一种智能眼镜

技术领域

本发明涉及智能穿戴设备技术领域，具体地说，涉及一种智能眼镜。

背景技术

随着各种硬件技术和软件算法的不断发展，人类获得信息的成本越来越低，频率越来越高，每天通过各种传感器和终端进行信息交互的数据量也越来越大，这就奠定了构建和不断完善数字世界的基础，在未来，数字世界和物理世界必将深度融合。

在实现数字和物理世界连接的过程中，传感器和融合传感器的终端设备是中间的接口，其重要性毋容置疑。这10多年来，通信基础设施与各种软硬件有了快速发展，但作为高效接口的移动终端设备，却只有智能手机一种得到了长足的发展并逐渐占据信息交互接口的主导地位。其他的移动终端和可穿戴设备，受限于电池、结构体积等等因素，智能实现简单的功能，比如健康检测、通话等功能。

智能眼镜，是一种常规的可穿戴设备，市面上已经有Google、华为、OPPO等产商推出相关产品，但可实现的功能却是较为简单，比如通过蓝牙功能和手机连接，实现听音乐、行程提醒、简单手势交互等功能。

但是，当前的智能眼镜需要连接至手机终端，一般无法独立设置，实现相应功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能眼镜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种智能眼镜，包括镜片、镜架和外连核心计算结构，镜架镜片、镜架和外连核心计算结构，镜架包括镜圈和镜腿两部分，所述镜圈与所述镜腿的一端相连，所述镜腿的另一端内部设置有第一电子模块和第二电子模块，所述第一电子模块和第二电子模块均包括控制电路、辅助电源、输入输出模块以及外连接口，所述镜片内嵌于所述镜圈内，所述外连核心计算结构包括计算模块、存储模块、电源模块、通信模块以及输入输出模组，所述输入输出模组包括第一输入输出模块、第二输入输出模块、第三输入输出模块和第四输入输出模块，第四输入输出模块包括第一伸缩结构和第二伸缩结构，所述外连核心计算结构通过第四输入输出模块与所述镜腿另一端的外连接口连接。

作为优选，所述镜片透明，用于在镜片上显示图形和文字，并通过信号线和控制线与所述镜腿内部的控制电路相连，信号线和控制线位于所述镜腿的内部。

作为优选，镜片除了用于2D显示，通过算法还用于3D功能显示。

作为优选，所述镜圈采用塑料或金属材料构成，所述镜圈上对称分布有两组天线，即第一天线和第二天线，天线工作在UWB频段或蓝牙频段，天线通过传输线和所述镜腿内部的控制电路相连。

作为优选，所述镜圈上还分布有1个或多个摄像头或其他图像模组，摄像头或其他图像模组位于所述镜腿靠近所述镜圈区域。

作为优选，所述镜腿由塑料或金属材料构成，所述镜腿内部的辅助电源和所述控制电路相连，所述控制电路和所述外连接口相连，所述输入输出模块控制辅助电源的通断。

作为优选，所述外连接口是多个方位的接口或者是可转动方位的连接结构，以便于所述外连核心计算结构通过不同位置和所述外连接口电连接，实现信号互传，同时，可以用作所述镜腿内部的辅助电源的充电接口。

作为优选，计算模块可为一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路等，用于控制整个智能眼镜设备工作；所述存储模块包括动态和静态存储器，以及硬盘或闪存；所述电源模块给其他模块供电；所述通信模块包括蜂窝、GPS、WIFI、毫米波以及太赫兹通信子系统，实现和基站、卫星、路由、其他外设或传感器的信号交互；所述输入输出模组主要包括USB或其他I/O类型接口、按键、滚轮、音频插口和传感器等。

作为优选，所述外连核心计算结构外部由非金属材料构成，为圆弧形，且所述第四输入输出模块的结构具有伸缩功能结构，以适应不同人头尺寸大小，和所述镜腿内部的外连接口连接，实现信号互传。

作为优选，所述外连核心计算结构还通过其内部通信模块和其他可穿戴设备通信，调用和控制其他可穿戴设备，用于系统和功能的扩展。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该智能眼镜中，通过智能眼镜设置扩展端，外连核心计算模块结构；同时利用智能眼镜对称特点，镜架可设置UWB(超宽带)定位系统；镜架上同时可挂载摄像头等图像传感器，并通过蓝牙，连接无线蓝牙耳机作为音频输入输出；眼镜片作为显示屏，结合这些模块，无需外连手机，智能眼镜自身即可达到实现达到大部分智能手机功能的目的。

附图说明

图1为本发明中实施例1的结构示意图。

图2为本发明中镜片和镜架结构一种实施方式细节图。

图3为本发明实施例2中镜腿内的外连接口的实施方式。

图4为本发明实施例3中镜腿内的外连接口的实施方式。

图5为本发明中外连核心计算结构细节图。

图6为本发明实施例与外部其他穿戴设备连接实现功能和系统扩展的示意图。

图中各个标号意义为：

110、镜片；110-1、显示区；110-2、屏幕控制芯片；110-3、柔性电路板；121、镜圈；121-1、第一天线；121-2、第二天线；122、图像模组；123、镜腿；123-1、第一电子模块；123-2、第二电子模块；123-1-1、辅助电源；123-1-2、控制电路；123-1-3、外连接口；123-1-3(1)、第一接口；123-1-3(2)、第二接口；123-1-3(x)、第三接口；123-1-4、输入输出模块；130、外连核心计算结构；130-1、第一伸缩功能结构；130-2、第二伸缩功能结构；131-0、核心处理模块；131-1、第一子系统处理模块；131-2、第二子系统处理模块；132、存储模块；133、电源模块；134、通信模块；134-1、天线系统；135-1、第一输入输出模块；135-2、第二输入输出模块；135-3、第三输入输出模块；136、SIM卡槽；200、蓝牙耳机；300、智能手环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”“第三”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

本发明提供一种智能眼镜，如图1-图6所示，包括镜片110、镜架和外连核心计算结构130，镜架包括镜圈121和镜腿123两部分，其中，镜片110内嵌于镜圈121中，镜腿123一端与镜圈121相连，另一端通过内部的第一电子模块123-1和第二电子模块123-2的外连接口与外连核心计算结构130相连，镜片110具有图像和文字显示功能，相当于透明的屏幕，镜圈121除了起到结构支撑的作用，还构成天线，天线工作频段可以是UWB和(或)蓝牙频段。镜片110屏幕和镜圈天线的信号和控制线路从镜腿123内部连接到镜腿123后端内部的第一电子模块123-1和第二电子模块123-2，另外有图像模组122安装在一侧镜腿123上，且靠近镜圈121，图像模组122朝向人眼前方，其信号和控制线路从镜腿123内部连接到相应一侧镜腿123后端内部的电子模块123-1，第一电子模块123-1和第二电子模块123-2对镜片110屏幕功能、镜圈121天线功能、图像模组122起到供电、信号传输、控制的作用。

本实施例中，镜片110除了可实现2D显示，还设置出3D效果显示。

进一步的，镜圈121外部为非金属结构，内侧有金属走线构成天线。

具体的，两侧镜圈121可以构成UWB天线，UWB天线数量采用一支或两支，一支时可实现电子标签(tag)功能，两支时一般做对称设计，如此，天线具有对称的方向图和辐射特性，当两天线用做UWB测角功能时，用于精度较高的水平方向测角。

进一步的，镜圈121还用于蓝牙天线功能，蓝牙天线可以在一侧镜圈或两侧镜圈上都有，蓝牙天线数量可以一支或两支。

进一步的，镜腿123外表面为非金属结构，内侧可以放置柔性电路板110-3和(或)传输线，柔性电路板110-3和(或)传输线可以传输镜片110上的屏幕功能的控制和数据信号；可以传输天线的信号；可以传输图像模组122的控制和数据信号。

进一步的，图像模组122为摄像头，也可以包括红外等其他成像模组。

进一步的，第一电子模块123-1和第二电子模块123-2包括控制电路123-1-1、辅助电源123-1-1、输入输出模块123-1-4以及外连接口123-1-3，辅助电源123-1-1给控制电路123-1-2供电，输入输出模块123-1-4一般包括按键，控制电路的通断和系统的开关，外连接口123-1-3和控制电路123-1-2相连，外连接口123-1-3提供对外功能扩展的输入输出接口以及充电功能接口，用于系统功能的扩展。

进一步的，外连核心计算结构130外壳为塑料。

进一步的，外连核心计算结构130为圆弧形，以适应人头形状。

进一步的，外连核心计算结构130的第四输入输出模块接口包括第一伸缩功能结构130-1、第二伸缩功能结构130-2，以调节适应不同人头大小和外连核心计算结构130佩戴方位。

参看图2，本发明镜片110和镜架结构一种实施方式细节图，这里选取有图像模组122的一侧作为说明，镜片110内嵌于镜圈121上，镜片110有显示功能，一般为柔性屏，具有显示区110-1，可以显示图像和文字，显示区110-1连接到屏幕控制芯片110-2上，可能通过几百甚至上千调控制线相连，屏幕控制芯片110-2位于镜腿123内，靠近显示区110-1，屏幕控制芯片110-2通过柔性电路板110-3，包括控制线、电源线、数据线连接到控制电路123-1-2上，进行数据传输以及电源开关控制，实现显示功能，柔性电路板110-3位于镜腿123内，镜圈121上设计有第一天线121-1和第二天线121-2，其中第一天线121-1为UWB天线，第二天线121-2为蓝牙天线。两天线连接到柔性电路板110-3上，与控制电路123-1-2相连，通过数据线进行电磁信号传输。在一些其他实施例中，第二天线121-2可以设计在镜腿123之内。第一天线121-1在对称的另一半镜圈121上对称设计，实现双UWB测角功能，也可以只在一处镜圈121设置唯一一支UWB天线，此时位置不做限定，实现tag功能，图像模组122安装在镜腿123靠近镜圈121的位置，其数据线和控制线连接到柔性电路板110-3上，与控制电路123-1-2相连。通过控制电路123-1-2，图像模组成像还显示在镜片110上的显示区110-1上，镜腿123外表面设置有输入输出模块123-1-4，一般为按键，连接到辅助电源123-1-1上，控制设备开关，实施例中还连接到控制电路123-1-2上，通过一些操作，比如按键长按、连续多次按等操作，实现特定功能控制，比如控制图像模组122手势识别功能开启，比如控制和其他外设连接状态等等，辅助电源123-1-1与控制电路123-1-2相连，给系统供电，并通过控制电路123-1-2将电源分配到各个模块。控制电路123-1-2还与外连接口123-1-3相连，控制到外连核心计算结构130的信号传递以及辅助电源123-1-1充放电控制。

值得注意的是，辅助电源123-1-1为锂电池，控制电路123-1-2为集成电路，外连接口123-1-3为高速串行接口。

实施例2

参看图3，本发明镜腿123内的外连接口一种实施方式：外连接口123-1-3采用固定多接口方式，图3中示意了第一接口123-1-3(1)和第二接口123-1-3(2)，两处接口成90度角，任意一侧都用于到外连核心计算结构130的连接，两处接口的设置是为了适应不同结构外连核心计算结构130或者不同人使用时佩戴外连核心计算结构130方位的需求。

实施例3

参看图4，本发明镜腿123内的外连接口另一种实施方式：外连接口123-1-3采用可转动多方位连接方式。接口只有一个第三接口123-1-3(x)，但是通过结构设计，此接口可以旋转，适应不同角度到外连核心计算结构130的连接。

参看图5，本发明外连核心计算结构细节图。包括核心处理模块131-0，第一子系统处理模块131-1和第二子系统处理模块131-2，存储模块132，电源模块133，通信模块134，第一输入输出模块135-1、第二输入输出模块135-2和第三输入输出模块135-3，SIM卡槽136，第四输入输出模块包括第一伸缩功能结构130-1和第二伸缩功能结构130-2，第二输入输出模块135-2为USB插口，连接到子系统处理模块131-1上，子系统处理模块131-1其中一端与电源模块133相连，控制电源模块充放电及系统各个模块的电源分配。核心处理模块131-0与第一子系统处理模块131-1、第二子系统处理模块131-2相连，与电源模块133相连，与存储模块132相连，与通信模块134相连，与传感器135-1相连，控制系统各个模块的工作指令。通信模块134还连有天线系统134-1，并与SIM卡槽136相连，用于蜂窝、GPS、WIFI、毫米波以及太赫兹通信子系统其中一种或数种功能，实现和基站、卫星、路由、其他外设或传感器的信号交互。第一子系统处理模块131-1和第二子系统处理模块131-2还用于系统外连兼容扩展的功能，本实施例中通过第一伸缩功能结构130-1和第二伸缩功能结构130-2外连到高速串行接口，与镜腿123中的第一电子模块123-1和第二电子模块123-2连接进行数据传输和控制，传感器135-1为陀螺仪或加速度计，当外连核心计算结构与智能眼镜镜腿123相连时，通过协同镜圈上UWB天线测角，摄像头122成像功能，还通过VSLAM(visual SimultaneousLocalization And Mapping)算法框架实现基于视觉的同步定位与地图构建功能，用于高精度寻物或户外探索地图构建等辅助应用。第三输入输出模块135-3是按键，控制整个系统的通断。存储模块132一般内置有软件程序，核心处理模块130-0通过调用软件，用于各模块的调用，控制等功能。

进一步的，核心处理模块131-0、第一子系统处理模块131-1和第二子系统处理模块131-2可为一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路。

进一步的，存储模块132一般包括动态和静态存储器，以及硬盘或闪存。

参看图6，本发明实施例与外部其他穿戴设备连接实现功能和系统扩展的示意图。当有外设蓝牙耳机200和智能手环300在智能眼镜通信距离范围内时，可通过蓝牙功能实现智能眼镜与这些穿戴设备之间的连接，并且连接成功后，智能眼镜通过核心计算结构中预置的程序控制这些模块，用于系统功能的扩展。比如和蓝牙耳机200连接后，智能眼镜系统可以调用蓝牙音频输入输出功能，实现语音控制、电话、听歌等应用。

在一些其他实施例中，还包括音频输入输出接口，比如mic，喇叭，有线耳机接口等；还包括无线充电线圈模块实现无线充电；还具有红外摄像头，并联合镜片显示功能进行红外成像等等，这里不一一细说。本发明的核心是智能眼镜通过外连接口进行主系统的扩展，并在扩展的主系统上实现多外设连接，大大丰富了智能眼镜可实现的功能，能适应更多更复杂的场景应用，提供到数字世界的一个高效的可移动的终端接口。相比于智能手机，眼镜的显示功能更为强大，结合高效处理和多模块输入，能扩展出更多视觉方面的应用以及提供更优的体验。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。