括眼球追踪单元15，眼球追踪单元15用于检测眼镜主体1的佩戴者的眼部动作，主机2根据佩戴者的眼部动作做出相应的操作响应。例如，用户在用该智能眼镜系统进行玩游戏、看电影或浏览网页等操作时，可以通过连续眨眼的方式弹出菜单等，主机2通过眼球追踪单元15检测到用户眼球7连续眨眼两次，则自动弹出预设的菜单，从而无需通过电磁触摸屏4来操作，便于快速弹出所需菜单。尤其是在玩游戏时，可以快速调出装备界面，实现快速换装。但是，在采用方式二进行人机交互时，由于眼部动作模式数量有限，因此，主机2根据眼部动作做出的操作响应的种类及数量也是很有限的，只能实现简单的人机交互。

方式三：眼镜主体1还包括眼球追踪单元15，眼球追踪单元15用于检测眼镜主体1的佩戴者的眼部动作和追踪眼镜主体1的佩戴者的眼球7在人机交互界面8上的注视点，主机2根据眼镜主体1的佩戴者在进行眼部动作时其眼球7在人机交互界面8上的注视点做出相应的操作响应。方式三将方式二与方式一进行结合，能够实现体验更优秀的人机交互。例如，用户可以通过将其注视点停留在人机交互界面8上其想要点击的按钮上，然后进行连续眨眼来实现对该按钮的点击，主机2通过眼球追踪单元15检测到用户的注视点停留在该按钮上并进行了连续眨眼动作（如连续眨眼两次或三次），则做出相应的操作响应。例如，在使用智能眼镜系统进行游戏时，用户可以将注视点停留在游戏的人机交互界面8上的一扇窗户上，并连续眨眼两次，以打开窗户。又比如，在使用智能眼镜系统浏览网页或看电影时，用户可以将注视点停留在想要点击的位置（如浏览页面上的图片、链接、电影播放界面上的各种虚拟按钮），并连续眨眼两次，以实现点击功能，如打开网页、打开图片、播放/暂停、停止等。这样，不仅能实现方式二的无需通过操作电磁触摸屏4就能弹出菜单，还能实现对人机交互界面8上的任何可点击位置的点击，实现复杂的交互，而不会像方式二那样只能实现简单的人机交互。

眼镜主体1还可包括陀螺仪单元14，陀螺仪单元14用于检测眼镜主体1的运动姿态，主机2用于根据眼镜主体1的运动姿态做出相应的操作响应。这尤其适合于使用智能眼镜系统玩游戏的场景。例如，在使用智能眼镜系统玩vr游戏时，可以通过旋转头部以旋转视野，例如，当想观看左侧视野时，用户可以将头部向左转动，主机2通过陀螺仪单元14检测到头部向左转动时，就将视野向左旋转，使用户能观看到左侧视野。

上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本发明的保护范围，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。