你能在隐形眼镜里装个摄像头吗?

来自谷歌专利号的图表。US20140098226。图中标记为210的圆形项目在专利申请中被描述为图像捕获组件,即相机。”width=
来自谷歌专利号的图表。US20140098226。图中标记为210的圆形项目在专利申请中被描述为图像捕获组件,即相机。
b谷歌/美国专利商标局

多年来,人们一直致力于将计算硬件植入隐形眼镜。2009年,西雅图华盛顿大学(University of Washington)的一个研究小组成功地测试了一个原型,该原型将集成电路、天线、无线电接收器和LED集成到隐形眼镜中,该隐形眼镜可以通过外部电池的射频接收电力,从而点亮LED。其中两名研究人员与bbbbx实验室合作,制作了一款葡萄糖检测智能隐形眼镜的原型,该项目于2014年1月由该公司正式宣布。因此,集成其他小型硬件——比如微型摄像头——并不是那么遥不可及。

至少在专利领域,它已经在进行中了。b谷歌在2012年申请了几项与将计算组件集成到隐形眼镜有关的专利,并于2014年初由美国专利商标局发布。其中至少有一项名为“主动隐形眼镜上的图像捕获组件”,涉及嵌入微型相机硬件。

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该专利的发明人之一巴巴克·a·帕尔维兹(Babak a . Parviz)参与了上述两个隐形眼镜项目,以及谷歌眼镜项目。谷歌眼镜将智能手机的图像捕捉和其他功能集成到一款眼镜中。在某种程度上,智能联系人是下一个合乎逻辑的步骤谷歌玻璃

由于这款搭载摄像头的隐形眼镜目前还处于公开的专利阶段——尽管它目前可能还在实验室里研发——所以不知道它是否或何时会真正成为一款可行的消费产品。但如果成功了,它肯定会改变游戏规则。

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隐形眼镜可能包含的硬件

一款能捕捉图像的隐形眼镜需要集成细小的芯片、电线、天线和其他微型硬件,要么粘在隐形眼镜材料的顶部,要么嵌入其中。根据谷歌的专利,每一个将至少包括一个控制电路,一个传感器和一个摄像头(在该专利中称为图像捕获组件),尽管更多的组件也可能被纳入。内部组件可以使用嵌入式电线、无线方式或两者的组合进行连接。

图像捕捉组件需要一个传感器,可以接收光线并将其转换为数字数据。这可以通过互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器,电荷耦合器件(CCD)图像传感器来实现。

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本专利中列出的其他嵌入式传感器包括:

  • 光电二极管(感应光)
  • 压力传感器
  • 电导率传感器
  • 温度传感器
  • 电场传感器
  • micro-mechanical开关

需要一个控制电路来整合各种组件,以使图像捕捉隐形眼镜工作。该电路将有一个处理器,该处理器可能由成像控制组件组成,用于指示相机硬件如何以及何时捕获图像数据;分析组件,用于处理原始图像数据并生成关于在所捕获的图像中检测到的事物的元数据;以及与远程设备交换指令和数据的接口组件。

另一个必要的电路控制元件是电源。镜片必须包含某种方式来接收(或产生)、存储和分配电力到内部硬件,而不需要直接连接到外部电源。(我们都同意,将电源线连接到隐形眼镜上是不现实的。)能量可以通过射频(射频)波从外部转移,或者传感器甚至可以自己产生能量并将其发送到电源组件。该专利列出了以下可能的电源组件:

  • 电池
  • 电容器
  • 太阳能电源
  • 射频(RF)电源
  • 电化学电源
  • 温度电源
  • 机械源

电路控制还将包括收发器(可以传输和接收数据的组件),以促进内部组件和外部设备之间图像、命令或其他信息的交换。根据这项专利,收发器可能包括一个射频天线。另一个可能的组件是用于保存来自内部组件或远程设备的数据或指令的数据存储器。

智能隐形眼镜还可以包括显示器和可能的发光二极管(led),以向佩戴者提供输出。为了使显示器工作,透镜需要包括各种各样的微透镜(可能是折射透镜、衍射透镜或混合透镜)来聚焦图像,并使它们看起来悬浮在用户面前的一段距离上。该专利中提到的一种可能性是液晶透镜,这是一种可变焦点折射透镜,可以通过应用电信号进行改变。另一种提到的是菲涅耳透镜,这是一种衍射透镜,它没有折光透镜的成像质量,但可以做得更薄。

系统可以和一个人一起工作隐形眼镜单独使用,或两种成分分布相同或不同的隐形眼镜。只需要一副隐形眼镜,用户就可以很好地捕捉到视野内的图像,因为我们的两只眼睛在大多数情况下是相互配合的。通过两个触点,用户可以捕捉到3d图像。

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相机隐形眼镜能做什么

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该专利申请图显示了隐形眼镜与外部远程设备的相互作用。
b谷歌/美国专利商标局

内置摄像头的隐形眼镜的明显功能是捕捉佩戴者视野内的图像,但内置计算组件的隐形眼镜可以做得更多。如果隐形眼镜带有显示器,用户可能会看到高亮显示的物体、扩展的周边视图、放大的视觉效果,甚至是叠加在现实上的文本和其他信息——换句话说,增强现实。

内部隐形眼镜组件可以处理和解读图像,但接口和收发器组件可以用来与附近的远程设备进行无线通信,如智能手机、平板电脑、个人电脑、谷歌玻璃或其他可穿戴或非可穿戴设备。这些外部设备将具有更大的处理能力,因此可以根据接触器接收到的视觉数据迅速向用户提供有价值的信息。

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该专利列出了许多其他远程设备的可能性,包括电视、游戏系统、机顶盒,甚至是汽车音响和导航系统。如今,许多设备都与互联网相连,因此在它们的帮助下,隐形眼镜甚至可能显示来自网络的信息或向网络发送图像。

用户可以眨眼输入命令模式,或者通过远程设备向隐形眼镜发送命令。也可以为自动图像捕获设置参数,例如特定的时间间隔或任何时候有足够的电力可用,以及其他标准。许多功能将取决于为联系人开发的软件,以及最终集成的硬件。

该专利指出,可以对图像数据进行处理,以检测光线、颜色、颜色模式、物体、面部和运动,以及其他任何可以通过分析一张或多张图像来确定的东西,该文件甚至包括一些示例用途。例如,可以分析图像以寻找危险,例如一辆汽车正在接近即将到来的十字路口,佩戴者可以通过远程设备的音频或其他非视觉提示(这可能对视力受损的行人有帮助)发出警告,或者可以在隐形眼镜上显示某种警告,例如闪烁的LED或突出显示危险物体的视图。隐形眼镜可以在不同的位置和角度安装多个摄像头,提供比人眼更宽的视野,允许显示器扩展用户的周边视野,从而更好地了解佩戴者周围的环境。使用合适的微镜头,它甚至可以让用户放大物体。

这项技术还可以用于其他需要相机和处理能力的事情,比如面部识别这是另一个可能对视障人士有用的功能,但也会带来潜在的隐私问题。

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可能的问题

该技术的图像捕捉和面部识别方面都可能引起隐私问题。戴谷歌眼镜的人已经遇到过陌生人,他们不太喜欢被跟踪或拍摄自己的一举一动。谷歌发布了一份谷歌眼镜用户注意事项清单,比如在拍摄或拍照前一定要征得许可,在任何不允许使用手机的情况下关闭手机,以及不要以粗鲁的方式使用该设备。

根据最终产品的外观和组件的微小或透明程度,嵌入式相机触点可以让用户更轻松地偷拍照片智能手机相机,甚至谷歌眼镜。实际上,任何人的眼睛都可能隐藏着摄像头。

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还有一种担忧是,由联系人组件生成的用户数据可能会泄露出去。该专利确实解决了佩戴者的隐私问题,指出用户可以选择是否提供人口统计、位置或其他个人或敏感数据,并提到该设备可能能够匿名化其收集、接收或传输的任何数据。但其他人的隐私将一如既往地依赖于用户的礼仪。

舒适和安全是其他需要考虑的问题。为了避免妨碍用户的视力,这些微小的硬件组件要么是透明的,要么是放置在隐形眼镜周围,这样它们就不会挡住瞳孔。它们还需要尽可能薄,以避免比传统隐形眼镜厚得多。隐形眼镜可能会在底部加重,以保持它们在眼睛上的特定位置对齐。

一些计算组件(如led)是由有毒材料制成的,所以它们必须被包裹或嵌入,以保护你的眼睛免受暴露。射频辐射也必须保持在或低于安全暴露水平。

如果它们像谷歌现有的血糖检测原型机一样,图像捕捉镜头使用的芯片将嵌入柔软的接触材料中,这样用户就不会感觉到硬件。当然,已经戴过隐形眼镜的人可能会觉得戴隐形眼镜比新手更舒服。

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很快就会出现在你身边的眼球上?

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在隐形眼镜中实现全平视显示还会很遥远吗?
©ra2studio / iStock /思想库

截至2014年初夏,市场上还没有任何智能隐形眼镜,尽管有些产品已经接近了。谷歌显然正在与美国食品和药物管理局(FDA)就其血糖感应隐形眼镜进行谈判,这可能是该项目的踏脚石,也是糖尿病患者的福音。

另一家公司Innovega在2014年国际消费电子展上展示了接触辅助增强现实技术。他们特殊的iOptik隐形眼镜提供不同的光路,与一副显示眼镜配合使用,但在这种情况下,实际的计算硬件在眼镜而不是隐形眼镜中。

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如果b谷歌的图像捕捉隐形眼镜真的问世,那么它将有很多可能的应用。谷歌眼镜已经被医疗专业人员和其他急救人员用来快速获取救生信息,所以人们可以想象这种不那么引人注目的技术的类似应用。Makarechi凯利]。眨眼指令、与附近设备通信和显示信息的能力,可能使它成为在做日常事情(当然,希望不是开车)时获取和发送信息的绝佳免提方式。

此外,任何可以进行眼动追踪、图像解读和增强现实显示的设备都一定会很有趣游戏应用程序。这是我们都能支持的。

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更多信息

作者注:隐形眼镜里能装摄像头吗?

就舒适度而言,我已经每天都戴隐形眼镜来代替眼镜,所以只要刮伤或浸出有害化学物质的危险降到最低,当它们上市时,我不介意尝试一下。如果有处方版,它们可能会成为我的首选眼镜,特别是如果我可以从一个活动到另一个活动,而不必更换设备和头盔。

这是另一项技术进步,可能会在不久的将来把昨天的科幻虚拟抬头显示器变成现实。我们可能不得不更加习惯任何人都可能在任何时候拍摄我们的想法。所以,如果他们出现了,不要在公共场合做任何你不想让你妈妈在YouTube上看到的事情。

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