CN105717638B - 盲人眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种盲人眼镜，尤其涉及为后天性盲人的双眼提供高感光的视觉信号的眼镜。盲人眼镜，其特征在于，包括眼镜架及设置在眼镜架上的摄像头、DSP图像处理模块、激光振镜系统，摄像头位于眼镜架的前部，摄像头与DSP图像处理模块连接，DSP图像处理模块连接激光振镜系统，所述激光振镜系统位于眼镜架的镜框处，电源与摄像头、DSP图像处理模块、激光振镜系统连接。本发明将处理后的图像转化为激光束，通过激光振荡系统将激光束投射至后天性低视力盲人的眼睛内，被视觉神经感知，为后天性低视力盲人的双眼提供高感光的视觉信号，使后天性低视力盲人感知视觉景象。
Description
技术领域
本发明为一种盲人眼镜，尤其涉及为后天性盲人的双眼提供高感光的视觉信号的眼镜。
背景技术
盲人就是眼睛患有疾病或受到意外伤害而导致双目失明或单目失明的人。盲人有两种，一种丧失了视力，对外界不产生任何视觉。另一种是低视力患者，他们的视力在0.02至0.05之间，周边视野也仅有10°—15°。视力是指人眼的视觉功能。视力分中心视力和周边视力。中心视力是反应视网膜黄斑部中心凹部功能，是人眼识别外界物体形态、大小的能力。周边视力也叫周边视野。视野是指人眼在平直方向注视眼前一个固定的物体时，还能感知该物体周围一定空间内的其他物体。这种感觉到的空间范围，叫做视野。
对于后天性的盲人，因为他有过视觉的体验，所以存在着视觉概念。尽管他不能通过视觉途径得到外界信息，但只要他大脑里视觉部分(视网膜、视觉神经、以及视觉中枢控制系统)还正常，在某种强烈的刺激下他仍然有颜色的感觉，仍会感知到外界的环境。对于，这些视神经没有损坏，由于其他原因造成视野变小、视力下降的盲人，如晚期青光眼或视网膜色素变性的患者，仍可通过刺激视神经使其获得视觉刺激，恢复视觉功能。
发明内容
本发明中的盲人眼镜，针对现有技术的不足，利用微型半导体激光器件并通过激光振镜的二维扫描把激光束投射至盲人的视觉神经上，为后天性盲人的双眼提供高感光的视觉信号，使得低视力盲人感知视觉景象。
本发明提供的技术方案是：
盲人眼镜，包括眼镜架及设置在眼镜架上的摄像头、DSP图像处理模块、激光振镜系统，摄像头位于眼镜架的前部，摄像头与DSP图像处理模块连接，DSP图像处理模块连接激光振镜系统，所述激光振镜系统位于眼镜架的镜框处，电源与摄像头、DSP图像处理模块、激光振镜系统连接。
具体的，所述DSP图像处理模块包括图像预处理模块、去色度信号及噪声模块、图像轮廓对比度增强模块、激光振镜输出模块，并依次连接，摄像头与图像预处理模块连接，激光振镜输出模块与激光振镜系统连接。
优选的，还包括调节开关连接激光振镜输出模块。
优选的，还包括图像存储器，所述图像存储器与图像预处理模块连接。
优选的，还包括瞳孔位置光电传感器、瞳孔位置跟踪模块、激光振镜空间定位系统，激光振镜系统设置于激光振镜空间定位系统上，激光振镜空间定位系统设置在眼镜架的镜框处，瞳孔位置光电传感器、瞳孔位置跟踪模块、激光振镜空间定位系统依次连接。
优选的，所述激光振镜空间定位系统包括Z轴驱动机构、Y轴驱动机构、X轴驱动机构；
所述Z轴驱动机构包括Z轴电机、Z轴螺旋杆及Z轴滑杆，Z轴电机的旋转轴连接Z轴螺旋杆，Z轴滑杆固定在Z轴电机的外壳上；
Y轴电机通过Y轴固定架设置在Z轴滑杆、Z轴螺旋杆上，Z轴滑杆穿过Y轴固定架，Z轴螺旋杆与Y轴固定架之间螺纹连接；
所述Y轴驱动机构包括Y轴电机、Y轴螺旋杆及Y轴滑杆，Y轴电机的旋转轴连接Y轴螺旋杆，Y轴滑杆固定在Y轴电机的外壳上；
X轴电机通过X轴固定架设置在Y轴滑杆、Y轴螺旋杆上，Y轴滑杆穿过X轴固定架，Y轴螺旋杆与X轴固定架之间螺纹连接；
所述X轴驱动机构包括X轴电机、X轴螺旋杆及X轴滑杆；
激光振镜系统通过固定架设置在X轴滑杆、X轴螺旋杆上，X轴滑杆穿过固定架，X轴螺旋杆与固定架之间螺纹连接。
优选的，所述激光振镜系统包括激光管、X轴振镜、振镜X轴电机、Y轴振镜、振镜Y轴电机和透镜，X轴振镜设置在振镜X轴电机的旋转轴上，Y轴振镜设置在振镜Y轴电机的旋转轴上，激光管发射激光由X轴振镜、Y轴振镜反射经透镜射出，激光振镜输出模块连接振镜X轴电机、振镜Y轴电机、激光管。
本发明将处理后的图像转化为激光束，通过激光振荡系统将激光束投射至后天性低视力盲人的眼睛内，被视觉神经感知，为后天性低视力盲人的双眼提供高感光的视觉信号，使后天性低视力盲人感知视觉景象。本发明提供的技术方案无需在大脑中植入芯片，不手术，无痛苦和后遗症。
附图说明
图1是本发明原理图。
图2是本发明结构示意图。
图3是激光振镜空间定位系统的结构示意图。
1眼镜架 2摄像头 3DSP图像处理模块 4 激光振镜系统 5电源
6调节开关 7激光振镜空间定位系统 8Z轴驱动机构 9Y轴驱动机构
10X轴驱动机构 11Z轴电机 12Z轴螺旋杆 13Z轴滑杆
14Y轴固定架 15Y轴电机 16Y轴螺旋杆 17Y轴滑杆
18X轴固定架 19X轴电机 20X轴螺旋杆 21X轴滑杆
22固定架 23激光管 24X轴振镜 25振镜X轴电机
26Y轴振镜 27振镜Y轴电机 28透镜 29瞳孔位置光电传感器。
具体实施方式
盲人眼镜，包括眼镜架及设置在眼镜架上的摄像头、DSP图像处理模块、激光振镜系统。摄像头位于眼镜架的前部，摄像头与DSP图像处理模块连接，DSP图像处理模块连接激光振镜系统，所述激光振镜系统位于眼镜架的镜框处，电源与摄像头、DSP图像处理模块、激光振镜系统连接。
所述DSP图像处理模块包括图像预处理模块、去色度信号及噪声模块、图像轮廓对比度增强模块、激光振镜输出模块，并依次连接。摄像头与图像预处理模块连接。激光振镜输出模块与激光振镜系统连接。
所述盲人眼镜还包括图像存储器，所述图像存储器与图像预处理模块连接。
所述激光振镜系统包括激光管、X轴振镜、振镜X轴电机、Y轴振镜、振镜Y轴电机和透镜。激光振镜输出模块与激光管、振镜X轴电机、振镜Y轴电机连接。X轴振镜设置在振镜X轴电机的旋转轴上，Y轴振镜设置在振镜Y轴电机的旋转轴上，激光管发射激光由X轴振镜、Y轴振镜反射经透镜射出。激光振镜输出模块连接振镜X轴电机、振镜Y轴电机。激光振镜输出模块控制振镜X轴电机、振镜Y轴电机旋转，进而控制X轴振镜、Y轴振镜的空间位置，使激光束通过透镜形成视觉景象。激光振镜输出模块还可控制激光管的发射激光的强度。
摄像头获得图像信息传至图像预处理模块，图像预处理模块将图像处理后，图像存至图像存储器。另外，图像还经色度信号及噪声模块、图像轮廓对比度增强模块处理，经激光振镜输出模块传送至激光振镜系统，投射到后天性低视力盲人视网膜上。
所述盲人眼镜还设置有调节开关连接激光振镜输出模块，用于控制激光输出的强度大小。
本实施例中还包括设置于眼镜架的镜框处的瞳孔位置光电传感器、瞳孔位置跟踪模块、激光振镜空间定位系统。瞳孔位置光电传感器也可以设置在激光振镜系统上。瞳孔位置光电传感器的放置位置以获得盲人瞳孔的朝向及空间位置最佳进行合理设置。瞳孔位置跟踪模块通过对瞳孔相似度进行对比，经跟踪瞳孔轮廓算法的运算处理，输出信号控制激光振镜空间定位系统，使低视力盲人以最佳状态获得视觉景象。
所述激光振镜空间定位系统包括Z轴驱动机构、Y轴驱动机构、X轴驱动机构；
所述Z轴驱动机构包括Z轴电机、Z轴螺旋杆及Z轴滑杆，Z轴电机的旋转轴连接Z轴螺旋杆，Z轴滑杆固定在Z轴电机的外壳上；
Y轴电机通过Y轴固定架设置在Z轴滑杆、Z轴螺旋杆上，Z轴滑杆穿过Y轴固定架，Z轴螺旋杆与Y轴固定架之间螺纹连接；
所述Y轴驱动机构包括Y轴电机、Y轴螺旋杆及Y轴滑杆，Y轴电机的旋转轴连接Y轴螺旋杆，Y轴滑杆固定在Y轴电机的外壳上；
X轴电机通过X轴固定架设置在Y轴滑杆、Y轴螺旋杆上，Y轴滑杆穿过X轴固定架，Y轴螺旋杆与X轴固定架之间螺纹连接；
所述X轴驱动机构包括X轴电机、X轴螺旋杆及X轴滑杆；
激光振镜系统通过固定架设置在X轴滑杆、X轴螺旋杆上，X轴滑杆穿过固定架，X轴螺旋杆与固定架之间螺纹连接。
瞳孔位置跟踪模块分别连接控制Z轴电机、Y轴电机、X轴电机，控制激光振镜系统相对使用者的瞳孔处于最佳空间位置。
使用时，将眼镜架放置于使用者的鼻梁上，眼镜腿挂在耳朵上。摄像头开始摄像，并将图像信息传至图像预处理模块，图像预处理模块对图像预处理后，将图像存储至图像存储器，同时图像经由去色度信号及噪声模块、图像轮廓对比度增强模块处理后，由激光振镜输出模块输出至激光管。与激光振镜输出模块连接的调节开关控制激光输出的强度大小。
激光管发出的激光，保持输出频率在60Hz以上，保证人眼感觉不到图像在抖动。激光管发出的激光经过X轴振镜、Y轴振镜反射至透镜上，透过透镜摄入使用者的瞳孔中。在振镜X轴电机、振镜Y轴电机的带动下X轴振镜、Y轴振镜高速旋摆，使得激光束的反射角度发生偏转。利用人眼的视觉暂留效应，实现激光束快速的由左至右、由上到下的投射，在使用者眼中形成图像。
瞳孔位置光电传感器、瞳孔位置跟踪模块、激光振镜空间定位系统的设置，可以保证激光束始终能摄入使用者的瞳孔中，减少图像信息缺失，获得最好的投影视觉效果。
众所周知，高强度激光对人眼的伤害是很大的。本发明采用的激光源的强度，以低视力盲人能够识别且对眼镜不造成新的伤害为准进行调整设置，在激光投入眼球之前还设有透镜光膜保护，以防对眼部器管造成伤害。之所以使用激光，是因为激光具有方向性好、穿透性强的特性。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (3)
1.盲人眼镜，其特征在于，包括眼镜架及设置在眼镜架上的摄像头、DSP图像处理模块、激光振镜系统，摄像头位于眼镜架的前部，摄像头与DSP图像处理模块连接，DSP图像处理模块连接激光振镜系统，所述激光振镜系统位于眼镜架的镜框处，电源与摄像头、DSP图像处理模块、激光振镜系统连接；
所述DSP图像处理模块包括图像预处理模块、去色度信号及噪声模块、图像轮廓对比度增强模块、激光振镜输出模块，并依次连接，摄像头与图像预处理模块连接，激光振镜输出模块与激光振镜系统连接；
所述盲人眼睛还包括调节开关连接激光振镜输出模块；
所述盲人眼睛还包括：瞳孔位置光电传感器、瞳孔位置跟踪模块、激光振镜空间定位系统，激光振镜系统设置于激光振镜空间定位系统上，激光振镜空间定位系统设置在眼镜架的镜框处，瞳孔位置光电传感器、瞳孔位置跟踪模块、激光振镜空间定位系统依次连接；
所述激光振镜空间定位系统包括Z轴驱动机构、Y轴驱动机构、X轴驱动机构；
所述Z轴驱动机构包括Z轴电机、Z轴螺旋杆及Z轴滑杆，Z轴电机的旋转轴连接Z轴螺旋杆，Z轴滑杆固定在Z轴电机的外壳上；
Y轴电机通过Y轴固定架设置在Z轴滑杆、Z轴螺旋杆上，Z轴滑杆穿过Y轴固定架，Z轴螺旋杆与Y轴固定架之间螺纹连接；
所述Y轴驱动机构包括Y轴电机、Y轴螺旋杆及Y轴滑杆，Y轴电机的旋转轴连接Y轴螺旋杆，Y轴滑杆固定在Y轴电机的外壳上；
X轴电机通过X轴固定架设置在Y轴滑杆、Y轴螺旋杆上，Y轴滑杆穿过X轴固定架，Y轴螺旋杆与X轴固定架之间螺纹连接；
所述X轴驱动机构包括X轴电机、X轴螺旋杆及X轴滑杆；
激光振镜系统通过固定架设置在X轴滑杆、X轴螺旋杆上，X轴滑杆穿过固定架，X轴螺旋杆与固定架之间螺纹连接。
2.根据权利要求1所述盲人眼镜，其特征在于，还包括图像存储器，所述图像存储器与图像预处理模块连接。
3.根据权利要求2所述盲人眼镜，其特征在于，所述激光振镜系统包括激光管、X轴振镜、振镜X轴电机、Y轴振镜、振镜Y轴电机和透镜，X轴振镜设置在振镜X轴电机的旋转轴上，Y轴振镜设置在振镜Y轴电机的旋转轴上，激光管发射激光由X轴振镜、Y轴振镜反射经透镜射出，激光振镜输出模块连接振镜X轴电机、振镜Y轴电机、激光管。
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