视功能障碍者视觉辅助方法、系统及智能ar眼镜

文档序号:13267 发布日期:2021-09-21 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 视功能障碍者视觉辅助方法、系统及智能ar眼镜 (Visual aid method and system for visual dysfunction person and intelligent AR glasses ) 是由 李雨雪 李伟 罗豪 刘瀛 杨铭 张文君 张颂 杜俊 金建虎 刘璐 苑影 柯碧莲 于 2021-06-24 设计创作,主要内容包括:发明公开了一种视功能障碍者视觉辅助方法,包括:S1,提供一种基于平面波导成像的AR眼镜;S2,利用AR眼镜成像检测佩戴者包括中心视敏度、对比敏感度、融合功能以及立体视觉在内的眼睛功能参数;S3,摄像系统跟踪佩戴者的观察目标,准确定位后进行拍摄,获取目标图像;S4,将获取的数字图像信息经过光学放大与后台的数字放大,再根据佩戴者眼睛的功能参数进行特征加强后输出成像光线;S5,成像光线经平面波导后于佩戴者视网膜中成像。相应地,本发明还公开了一种视功能障碍者视觉辅助系统及智能AR眼镜。本发明可以帮助视功能障碍人群恢复正常的生活、工作和学习,并可以进行必要的科学康复训练,帮助患者开发和有效使用残余视力。(The invention discloses a visual auxiliary method for a person with visual dysfunction, which comprises the following steps: s1, providing AR glasses based on planar waveguide imaging; s2, detecting eye function parameters of the wearer including central visual acuity, contrast sensitivity, fusion function and stereoscopic vision by utilizing AR glasses imaging; s3, the camera system tracks the observation target of the wearer, and the camera system shoots after accurate positioning to obtain a target image; s4, subjecting the acquired digital image information to optical amplification and background digital amplification, performing feature enhancement according to the functional parameters of the eyes of the wearer, and outputting imaging light; and S5, imaging the imaging light rays in the retina of the wearer after passing through the planar waveguide. Correspondingly, the invention also discloses a vision auxiliary system for the visual dysfunction person and intelligent AR glasses. The invention can help the people with visual dysfunction to recover normal life, work and study, can carry out necessary scientific rehabilitation training, and helps the patients to develop and effectively use the residual vision.)

视功能障碍者视觉辅助方法、系统及智能AR眼镜

技术领域

发明涉及电子助视

技术领域

,特别涉及一种视功能障碍者视觉辅助方法、系统及智能AR眼镜。

背景技术

目前,双眼视功能异常在临床中越来越常见,形成其主要原因包括弱视、先天性或后天性白内障、无法纠正的屈光不正、糖尿病视网膜病变等,通常表现为视力障碍、色觉异常、夜盲、昼盲、视野缺损、视物变形、闪光视觉、视疲劳、立体视觉异常和对比敏感度异常等,严重影响了视功能障碍者的正常生活。

传统助视器如光学助视器,由于功能单一、视觉图像质量较差与不便于携带等缺点,已无法满足大多数视功能障碍患者正常生活的需求。而封闭式VR设备仅支持“双目视差”和“移动视差”,会造成使用者眼部辐辏调节冲突和视觉与体感的冲突,易引起视疲劳、虚拟现实晕动症等全身不适症状。

发明内容

针对在视功能障碍者在正常生活中使用传统助视器和封闭式VR设备存在的问题,本发明提出了一种视功能障碍者视觉辅助方法、系统及智能AR眼镜。

为了解决上述技术问题,发明的技术方案为:

一种视功能障碍者视觉辅助方法,包括:

S1,提供一种基于平面波导成像的AR眼镜;

S2,利用AR眼镜成像检测佩戴者包括中心视敏度、对比敏感度、融合功能以及立体视觉在内的眼睛功能参数;

S3,摄像系统跟踪佩戴者的观察目标,准确定位后进行拍摄,获取目标图像;

S4,将获取的数字图像信息经过光学放大与后台的数字放大,再根据佩戴者眼睛的功能参数进行特征加强后输出成像光线;

S5,成像光线经平面波导后于佩戴者视网膜中成像。

优选的,步骤S1中所述AR眼镜包括摄像系统和输入设备;所述摄像系统用于录入周围的环境信息;所述输入设备包括按键、触摸板和蓝牙控制设备,受用户操作并将信号反馈给电路控制系统。

优选的,步骤S2包括:将Snellen图投影至理论眼距处,通过所述输入设备反馈观测信息,检测佩戴者眼睛的中心视敏度;切换不同空间频率、不同对比变化光栅图像,通过所述输入设备反馈观测信息,检测佩戴者眼睛的对比敏感度;对两眼视野分别投影不同图像,通过所述输入设备反馈观测信息,检测佩戴者眼睛的融合功能;将Titmus立体视检查图整合于AR图像中,通过所述输入设备反馈观测信息,检测佩戴者眼睛的立体视觉。

优选的,步骤S3中所述摄像系统包括摄像头和相关电路;所述摄像头安装两个平面波导之间的镜架上。

优选的,步骤S3中所述摄像头随佩戴者头部移动,对佩戴者眼前景象进行自动对焦。

优选的,步骤S4中所述特征加强包括增加亮度、增加对比度、增加饱和度、提高锐化效果和更改图像显示模式。

优选的,步骤S2中包括:利用AR眼镜成像进行双眼分视训练、双眼融合及手眼协调训练。

一种视功能障碍者视觉辅助系统,用于实施前述任一项所述的方法。

一种智能AR眼镜,用于实施前述任一项所述的方法。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

利用了基于平面波导成像的AR眼镜的特点来帮助视功能障碍人群恢复正常的学习、生活和工作,同时还可以进行必要的科学康复训练,帮助患者开发和有效使用残余视力;利用本发明设计的该系统和智能AR眼镜更加轻便、具有隐蔽性,外观类似普通的眼镜,没有多余的束带,不会给鼻梁、头部造成压力,不会引起别人的额外关注,提高了佩戴舒适度。

附图说明

图1为本发明一种视功能障碍者视觉辅助方法的流程图;

图2为本发明中检测眼睛功能参数的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解发明,但并不构成对发明的限定。此外,下面所描述的发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

如图1所示,一种视功能障碍者视觉辅助方法,包括:

S1,提供一种基于平面波导成像的AR眼镜;

基于平面波导成像的AR眼镜主要由微显示器和波导显示显示模组构成,外形与普通眼镜类似,相对于传统助视器和封闭式VR设备,其更加轻便、更具有隐蔽性,没有多余的束带,不会给鼻梁、头部造成压力,不会引人注意,提高了佩戴的舒适度。

AR眼镜包括摄像系统和输入设备;摄像系统用于录入周围的环境信息;输入设备包括按键、触摸板和蓝牙控制设备,受用户操作并将信号反馈给电路控制系统。

S2,利用AR眼镜成像检测佩戴者包括中心视敏度、对比敏感度、融合功能以及立体视觉在内的眼睛功能参数;

如图2所示,将Snellen图投影至理论眼距处,通过输入设备反馈观测信息,检测佩戴者眼睛的中心视敏度;切换不同空间频率、不同对比变化光栅图像,通过输入设备反馈观测信息,检测佩戴者眼睛的对比敏感度;对两眼视野分别投影不同图像,通过输入设备反馈观测信息,检测佩戴者眼睛的融合功能;将临床上常用的Titmus立体视检查图、TNO立体视检查、随机点立体图等图像信息融合于AR眼睛图像中,通过输入设备反馈观测信息,检测佩戴者眼睛的立体视觉。

除了能够支持视功能障碍者进行正常的工作、生活和学习外,还可以利用AR眼镜进行康复训练,比如利用AR眼镜成像进行双眼分视训练、双眼融合及手眼协调训练。

双眼融合功能设计方案:拟以同视机原理为蓝本,利用外接设备将两眼视野分开,分别将两画面投射到患者视网膜处,检查患者是否有融合功能障碍。此外,AR眼镜可外置摄像头,记录患者眼位变化。

双眼分视式训练设计方案:每天佩戴分视眼镜玩一小时的俄罗斯方块,一只眼睛只能看到下落的方块,而另一只眼睛只能看到已经堆积起来的方块,训练周期为两周。

手眼协调训练设计方案:练习拼拼板,根据孩子的情况来选择,如从简单的形状拼板开始(圆形、三角形、正方形、长方形、梯形、心形、五边形、六边形)→6-8块动物、交替工具拼板→26个英文字母拼板→钟表拼板→脚手印数字拼板→组合拼板鹅→组合拼板蜗牛→组合拼板地图,不管是哪一种拼板,在强化的过程中都要从单一的一块开始,期间要变换不同的形状,如正放、倒放、悬着放让患者去找,针对不同的形式提高患者的能力是不一样的。

S3,摄像系统跟踪佩戴者的观察目标,准确定位后进行拍摄,获取目标图像;

摄像系统包括摄像头和相关电路;摄像头安装两个平面波导之间的镜架上。摄像头随佩戴者头部移动,被动观察跟踪目标,并对佩戴者跟踪目标进行自动对焦。由于基于平面波导的AR眼镜具有大视场角,在眼动范围的景象均可以从AR眼镜图像中看到,佩戴者并不需要频繁移动头部就能看到正常人看到的清晰图像。摄像系统可以增加OIS(光学防抖)功能,获取稳定、清晰的数字图像。

S4,根据需要,可将获取的数字图像信息经过光学放大与后台的数字放大,再根据佩戴者眼睛的功能参数进行特征加强后输出成像光线;

特征加强包括增加亮度、增加对比度、增加饱和度、提高锐化效果和更改图像显示模式。图像显示模式包括纯黑白模式、轮廓模式、单色模式等。

S5,成像光线经平面波导后于佩戴者视网膜中成像。

AR眼镜用于增强现实,佩戴者可以观看或者不观看AR眼镜图像,且该AR眼镜图像不会影响佩戴者正常观察眼前景象。

实施例二

一种视功能障碍者视觉辅助系统,用于实施实施例一的方法。

凡是利用上述视功能障碍者视觉辅助方法制作的各式装置或者设备结合软件的技术方案,均属于本发明专利的保护范围。

实施例三

一种智能AR眼镜,用于实施实施例一的方法。

相对于实施例二的一种视功能障碍者视觉辅助系统,本实施例智能AR眼镜是实施实施例一所述方法的最佳选择。

在一个实施例中,平面波导上镀一层变色膜,变色膜可以根据外界紫外线强度的变化而变色,起到遮挡外界强光,保护眼睛的作用。

以上结合附图对发明的实施方式作了详细说明,但发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离发明原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入发明的保护范围内。

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