CN101840068A - 一种头佩式光学电子自动对焦助视器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种头佩式光学电子自动对焦助视器，它包括微型光学广角变焦镜头、图像传感器、电子全时自动对焦图像处理***电子模块、微型显示模组、头佩式配重机构、数码控制器等，将自动采集的连续的视频图像，或者电子书资料，通过微显示器以特定方式显示出来，该装置采用的配重结构，可以将眼睛前方的助视器重量有效地移至头部两侧部位，从而避免了助视器对前额、鼻梁造成的压力；同时自动的全时电子对焦微型光学变焦广角摄像镜头及微型显示模组，集成到头佩式结构上，更符合人体工学特征和生物视觉习惯，既可辅助远视，又可以辅助近视；并将目前电子书阅读工具嵌入至助视器中，从而使人不但能看到眼前的景物，还能够利用本助视器阅读电子刊物等。

Description

一种头佩式光学电子自动对焦助视器

技术领域

本发明适用于助视器领域等，具体的说是一种头佩式光学电子数码自变焦头佩式助视器。

发明背景

目前市场上的助视设备主要有三大类，一类是光学助视器，一类是电子助视器，还有一类就是电子眼自动变焦助视器。其中光学助视器由于焦距相对变化范围小，要么只能作辅助远视，要么作辅助近视；电子助视器主要采用大尺寸的显示器作显示终端置于用户前方桌面，结合一个移动摄像头模组，从而辅助视觉，这种装置不能随意移动、且不便携；

至于第三类电子眼自变焦助视器，目前有一种采用了光学变焦(zoom)为主但无自动对焦功能模拟摄像头模组，辅助远视为主，清晰度较低；还有一种采用以电子变倍调焦功能为主的MOS摄像头模组，远视辅助有限，以辅助近视为主；广角功能都有限，视野较小；并且与微型显示器集成于一体，以头前额(如图1)或鼻梁(如图2)为支撑戴在头上，置于眼睛前面，由于重量、体积较大，对用户头部前额或鼻梁造成明显不适，易限制脑部思维等，不宜长久佩戴。

发明内容

本发明的目的是提供一种头佩式光学电子自动对焦助视器，佩带舒适。

为此，本发明提出的一种头佩式光学电子自动对焦助视器，包括摄像头模组、微型显示及光学引擎光机模组、控制器及头佩式结构装置，其特在于：摄像头模组与微型显示模组一起置于眼睛前面的显示器框体内，组成显示与摄像***集成体，所述显示器框体固定连接于头佩式结构装置上，控制器通过信号电缆与眼睛前面的微型显示模组连接；所述头佩式结构装置包括承重环架、转动轴，转动轴固定连接在承重环架上，承重环架将显示器前方的重量有效地延伸到头部的两侧，转动轴可以将显示器的角度适当调整。

本发明的有益效果在于：佩重机构将眼睛前方部位的显示器摄像头模组重量巧妙移至头部两侧，可以有效防止头部、鼻梁不适，适于长时间学习、工作。

附图说明

图1是现有技术头佩式头佩式结构装置示意图；

图2是现有技术眼睛式头佩式结构装置示意图；

图3为本发明一种实施例头佩式光学电子数码自变焦助视器的立体分解示意图；

图4为图3所示实施例组合后立体结构示意图；

图5为图3所示实施例中控制器立体分解示意图。

具体实施方式

本发明实施例的助视器包括***头模组、微型虚拟双目显示器件模组、特别设计的头佩结构装置以及控制器装置等。既能做到辅助近视，将近处物体变大5倍以上，也能做到辅助远视，将远处物体拉近5倍以上，全时程自动电子对焦不用人工干预；近端广角可以做到72度，远处可以达到24度，均有较大改善。

本实施例还可以做到：根据视障人士眼睛特点选择助视器的显示模式：彩色、黑白、正片、负片及强化等；助视器提供了电子书阅读功能，根据视障人士眼睛特点，改变电子书的字体大小、背景颜色等。

本实施例的头佩式结构，可以做到：将眼睛前方的摄像头模组和微显示器部件重量传递到头部的两侧，不会对前额、鼻梁形成压迫感，从而适于长时间工作。

本实施例的技术原理、方案是这样的：

本实施例装置由摄像头模组、微型显示及光学引擎光机模组(简称微型显示模组)、控制器及头佩式结构装置等组成，其特点是：摄像头模组与微型显示模组一起置于眼睛前面的显示器框体内，组成显示与摄像***集成体，本框体固定连接于头佩式结构装置上，控制器通过信号电缆与眼睛前面的微型显示模组连接。具有电子自动对焦功能的摄像头模组采集到的连续清晰的视频图像信号送到微型显示模组，微型显示模组将图像信号解调并生成驱动信号，驱动微型液晶显示器成像，光学引擎虚拟放大至48”以上，同时微型显示模组与摄像头模组通讯，控制图像的显示方式、摄像镜头变焦(Zoom)倍率等，实现远视、近视调节，控制器内嵌入数码电子书阅读工具及控制操作界面，实现人机对话。并内置大容量锂电池，供给总机电源。

本实施例所述摄像头模组，包括图示中45度安装的反射镜、5～8倍Zoom的光学变焦且70度以上广角的透镜组件、高清图像传感器、感应图像处理成像和电子全时程对焦的摄像***电路(图像处理电路)、辅助对焦灯等。45度安装的反射镜可以将前方景物转向90度，经过变焦镜头透镜组，从而将前方景物成像于图像传感器上，同时辅助对焦灯保证对焦过程中图像清晰，并有一定照明作用。图像处理电路将高速扫描到的图像传感器影像信号转换为电信号进行处理，连续地输出一定格式的标准图像信息到微型显示模组进行显示，并与微型显示模组通讯，控制输出图像的模式，比如黑白、彩色、正片、负片、强化等。

本实施例所述微型显示模组，包括控制驱动电路板、微型显示器件、虚拟显示光学引擎、光学机构等，控制驱动电路板将摄像头模组输出的图像信号解码并生成微显示器件的显示驱动信号送给显示器件显示，并且内置嵌入式MCU，处理来自控制器的指令信息与摄像头模组通讯，决定显示输出模式、变焦(zoom)、图像质量等，微型显示器显示的图像经过光学引擎放大成48”以上的虚拟图像，更适于近眼进行观看。

本实施例所述控制器，包括按键、电池控制电路板、数码阅读控制器电路等。电池控制电路板负责电池电源管理及充放电管理，按键板嵌入在电路板上；数码阅读器与控制器采用板对板连接；开关、按键包括电源开关、亮度控制键、zoom键、模式切换键等，电子书阅读器设确认键、ESC键、进、退键等。数码电子书阅读电路板采用ucos操作***，专设电子书阅读工具，将电子书内容拷入控制器后，选择电子书工具，可以根据用户特点改变电子书字体：36、32、24、16，也可修改显示背景颜色：黑、白、红、篮、绿等。

本实施例所述头佩式结构装置，包括双带式头佩结构及锁扣、护垫、承重环架、转动轴、平移块等，双带式头佩结构及锁扣根据人体头型特征可以调节松紧确保舒适佩戴，护垫使头带柔软接触皮肤，承重环架将显示器前方的重量有效地延伸到头部的两侧，转动轴可以将显示器的角度适当调整，平移块与显示器固定连接，转动轴上的滑槽提供平移块作前后的移动。从而满足助视器前面的显示部件作前后移动、上下转动等。

本实施例的特殊效果在于：能够同时提供视障人士近视辅助和远视辅助，辅助效果高于正常5～8倍以上，72度以上广角、全时程电子自动对焦电子助视，更适于人体生物习惯；佩重机构将眼睛前方部位的显示器摄像头模组重量巧妙移至头部两侧，可以有效防止头部、鼻梁不适，适于长时间学习、工作；另外电子书阅读工具提供电子信息的阅读，具有独创性。

实例附图说明

附图3-5为本实施例设计主视结构图纸，图中：

1为45度反射镜，2为透镜组件，3为图像传感器，4为摄像***电路板，5为辅助对焦灯，以上构成摄像头模组；

6为微显示及光学引擎光机，7为显示控制***电路，构成微型显示模组；

8为显示与摄像***集成显示器，主要由上述摄像头模组和微型显示模组共同构成；

9为前后移动滑块，10为旋转轴，11为承重环架，12为护垫，13为双头带，14为带扣，15为连接信号电缆，16为手持控制器主体，17为控制器板，18为数码阅读器电路板，19为锂电池；

101为滑槽，131为转动轴。

其工作原理如下：外面景物通过45度反射镜1，转向90度进入透镜组2成像于图像传感器3上，摄像控制***电路板4经对图像传感器3进行扫描，再对所得图像信息处理输出标准图像信号，同时将处理结果结合辅助对焦灯5，调整透镜组件2内的对焦电机，摄像控制***电路板还对用户操作的变焦zoom指令处理，发出变焦控制，摄像***电路板4与透镜组2件中的Zoom电机及对焦电机连接通过柔性线相连；摄像***电路板输出图形信号至微显示器控制电路板7，电路板7对图像信号解码，并驱动微显示与光机模组6中的两片微显示器，显示模组6中的光学引擎对微显示器中的图像进行放大，从而观测者可以在显示器6中看到虚拟放大的图像；显示器控制电路7与摄像***控制电路4之间用柔性线相连；显示控制电路7通过电缆15连接到手持控制器按键板17，从而实现人机对话操作，包括变焦(zoom)、亮度调节、显示模式选择及阅读电子书选择等，并对电池容量等进行监控，阅读工具电路板18通过板对板连接到17，提供电子书阅读工具，19为供电锂电池，提供总机电源等。

摄像头模组与微型显示模组一起置于显示与摄像***集成体8内，集成成8与移动滑块9固定连接，移动滑块9通过第一旋转轴10上的滑槽101相连接，从而可以前后并转动观看角度，第二转动轴131固定连接在承重环架11上，承重环架11可以上下调整，以双头带13两侧的旋转机构为支撑轴，从而实现将集成显示器的着力重心转移到双头带13的两侧，避免前方集成显示器重量对头前额或鼻梁的压迫。14为带扣可以调整双头带的松紧，以适于不同大小、类别的头形佩戴。

Claims (7)

1.一种头佩式光学电子自动对焦助视器，包括摄像头模组、微型显示及光学引擎光机模组、控制器及头佩式结构装置，其特在于：摄像头模组与微型显示模组一起置于眼睛前面的显示器框体内，组成显示与摄像***集成体，所述显示器框体固定连接于头佩式结构装置上，控制器通过信号电缆与眼睛前面的微型显示模组连接；所述头佩式结构装置包括承重环架、转动轴，转动轴固定连接在承重环架上，承重环架将显示器前方的重量有效地延伸到头部的两侧，转动轴可以将显示器的角度适当调整。

2.如权利要求1所述的头佩式光学电子自动对焦助视器，其特征是：所述摄像头模组包括45度安装的反射镜、5～8倍Zoom的光学变焦且70度以上广角的透镜组件、高清图像传感器、图像处理电路、辅助对焦灯；45度安装的反射镜用于将前方景物转向90度，经过变焦镜头透镜组，从而将前方景物成像于图像传感器上，同时辅助对焦灯用于保证对焦过程中图像清晰和照明，图像处理电路用于将高速扫描到的图像传感器影像信号转换为电信号进行处理，连续地输出一定格式的标准图像信息到微型显示模组进行显示，并与微型显示模组通讯，控制输出图像的模式。

3.如权利要求1或2所述的头佩式光学电子自动对焦助视器，其特征是：所述微型显示模组包括控制驱动电路板、微型显示器件、虚拟显示光学引擎，控制驱动电路板用于将摄像头模组输出的图像信号解码并生成微显示器件的显示驱动信号送给显示器件显示，并处理来自控制器的指令信息与摄像头模组通讯，决定显示输出模式、变焦、图像质量，微型显示器显示的图像经过光学引擎放大成48”以上的虚拟图像，更适于近眼进行观看。

4.如权利要求1或2所述的头佩式光学电子自动对焦助视器，其特征是：所述控制器包括按键、电池控制电路板、数码阅读控制器电路；电池控制电路板用于进行电池电源管理及充放电管理，按键板嵌入在电路板上；数码阅读器与控制器采用板对板连接。

5.如权利要求1或2所述的头佩式光学电子自动对焦助视器，其特征是：所述头佩式结构装置包括双带式头佩结构及锁扣，用于根据人体头型特征可以调节松紧确保舒适佩戴。

6.如权利要求1或2所述的头佩式光学电子自动对焦助视器，其特征是：所述头佩式结构装置包括护垫，使头带柔软接触皮肤。

7.如权利要求1或2所述的头佩式光学电子自动对焦助视器，其特征是：所述头佩式结构装置包括平移块，平移块与显示器固定连接，转动轴上还包括滑槽，转动轴上的滑槽提供平移块作前后的移动。

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