[发明专利]一种基于眼球追踪的视距检测自动变焦系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于眼球追踪的视距检测自动变焦系统及方法，包括镜架，镜架上设有Alvarez透镜变焦系统，镜架上设有摄像头。方法包括：将眼镜按标准戴好；通过摄像头获取图像并传输；使用Alvarez透镜变焦系统处理图像并获取数据；通过计算得到水平视距；根据计算结果调整镜片的光焦度。上述技术方案利用摄像头捕捉左右眼的图像并结合三维坐标系进行计算，得到双目视距，然后将双目视距信号输出，控制可调焦镜片的光焦度变化，实现自动调焦，避免用户使用时频繁摘戴眼镜，提高了眼镜佩戴的舒适度和便捷程度。

技术领域

本发明涉及光学变焦领域，尤其涉及一种基于眼球追踪的视距检测自动变焦系统及方法。

背景技术

随着人口逐渐步入老龄化，老年人口所占的比重越来越大。伴随着人的衰老，眼球的晶状体逐渐硬化、增厚，而且眼部肌肉的调节能力也随之减退，当看近物时，由于影像投射在视网膜上无法聚焦，看近距离物体就会变得模糊不清。一般情况下，验光配镜是最可靠、有效的方法，目前，老花眼镜主要有单光(单焦) 镜、双光(双焦)镜以及渐变多焦镜。单光镜和双光镜较为常见，但存在使用不便的问题，相比于常见的单光镜和双光镜，渐变多焦镜是通过同一个镜片上不同的区域看到近、中、远距离的物体，它很好的解决了双光镜造成的中间的视力模糊问题，是目前为止比较理想的矫正老视的方法，它在保证了清晰近视力的同时，还保证了良好的中远距视力，但是焦点固定并不能完全适应人眼的需求，框架眼镜的镜片和角膜的顶点有一定的距离，致使高度数镜片有一定的放大率，容易使配戴者有一定的不适和眩晕感。

中国专利文献CN108873337A公开了一种“手动液压调节视野视力变焦头盔”。包括头盔本体，所述头盔本体设置有镜框和镜片，所述镜片设置有第一镜片组件和第二镜片组件，所述第一镜片组件设置有不同用户能够根据自身视力设置不同视力度数范围的视力调节装置，所述第二镜片组件设置有用户能够根据在不同环境下设置不同视野远近的视野调节装置，所述视力调节装置和视野调节装置采用手动液压调节结构，所述手动液压调节结构与镜框和/或头盔本体连接，并与镜片连接，所述镜片设置有容纳腔，所述容纳腔与手动液压调节结构连接。上述技术方案采用手动调节镜片光焦距，不仅佩戴时手动调焦产生晃动影响佩戴效果，且难以准确调节焦距。

发明内容

本发明主要解决原有的眼镜焦度调节不便的技术问题，提供一种基于眼球追踪的视距检测自动变焦系统及方法，利用摄像头捕捉左右眼的图像并结合三维坐标系进行计算，得到双目视距，然后将双目视距信号输出，控制可调焦镜片的光焦度变化，实现自动调焦，避免用户使用时频繁摘戴眼镜，提高了眼镜佩戴的舒适度和便捷程度。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于眼球追踪的视距检测自动变焦系统，包括镜架，其特征在于，镜架上设有Alvarez 透镜变焦系统，镜架上设有摄像头。通过摄像头采集所需的角度、距离等数据，将数据传输到Alvarez透镜变焦系统，经过计算分析，进行变焦，自动调整到适合用户的焦距。

作为优选，所述的Alvarez透镜变焦系统安装在镜架的镜片安装处。该变焦系统由两个镜片组成，通过反向移动垂直于光轴方向的两个镜片实现变焦功能。每个镜片包含一个平面和一个自由曲面，第二个镜片中的自由曲面由第一个镜片中的自由曲面旋转180°得到。当两个镜片完全对齐，整体作用等效于平行玻璃板；当两个镜片凸面部分相对，整体作用等效于凸透镜，会聚光束；当两个镜片凹面部分相对，整体作用等效于凹透镜，发散光束。

作为优选，所述的摄像头包括左眼摄像头和右眼摄像头，左眼摄像头安装在Alvarez透镜变焦系统左侧，镜头朝向左眼球；右眼摄像头安装在Alvarez透镜变焦系统右侧，镜头朝向右眼球。摄像头方向分别对准左右眼的部位，确保实时获取完整的眼部图像。

作为优选，所述的左眼摄像头和右眼摄像头的高度与左右眼球的高度一致。一种基于眼球追踪的视距检测自动变焦系统的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：