一種智能眼鏡的特性材料覆蓋設(shè)計(jì)的制作方法
【專利摘要】智能眼鏡因其工作原理獨(dú)特，各種特性材料不能直接覆蓋在眼鏡表面，本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)特性材料在智能眼鏡表面的覆蓋，可以解決如智能眼鏡強(qiáng)光入射的問題，屬于光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。此設(shè)計(jì)是將特性材料與透明且具有較高應(yīng)力的保護(hù)層膠合在一起，在眼鏡外緣放置隔墊，再將保護(hù)層放在智能眼鏡表面。保護(hù)層與波導(dǎo)鏡片之間會產(chǎn)生一層極薄的光學(xué)空腔，空腔的存在可以保證特性材料產(chǎn)生效果的同時不影響成像質(zhì)量。本設(shè)計(jì)對智能眼鏡結(jié)構(gòu)上做出微小調(diào)整，解決了智能眼鏡的強(qiáng)光入射問題，是一種結(jié)構(gòu)簡單、操作性強(qiáng)、具有極高實(shí)際價值的設(shè)計(jì)。
【專利說明】
-種智能眼鏡的特性材料覆蓋設(shè)計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種能實(shí)現(xiàn)特性材料在智能眼鏡表面覆蓋的設(shè)計(jì)，屬于光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能眼鏡基于集成光波導(dǎo)技術(shù)，光波導(dǎo)由折射率不同的透明介質(zhì)組成，光波由于 全反射效應(yīng)被局限在波導(dǎo)內(nèi)，波導(dǎo)內(nèi)一部分特殊結(jié)構(gòu)可W令光束射入人眼。由于波導(dǎo)本身 材質(zhì)透明，外界的光線也可W同時入射人眼，人可W同時接收來自外界的現(xiàn)實(shí)信息與來自 波導(dǎo)的虛擬信息，兩種信息相互疊加補(bǔ)充，增強(qiáng)了視覺化效果，運(yùn)種技術(shù)叫做增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù) (Augmented Reality,簡稱AR)。
[0003] 智能眼鏡中的虛擬信息由成像光學(xué)系統(tǒng)提供，能量有限，當(dāng)外界入射光束的能量 較高時(如戶外烈日下），虛擬信息會在很大程度上被模糊、覆蓋，運(yùn)時我們多使用特性材料 對入射光束進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p，然而光波導(dǎo)的特殊工作原理決定了常規(guī)的特性材料處理方法 無法在智能眼鏡上實(shí)現(xiàn)，因此強(qiáng)光入射一直是智能眼鏡技術(shù)中未曾解決的問題。
[0004] 隨著智能眼鏡技術(shù)的發(fā)展，強(qiáng)光入射問題將變得愈來愈突出，運(yùn)種情況下急需一 種解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于運(yùn)種情況，本發(fā)明提出了一種智能眼鏡的特性材料覆蓋設(shè)計(jì)，旨在實(shí)現(xiàn)特性 材料在智能眼鏡表面的覆蓋，W解決如強(qiáng)光入射等實(shí)際問題。
[0006] -種智能眼鏡的特性材料覆蓋技術(shù)設(shè)計(jì)，其特征在于:將特性材料3覆蓋在具有機(jī) 械應(yīng)力的透明保護(hù)層1表面，使用加隔墊7或其他方法，令特性材料與眼鏡波導(dǎo)4之間產(chǎn)生一 層光學(xué)空腔6,結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0007] 所述特性材料3是W膠合、鍛膜或者他方式附在透明保護(hù)層1的內(nèi)表面。
[000引所述透明保護(hù)層1要求厚度小、透明且有較強(qiáng)的應(yīng)力。
[0009] 所述光學(xué)空腔的產(chǎn)生方法W加隔墊為例，但不局限于使用隔墊。
[0010] 所述隔墊放置在波導(dǎo)4工作范圍之外。
[0011] 所述結(jié)構(gòu)是將保護(hù)層1覆蓋在波導(dǎo)4表面并固定在一起。
[0012] 透明保護(hù)層1的應(yīng)力作用會令特性材料3與波導(dǎo)4之間出現(xiàn)一層極薄的光學(xué)空腔2， 運(yùn)層光學(xué)空腔可W令光波按照理想方式在波導(dǎo)中傳播。運(yùn)樣，在不影響光波傳輸?shù)那疤嵯拢?實(shí)現(xiàn)了特性材料在智能眼鏡表面的覆蓋，能夠解決智能眼鏡的諸多問題(如強(qiáng)光入射）。
【附圖說明】
[0013] 圖1為智能眼鏡的特性材料覆蓋技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為智能眼鏡光波導(dǎo)內(nèi)光線傳播示意圖； 圖3為電致變色膜直接覆蓋在波導(dǎo)表面的光路示意圖； 圖4為電致變色膜使用技術(shù)覆蓋在智能眼鏡表面的光路示意圖； 附圖標(biāo)記說明： 1、透明保護(hù)層;2、空氣層;3、特性材料;4、波導(dǎo)；5、包層;6、光學(xué)空腔;7、隔墊;8、電致變 色膜。
【具體實(shí)施方式】
[0014] W解決智能眼鏡的強(qiáng)光入射問題為例，使用電致變色膜做特性材料，結(jié)合附圖對 本設(shè)計(jì)的光學(xué)結(jié)構(gòu)和原理作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015] 在電致變色膜(Electrochromic)是一種常被用來衰減光強(qiáng)的特性材料，在變色膜 兩端加適當(dāng)電壓可W改變其通透性，實(shí)現(xiàn)按要求衰減光強(qiáng)的目的。
[0016] 圖2展示了智能眼鏡中光在波導(dǎo)內(nèi)的傳輸，由于光波導(dǎo)材料的折射率.;3大于空氣折 射率嘴與包層折射率礙，當(dāng)光線W-定角度入射時，會在波導(dǎo)與空氣、波導(dǎo)與包層的界面不 斷發(fā)生全反射，光波會被限制在波導(dǎo)內(nèi)部。如果W常規(guī)方法將電致變色膜覆蓋在波導(dǎo)表面， 光路的傳輸過程如圖3所示。
[0017] 由于電致變色膜本身具有一定折射率，當(dāng)光束進(jìn)入波導(dǎo)與變色膜的界面時會折射 入變色膜并在變色膜與空氣的界面發(fā)生全反射，全反射后的光束會在波導(dǎo)與包層的界面再 次發(fā)生全反射，波導(dǎo)中的光線便如此不斷反射，循環(huán)往復(fù)。然而變色膜本身具有較強(qiáng)的消光 效用，光波在變色膜中的不斷傳播會極大損耗其能量，直至消失殆盡，無法成像。因此，在強(qiáng) 入射光問題的解決方案中，傳統(tǒng)的直接覆蓋方式是不可行的。
[0018] 為了解決運(yùn)個問題，我們提出了新的設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。由于電致 變色膜具有一定的機(jī)械應(yīng)力，我們把運(yùn)種變色膜膠合在一個透明保護(hù)層的內(nèi)表面，保護(hù)層 要求高硬度、高透過率并且表面平整。
[0019] 保護(hù)層的表面曲率與波導(dǎo)的表面曲率要相同或類似，將鍛有電致變色膜的保護(hù)層 覆蓋在波導(dǎo)表面，在波導(dǎo)的有效工作范圍外用隔墊隔開。保護(hù)層的應(yīng)力作用會使得變色膜 與波導(dǎo)之間出現(xiàn)一層極薄的光學(xué)空腔，運(yùn)層光學(xué)空腔可W保證光波在波導(dǎo)與空氣的界面上 發(fā)生全反射，光波能夠按照理想方式（圖2所示)在波導(dǎo)中傳播，同時，保護(hù)層內(nèi)的電致變色 膜能夠?qū)θ肷涔馐M(jìn)行有效衰減，在不影響智能眼鏡成像的前提下解決了強(qiáng)光入射問題。
[0020] 本設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)特性材料在智能眼鏡表面的覆蓋，W解決如強(qiáng)光入射等智能眼鏡 的實(shí)際問題。將特性材料附著在保護(hù)層的內(nèi)表面，利用保護(hù)層的應(yīng)力效用產(chǎn)生一層光學(xué)空 腔，光學(xué)空腔的存在可W保證波導(dǎo)內(nèi)光線的正常傳播。此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，能夠在不影響波導(dǎo) 內(nèi)光線成像的前提下實(shí)現(xiàn)對入射光線的特殊處理，是一種具有極高實(shí)際價值的智能眼鏡設(shè) 計(jì)。
[0021] 上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇，本發(fā)明的保護(hù) 范圍應(yīng)該W權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能眼鏡的特性材料覆蓋技術(shù)設(shè)計(jì)，其特征在于：將特性材料覆蓋在透明保護(hù) 層上，使用加隔墊或其他方法，令特性材料與眼鏡波導(dǎo)之間產(chǎn)生一層光學(xué)空腔。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的一種智能眼鏡的特性材料覆蓋技術(shù)設(shè)計(jì)，其特征在于： 光學(xué)空腔產(chǎn)生方式不局限于使用隔墊。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能眼鏡的特性材料覆蓋技術(shù)設(shè)計(jì)，其特征在于:透明保 護(hù)層是具有一定機(jī)械應(yīng)力的透明薄層。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能眼鏡的特性材料覆蓋技術(shù)設(shè)計(jì)，其特征在于:將 特性材料以膠合或其他方式附著到透明保護(hù)層的內(nèi)表面，將保護(hù)層貼合到放有隔墊或其他 結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)表面。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的所述的一種智能眼鏡的特性材料覆蓋技術(shù)設(shè)計(jì)，其特征在 于:所使用的特性材料可以有多種選擇，不局限于電致變色膜。
【文檔編號】G02B27/01GK106066540SQ201610680777
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年8月17日
【發(fā)明人】孫川, 孫保偉, 裴增智, 徐恩, 張文君, 張希娟
【申請人】上海理湃光晶技術(shù)有限公司