本開發方案涉及光學攝像技術，更具體地涉及一種隱形攝像眼鏡。
背景技術：
目前眼鏡上設置的攝像頭小到針孔，雖然已經很隱蔽，但仍然無法真的隱形。
因此，需要一種新型的隱形攝像技術，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。
技術實現要素：
基于上述目的，提出了本發明。本發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成光波導系統，可以有效地實現隱形攝像并且也容易實現輕型化制造。
為此目的，本發明提供一種隱形攝像眼鏡，具有鏡片、鏡架和鏡腿，以及隱形光學成像單元，該隱形光學成像單元從物側到像側依次包括分光鏡、光波導單元、目鏡單元和CMOS成像元件，其中分光鏡和光波導單元均為透明光學元件，內嵌入鏡片之中，光波導單元與其周圍介質之間形成了從光密介質到光疏介質的界面;分光鏡位于光波導單元的物側端，相對于鏡片平面傾斜設置，光波導單元與鏡片平面大致平行延伸，目鏡單元和CMOS成像元件內設于鏡架和/或鏡腿內部;鏡片前方的入射光線經分光鏡反射后沿著光波導單元傳播，在光波導單元的像側端全反射進入目鏡單元，最后聚焦于CMOS成像元件。
該隱形光學成像單元物側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，該光波導單元可以分為前后兩部分，中間具有可調節寬度的間隙。所述波導前后兩部分相對面具有曲率。
另一方面，該光波導單元分為前后兩部分，中間夾有曲率可調節的液晶透鏡。
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。
優選，所述分光鏡相對于鏡片平面45度傾斜。
隱形攝像眼鏡實現方式中，所述光學成像單元設置于眼鏡的左側或右側，或左右兩側分別設置。
附圖說明
通過參考附圖描述根據本發明實施例，本發明實施例的各種特征和優點將更明顯，并且也更容易被理解，在附圖中:
圖1 示意性地示出了根據本發明第一實施例的眼鏡的結構示意圖;
圖2 示意性地示出了根據本發明第二實施例的眼鏡的結構示意圖;
圖3 示意性地示出了根據本發明第一實施例的穿戴式眼鏡設備的結構示意圖。
具體實現方式
下面將參考附圖來描述根據本發明實施例的隱形攝像眼鏡。
如圖1 所示，示意性地示出了根據本發明第一實施例的隱形攝像眼鏡的結構示意圖。
根據本發明第一實施例的隱形攝像眼鏡具有鏡片、鏡架和鏡腿，以及隱形成像光學單元100，該隱形成像光學單元包括CMOS成像元件110、第一光學部件120、第二光學部件130以及第三光學部件140。
第三光學部件140和第二光學部件130均為透明光學元件，嵌入眼鏡鏡片中。所述第三光學部件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部件130的物側端，相對于鏡片平面傾斜設置，第二光學部件130與鏡片平面大致平行延伸。分光鏡相對于鏡片平面，優選45度傾斜。第三光學部件140可為半透半反鏡或偏振分光鏡，優選偏振分光鏡，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。
在根據本發明第一實施例的眼鏡中，第二光學部件130和其周圍介質之間形成了從光密介質到光疏介質的界面，偏振光在第二光學部件130中實現全反射傳播，第二光學部件130構成光波導，傳播該反射偏振光，該反射偏振光在眼鏡邊緣折反射出鏡。
第一光學部件120位于眼鏡的鏡架和/或鏡腿中，構成目鏡單元。鏡片前方的入射光線經分光鏡反射后沿著光波導單元傳播，在光波導單元的像側端全反射進入目鏡單元，最后聚焦于CMOS成像元件。
利用所述光波導部件130 、所述偏振分光鏡140 、所述目鏡單元120以及成像元件110一起構成隱形光學成像單元，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，根據本發明第一實施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元，用于當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系。鏡腿內部還應設有供電電池、導電線、光學快門、存儲芯片和控制芯片等，以完美實現攝像目的。圖1所示光學成像單元可設置于眼鏡的左側或右側。或者，左右兩側分別設置成像效果不同的隱形光學成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理，可實現高清晰圖像，或實現全息圖像。
所述第一光學部件120 和所述第二光學部件130優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。由于樹脂材料的質量較輕，因此根據本發明第一實施例的眼鏡很容易實現輕型化。
另一方面，根據本發明第一實施例的眼鏡的結構簡單，而且樹脂材料也易于加工，因此也容易實現量產。
如圖2 所示，示意性地示出了根據本發明第二實施例的眼鏡的結構示意圖。
根據本發明第二實施例的眼鏡，該隱形光學成像單元100還包括第四光學部件150 。
所述第四光學部件150凸出眼鏡鏡片前方一側，成為聚光物鏡部件，將外部入射光會聚到偏振分光鏡140，反射的偏振光經光波導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，根據本發明第二實施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元，用于當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系。鏡腿內部還應設有供電電池、導電線、光學快門、存儲芯片和控制芯片等，以完美實現攝像目的。圖2所示光學成像單元可設置于眼鏡的左側或右側。或者，左右兩側分別設置成像效果不同的光學成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理，可實現高清晰圖像，或實現全息圖像。
所述第一光學部件120、所述第二光學部件130和第四光學部件150優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。由于樹脂材料的質量較輕，因此根據本發明第二實施例的眼鏡很容易實現輕型化。
另一方面，根據本發明第二實施例的眼鏡的結構簡單，而且樹脂材料也易于加工，因此也容易實現量產。
如圖3所示，示意性地示出了根據本發明第三實施例的眼鏡的結構示意圖。
與第二實施例的不同在于，鏡片內的光波導分成兩部分，分別為第二光學部件130和第五光學部件160。一方面，兩者之間形成可調間隙，通過調整間隙可實現成像系統的可調焦距。第二光學部件130與第五光學部件160相對的面具有屈光率，通過調整間隙可調整成像系統的焦距。另一方面，第二光學部件130和第五光學部件160，兩者之間形成不可調間隙，但間隙中注有液晶，構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，優選氧化銦錫材料。
此外，盡管在圖3中未示出，根據本發明第三實施例的眼鏡還可以包括鏡片和鏡架等固定單元，用于當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系。鏡腿內部還應設有供電電池、導電線、光學快門、存儲芯片和控制芯片等，以完美實現攝像目的。圖3所示光學成像單元可設置于眼鏡的左側或右側。或者，左右兩側分別設置成像效果不同的光學成像單元。左右圖像信息通過圖像處理器處理，可實現高清晰圖像，或實現全息圖像。
所述第一光學部件120 、所述第二光學部件130、第四光學部件150和第五光學部件160優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。由于樹脂材料的質量較輕，因此根據本發明第三實施例的眼鏡很容易實現輕型化。
另一方面，根據本發明第一實施例的眼鏡的結構簡單，而且樹脂材料也易于加工，因此也容易實現量產。
然而，根據本發明第一、第二和第三實施例的隱形攝像眼鏡的實現形式不限于圖1-3所示的外觀形狀，而是根據不同需要可以具有不同的外觀形狀，因此，本發明不受其具體外觀形式的限制。
根據本發明實施例的眼鏡不僅能夠實現隱形攝像并且容易實現輕型化，而且更容易實現量產。
上面己經參考附圖描述了根據本發明實施例的隱形攝像眼鏡。本領域技術人員應了解，本發明不限于上面描述的實施例，在不偏離本發明的精神的情況下可以做出各種修改，所述修改也應包含在本發明的范圍之內。 本發明的范圍應由所附權利要求及其等同物來限定。
