[实用新型]眼视控制装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种电气设备的控制装置，特别是一种适用于残疾人、老年人和重病人用于控制周围环境电气设备的眼视控制装置。

背景技术：

对正常人来说，用手开灯、关门、开空调、开电视机、上网、收发E-MAIL等是一件轻而易举的事，然而对于上肢不能动弹的残疾人或老年人及危重病人来说，却是一件十分困难的事。鉴于上述情况，一些高科技公司研究开发专门用于残疾人及老年人的数字技术设备，以扩大他们的活动和就业空间。其中用眼睛传达命令来控制外部设备就是一例。如美国佛吉尼亚(Virginia)大学于1989年推出的Erica系统(发表在期刊：IEEE Trans.On Systems，Man，and Cybernetics，Vol.19，No.6，1989，PP1527-1534)可以直接由眼睛来发出命令，用于帮助那些只能控制眼睛肌肉的重度残疾人生活、学习和娱乐。这是一种用红外光照在人脸部，在眼睛角膜上产生高亮度发射点(普尔钦斑点)，利用眼球转动相对普尔钦斑点的位置偏移，判断视线方向的系统，来传达命令以控制外部设备，但该系统要求使用过程中头部位置及姿势需保持不变，每次搬动病人后系统需重新调整，使用不方便。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种改进的眼视控制器，使用过程中，使用人无需严格保持头部位置及姿态不变，仍能有效达到眼视控制周围环境电气设备，使用方便。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种眼视控制装置，包括正面带有显示窗口、红外光发射孔和图像采集孔的壳体、安置于壳体内而显示屏对准显示窗口的显示器、发射口对准红外光发射孔的红外发光器、镜头对准图像采集孔的变焦物镜和CCD摄像机、输入接口连接CCD摄像机输出接口的图像采集卡、输入接口连接图像采集卡输出接口的计算机、以及计算机经输出接口连接变焦物镜、显示器输入接口和引出壳体控制周围环境电气设备的控制电缆，其特征在于变焦物镜与图像采集孔之间的光通道中设置一个由计算机控制的移像/转像装置。

上述的移像/转像装置的结构可以设计为：有一个带光入射孔和光出射孔的转动架，其光入射孔和光出射孔的中心线同转动架的转轴和变焦物镜与图像采集孔之间的光轴为同一轴线，转动架内设置一个固定平面镜、一个垂直摆动平面镜和一个水平摆动平面镜，垂直摆动平面镜固定于一个步进电机的水平输出轴上，水平摆动平面镜固定于一个步进电机的垂直输出轴上，一个步进电机输出轴上固定的齿轮与转动架上的固定齿轮啮合，计算机通过其输出接口连接三个步进电机的控制器。本实用新型的工作原理是：

使用时，安置本眼视控制装置，使得使用人的头部处于红外发光器发射光轴与图像采集光轴交汇处。红外发光器发出的光在使用人眼睛角膜上形成高亮度反射点(普尔钦斑点)，用CCD摄像机先在使用人头部允许移动的范围内捕获图像，经图像处理确定两眼普尔钦斑点位置坐标，以两眼普尔钦斑点连线中心及斜率为依据，调节移像/转像系统成像光路，将用户脸部图像锁定到固定位置，以校正使用人头部位置高低和左右偏离；再以两眼普尔钦斑点的间距为依据，改变可变焦物镜焦距，将两眼普尔钦斑点的间距放大定格到某一定值，以校正头部离开显示屏的不同距离；当眼睛注视显示屏上不同方位的命令框时，表现为眼球的转动，对眼睛部位作局部图像处理确定瞳孔位置相对普尔钦斑点的偏移，根据光路调整量、焦距变化量、瞳孔偏移量，就可以确定和激活眼睛盯视方向所对应的命令图标，命令图标被激活后，计算机通过控制线将命令输出外部电气设备，实现对外部电气设备的控制。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的特点和优点：本实用新型在图像采集光通道中设置一个由计算机控制的移像/转像装置，在使用过程中，使用人的头部在红外光发射光轴与图像采集光轴交汇处可以上、下、左、右、前、后适量移动，能由计算机控制移像/转像装置而自动调整对位，有效实现对外部电气设备控制，使用方便。据测试，头部允许活动范围为左右±300mm，高低±300mm，前后±300mm。本实用新型适用于残疾人、老年人和重病人用眼控制周围环境电气设备。

附图说明：

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是图1示例的结构原理图。

具体实施方式：