一种反馈型瞳孔收缩感应装置

技术领域

本发明涉及脑机结合技术领域，更具体地说，涉及一种反馈型瞳孔收缩感应装置。

背景技术

增强现实技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。

进入二十世纪以来，随着AR技术的发展，越来越多的知名电子厂商致力于研究AR产品，例如：美国的谷歌、日本的爱普生等都先后推出了自己的智能眼镜产品。

如表1所示，现有的AR产品其采用的光学显示系统主要分为以下几个类型：

表1

从上表可以看出，现有的AR光学显示系统的方案中只有三个适合应用于AR眼镜中，但是在视场角、色彩显示、对比度等方面还无法兼顾，无法获得较好的近眼显示效果。

现有的AR智能眼镜，视场角有限，无法测距，无法识别聚焦物品，无法实现脑机结合，而且当体验者体验AR时，未及时的进入状态，眼神处于游离状，难以及时进入场景，影响用户的体验的效果。

目前的眼动追踪技术是记录眼睛的定位和运动的有效手段。在非近眼显示领域，眼动追踪是通过将近红外光指向瞳孔来实现。这会在角膜上产生反射。红外(IR)摄像机跟踪这些反射，从而跟踪瞳孔注视点的移动，效果比较理想。但在近眼显示领域主要靠向内的摄像头实现，由于近眼显示的特殊结构，向内摄像头很难达到跟外部红外摄像机一样的效果，准确性和精准度大受影响，而且还会对佩戴者的视野产生影响。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种反馈型瞳孔收缩感应装置，当体验者体验AR时，未及时的进入状态，眼神处于游离状，难以及时进入场景，采用角膜入眼方式虚拟现实与显示场景相互结合，配备着眼镜镜片警示系统，进行行为提醒，当瞳孔采集线检测到虚拟动态与瞳孔反应不相匹配时，在发射线圈的作用下，使衍射光学元件在镜片上形成定位亮点，镜片内部设置的透明电磁圈与非球面聚光透镜相匹配，促使着非球面聚光透镜发生定位光点，光点用于提醒虚拟现实的定位，方便起到警示的作用，与用户起到交互的作用，便于实时反馈信息，大大保证了用户的体验的效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种反馈型瞳孔收缩感应装置，包括眼镜镜框，所述眼镜镜框的内端固定安装有鼻托块，所述鼻托块的中部前端固定安装有广角镜头，所述眼镜镜框的内侧前端固定安装有外界感光块，所述眼镜镜框的内框侧壁嵌入式安装有镜片，所述镜片的中部后侧设置有环绕显示器，所述环绕显示器的内侧固定安装有透明显示器，所述透明显示器的外表面设置有瞳孔采集线，所述瞳孔采集线的内部固定安装有感光导电膜，所述环绕显示器的前侧表面固定安装有定位感受器，所述眼镜镜框的内框架前侧表面固定安装有限位框，所述限位框的内部固定安装有发射线圈，所述发射线圈的内端固定连接有分流线圈，所述分流线圈的内端固定连接有连接点，所述连接点的内端固定安装有光束定位件，所述眼镜镜框的内部固定安装有传递电磁线圈，所述传递电磁线圈的内侧连接有对接电磁线圈，所述环绕显示器的内部固定安装有接受电磁线圈，所述接受电磁线圈的内侧固定连接有反馈电磁线圈。

进一步的，所述镜片包括反馈矩阵、透明电磁圈和非球面聚光透镜，所述反馈矩阵的内侧固定连接有透明电磁圈，所述透明电磁圈的内端连接有非球面聚光透镜，镜片由若干个透明状的反馈矩阵组合而成，反馈矩阵的纵截面呈正方形结构，每个独立的反馈矩阵的内部通过透明电磁圈起到信息接受与传递的作用，非球面聚光透镜的设置，用于警示用户的作用，起到提醒的作用。

进一步的，所述镜片由等间距分布的反馈矩阵组合而成，且反馈矩阵单体呈正方形框架结构，并且反馈矩阵呈透明状设置，呈透明状设置的反馈矩阵不影响用户的显示观测。

进一步的，所述透明电磁圈在反馈矩阵的内部等角度设置有4组，4组所述透明电磁圈的外端点与反馈矩阵的四个顶点相互重合，4组所述透明电磁圈的内端汇集于非球面聚光透镜处，非球面聚光透镜将与之匹配的发射线圈将光汇聚于一点，用于起到警示提醒的作用。

进一步的，所述非球面聚光透镜呈透明状结构，且非球面聚光透镜通过透明电磁圈与发射线圈相匹配，非球面聚光透镜在瞳孔反应与虚拟画面匹配时，处于透明状，不影响使用者的正常使用，非球面聚光透镜在瞳孔反应与虚拟画面不匹配时，在光束定位件的作用下，产生亮点，用于起到提醒的作用，方便用户快速进入状态，实时反馈，交互性强。

进一步的，所述环绕显示器的中心轴线与透明显示器的中心轴线相互重合，且环绕显示器与透明显示器组合成“美瞳”状结构，并且环绕显示器与透明显示器构成角膜接触显示器，采用直接接触角膜的方式，能够有效的避免了传统镜片眼镜产生光晕和“彩虹”斑现象，大大提升了用户体验感。

进一步的，所述瞳孔采集线的内部等间距分布有感光导电膜，且感光导电膜为透明状结构，并且感光导电膜单体之间相互独立，而且感光导电膜对瞳孔反光进行导电反应，感光导电膜可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而便于采集到瞳孔收缩的同步数据。

进一步的，所述瞳孔采集线将透明显示器等角度分成3个区域，3组所述瞳孔采集线交点与透明显示器圆心点相互重合，瞳孔采集线使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，方便观测观察者瞳孔，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化，用于感知瞳孔反应与虚拟动态信息的匹配度。

进一步的，所述光束定位件在限位框的内部均匀分布，且光束定位件通过连接点与分流线圈相匹配，并且光束定位件为衍射光学元件，在发射线圈的作用下，使衍射光学元件亮起，在镜片上形成定位亮点，促使着非球面聚光透镜发生定位光点，光点用于提醒虚拟现实的定位。

进一步的，所述定位感受器在环绕显示器的前侧表面等角度设置有3组，通过定位感受器确认瞳孔焦点的准确位置。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于

(1)本方案体验者体验AR时，未及时的进入状态，眼神处于游离状，难以及时进入场景，采用角膜入眼方式虚拟现实与显示场景相互结合，配备着眼镜镜片警示系统，进行行为提醒，当瞳孔采集线检测到虚拟动态与瞳孔反应不相匹配时，在发射线圈的作用下，使衍射光学元件在镜片上形成定位亮点，镜片内部设置的透明电磁圈与非球面聚光透镜相匹配，促使着非球面聚光透镜发生定位光点，光点用于提醒虚拟现实的定位，方便起到警示的作用，与用户起到交互的作用，便于实时反馈信息，大大保证了用户的体验的效果。

(2)镜片包括反馈矩阵、透明电磁圈和非球面聚光透镜，反馈矩阵的内侧固定连接有透明电磁圈，透明电磁圈的内端连接有非球面聚光透镜，镜片由若干个透明状的反馈矩阵组合而成，反馈矩阵的纵截面呈正方形结构，每个独立的反馈矩阵的内部通过透明电磁圈起到信息接受与传递的作用，非球面聚光透镜的设置，用于警示用户的作用，起到提醒的作用。

(3)镜片由等间距分布的反馈矩阵组合而成，且反馈矩阵单体呈正方形框架结构，并且反馈矩阵呈透明状设置，呈透明状设置的反馈矩阵不影响用户的显示观测。

(4)透明电磁圈在反馈矩阵的内部等角度设置有4组，4组透明电磁圈的外端点与反馈矩阵的四个顶点相互重合，4组透明电磁圈的内端汇集于非球面聚光透镜处，非球面聚光透镜将与之匹配的发射线圈将光汇聚于一点，用于起到警示提醒的作用。

(5)非球面聚光透镜呈透明状结构，且非球面聚光透镜通过透明电磁圈与发射线圈相匹配，非球面聚光透镜在瞳孔反应与虚拟画面匹配时，处于透明状，不影响使用者的正常使用，非球面聚光透镜在瞳孔反应与虚拟画面不匹配时，在光束定位件的作用下，产生亮点，用于起到提醒的作用，方便用户快速进入状态，实时反馈，交互性强。

(6)环绕显示器的中心轴线与透明显示器的中心轴线相互重合，且环绕显示器与透明显示器组合成“美瞳”状结构，并且环绕显示器与透明显示器构成角膜接触显示器，采用直接接触角膜的方式，能够有效的避免了传统镜片眼镜产生光晕和“彩虹”斑现象，大大提升了用户体验感。

(7)瞳孔采集线的内部等间距分布有感光导电膜，且感光导电膜为透明状结构，并且感光导电膜单体之间相互独立，而且感光导电膜对瞳孔反光进行导电反应，感光导电膜可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而便于采集到瞳孔收缩的同步数据。

(8)瞳孔采集线将透明显示器等角度分成3个区域，3组瞳孔采集线交点与透明显示器圆心点相互重合，瞳孔采集线使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，方便观测观察者瞳孔，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化，用于感知瞳孔反应与虚拟动态信息的匹配度。

(9)光束定位件在限位框的内部均匀分布，且光束定位件通过连接点与分流线圈相匹配，并且光束定位件为衍射光学元件，在发射线圈的作用下，使衍射光学元件亮起，在镜片上形成定位亮点，促使着非球面聚光透镜发生定位光点，光点用于提醒虚拟现实的定位。

(10)定位感受器在环绕显示器的前侧表面等角度设置有3组，通过定位感受器确认瞳孔焦点的准确位置。

附图说明

图1为本发明的AR眼镜主视剖面结构示意图；

图2为本发明的图1中A处放大结构示意图；

图3为本发明的环绕显示器的主视整体结构示意图；

图4为本发明的图3中B处放大结构示意图；

图5为本发明的环绕显示器的背视整体结构示意图；

图6为本发明的环绕显示器的主视剖面结构示意图；

图7为本发明的镜片的内部结构示意图；

图8为本发明的瞳孔采集结构示意图。

图中标号说明：

1、眼镜镜框；2、鼻托块；3、广角镜头；4、外界感光块；5、镜片；501、反馈矩阵；502、透明电磁圈；503、非球面聚光透镜；6、环绕显示器；7、透明显示器；8、瞳孔采集线；9、感光导电膜；10、定位感受器；11、限位框；12、发射线圈；13、分流线圈；14、连接点；15、光束定位件；16、传递电磁线圈；17、对接电磁线圈；18、接受电磁线圈；19、反馈电磁线圈。

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，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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装置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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-8，一种反馈型瞳孔收缩感应装置，包括眼镜镜框1，眼镜镜框1的内端固定安装有鼻托块2，鼻托块2的中部前端固定安装有广角镜头3，眼镜镜框1的内侧前端固定安装有外界感光块4，眼镜镜框1的内框侧壁嵌入式安装有镜片5，镜片5的中部后侧设置有环绕显示器6，环绕显示器6的内侧固定安装有透明显示器7，透明显示器7的外表面设置有瞳孔采集线8，瞳孔采集线8的内部固定安装有感光导电膜9，环绕显示器6的前侧表面固定安装有定位感受器10，眼镜镜框1的内框架前侧表面固定安装有限位框11，限位框11的内部固定安装有发射线圈12，发射线圈12的内端固定连接有分流线圈13，分流线圈13的内端固定连接有连接点14，连接点14的内端固定安装有光束定位件15，眼镜镜框1的内部固定安装有传递电磁线圈16，传递电磁线圈16的内侧连接有对接电磁线圈17，环绕显示器6的内部固定安装有接受电磁线圈18，接受电磁线圈18的内侧固定连接有反馈电磁线圈19。

请参阅图7，镜片5包括反馈矩阵501、透明电磁圈502和非球面聚光透镜503，反馈矩阵501的内侧固定连接有透明电磁圈502，透明电磁圈502的内端连接有非球面聚光透镜503，镜片5由若干个透明状的反馈矩阵501组合而成，反馈矩阵501的纵截面呈正方形结构，每个独立的反馈矩阵501的内部通过透明电磁圈502起到信息接受与传递的作用，非球面聚光透镜503的设置，用于警示用户的作用，起到提醒的作用。

请参阅图7，镜片5由等间距分布的反馈矩阵501组合而成，且反馈矩阵501单体呈正方形框架结构，并且反馈矩阵501呈透明状设置，呈透明状设置的反馈矩阵501不影响用户的显示观测。

请参阅图7，透明电磁圈502在反馈矩阵501的内部等角度设置有4组，4组透明电磁圈502的外端点与反馈矩阵501的四个顶点相互重合，4组透明电磁圈502的内端汇集于非球面聚光透镜503处，非球面聚光透镜503将与之匹配的发射线圈12将光汇聚于一点，用于起到警示提醒的作用。

请参阅图7，非球面聚光透镜503呈透明状结构，且非球面聚光透镜503通过透明电磁圈502与发射线圈12相匹配，非球面聚光透镜503在瞳孔反应与虚拟画面匹配时，处于透明状，不影响使用者的正常使用，非球面聚光透镜503在瞳孔反应与虚拟画面不匹配时，在光束定位件15的作用下，产生亮点，用于起到提醒的作用，方便用户快速进入状态，实时反馈，交互性强。

请参阅图3-5，环绕显示器6的中心轴线与透明显示器7的中心轴线相互重合，且环绕显示器6与透明显示器7组合成“美瞳”状结构，并且环绕显示器6与透明显示器7构成角膜接触显示器，采用直接接触角膜的方式，能够有效的避免了传统镜片眼镜产生光晕和“彩虹”斑现象，大大提升了用户体验感。

请参阅图4-5，瞳孔采集线8的内部等间距分布有感光导电膜9，且感光导电膜9为透明状结构，并且感光导电膜9单体之间相互独立，而且感光导电膜9对瞳孔反光进行导电反应，感光导电膜9可随瞳孔收缩的变化同步变化，从而便于采集到瞳孔收缩的同步数据。

请参阅图5-6，瞳孔采集线8将透明显示器7等角度分成3个区域，3组瞳孔采集线8交点与透明显示器7圆心点相互重合，瞳孔采集线8使用感光导电模式，感知瞳孔收缩时的射入光或反射光，瞳孔收缩时，方便观测观察者瞳孔，瞳孔反光随瞳孔收缩的变化而产生明暗变化，用于感知瞳孔反应与虚拟动态信息的匹配度。

请参阅图1-2，光束定位件15在限位框11的内部均匀分布，且光束定位件15通过连接点14与分流线圈13相匹配，并且光束定位件15为衍射光学元件，在发射线圈12的作用下，使衍射光学元件亮起，在镜片5上形成定位亮点，促使着非球面聚光透镜503发生定位光点，光点用于提醒虚拟现实的定位。

请参阅图3，定位感受器10在环绕显示器6的前侧表面等角度设置有3组，通过定位感受器10确认瞳孔焦点的准确位置，以上便完成该反馈型瞳孔收缩感应装置的一系列操作，体验者体验AR时，未及时的进入状态，眼神处于游离状，难以及时进入场景，采用角膜入眼方式虚拟现实与显示场景相互结合，配备着眼镜镜片警示系统，进行行为提醒，当瞳孔采集线检测到虚拟动态与瞳孔反应不相匹配时，在发射线圈的作用下，使衍射光学元件在镜片上形成定位亮点，镜片内部设置的透明电磁圈与非球面聚光透镜相匹配，促使着非球面聚光透镜发生定位光点，光点用于提醒虚拟现实的定位，方便起到警示的作用，与用户起到交互的作用，便于实时反馈信息，大大保证了用户的体验的效果。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。