隐形摄像眼镜开发方案详情介绍

　　
                
                
　　本开发方案涉及光学摄像技术，更具体地涉及一种隐形摄像眼镜。
　　背景技术：
　　目前眼镜上设置的摄像头小到针孔，虽然已经很隐蔽，但仍然无法真的隐形。
　　因此，需要一种新型的隐形摄像技术，其不仅做到真的隐形摄像，而且也易于制造的隐形摄像眼镜。
　　技术实现要素：
　　基于上述目的，提出了本发明。本发明的目的在于提供一种隐形摄像眼镜，其通过使用偏振分光器和树脂材料来构成光波导系统，可以有效地实现隐形摄像并且也容易实现轻型化制造。
　　为此目的，本发明提供一种隐形摄像眼镜，具有镜片、镜架和镜腿，以及隐形光学成像单元，该隐形光学成像单元从物侧到像侧依次包括分光镜、光波导单元、目镜单元和CMOS成像元件，其中分光镜和光波导单元均为透明光学元件，内嵌入镜片之中，光波导单元与其周围介质之间形成了从光密介质到光疏介质的界面;分光镜位于光波导单元的物侧端，相对于镜片平面倾斜设置，光波导单元与镜片平面大致平行延伸，目镜单元和CMOS成像元件内设于镜架和/或镜腿内部;镜片前方的入射光线经分光镜反射后沿着光波导单元传播，在光波导单元的像侧端全反射进入目镜单元，最后聚焦于CMOS成像元件。
　　该隐形光学成像单元物侧端还包括凸起于镜片前方的物镜部件，其将入射光线会聚于分光镜。
　　一方面，该光波导单元可以分为前后两部分，中间具有可调节宽度的间隙。所述波导前后两部分相对面具有曲率。
　　另一方面，该光波导单元分为前后两部分，中间夹有曲率可调节的液晶透镜。
　　其中，所述分光镜为半透半反镜或偏振分光镜。所述分光镜为偏振分光镜，使所述入射光线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。所述目镜单元包括一偏振滤光镜，其透射光具有第一偏振方向。
　　优选，所述分光镜相对于镜片平面45度倾斜。
　　隐形摄像眼镜实现方式中，所述光学成像单元设置于眼镜的左侧或右侧，或左右两侧分别设置。
　　具体实现方式
　　下面将参考附图来描述根据本发明实施例的隐形摄像眼镜。
　　如图1 所示，示意性地示出了根据本发明第一实施例的隐形摄像眼镜的结构示意图。
　　根据本发明第一实施例的隐形摄像眼镜具有镜片、镜架和镜腿，以及隐形成像光学单元100，该隐形成像光学单元包括CMOS成像元件110、第一光学部件120、第二光学部件130以及第三光学部件140。
　　第三光学部件140和第二光学部件130均为透明光学元件，嵌入眼镜镜片中。所述第三光学部件140为一分光镜，接收眼镜前方的外部光。分光镜位于第二光学部件130的物侧端，相对于镜片平面倾斜设置，第二光学部件130与镜片平面大致平行延伸。分光镜相对于镜片平面，优选45度倾斜。第三光学部件140可为半透半反镜或偏振分光镜，优选偏振分光镜，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。
　　在根据本发明第一实施例的眼镜中，第二光学部件130和其周围介质之间形成了从光密介质到光疏介质的界面，偏振光在第二光学部件130中实现全反射传播，第二光学部件130构成光波导，传播该反射偏振光，该反射偏振光在眼镜边缘折反射出镜。
　　第一光学部件120位于眼镜的镜架和/或镜腿中，构成目镜单元。镜片前方的入射光线经分光镜反射后沿着光波导单元传播，在光波导单元的像侧端全反射进入目镜单元，最后聚焦于CMOS成像元件。
　　利用所述光波导部件130 、所述偏振分光镜140 、所述目镜单元120以及成像元件110一起构成隐形光学成像单元，使得外部光能被提取并成像于CMOS成像元件110。
　　为了消除杂散光的干扰，提高成像质量，在目镜单元120中还可以包括一个偏振滤光镜，偏振滤光镜的透射光与偏振分光镜140的反射光的偏振方向一致。
　　此外，尽管在图1 中未示出，根据本发明第一实施例的眼镜还可以包括镜片和镜架等固定单元，用于当使用者佩戴所述眼镜时，维持所述眼镜和使用者的相对位置关系。镜腿内部还应设有供电电池、导电线、光学快门、存储芯片和控制芯片等，以完美实现摄像目的。图1所示光学成像单元可设置于眼镜的左侧或右侧。或者，左右两侧分别设置成像效果不同的隐形光学成像单元。左右图像信息通过图像处理器处理，可实现高清晰图像，或实现全息图像。
　　所述第一光学部件120 和所述第二光学部件130优选地由树脂材料制成，所述树脂材料的折射率和透射率与玻璃的折射率和透射率接近。由于树脂材料的质量较轻，因此根据本发明第一实施例的眼镜很容易实现轻型化。
　　另一方面，根据本发明第一实施例的眼镜的结构简单，而且树脂材料也易于加工，因此也容易实现量产。
　　如图2 所示，示意性地示出了根据本发明第二实施例的眼镜的结构示意图。
　　根据本发明第二实施例的眼镜，该隐形光学成像单元100还包括第四光学部件150 。
　　所述第四光学部件150凸出眼镜镜片前方一侧，成为聚光物镜部件，将外部入射光会聚到偏振分光镜140，反射的偏振光经光波导130传播到目镜单元120，最终聚焦成像于成像元件110。
　　为了消除杂散光的干扰，提高成像质量，在目镜单元120中可以包括一个偏振滤光镜，偏振滤光镜的透射光与偏振分光镜140的反射光的偏振方向一致。
　　此外，尽管在图2中未示出，根据本发明第二实施例的眼镜还可以包括镜片和镜架等固定单元，用于当使用者佩戴所述眼镜时，维持所述眼镜和使用者的相对位置关系。镜腿内部还应设有供电电池、导电线、光学快门、存储芯片和控制芯片等，以完美实现摄像目的。图2所示光学成像单元可设置于眼镜的左侧或右侧。或者，左右两侧分别设置成像效果不同的光学成像单元。左右图像信息通过图像处理器处理，可实现高清晰图像，或实现全息图像。
　　所述第一光学部件120、所述第二光学部件130和第四光学部件150优选地由树脂材料制成，所述树脂材料的折射率和透射率与玻璃的折射率和透射率接近。由于树脂材料的质量较轻，因此根据本发明第二实施例的眼镜很容易实现轻型化。
　　另一方面，根据本发明第二实施例的眼镜的结构简单，而且树脂材料也易于加工，因此也容易实现量产。
　　如图3所示，示意性地示出了根据本发明第三实施例的眼镜的结构示意图。
　　与第二实施例的不同在于，镜片内的光波导分成两部分，分别为第二光学部件130和第五光学部件160。一方面，两者之间形成可调间隙，通过调整间隙可实现成像系统的可调焦距。第二光学部件130与第五光学部件160相对的面具有屈光率，通过调整间隙可调整成像系统的焦距。另一方面，第二光学部件130和第五光学部件160，两者之间形成不可调间隙，但间隙中注有液晶，构成曲率可变的液晶透镜。公知的，液晶透镜的曲率是由施加于液晶透镜上下方的电极的电压决定的。上下方的电极为透明电极，优选氧化铟锡材料。
　　此外，尽管在图3中未示出，根据本发明第三实施例的眼镜还可以包括镜片和镜架等固定单元，用于当使用者佩戴所述眼镜时，维持所述眼镜和使用者的相对位置关系。镜腿内部还应设有供电电池、导电线、光学快门、存储芯片和控制芯片等，以完美实现摄像目的。图3所示光学成像单元可设置于眼镜的左侧或右侧。或者，左右两侧分别设置成像效果不同的光学成像单元。左右图像信息通过图像处理器处理，可实现高清晰图像，或实现全息图像。
　　所述第一光学部件120 、所述第二光学部件130、第四光学部件150和第五光学部件160优选地由树脂材料制成，所述树脂材料的折射率和透射率与玻璃的折射率和透射率接近。由于树脂材料的质量较轻，因此根据本发明第三实施例的眼镜很容易实现轻型化。
　　另一方面，根据本发明第一实施例的眼镜的结构简单，而且树脂材料也易于加工，因此也容易实现量产。
　　然而，根据本发明第一、第二和第三实施例的隐形摄像眼镜的实现形式不限于图1-3所示的外观形状，而是根据不同需要可以具有不同的外观形状，因此，本发明不受其具体外观形式的限制。
　　根据本发明实施例的眼镜不仅能够实现隐形摄像并且容易实现轻型化，而且更容易实现量产。
　　上面己经参考附图描述了根据本发明实施例的隐形摄像眼镜。本领域技术人员应了解，本发明不限于上面描述的实施例，在不偏离本发明的精神的情况下可以做出各种修改，所述修改也应包含在本发明的范围之内。 本发明的范围应由所附权利要求及其等同物来限定。
　　小结分享：
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