视觉受损人员使用的光学装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种视觉受损人员使用的光学装置及操作这种装置的方法。在一个实施方式中，设备包括离散光源的间隔开的排列和被设置用以将这排列与视觉受损人员的至少一个眼睛的保持靠近关系的支架。图像捕捉装置被配置以捕捉该人员即时环境的至少一部分的图像，其中排列被配置以基于所捕捉到的图像的内容，通过选择性地点亮一个或更多个离散光源向人员传递信息。这样，与人员环境中的物体和/或文字语言相关的信息可以通过预先设定的点亮模式(例如空间的和/或速度的)被传递给人员。该设备和方法被发现特别适用于那些患有至少某种残余光和/或色差的视觉受损人员。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】视觉受损人员使用的光学装置
本专利技术涉及用于帮助视觉受损的设备和方法，尤其涉及视觉受损人员使用的光学装置以及操作这种光学装置的方法。
技术介绍
在英国有370,000左右的人登记为失明或弱视，并有更多的人遭受某种形式的视觉障碍或视力障碍，阻碍了他们的活动，或以其他方式降低了他们的生活质量。然而，对于多数视障人士至少有一些残余的视觉功能仍然存在，即使对那些登记为盲的人。此“残余的视觉功能”可能经常被局限为简单的区分浅色和深色的能力，但偶尔也可以彼此区分不同的颜色。因此，例如，许多视障人士能够“看到”移动的手，但不能数清单独的手指等。视力丧失显然极大地影响个人的导航和顺利绕过环境，因此，许多人患有视觉障碍的结果行动不便。英国的皇家国立盲人学院(RNIB)收集的数据显示，约48％的失明或弱视人士感到“中度地”或“完全”脱离了社会。通常情况下，视障人士可得到的唯一的活动援助(尽管有导盲犬)是手动探针，也就是手杖(即盲人专用白色手杖)或听觉装置(类似于回声定位设备)。然而，我们的视觉是最自然的感知，人们通过视觉认知空间环境，因此，即使使用传统的辅助设备，个人仍可能遭受对周围环境的认知减少，从而降低他们安全越过和绕过身边环境中障碍物的能力。在某种程度上，现有技术尝试通过提供各种头戴式的增强现实设备来解决视觉受损人员活动不便的问题。然后多数这些装置使用向人员提供“增强”的图像的技术，摄像头捕捉人员环境的图像然后处理图像来增加图像的亮度和对比度。另外，边缘划定和/或锐化算法也可被应用来为人员划定图像中的边缘，从而潜在地改善他们区别不同类型物体的能力。虽然这种装置可以改善人员的生活质量，但对于视觉受损的患者来说并不是普遍有效的，因为要观看图像仍需要相当程度的实际视觉，那就必然要求人员能实际集中于呈现的图像上以分辨包含在其中的信息。因此，对视觉问题严重的人员来说集中于图像上是不太可能的，因此图像增强并不能辅助他们在所处的环境中的活动。另外，许多已知的头戴式装置相当笨重，长时间使用增强现实的头戴装置会引起佩戴者头部和颈部的不适，这对于年老的佩戴者尤其麻烦。再者，这种头戴装置也不美观，而且会因为头戴装置可能会引起别人对他们的注意而会造成人员对自己的状态“不自然”的感觉。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是解决一些，即使不是全部，上述现有技术中的问题，本专利技术提供了装置和方法以援助视觉受损人员，使得他们能够使用至少一些他们的残余视觉功能来感知他们周围的空间环境。本专利技术的进一步目的是提供相对轻质的视觉援助来改善对于视觉受损人员的舒适度和可佩戴性。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种视觉受损人员使用的光学装置，包括：离散光源的间隔开的排列；支架，所述支架被设置以使所述排列与所述视觉受损人员的至少一个眼睛保持接近的关系；及图像捕捉设备，所述图像捕捉设备被配置以捕捉所述人员即时环境的至少一部分的图像；其中所述排列被配置以基于所述捕捉到的图像的内容，通过选择性地点亮一个或更多个所述离散光源向所述人员传递信息。所谓“视觉受损人员”是指任何年龄和性别的，视力受到视觉损伤而降低、减弱或者阻碍了其视力，使其视力低于平均视力者的人员。特别地，这个短语旨在包括，但不局限于，被登记为盲的或弱视的人员，但不管怎样，还保留有至少一些残余的视觉，能够一定程度上区分亮和暗，也许还能区分颜色。而且，应当理解，对于造成视觉受损的原因并没有暗示任何限制，因此视觉受阻可以是任何遗传或先天性条件引起的、随着年龄增大或受伤导致的等。提供了一种光学装置是特别有利的，，这种光学装置包括间隔开的离散光源排列以便根据所捕捉的人员的即时环境的图像的内容，通过选择性地点亮一个或更多个离散光源，将信息传递给视觉受损人员，这样所述人员可以使用他们的残余视觉来获得至少对于他们周围情况的空间意识。以这种方式，借由选择性地点亮光源，在所述人员环境中的有关物体的信息和相对物体的距离被传递给所述人员，从而使得所述人员能够驾驭和穿绕过他们的环境。因此，当所述人员具有对他们周围环境具有更好的空间认知时，极大改善了他们在那个环境中的活动并降低了事故或受伤的风险，因而所述人员的安全得到显著的改善。间隔开的离散光源的排列优选地是单个光源的正则矩阵，以预定的量彼此间隔开。在优选实施方式中，间隔开的排列包括发光二极管(LED)矩阵，每个二极管优选地是单独地可寻址的，这样每个二极管都能被单独控制。使用LED的有利之处是比其他形式的光源需要相对较低水平的电力能源，和一般相对轻质和坚固的组件。LED矩阵可包括纯白LED，或者可选地，多色LED，例如单二极管双色红色和绿色LED或单独的红色和绿色LED等。当然，应当认识到，在本专利技术的排列中可以根据特定的应用或人员的视觉受损情况使用任何数量或组合的白色、彩色或多色LED(单独或双/多色)。使用不同颜色的LED的一个优势是，可以将额外的和/或更明确的信息传递给那些具有一定程度的颜色区分的人员。因此，可以指定某些颜色或颜色的组合为特定的意思，用它们来将不同类型的信息或指令传递给光学装置的佩戴者，而不是简单地区分光和暗。然而，当人员不具有残余的色彩感知力，所需的信息仍然可以通过白光的方式传递给佩戴者，而不会损失任何空间意识或信息。在这种设置情况下，可以使用其他驱动LED的技术(例如通过空间和/或时间模式)，以后会讨论。确实，在一些优选实施方式中，间隔开的排列包括纯白光LED矩阵。支架被设置以将排列与光学装置的佩戴者的至少一个眼睛保持接近的关系。优选地，支架被配置成将排列与眼睛保持基本上比眼睛的最小焦距(即理论上可以获得聚焦的最短距离)更近的距离。换句话讲，排列可被放置在离佩戴者眼睛的某个距离以使佩戴者不需要聚焦在排列中的光源上。因此，大多数情况下排列优选地处于离佩戴者眼睛大约3到5厘米之间的距离。然而，确切的距离要视特定人员和他们视觉受损情况而定，所以在一些应用中，有可能会需要排列更远地与眼睛间隔开，或者离眼睛更近。将排列接近眼睛放置的一个优势是佩戴者眼睛接收到的光的强度可以增加，这潜在地增强了光和暗之间的感知力。而且，由于不需要聚焦在排列上，光学装置可被那些具有很小或没有聚焦能力的视觉受损人员使用，而不像现有技术的增强现实头戴装置那样需要佩戴者聚焦在增强的画面上。在特别优选的实施方式中，光学装置进一步包括离散光源的第二间隔开的排列，这样每一个排列被配置以向所述人员的各个眼睛传递信息。第二排列优选地在结构上和功能上与第一排列相同。然而，在一些实施方式中，这些排列依据特定的应用和/或视觉受损人员的情况(例如佩戴者仅一只眼睛具有颜色感知力等)会彼此不同。支架最优选地包括眼镜框架。框架可具有可折叠的臂或可选地，具有可固定地连接于框架其余部分(如镜片架)的臂。另外或可选地，眼镜框架可以是“环绕”的类型，从而更好的利用任何周边视觉和/或改善人员的舒适度或方便性。眼镜框架用于支架的一个优势是，不需要相对较重的头戴式的结构部件，这降低了光学装置的整体重量因此改善了佩戴者的舒适度。而且，可以说使用眼镜框架改善了光学装置的美观度，使得在公共场合使用装置时佩戴者可以感觉更“舒服”，因为它比笨重的头戴式装置更轻便。当然，应当认识到，任何其他形式的合适的轻质支架可以使用在本专利技术的光学装置上，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.24 GB 1103200.01.一种视觉受损人员使用的光学装置，包括：单个光源的正则矩阵，所述单个光源以预定的量彼此间隔开；支架，所述支架被设置以将所述正则矩阵与所述人员的至少一个眼睛保持接近的关系；及基于摄像头的包括光学镜片的图像捕捉设备，所述图像捕捉设备被配置成通过所述镜片捕捉所述人员至少部分即时环境的图像；其中所述正则矩阵被配置成基于所述捕捉到的图像的内容，通过选择性地点亮一个或更多个所述单个光源直接向所述人员传递信息而不需要聚焦。2.如权利要求1所述的光学装置，其中所述支架被设置成将所述正则矩阵与所述眼睛保持基本上比所述眼睛的最小焦距更近的距离。3.如权利要求1所述的光学装置，其中所述正则矩阵是发光二极管的矩阵。4.如权利要求3所述的光学装置，其中所述发光二极管是单独地可寻址的。5.如权利要求1所述的光学装置，进一步包括单个光源的第二正则矩阵，所述单个光源以预定的量彼此间隔开，每一个正则矩阵被配置以分别向所述人员的各个眼睛传递信息。6.如权利要求5所述的光学装置，其中所述支架包括眼镜框架。7.如权利要求6所述的光学装置，其中每个正则矩阵都整合进相应的显示装置，所述显示装置为与所述框架相配的眼镜片形状。8.如权利要求1所述的光学装置，其中所述基于摄像头的图像捕捉装置安装在所述支架上。9.如权利要求8所述的光学装置，其中所述基于摄像头的图像捕捉装置包括至少一个广角摄像头。10.如权利要求9所述的光学装置，其中所述广角摄像头是视频摄像头。11.如权利要求1所述的光学装置，进一步包括用于控制所述正则矩阵和/或所述图像捕捉装置的计算装置。12.如权利要求11所述的光学装置，其中所述计算装置适合于由所述人员单独地佩戴。13.如权利要求11所述的光学装置，其中所述计算装置包括图像处理工具，所述图像处理工具是可操作的以识别所捕捉的图像中的物体。14.如权利要求13所述的光学装置，其中所述识别包含确定一个或更多个物体类型、空间尺寸、相对于所述人员的位置以及与物体的距离。15.如权利要求13所述的光学装置，其中所述图像处理工具进一步是可操作的以基于所捕捉的图像中的文字内容执行文字识别。16.如权利要求15所述的光学装置，进一步包括语音合成器，所述语音合成器是可操作的以提供与所识别出的文字对应的语音输出。17.如权利要求1所述的光学装置，进一步包括音频输出装置。18.如权利要求17所述的光学装置，其中所述音频输出装置包括一对耳机。19.如权利要求1所述的光学装置，进一步包括控制界面以控制所述装置的操作。20.如权利要求19所述的光学装置，其中所述控制界面是声音激活的。21.如权利要求20所述的光学装置，其中所述控制界面包括至少一个麦克风，所述麦克风是可操作的以接收语音命令。22.如权利要求11所述的光学装置，其中所述计算装置进一步包括适应性学习工具，所述适应性学习工具是可操作的以基于所捕捉的图像的内容学习新物体和/或文字。23.如权利要求22所述的光学装置，其中所述适应性学习工具被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·希克斯，
申请(专利权)人：埃西斯创新有限公司，
类型：
国别省市：