CN106027870A - 一种分体式智能眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种分体式智能眼镜，属于穿戴式智能设备领域，用于虚拟显示、高清录像、动作识别、微投影等。本发明包括：镜架、非设置于所述镜架的控制装置；镜架包括一摄像模块，其用以采集图像；一投影模块，用以显示视频文件；一第一处理模块，用以对图像处理，以及获取视频文件以供投影模块显示；控制装置包括一存储模块，用以存储所述视频文件；一第二处理模块，用以获取所述经第一处理模块处理的图像以及处理所述视频文件，一电源模块，电源模块用于提供电能，第一处理模块与第二处理模块通过电缆线电连接。本发明减轻了镜架的重量和功耗，解决了镜架太重造成鼻梁等不舒适以及镜架发热量大的问题，增加了用户的体验。
Description
技术领域
本发明涉及穿戴式智能设备领域，具体涉及一种智能眼镜。
背景技术
穿戴式智能设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。广义穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。随着技术的进步以及用户需求的变迁，可穿戴式智能设备的形态与应用热点也在不断的变化。
在上述穿戴式智能设备中，智能眼镜目前发展很快，目前市面上的智能眼镜总类很少，主要分为“一体机”和“智能头盔”两类。一体机以谷歌眼镜为代表，实现虚拟显示、摄像、动作识别等主要功能。一体机上带有电池、主控板等部件，容易使眼镜重量超标；另外，眼镜上带有较大功耗的处理芯片导致发热，这两点严重降低了用户的佩戴体验。智能头盔是升级板的智能眼镜，增加微投影功能、无线网络接口、蓝牙接口等。用户只能在特定环境下使用，且产品价格很高，不适合日常生活使用。
现有技术的智能眼镜主要的缺陷有：第一、眼镜重量太大，不宜长时间佩戴；第二、眼镜整体功耗大，易发热；第三、高清视频文件播放或录制时，必须通过无线接口，会因传输延时影响视频播放质量；
发明内容
有鉴于此，为了解决智能眼镜重量大的问题，本发明提供一种分体式智能眼镜。
一种分体式智能眼镜，包括镜架、非设置于所述镜架的控制装置；
所述镜架包括一摄像模块，其用以采集图像；一投影模块，用以显示视频文件；一第一处理模块，用以对所述图像处理，以及获取所述视频文件以供所述投影模块显示；
所述控制装置包括一存储模块，用以存储所述视频文件；一第二处理模块，用以获取所述经第一处理模块处理的图像以及处理所述视频文件，一电源模块，所述电源模块电连接所述摄像模块、所述投影模块、所述第一处理模块、所述存储模块及所述第二处理模块。
所述第一处理模块与所述第二处理模块通过电缆线电连接。
进一步地，所述电缆线为集约式同轴线。该同轴线可以实现向镜架上的电元件供电及传输各种不同格式的信号。
进一步地，所述投影模块包括显示部件及光源部件。
进一步地，所述摄像模块包括摄像头及图像处理部件。
进一步地，所述摄像模块与所述投影模块电连接。当摄像模块和投影模块连接时可以增强摄像模块所拍摄的照片或视频的现实感。
进一步地，所述镜架还包括动作传感器。该动作传感器用于识别用户的运动变化。
进一步地，所述控制装置包括无线通信模块。该无线通信模块可以实现该控制装置和其他通信终端的连接。
进一步地，所述无线通信模块包括4G模块和/或WIFI模块和/或蓝牙模块。
进一步地，所述控制装置还包括RF Modem模块。该RF Modem模块用于变化电信号的频率。
进一步地，所述控制装置包括USB插头。该USB插头与控制器的电池连接，USB终端可以利用该USB插头进行充电和数据的阐述。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：将智能眼镜的镜架上的电源、控制电路等设置在一控制装置上，大大的减少了镜架的重量，减轻了鼻梁和耳朵的重量，增加佩戴者的舒适感，同时，电源模块设置在控制装置上，大大扩充了电池的容量，增加了该分体式智能眼镜的待机时间，可以实现原数倍长时间的拍照、摄像等；同时，由于将上述电源模块和控制电路设置在控制装置上，镜架上将几乎不产生电热量，长时间佩戴该分体式智能眼镜不会产生发热等不适感。镜架和控制装置采用电缆线连接，该电缆线可向镜框上的摄像模块、投影模块供电和传输其他各种信号，使得电信号传输更加的稳定，增加了用户的体验感。
附图说明
图1示出了本发明分体式智能眼镜的结构示意图。
主要元件符号说明：
10-镜架；11-第一处理模块；12-摄像模块；13-投影模块；15-动作传感器；20-电缆线；30-控制装置；31-电源模块；32-第二处理模块；33-存储模块；34-无线通信模块；35-RF Modem模块。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对分体式智能眼镜进行更全面的描述。附图给出了分体式智能眼镜的实施例，但是，分体式智能眼镜可以以不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对分体式智能眼镜的公开内容更加透彻全面。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“联接”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是机械联接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
图1示出了本发明分体式智能眼镜的结构示意图。如图1所示，该分体式智能眼镜包括镜架10、非设置于所述镜架10的控制装置30；所述镜架10包括一摄像模块12，其用以采集图像；一投影模块13，用以显示视频文件；一第一处理模块11，用以对所述图像处理，以及获取所述视频文件以供所述投影模块13显示；
所述控制装置30包括一存储模块33，用以存储所述视频文件；一第二处理模块32，用以获取所述经第一处理模块处理的图像以及处理所述视频文件，一电源模块31，所述电源模块31电连接所述摄像模块12、所述投影模块13、所述第一处理模块11、所述存储模块33及所述第二处理模块32。
所述第一处理模块11与所述第二处理模块32通过电缆线20电连接。
上述镜架10是该分体式智能眼镜的重要组成部分，主要起到支撑的作用。可以理解的是，镜架10由镜圈(也叫镜框)、鼻托、桩头和镜脚等主要部分构成，除这些部件外，还有脚套、托叶螺丝、铰链螺丝等。镜圈是镜片的装配位置，用金属丝、尼龙丝及螺丝，凭借着沟槽或钻孔来固定镜片，它影响到镜片的切割和眼镜的外形。镜脚是指可以活动的钩架在耳朵上起着固定镜框作用的脚架。本发明中的镜架10上设有摄像模块12、投影模块13、第一处理模块11，这些都是集成度很高、体积很小的电元件。
值得说明的是，本发明要解决的一个技术问题就是降低镜架10的重量，因此，镜架10的材质对于镜架的重量有着重要的影响。镜架10的材质要求具有一定的硬度、柔软性、弹性、耐磨性、耐腐蚀性、重量轻、有光泽和色泽好等。本发明中的镜架10的材质可以采用板材、钛、塑胶钛TR90、铝镁合金、碳素纤维、聚醚酰亚胺、天然的木材或者竹制材料。其中塑胶钛TR90是一种具有记忆性的高分子材料，是目前国际最流行的超轻镜框材料，具有超韧性，耐撞耐磨，摩擦系数低等特点，能有效防止在运动中，因镜架断裂、摩擦对眼睛及脸部造成的伤害。除此之外，纯钛眼镜架轻便舒适，其材质是眼镜材质中最轻的、硬度很好、镜架不易变形、耐腐蚀、不生锈、不引起皮肤过敏、较为耐用。
如图1所示，摄像模块12包括有摄像头及图像处理部件，该摄像头可以为1个也可以为多个，该摄像头可以和镜架10固定连接也可以活动连接，该摄像头连接第一处理模块11。容易想象的是，该摄像头设有控制开或关的开关按钮。在具体的实施方式中，可以在镜架10的桩头上设置摄像头，摄像头又称为电脑相机、电脑眼、电子眼等，是一种视频输入设备，被广泛的运用于视频会议，远程医疗及实时监控等方面。摄像头可分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。数字摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。该摄像模块12中的图像处理部件，用于处理摄像头采集的图像，该图像处理部件包括光感芯片OV7660，是摄像模块12中的核心部件，主要将视频影像转为标准的10bit-YUV数据，还包括摄像头数字信号处理器，可用SN9C5258，其将YUV信号进行数字信号处理，并封装成标准的USB数据包，发至控制装置30。
本发明中的投影模块13，包括有光源部件和显示部件。显示部件包括有：微型LCD液晶屏、MHL桥接芯片，光源部件包括有：微投光源，该微投光源有高亮的LED灯、聚光镜等光学部件，可以将LCD中的图像投射至3米内的墙面。在使用LCD液晶进行投影的设备中，可以分成液晶板投影仪和液晶光阀投影仪。液晶是介于液体和固体之间的物质，本身不发光，工作性质受温度影响很大，其工作温度为-55℃～+77℃。投影仪利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元投影仪的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。由于LCD投影仪色彩还原较好、分辨率可达SXGA标准，体积小，重量轻，携带起来也非常方便，是投影仪市场上的主流产品。按照液晶板的片数，LCD投影仪分为三片机和单片机，而单板投影仪的机型已经很少，我们看到最多的还是三片机。新型使用方式的投影仪可以跟WiPlug相连，然后把电脑、手机或PAD跟WiPlug连到同一个WIFI中，然后就可以把自己电脑、手机或pad上内容在投影仪的幕布上同步显示。其中的WiPlug又名“推”，它是多屏互动领域的一款无线智能的数码产品。手机平板等移动设备通过WiPlug可以把多媒体内容推送到电视机上，让这些用户可以随时将手机或平板上的内容投射到电视机上，享受大屏幕带来的更好体验。
第一处理模块11是镜架10上的投影模块13、摄像模块12等处理模块，主要包括GPIO控制芯片，方便控制装置30上的第二处理模块32控制镜架10上的各元器件，如中断控制、读写控制、ADC信号分析等，GPIO控制芯片设有I2C接口。
可以理解的是，在镜架10上设有开关、扬声器、传声器，具体地，摄像模块12设有开关按钮，用来控制摄像功能的开启或关闭。投影模块13设有开关按钮，用来控制投影功能的开启或关闭。该扬声器用于将输出用户可识别的的音频信号。传声器也就是通常所说的麦克风，传声器可以将用户及周围环境的语音信号转换为电信号并输入给其他的元件。
本发明中，镜架10除了包括有开关按钮、扬声器、传声器外，还包括有指示灯等。具体地，摄像模块12设有一指示灯，当其开关按钮打开时，该指示灯亮，用于提示摄像功能开启；开关按钮关闭时，指示灯熄灭。同样的道理，投影模块13也设置有指示灯。
上述控制装置30是控制镜架10上的摄像模块12、投影模块13等的装置，并给镜架10上的电元件供电。该控制装置30包括有第二处理模块32、电源模块31、存储模块33、无线通讯模块34、RF Modem模块35。可以理解的是，该控制装置30包括控制装置本体，其中，控制装置本体是第二处理模块32、电源模块31、存储模块33等的载体，其尺寸大小可根据具体的第二处理模块32、电源模块31、存储模块33的大小设定，该控制装置30本体上设有液晶触控屏，第二处理模块32是控制装置30的核心部件，用来控制整个分体式智能眼镜的各电路，该第二处理模块32主要包括有基带芯片，该基带芯片是用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码。具体地说，就是发射时，把音频信号编译成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解译为音频信号。电源模块31包括有电池、电源管理芯片、充电电路等。值得说明的是，为了增加该分体式智能眼镜电池的容量以及考虑其体积和重量，可以将该电源模块31的电池设置为高容量锂电池、快充电池，以提高其容量和改进其充放速率。存储模块33包括有集成的eMCP器件，用于存储摄像模块等摄制的照片、视频等。
值得说明的是，在本发明中，该控制装置本体上还设有按钮键和指示灯。在具体的一种实施方式中，在控制装置本体上设置电源模块31的开关按钮，即电源开关键，用于控制整个分体式智能眼镜的电路开或关，还设有电源指示灯，用于提示电量的多少。在控制装置本体上还设有WiFi连接键及其指示灯，用于控制WiFi连接及提示是否已建立WiFi连接。除此之外，在控制装置本体上还设有音量调节键、显示器接口、USB接口、TF卡槽等。USB接口可以保证在控制装置30可以和PC等终端设备相连，可以实现数据的传递。
上述电缆线20是连接第一处理模块11与第二处理模块32的电缆线，容易想象的是，控制装置30和镜架10上都设有连接该电缆线20的接口，该电缆线20由4对差分双绞线和12根独立的同轴线组成，所谓的同轴线是一种常见的信号传输线，其中心的铜芯是传送高电平的，被绝缘材料包覆；绝缘材料外面是与铜芯共轴的筒状金属薄层，传输低电平，同时起到屏蔽作用。本信用新型中的同轴线集成了很多信号线，为一种集约式的同轴线，该集约式同轴线包括有：MHL、USB、MIC、耳机左右声道各使用1对差分双绞线，确保其信号完整性；其余同轴线由电源VBAT、I2C控制信号、ID识别信号、地信号组成。
本发明中的动作传感器15，又称为运动传感器，就是能够探测人或物体运动的装置，它是一种常用的检测仪器，在多个行业中都有一定的应用。随着技术的不断发展运动传感器的类型已经越来越多，常用的运动传感器主要包括3轴加速度传感器(3轴加速度计)、陀螺仪、地磁传感器等。加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，一种是角加速度计，另一种就是线加速度计。通过测量由于重力引起的加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，可以分析出设备移动的方式。因此加速度传感器的应用十分广泛，如汽车的气囊设置、相机中的图像防抖、笔记本的自由落体检测功能、游戏机中的手势识别、基本的运动跟踪、智能手机和平板电脑的设备朝向、横竖屏切换等功能。因此可以说加速度传感器为电子产品带来了更多的功能，提升了用户体验度。
本发明中的无线通信模块34是利用无线技术进行无线传输的一种模块。它被广泛地应用于电脑无线网络、无线通讯、无线控制等领域。无线通信模块34主要由发射器，接收器和控制器组成。本发明中应用的无线通信模块34有4G模块、蓝牙模块、WiFi模块。
其中，4G模块是指硬件加载到指定频段，软件支持标准的LTE协议，软硬件高度集成模组化的一种产品的统称。硬件将射频、基带集成在一块PCB小板上，完成无线接收、发射、基带信号处理功能，软件支持语音拨号、短信收发、拨号联网等功能。4G模块的硬件部分包括有射频部分和基带部分，其中射频部分包括有射频收发机、功率放大器、双工器；基带部分包括有电源管理单元、数字信号处理单元、存储器。软件部分包括有语音拨号、短信拨号、拨号联网等。蓝牙模块是一种集成蓝牙功能的PCBA板，用于短距离无线通讯，按功能分为蓝牙数据模块和蓝牙语音模块。蓝牙模块的接口分串行接口、USB接口、数字IO口、模拟IO口、SPI编程口及语音接口。不同蓝牙模块由于作用及应用不同，模块的外引管脚都会不一样。蓝牙模块按照标准分有1.2，2.0，2.1，4.0以及最新的4.1。WiFi模块又名串口WiFi模块，属于物联网传输层，功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。WiFi模块可分为三类：通用Wi-Fi模块，比如手机、笔记本、平板电脑上的USB、SDIO接口模块，Wi-Fi协议栈和驱动是在安卓、Windows、IOS的***里跑的，是需要非常强大的CPU来完成应用；路由器方案WiFi模块，典型的是家用路由器，协议和驱动是借助拥有强大Flash和Ram资源的芯片加Linux操作***；嵌入式WiFi模块，32位单片机，内置WiFi驱动和协议，接口为一般的MCU接口如UART等。
如图1所示的分体式智能眼镜，控制装置30包括有RF Modem模块35，用于变化电信号的频率。该RF Modem模块35由无线收发芯片、多模多频射频功率放大器、射频选频开关、分级接收交换开关、主级天线、分级天线组成。
如图1所示的分体式智能眼镜，控制装置30设有USB插头，该USB插头与控制装置30的电源模块31电连接，可以利用该电源模块31的电池给外部的USB终端设备充电。在具体的一种实施方式中，该USB插头可以直接和安卓的智能手机的USB接头连接，给智能手机充电。容易想象的是，该USB插头还设有一个按钮按钮，用于控制该USB插头的开关或闭合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种智能眼镜，其特征在于：包括镜架、非设置于所述镜架的控制装置；
所述镜架包括一摄像模块，其用以采集图像；一投影模块，用以显示视频文件；一第一处理模块，用以对所述图像处理，以及获取所述视频文件以供所述投影模块显示；
所述控制装置包括一存储模块，用以存储所述视频文件；一第二处理模块，用以获取所述经第一处理模块处理的图像以及处理所述视频文件，一电源模块，所述电源模块电连接所述摄像模块、所述投影模块、所述第一处理模块、所述存储模块及所述第二处理模块；
所述第一处理模块与所述第二处理模块通过电缆线电连接。
2.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于：所述电缆线为集约式同轴线。
3.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于：所述投影模块包括显示部件及光源部件。
4.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于：所述摄像模块包括摄像头及图像处理部件。
5.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于：所述摄像模块与所述投影模块电连接。
6.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于：所述镜架还包括动作传感器。
7.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于：所述控制装置包括无线通信模块。
8.根据权利要求7所述的智能眼镜，其特征在于：所述无线通信模块包括4G模块和/或WIFI模块和/或蓝牙模块。
9.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于：所述控制装置还包括RF Modem模块。
10.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于：所述控制装置还包括USB插头。
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