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本開發(fā)方案涉及光學(xué)攝像技術(shù)，更具體地涉及一種隱形攝像眼鏡。
背景技術(shù)：
目前眼鏡上設(shè)置的攝像頭小到針孔，雖然已經(jīng)很隱蔽，但仍然無法真的隱形。
因此，需要一種新型的隱形攝像技術(shù)，其不僅做到真的隱形攝像，而且也易于制造的隱形攝像眼鏡。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于上述目的，提出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種隱形攝像眼鏡，其通過使用偏振分光器和樹脂材料來構(gòu)成光波導(dǎo)系統(tǒng)，可以有效地實(shí)現(xiàn)隱形攝像并且也容易實(shí)現(xiàn)輕型化制造。
為此目的，本發(fā)明提供一種隱形攝像眼鏡，具有鏡片、鏡架和鏡腿，以及隱形光學(xué)成像單元，該隱形光學(xué)成像單元從物側(cè)到像側(cè)依次包括分光鏡、光波導(dǎo)單元、目鏡單元和CMOS成像元件，其中分光鏡和光波導(dǎo)單元均為透明光學(xué)元件，內(nèi)嵌入鏡片之中，光波導(dǎo)單元與其周圍介質(zhì)之間形成了從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)的界面;分光鏡位于光波導(dǎo)單元的物側(cè)端，相對于鏡片平面傾斜設(shè)置，光波導(dǎo)單元與鏡片平面大致平行延伸，目鏡單元和CMOS成像元件內(nèi)設(shè)于鏡架和/或鏡腿內(nèi)部;鏡片前方的入射光線經(jīng)分光鏡反射后沿著光波導(dǎo)單元傳播，在光波導(dǎo)單元的像側(cè)端全反射進(jìn)入目鏡單元，最后聚焦于CMOS成像元件。
該隱形光學(xué)成像單元物側(cè)端還包括凸起于鏡片前方的物鏡部件，其將入射光線會聚于分光鏡。
一方面，該光波導(dǎo)單元可以分為前后兩部分，中間具有可調(diào)節(jié)寬度的間隙。所述波導(dǎo)前后兩部分相對面具有曲率。
另一方面，該光波導(dǎo)單元分為前后兩部分，中間夾有曲率可調(diào)節(jié)的液晶透鏡。
其中，所述分光鏡為半透半反鏡或偏振分光鏡。所述分光鏡為偏振分光鏡，使所述入射光線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。所述目鏡單元包括一偏振濾光鏡，其透射光具有第一偏振方向。
優(yōu)選，所述分光鏡相對于鏡片平面45度傾斜。
隱形攝像眼鏡實(shí)現(xiàn)方式中，所述光學(xué)成像單元設(shè)置于眼鏡的左側(cè)或右側(cè)，或左右兩側(cè)分別設(shè)置。
附圖說明
通過參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例的各種特征和優(yōu)點(diǎn)將更明顯，并且也更容易被理解，在附圖中:
圖1 示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2 示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3 示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的穿戴式眼鏡設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)現(xiàn)方式
下面將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隱形攝像眼鏡。
如圖1 所示，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的隱形攝像眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的隱形攝像眼鏡具有鏡片、鏡架和鏡腿，以及隱形成像光學(xué)單元100，該隱形成像光學(xué)單元包括CMOS成像元件110、第一光學(xué)部件120、第二光學(xué)部件130以及第三光學(xué)部件140。
第三光學(xué)部件140和第二光學(xué)部件130均為透明光學(xué)元件，嵌入眼鏡鏡片中。所述第三光學(xué)部件140為一分光鏡，接收眼鏡前方的外部光。分光鏡位于第二光學(xué)部件130的物側(cè)端，相對于鏡片平面傾斜設(shè)置，第二光學(xué)部件130與鏡片平面大致平行延伸。分光鏡相對于鏡片平面，優(yōu)選45度傾斜。第三光學(xué)部件140可為半透半反鏡或偏振分光鏡，優(yōu)選偏振分光鏡，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。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡中，第二光學(xué)部件130和其周圍介質(zhì)之間形成了從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)的界面，偏振光在第二光學(xué)部件130中實(shí)現(xiàn)全反射傳播，第二光學(xué)部件130構(gòu)成光波導(dǎo)，傳播該反射偏振光，該反射偏振光在眼鏡邊緣折反射出鏡。
第一光學(xué)部件120位于眼鏡的鏡架和/或鏡腿中，構(gòu)成目鏡單元。鏡片前方的入射光線經(jīng)分光鏡反射后沿著光波導(dǎo)單元傳播，在光波導(dǎo)單元的像側(cè)端全反射進(jìn)入目鏡單元，最后聚焦于CMOS成像元件。
利用所述光波導(dǎo)部件130 、所述偏振分光鏡140 、所述目鏡單元120以及成像元件110一起構(gòu)成隱形光學(xué)成像單元，使得外部光能被提取并成像于CMOS成像元件110。
為了消除雜散光的干擾，提高成像質(zhì)量，在目鏡單元120中還可以包括一個偏振濾光鏡，偏振濾光鏡的透射光與偏振分光鏡140的反射光的偏振方向一致。
此外，盡管在圖1 中未示出，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元，用于當(dāng)使用者佩戴所述眼鏡時，維持所述眼鏡和使用者的相對位置關(guān)系。鏡腿內(nèi)部還應(yīng)設(shè)有供電電池、導(dǎo)電線、光學(xué)快門、存儲芯片和控制芯片等，以完美實(shí)現(xiàn)攝像目的。圖1所示光學(xué)成像單元可設(shè)置于眼鏡的左側(cè)或右側(cè)?；蛘?，左右兩側(cè)分別設(shè)置成像效果不同的隱形光學(xué)成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理，可實(shí)現(xiàn)高清晰圖像，或?qū)崿F(xiàn)全息圖像。
所述第一光學(xué)部件120 和所述第二光學(xué)部件130優(yōu)選地由樹脂材料制成，所述樹脂材料的折射率和透射率與玻璃的折射率和透射率接近。由于樹脂材料的質(zhì)量較輕，因此根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡很容易實(shí)現(xiàn)輕型化。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)簡單，而且樹脂材料也易于加工，因此也容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
如圖2 所示，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡，該隱形光學(xué)成像單元100還包括第四光學(xué)部件150 。
所述第四光學(xué)部件150凸出眼鏡鏡片前方一側(cè)，成為聚光物鏡部件，將外部入射光會聚到偏振分光鏡140，反射的偏振光經(jīng)光波導(dǎo)130傳播到目鏡單元120，最終聚焦成像于成像元件110。
為了消除雜散光的干擾，提高成像質(zhì)量，在目鏡單元120中可以包括一個偏振濾光鏡，偏振濾光鏡的透射光與偏振分光鏡140的反射光的偏振方向一致。
此外，盡管在圖2中未示出，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元，用于當(dāng)使用者佩戴所述眼鏡時，維持所述眼鏡和使用者的相對位置關(guān)系。鏡腿內(nèi)部還應(yīng)設(shè)有供電電池、導(dǎo)電線、光學(xué)快門、存儲芯片和控制芯片等，以完美實(shí)現(xiàn)攝像目的。圖2所示光學(xué)成像單元可設(shè)置于眼鏡的左側(cè)或右側(cè)?；蛘撸笥覂蓚?cè)分別設(shè)置成像效果不同的光學(xué)成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理，可實(shí)現(xiàn)高清晰圖像，或?qū)崿F(xiàn)全息圖像。
所述第一光學(xué)部件120、所述第二光學(xué)部件130和第四光學(xué)部件150優(yōu)選地由樹脂材料制成，所述樹脂材料的折射率和透射率與玻璃的折射率和透射率接近。由于樹脂材料的質(zhì)量較輕，因此根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡很容易實(shí)現(xiàn)輕型化。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)簡單，而且樹脂材料也易于加工，因此也容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
如圖3所示，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
與第二實(shí)施例的不同在于，鏡片內(nèi)的光波導(dǎo)分成兩部分，分別為第二光學(xué)部件130和第五光學(xué)部件160。一方面，兩者之間形成可調(diào)間隙，通過調(diào)整間隙可實(shí)現(xiàn)成像系統(tǒng)的可調(diào)焦距。第二光學(xué)部件130與第五光學(xué)部件160相對的面具有屈光率，通過調(diào)整間隙可調(diào)整成像系統(tǒng)的焦距。另一方面，第二光學(xué)部件130和第五光學(xué)部件160，兩者之間形成不可調(diào)間隙，但間隙中注有液晶，構(gòu)成曲率可變的液晶透鏡。公知的，液晶透鏡的曲率是由施加于液晶透鏡上下方的電極的電壓決定的。上下方的電極為透明電極，優(yōu)選氧化銦錫材料。
此外，盡管在圖3中未示出，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元，用于當(dāng)使用者佩戴所述眼鏡時，維持所述眼鏡和使用者的相對位置關(guān)系。鏡腿內(nèi)部還應(yīng)設(shè)有供電電池、導(dǎo)電線、光學(xué)快門、存儲芯片和控制芯片等，以完美實(shí)現(xiàn)攝像目的。圖3所示光學(xué)成像單元可設(shè)置于眼鏡的左側(cè)或右側(cè)?；蛘撸笥覂蓚?cè)分別設(shè)置成像效果不同的光學(xué)成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理，可實(shí)現(xiàn)高清晰圖像，或?qū)崿F(xiàn)全息圖像。
所述第一光學(xué)部件120 、所述第二光學(xué)部件130、第四光學(xué)部件150和第五光學(xué)部件160優(yōu)選地由樹脂材料制成，所述樹脂材料的折射率和透射率與玻璃的折射率和透射率接近。由于樹脂材料的質(zhì)量較輕，因此根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的眼鏡很容易實(shí)現(xiàn)輕型化。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的眼鏡的結(jié)構(gòu)簡單，而且樹脂材料也易于加工，因此也容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
然而，根據(jù)本發(fā)明第一、第二和第三實(shí)施例的隱形攝像眼鏡的實(shí)現(xiàn)形式不限于圖1-3所示的外觀形狀，而是根據(jù)不同需要可以具有不同的外觀形狀，因此，本發(fā)明不受其具體外觀形式的限制。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的眼鏡不僅能夠?qū)崿F(xiàn)隱形攝像并且容易實(shí)現(xiàn)輕型化，而且更容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
上面己經(jīng)參考附圖描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隱形攝像眼鏡。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明不限于上面描述的實(shí)施例，在不偏離本發(fā)明的精神的情況下可以做出各種修改，所述修改也應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。 本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求及其等同物來限定。
