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隱形攝像眼鏡開發(fā)方案
來源:作者:日期:2019-10-11 09:44:41點(diǎn)擊:4182次

  本開發(fā)方案涉及光學(xué)攝像技術(shù),更具體地涉及一種隱形攝像眼鏡。

  背景技術(shù):

  目前眼鏡上設(shè)置的攝像頭小到針孔,雖然已經(jīng)很隱蔽,但仍然無法真的隱形。

  因此,需要一種新型的隱形攝像技術(shù),其不僅做到真的隱形攝像,而且也易于制造的隱形攝像眼鏡。

  技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

  基于上述目的,提出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種隱形攝像眼鏡,其通過使用偏振分光器和樹脂材料來構(gòu)成光波導(dǎo)系統(tǒng),可以有效地實(shí)現(xiàn)隱形攝像并且也容易實(shí)現(xiàn)輕型化制造。

  為此目的,本發(fā)明提供一種隱形攝像眼鏡,具有鏡片、鏡架和鏡腿,以及隱形光學(xué)成像單元,該隱形光學(xué)成像單元從物側(cè)到像側(cè)依次包括分光鏡、光波導(dǎo)單元、目鏡單元和CMOS成像元件,其中分光鏡和光波導(dǎo)單元均為透明光學(xué)元件,內(nèi)嵌入鏡片之中,光波導(dǎo)單元與其周圍介質(zhì)之間形成了從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)的界面;分光鏡位于光波導(dǎo)單元的物側(cè)端,相對(duì)于鏡片平面傾斜設(shè)置,光波導(dǎo)單元與鏡片平面大致平行延伸,目鏡單元和CMOS成像元件內(nèi)設(shè)于鏡架和/或鏡腿內(nèi)部;鏡片前方的入射光線經(jīng)分光鏡反射后沿著光波導(dǎo)單元傳播,在光波導(dǎo)單元的像側(cè)端全反射進(jìn)入目鏡單元,最后聚焦于CMOS成像元件。

  該隱形光學(xué)成像單元物側(cè)端還包括凸起于鏡片前方的物鏡部件,其將入射光線會(huì)聚于分光鏡。

  一方面,該光波導(dǎo)單元可以分為前后兩部分,中間具有可調(diào)節(jié)寬度的間隙。所述波導(dǎo)前后兩部分相對(duì)面具有曲率。

  另一方面,該光波導(dǎo)單元分為前后兩部分,中間夾有曲率可調(diào)節(jié)的液晶透鏡。

  其中,所述分光鏡為半透半反鏡或偏振分光鏡。所述分光鏡為偏振分光鏡,使所述入射光線中具有第一偏振方向的偏振光反射,具有第二偏振方向的偏振光透射,第一和第二偏振方向垂直。所述目鏡單元包括一偏振濾光鏡,其透射光具有第一偏振方向。

  優(yōu)選,所述分光鏡相對(duì)于鏡片平面45度傾斜。

  隱形攝像眼鏡實(shí)現(xiàn)方式中,所述光學(xué)成像單元設(shè)置于眼鏡的左側(cè)或右側(cè),或左右兩側(cè)分別設(shè)置。

  附圖說明

  通過參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例的各種特征和優(yōu)點(diǎn)將更明顯,并且也更容易被理解,在附圖中:

  圖1 示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖;

  圖2 示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖;

  圖3 示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的穿戴式眼鏡設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

  具體實(shí)現(xiàn)方式

  下面將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隱形攝像眼鏡。

  如圖1 所示,示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的隱形攝像眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

  根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的隱形攝像眼鏡具有鏡片、鏡架和鏡腿,以及隱形成像光學(xué)單元100,該隱形成像光學(xué)單元包括CMOS成像元件110、第一光學(xué)部件120、第二光學(xué)部件130以及第三光學(xué)部件140。

  第三光學(xué)部件140和第二光學(xué)部件130均為透明光學(xué)元件,嵌入眼鏡鏡片中。所述第三光學(xué)部件140為一分光鏡,接收眼鏡前方的外部光。分光鏡位于第二光學(xué)部件130的物側(cè)端,相對(duì)于鏡片平面傾斜設(shè)置,第二光學(xué)部件130與鏡片平面大致平行延伸。分光鏡相對(duì)于鏡片平面,優(yōu)選45度傾斜。第三光學(xué)部件140可為半透半反鏡或偏振分光鏡,優(yōu)選偏振分光鏡,使所述外部光中具有第一偏振方向的偏振光反射,具有第二偏振方向的偏振光透射,第一和第二偏振方向垂直。

  在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡中,第二光學(xué)部件130和其周圍介質(zhì)之間形成了從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)的界面,偏振光在第二光學(xué)部件130中實(shí)現(xiàn)全反射傳播,第二光學(xué)部件130構(gòu)成光波導(dǎo),傳播該反射偏振光,該反射偏振光在眼鏡邊緣折反射出鏡。

  第一光學(xué)部件120位于眼鏡的鏡架和/或鏡腿中,構(gòu)成目鏡單元。鏡片前方的入射光線經(jīng)分光鏡反射后沿著光波導(dǎo)單元傳播,在光波導(dǎo)單元的像側(cè)端全反射進(jìn)入目鏡單元,最后聚焦于CMOS成像元件。

  利用所述光波導(dǎo)部件130 、所述偏振分光鏡140 、所述目鏡單元120以及成像元件110一起構(gòu)成隱形光學(xué)成像單元,使得外部光能被提取并成像于CMOS成像元件110。

  為了消除雜散光的干擾,提高成像質(zhì)量,在目鏡單元120中還可以包括一個(gè)偏振濾光鏡,偏振濾光鏡的透射光與偏振分光鏡140的反射光的偏振方向一致。

  此外,盡管在圖1 中未示出,根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元,用于當(dāng)使用者佩戴所述眼鏡時(shí),維持所述眼鏡和使用者的相對(duì)位置關(guān)系。鏡腿內(nèi)部還應(yīng)設(shè)有供電電池、導(dǎo)電線、光學(xué)快門、存儲(chǔ)芯片和控制芯片等,以完美實(shí)現(xiàn)攝像目的。圖1所示光學(xué)成像單元可設(shè)置于眼鏡的左側(cè)或右側(cè)?;蛘撸笥覂蓚?cè)分別設(shè)置成像效果不同的隱形光學(xué)成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理,可實(shí)現(xiàn)高清晰圖像,或?qū)崿F(xiàn)全息圖像。

  所述第一光學(xué)部件120 和所述第二光學(xué)部件130優(yōu)選地由樹脂材料制成,所述樹脂材料的折射率和透射率與玻璃的折射率和透射率接近。由于樹脂材料的質(zhì)量較輕,因此根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡很容易實(shí)現(xiàn)輕型化。

  另一方面,根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且樹脂材料也易于加工,因此也容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

  如圖2 所示,示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

  根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡,該隱形光學(xué)成像單元100還包括第四光學(xué)部件150 。

  所述第四光學(xué)部件150凸出眼鏡鏡片前方一側(cè),成為聚光物鏡部件,將外部入射光會(huì)聚到偏振分光鏡140,反射的偏振光經(jīng)光波導(dǎo)130傳播到目鏡單元120,最終聚焦成像于成像元件110。

  為了消除雜散光的干擾,提高成像質(zhì)量,在目鏡單元120中可以包括一個(gè)偏振濾光鏡,偏振濾光鏡的透射光與偏振分光鏡140的反射光的偏振方向一致。

  此外,盡管在圖2中未示出,根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元,用于當(dāng)使用者佩戴所述眼鏡時(shí),維持所述眼鏡和使用者的相對(duì)位置關(guān)系。鏡腿內(nèi)部還應(yīng)設(shè)有供電電池、導(dǎo)電線、光學(xué)快門、存儲(chǔ)芯片和控制芯片等,以完美實(shí)現(xiàn)攝像目的。圖2所示光學(xué)成像單元可設(shè)置于眼鏡的左側(cè)或右側(cè)?;蛘?,左右兩側(cè)分別設(shè)置成像效果不同的光學(xué)成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理,可實(shí)現(xiàn)高清晰圖像,或?qū)崿F(xiàn)全息圖像。

  所述第一光學(xué)部件120、所述第二光學(xué)部件130和第四光學(xué)部件150優(yōu)選地由樹脂材料制成,所述樹脂材料的折射率和透射率與玻璃的折射率和透射率接近。由于樹脂材料的質(zhì)量較輕,因此根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡很容易實(shí)現(xiàn)輕型化。

  另一方面,根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且樹脂材料也易于加工,因此也容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

  如圖3所示,示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

  與第二實(shí)施例的不同在于,鏡片內(nèi)的光波導(dǎo)分成兩部分,分別為第二光學(xué)部件130和第五光學(xué)部件160。一方面,兩者之間形成可調(diào)間隙,通過調(diào)整間隙可實(shí)現(xiàn)成像系統(tǒng)的可調(diào)焦距。第二光學(xué)部件130與第五光學(xué)部件160相對(duì)的面具有屈光率,通過調(diào)整間隙可調(diào)整成像系統(tǒng)的焦距。另一方面,第二光學(xué)部件130和第五光學(xué)部件160,兩者之間形成不可調(diào)間隙,但間隙中注有液晶,構(gòu)成曲率可變的液晶透鏡。公知的,液晶透鏡的曲率是由施加于液晶透鏡上下方的電極的電壓決定的。上下方的電極為透明電極,優(yōu)選氧化銦錫材料。

  此外,盡管在圖3中未示出,根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元,用于當(dāng)使用者佩戴所述眼鏡時(shí),維持所述眼鏡和使用者的相對(duì)位置關(guān)系。鏡腿內(nèi)部還應(yīng)設(shè)有供電電池、導(dǎo)電線、光學(xué)快門、存儲(chǔ)芯片和控制芯片等,以完美實(shí)現(xiàn)攝像目的。圖3所示光學(xué)成像單元可設(shè)置于眼鏡的左側(cè)或右側(cè)?;蛘?,左右兩側(cè)分別設(shè)置成像效果不同的光學(xué)成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理,可實(shí)現(xiàn)高清晰圖像,或?qū)崿F(xiàn)全息圖像。

  所述第一光學(xué)部件120 、所述第二光學(xué)部件130、第四光學(xué)部件150和第五光學(xué)部件160優(yōu)選地由樹脂材料制成,所述樹脂材料的折射率和透射率與玻璃的折射率和透射率接近。由于樹脂材料的質(zhì)量較輕,因此根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的眼鏡很容易實(shí)現(xiàn)輕型化。

  另一方面,根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且樹脂材料也易于加工,因此也容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

  然而,根據(jù)本發(fā)明第一、第二和第三實(shí)施例的隱形攝像眼鏡的實(shí)現(xiàn)形式不限于圖1-3所示的外觀形狀,而是根據(jù)不同需要可以具有不同的外觀形狀,因此,本發(fā)明不受其具體外觀形式的限制。

  根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的眼鏡不僅能夠?qū)崿F(xiàn)隱形攝像并且容易實(shí)現(xiàn)輕型化,而且更容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

  上面己經(jīng)參考附圖描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隱形攝像眼鏡。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解,本發(fā)明不限于上面描述的實(shí)施例,在不偏離本發(fā)明的精神的情況下可以做出各種修改,所述修改也應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。 本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求及其等同物來限定。

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