一種眼鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及液晶光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種眼鏡，該眼鏡包括鏡架、液晶透鏡鏡片、控制器和顯示裝置，所述液晶透鏡鏡片安裝于鏡架上，所述液晶透鏡鏡片內(nèi)設(shè)有液晶層，所述控制器通過向所述液晶透鏡鏡片輸出電壓，以改變所述液晶層中液晶分子的排列方向；所述顯示裝置與控制器電連接，用于將輸出電壓轉(zhuǎn)化并顯示為度數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查看眼鏡的度數(shù)，并可快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)調(diào)節(jié)度數(shù)。該眼鏡可根據(jù)視力度數(shù)的變化，適時(shí)調(diào)整液晶透鏡鏡片度數(shù)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)在近視鏡和遠(yuǎn)視鏡之間自由切換，既可矯正近視，又可矯正遠(yuǎn)視。
【專利說明】-種眼鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種包括液晶透鏡鏡片的眼鏡。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，視力健康問題困擾著很多人。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：每年有數(shù)千萬患有近視、弱視及遠(yuǎn) 視的兒童需要治療，其中18歲以下的兒童及青少年在視力下降后，每學(xué)期以50-100度的速 度發(fā)展。視力健康問題，尤其是青少年的近視問題，嚴(yán)重影響著人們的日常生活和工作；而 隨著年齡的增長，老人普遍需佩戴老花鏡才能正?？辞逦矬w，給老年人的生活也帶來了煩 惱與不便。
[0003] 眼球由眼球壁和內(nèi)容物組成，眼球壁包括外膜、中膜和內(nèi)膜，外膜由無色透明的角 膜和白色堅(jiān)韌的鞏膜組成；中膜由虹膜、睫狀體和脈絡(luò)膜組成；內(nèi)膜是含有感光細(xì)胞的視 網(wǎng)膜；內(nèi)容物由房水、晶狀體、玻璃體組成。產(chǎn)生近視眼的原因是晶狀體太厚，折射光的能力 太強(qiáng)，或者眼球在前后方向上太長，因此來自遠(yuǎn)處的點(diǎn)光源匯聚在視網(wǎng)膜前，到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí) 已經(jīng)不是一點(diǎn)而是一個(gè)模糊的光斑，從而導(dǎo)致人眼無法看到清晰的圖像。
[0004] 眼鏡是為矯正視力或保護(hù)眼睛而制作的簡單光學(xué)器件，可分為近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼 鏡。
[0005] 其中，近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡所成的像總是小于物體的、直立的虛像，凹透鏡 主要用于矯正近視眼。近視眼主要是由于晶狀體的變形，導(dǎo)致光線過早的匯聚在了視網(wǎng)膜 的前面。而凹透鏡則起到了發(fā)散光線的作用，形成一個(gè)正立、縮小的虛像，使像距變長，恰好 落在視網(wǎng)膜上。眼鏡片的屈光強(qiáng)度一般以度數(shù)來表示，屈光度是屈光力的大小單位，以D表 示，當(dāng)平行光線經(jīng)過屈光物質(zhì)，焦距在1米時(shí)該屈光物質(zhì)的屈光力為1D，而1D就是相當(dāng)于人 們通常描述的100度。如200度的近視鏡屈光度為-2D，150度的遠(yuǎn)視鏡的屈光度為+1. 5D。 視力問題越嚴(yán)重，所需要的鏡片度數(shù)也越深，鏡片厚度也會(huì)較高。
[0006] 遠(yuǎn)視眼是由于眼軸較短，在不使用調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，平行光線通過眼的屈折后主焦點(diǎn) 落于視網(wǎng)膜之后，而在視網(wǎng)膜上不能形成清晰的圖像。為此，對(duì)于遠(yuǎn)視眼的補(bǔ)償，經(jīng)常需要 運(yùn)用調(diào)節(jié)來加強(qiáng)眼的屈光力，使進(jìn)入眼球的光線能集合在視網(wǎng)膜上并成為清晰的物像。在 眼前放置凸透鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)，可使平行光在視網(wǎng)膜上集焦。
[0007] 傳統(tǒng)眼鏡作為一種視力矯正器材，在人們的生活中不可或缺?，F(xiàn)有普通的眼鏡鏡 片一旦制作成固定的度數(shù)之后，很難再調(diào)整度數(shù)。當(dāng)視力發(fā)生變化之后，只能采取更換鏡片 和重新驗(yàn)光以換一副新的眼鏡，測試度數(shù)過程繁瑣，而且每次去更換鏡片都會(huì)花費(fèi)大量的 時(shí)間和金錢，給人們的生活造成諸多不便；另外，所用的眼鏡也會(huì)隨著度數(shù)的增加，鏡片厚 度會(huì)逐漸增大，嚴(yán)重影響配戴美觀。
[0008] 現(xiàn)有專利文獻(xiàn)，如CN103472595A、CN103592778A，雖然也公開一種液晶鏡片，其液 晶鏡片的焦距可隨電壓變化。但是，現(xiàn)有專利文獻(xiàn)中所公開的技術(shù)方案中并不能準(zhǔn)確顯示 出液晶鏡片的度數(shù)，無法實(shí)時(shí)查看眼鏡的度數(shù)，導(dǎo)致無法根據(jù)實(shí)際視力度數(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速 地調(diào)節(jié)。一旦度數(shù)調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，必然會(huì)對(duì)人眼造成損傷。因?yàn)樵谶M(jìn)行視力矯正時(shí)（以近視 為例），調(diào)節(jié)度數(shù)大于實(shí)際度數(shù)時(shí)，人眼雖然也可看清事物，但是長時(shí)間佩戴會(huì)高度數(shù)的眼 鏡會(huì)出現(xiàn)眼暈，對(duì)眼睛造成一定傷害。而且，在反復(fù)調(diào)整眼鏡度數(shù)時(shí)，多次變焦過程同樣不 利于視力健康。
[0009] 因此，針對(duì)以上不足，需要一種能夠在近視鏡和遠(yuǎn)視鏡之間自由切換，可實(shí)時(shí)查看 眼鏡的度數(shù)，并可快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)調(diào)節(jié)度數(shù)的眼鏡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010](一）要解決的技術(shù)問題
[0011] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種眼鏡，使得能夠在近視鏡和遠(yuǎn)視鏡之間自 由切換，可實(shí)時(shí)查看眼鏡的度數(shù)，并可快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)調(diào)節(jié)度數(shù)。
[0012] (二）技術(shù)方案
[0013] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種眼鏡，包括鏡架、液晶透鏡鏡片、控制器 和顯示裝置，所述液晶透鏡鏡片安裝于鏡架上，所述液晶透鏡鏡片內(nèi)設(shè)有液晶層，所述控制 器通過向所述液晶透鏡鏡片輸出電壓，以改變所述液晶層中液晶分子的排列方向；所述顯 示裝置與控制器電連接，用于將輸出電壓轉(zhuǎn)化并顯示為度數(shù)。
[0014] 其中，所述顯示裝置包括語音捕捉裝置和調(diào)節(jié)按鈕，所述語音捕捉裝置與調(diào)節(jié)按 鈕電連接，用于識(shí)別語音信息并反饋至所述調(diào)節(jié)按鈕，所述調(diào)節(jié)按鈕與控制器電連接，在調(diào) 節(jié)按鈕上設(shè)有用于顯示度數(shù)的顯示屏。
[0015] 其中，所述顯示裝置包括圖像捕捉裝置和調(diào)節(jié)按鈕，所述圖像捕捉裝置與調(diào)節(jié)按 鈕電連接，用于識(shí)別人眼圖像信息并反饋至所述調(diào)節(jié)按鈕，所述調(diào)節(jié)按鈕與控制器電連接， 在調(diào)節(jié)按鈕上設(shè)有用于顯示度數(shù)的顯示屏。
[0016] 其中，所述顯示屏通過轉(zhuǎn)化單元將驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓轉(zhuǎn)化為度數(shù)。
[0017] 其中，所述控制器包括供電裝置和驅(qū)動(dòng)電路，所述供電裝置通過驅(qū)動(dòng)電路與所述 液晶透鏡鏡片電連接，所述驅(qū)動(dòng)電路上連接有用于切換電壓輸出方式的開關(guān)按鈕；所述調(diào) 節(jié)按鈕與驅(qū)動(dòng)電路電連接，用于控制所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓。
[0018] 其中，所述液晶透鏡鏡片包括上基板、下基板和偏振片，所述上基板和下基板相對(duì) 設(shè)置，所述偏振片設(shè)置在上基板的上方；所述上基板的下方設(shè)有第一電極，所述下基板的上 方設(shè)有第二電極，所述液晶層設(shè)置在所述第一電極和第二電極之間，所述控制器用于向所 述第一電極和第二電極輸出電壓以形成電場。
[0019] 其中，所述第一電極與第二電極交錯(cuò)設(shè)置。
[0020] 其中，所述控制器通過第一電極和第二電極將電壓施加于所述液晶層的中央部 位。
[0021] 其中，所述控制器通過第一電極和第二電極將電壓施加于所述液晶層的周邊部 位。
[0022] 其中，所述液晶層上設(shè)有用于調(diào)節(jié)屈光度的獨(dú)立區(qū)域，所述控制器通過第一電極 和第二電極控制所述獨(dú)立區(qū)域上的電壓。
[0023] 其中，所述鏡架包括用于安裝所述液晶透鏡鏡片的鏡框，連接于鏡框兩側(cè)的鏡腿 及位于鏡框中部的鼻托，所述鏡腿為可伸縮結(jié)構(gòu)，所述控制器和顯示裝置置于鏡腿或者鏡 框內(nèi)。
[0024] (三）有益效果
[0025] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果：本發(fā)明提供的眼鏡在液晶透鏡鏡片內(nèi) 設(shè)有液晶層，通過將控制器與液晶透鏡鏡片電連接，用于在液晶透鏡鏡片上形成電場，以改 變液晶層中液晶分子的排列方向；同時(shí)，利用顯示裝置控制控制器的輸出電壓，并將輸出電 壓轉(zhuǎn)化并顯示為度數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查看眼鏡的度數(shù)，并可快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)調(diào)節(jié)度數(shù)。該眼鏡 利用液晶分子雙折射特性以及隨電場分布變化排列的特性，對(duì)光束進(jìn)行聚焦或發(fā)散，通過 改變操作電壓來改變液晶分子的排列方向，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)物理焦距及改變透鏡類型。其可 根據(jù)視力度數(shù)的變化，適時(shí)調(diào)整液晶透鏡鏡片度數(shù)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)在近視鏡和遠(yuǎn)視鏡之間 自由切換，既可矯正近視，又可矯正遠(yuǎn)視的功效；而且，該眼鏡的液晶透鏡鏡片的平整度好 且厚度均勻，輕薄實(shí)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一液晶透鏡鏡片光束聚焦?fàn)顟B(tài)的示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一液晶透鏡鏡片光束發(fā)散狀態(tài)的示意圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例一電壓與Θ值的關(guān)系示意圖；
[0031] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例一采用捕捉語音方式調(diào)節(jié)度數(shù)的流程圖；
[0032] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例二采用捕捉圖像方式調(diào)節(jié)度數(shù)的流程圖。
[0033] 其中，1 :鏡架；2 :液晶透鏡鏡片；11 :鏡腿；12 :鏡框；13 :鼻托；14 :開關(guān)按鈕；15 : 調(diào)節(jié)按鈕；16 :顯示裝置；17 :語音捕捉裝置；18 :圖像捕捉裝置；21 :偏振片；22 :上基板； 23 :第一電極；24 :液晶層；25 :第二電極；26 :下基板。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于 說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0035] 在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，"多個(gè)"的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語"上"、 "下"、"左"、"右"、"內(nèi)"、"外"、"前端"、"后端"、"頭部"、"尾部"等指示的方位或位置關(guān)系為 基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗 示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì) 本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"、"第三"等僅用于描述目的，而不能理解為指示 或暗示相對(duì)重要性。
[0036] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相 連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可 以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0037] 實(shí)施例一
[0038] 如圖1所示，本實(shí)施例提供的眼鏡包括鏡架1、控制器、液晶透鏡鏡片2和顯示裝置 16,液晶透鏡鏡片2安裝于鏡架1上，液晶透鏡鏡片2內(nèi)設(shè)有液晶層24,控制器通過向液晶 透鏡鏡片2輸出電壓，以改變液晶層24中液晶分子的排列方向；顯示裝置16與控制器電連 接，用于將輸出電壓轉(zhuǎn)化并顯示為度數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查看眼鏡的度數(shù)，并可快速、準(zhǔn)確地自動(dòng) 調(diào)節(jié)度數(shù)。
[0039] 本實(shí)施例眼鏡采用捕捉語音方式進(jìn)行鏡片度數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。顯示裝置16包括語 音捕捉裝置17和調(diào)節(jié)按鈕15,語音捕捉裝置17與調(diào)節(jié)按鈕15電連接，語音捕捉裝置17通 過語音傳感器對(duì)語音進(jìn)行識(shí)別并反饋至調(diào)節(jié)按鈕15,調(diào)節(jié)按鈕15與控制器電連接，在語音 指引下自動(dòng)調(diào)高或調(diào)低，滿足不同環(huán)境、不同時(shí)刻的識(shí)別需求。而且，在調(diào)節(jié)按鈕15上設(shè)有 用于顯示度數(shù)的顯示屏，顯示屏通過轉(zhuǎn)化單元將控制器驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓轉(zhuǎn)化為度數(shù)。 為方便查看實(shí)時(shí)眼鏡度數(shù)，顯示裝置16可設(shè)置在鏡腿11、鏡框12的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，可通過調(diào) 節(jié)按鈕15直觀地顯示調(diào)節(jié)后的眼鏡度數(shù)。為保護(hù)用戶隱私，顯示裝置16可優(yōu)先放在鏡腿 11內(nèi)側(cè)進(jìn)行使用。
[0040] 在利用語音捕捉裝置17調(diào)節(jié)度數(shù)時(shí)，如圖6所示，使用者可根據(jù)自己實(shí)際度數(shù)發(fā) 出語音信息，然后語音捕捉裝置17捕捉并輸入語音信息，對(duì)語音信息的預(yù)處理并進(jìn)行特征 提取；將提取的語音特征與參考模式庫作比較，分析相似性后發(fā)出執(zhí)行指令；調(diào)節(jié)按鈕15 根據(jù)執(zhí)行指令對(duì)控制器的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)、焦距調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)完成后，通過轉(zhuǎn)化單元將 調(diào)節(jié)后的輸出電壓轉(zhuǎn)化為度數(shù)，并顯示在顯示屏上。
[0041] 結(jié)合圖3、圖4所不，液晶透鏡鏡片2包括上基板22、下基板26和偏振片21，上基 板22和下基板26相對(duì)設(shè)置，偏振片21設(shè)置在上基板22的上方。上基板22的下方設(shè)有第 一電極23,下基板26的上方設(shè)有第二電極25,其中第一電極23與第二電極25交錯(cuò)設(shè)置， 即第一電極的方向與第二電極的方向相垂直，第二電極25的數(shù)量不小于兩個(gè)，且第一電極 23與第二電極25的位置可進(jìn)行互換。液晶層24設(shè)置在第一電極23和第二電極25之間， 控制器用于向第一電極23和第二電極25輸出電壓以形成電場，偏振片21設(shè)置在上基板22 的上方，用于將自然光變?yōu)榫€偏振光。
[0042] 為了保證良好的透光效果，第一電極23和第二電極25均采用透明導(dǎo)電膜，這種透 明導(dǎo)電膜主要指氧化銦錫導(dǎo)電膜，具有導(dǎo)電性好、容易刻蝕、透明度高的優(yōu)點(diǎn)；此外，其還可 采用氧化錫和氧化鋅透明導(dǎo)電膜。
[0043] 通過采用常規(guī)兼容的TFT-IXD (英文名稱為Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，中文名稱為薄膜晶體管液晶顯示器）工藝制程在基板上直接形成"平面 型"的液晶透鏡鏡片2,在液晶透鏡鏡片2內(nèi)設(shè)有液晶層24,液晶層24的材質(zhì)為液晶分子材 料，是具有雙折射特性以及隨電場分布變化排列的特性，能對(duì)光束聚焦或發(fā)散的光學(xué)組件； 其中，液晶分子的初始取向與兩個(gè)基板平行，且與偏振片21的透過軸方向一致。這種液晶 透鏡鏡片2的平整度好，并且厚度薄，可以在小空間內(nèi)達(dá)到有效的光學(xué)變焦效果。
[0044] 本實(shí)施例控制器包括供電裝置和驅(qū)動(dòng)電路，供電裝置與驅(qū)動(dòng)電路電連接，用于為 驅(qū)動(dòng)電路提供電源，驅(qū)動(dòng)電路與液晶透鏡鏡片2電連接，可根據(jù)TFT-LCD工藝制程中的電路 原理，在驅(qū)動(dòng)電路上連接有用于切換電壓輸出方式的開關(guān)按鈕14 ;通過開關(guān)按鈕14實(shí)現(xiàn)切 換透鏡的類型。同時(shí)，調(diào)節(jié)按鈕15也與驅(qū)動(dòng)電路電連接，用于控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓。
[0045] 為了達(dá)到凸透鏡光束聚焦的目的，如圖3所示，驅(qū)動(dòng)電路通過第一電極23和第二 電極25將電壓施加于液晶層24的周邊部位。
[0046] 外界自然光經(jīng)過該液晶透鏡鏡片2時(shí)，先經(jīng)過偏振片21，使自然光變?yōu)榫€偏振光， 該線偏振光的偏振方向與液晶層24中央部位的液晶指向矢方向一致，此時(shí)液晶層24中央 部位的折射率最大，其折射率為;隨著驅(qū)動(dòng)電路輸出的電壓逐漸增大，液晶層24周邊部 位的電場也逐漸增大，由于液晶分子的排列方向可隨電場變化，當(dāng)液晶層24周邊部位的液 晶分子完全沿電場方向堅(jiān)直排列時(shí)，此時(shí)液晶層24周邊部位的折射率最小，其折射率為η。； 由此，當(dāng)電壓施加于液晶層24的周邊部位時(shí)，形成從液晶層24中央部位至其周邊部位折射 率逐漸遞減的梯度。線偏振光通過具有此折射率梯度的液晶層24時(shí)，由于中央部位比周邊 部位的折射率大，其在中央部位行進(jìn)的速度較慢，在周邊部位行進(jìn)的速度較快，最終使離開 液晶透鏡鏡片2的光束匯聚到同一焦點(diǎn)上，達(dá)到凸透鏡聚焦的目的，該眼鏡的這種凸透鏡 類型模式適用于矯正遠(yuǎn)視眼。
[0047] 為了達(dá)到凹透鏡光束發(fā)散的目的，如圖4所示，驅(qū)動(dòng)電路通過第一電極23和第二 電極25將電壓施加于液晶層24的中央部位。
[0048] 當(dāng)電壓施加于液晶層24的中央部位時(shí)，使液晶層24中央部位的液晶分子沿電場 方向堅(jiān)直排列，此時(shí)液晶層24中央部位的折射率最??；而液晶層24周邊部位的液晶分子保 持初始平行取向排列而不施加電壓，此時(shí)液晶層24周邊部位的折射率最大。由此，當(dāng)電壓 施加于液晶層24的中央部位時(shí)，形成從液晶層24中央部位至其周邊部位折射率逐漸遞增 的梯度，所以在線偏振光通過具有此折射率梯度的液晶層24時(shí)會(huì)形成相反的曲面波前，最 終導(dǎo)致離開液晶透鏡鏡片2的光束是發(fā)散的，達(dá)到凹透鏡發(fā)散光束的目的，該眼鏡的這種 凹透鏡類型模式適用于矯正近視眼。
[0049] 為了適用于不同年齡、不同臉型的人群使用，鏡腿11為可伸縮結(jié)構(gòu)，鏡腿11連接 于鏡框12的兩側(cè)，鏡框12用于安裝液晶透鏡鏡片2,且在鏡框12的中部設(shè)有鼻托13,控制 器和顯示裝置16置于鏡腿11或者鏡框12內(nèi)。
[0050] 供電裝置和驅(qū)動(dòng)電路均位于鏡腿11內(nèi)，供電裝置為電池，使整體結(jié)構(gòu)簡單，且在 鏡腿11表面還可增設(shè)方便連接的USB接口。
[0051] 而且，調(diào)節(jié)按鈕15和開關(guān)按鈕14均位于鏡腿11上，調(diào)節(jié)按鈕15還包括度數(shù)增加 按鈕和度數(shù)減小按鈕，通過度數(shù)增加按鈕和度數(shù)減小按鈕對(duì)液晶透鏡鏡片2的焦距進(jìn)行微 調(diào)以改變其使用度數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了度數(shù)可調(diào)的功能；通過短按開關(guān)按鈕14,實(shí)現(xiàn)近視鏡和 遠(yuǎn)視鏡之間的切換，具體而言是通過改變液晶層24對(duì)應(yīng)位置電極的電壓值來實(shí)現(xiàn)的。若原 透鏡類型的液晶層24上相應(yīng)位置的電壓值為V,，而液晶層24的飽和電壓值為V sat，則切換 透鏡類型后液晶層24上對(duì)應(yīng)位置的電壓值需變化為（Vsat-Vj，長按開關(guān)按鈕14還可實(shí)現(xiàn) 控制驅(qū)動(dòng)電路的啟閉。
[0052] 為了清楚反應(yīng)度數(shù)調(diào)節(jié)過程的原理，以液晶透鏡鏡片2處于凸透鏡類型模式為 例：
[0053] 首先，我們常說的度數(shù)Φ與透鏡焦距f之間的相互關(guān)系：平行光線經(jīng)過透鏡屈光 物質(zhì)，焦距f在1米時(shí)該屈光物質(zhì)的屈光力為1D。而且屈光力越大，焦距越短，D = 1/f，1D 相當(dāng)于100度，D= Φ/100,因此有，Φ = (l/f)X100,其中焦距的單位為米，例如500度的 近視眼鏡，可表示為-5D，則焦距f = 1/5米。
[0054] 因此，眼鏡的度數(shù)可以通過透鏡的焦距進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0055] 對(duì)于液晶透鏡，焦距f = r2/〔（ n_-r^ ) Xd〕，其中，r為透鏡從中心到兩側(cè)的徑 向距離，d為透鏡的厚度，（nmax-r〇為透鏡中心和兩側(cè)的折射率之差，對(duì)于本發(fā)明而言，其差 值最大值為（ηε-η。)。
[0056] 因此，在厚度d為一定值時(shí)，對(duì)焦距的調(diào)整可通過改變（nmax_r〇的差值加以實(shí)現(xiàn)。
[0057] 具體而言，液晶分子的非尋常光的有效折射率nMff滿足： " n〇ne
[0058] 心inW
[0059] 則液晶分子雙折射率為：
[0060] Δ?1 = (η-?Γ _nJd = ( /, .，i~n〇)d y/7； cos ' Θ + /?； sin Θ
[0061] 因此，可通過實(shí)施不同電壓以改變液晶分子的指向矢與光軸的夾角Θ值（電壓與 Θ值的關(guān)系如圖5所示），從而改變（nmax-r〇的值，實(shí)現(xiàn)調(diào)整液晶透鏡的焦距f(f = 100/ Φ，單位m)。
[0062] 最終得出眼鏡度數(shù)Φ為：
[0063] Φ = m^C〇/e^n；sin^ -以"
[0064] 其中，r為透鏡從中心到兩側(cè)的徑向距離，d為透鏡的厚度，Θ為液晶分子的指向 矢與光軸的夾角，對(duì)于凸透鏡類型來說，Θ為液晶層24周邊部位（邊緣）的液晶分子指向 矢與光軸的夾角；對(duì)于凹透鏡類型來說，Θ為液晶層24中央部位（中心處）的液晶分子指 向矢與光軸的夾角。
[0065] 因此，通過電壓與Θ (液晶分子的指向矢與光軸的夾角）的關(guān)系，以及眼鏡度數(shù)與 Θ的關(guān)系，從而可以得出眼鏡度數(shù)與電壓之間的關(guān)系，通過對(duì)電壓進(jìn)行微調(diào)，可定量地調(diào)節(jié) 眼鏡度數(shù)，因而眼鏡度數(shù)可直接通過調(diào)節(jié)按鈕15的預(yù)定刻度直接一步到位的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行高 效準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，以適合不同人群使用。
[0066] 實(shí)施例二
[0067] 本實(shí)施例二與實(shí)施例一相同的技術(shù)內(nèi)容不重復(fù)描述，實(shí)施例一公開的內(nèi)容也屬于 本實(shí)施例二公開的內(nèi)容，本實(shí)施例二與實(shí)施例一區(qū)別在于：如圖2所示，本實(shí)施例眼鏡采用 捕捉圖像方式進(jìn)行鏡片度數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，顯示裝置16包括圖像捕捉裝置18和調(diào)節(jié)按鈕15， 圖像捕捉裝置18與調(diào)節(jié)按鈕15電連接，用于識(shí)別人眼圖像信息并反饋至調(diào)節(jié)按鈕15,調(diào)節(jié) 按鈕15與控制器電連接，在調(diào)節(jié)按鈕15上設(shè)有用于顯示度數(shù)的顯示屏。通過顯示裝置16 對(duì)人眼圖像信息進(jìn)行自動(dòng)捕捉，在離焦情況下，對(duì)成象模糊程度進(jìn)行判斷，獲取離焦信號(hào)， 經(jīng)過電路處理得到不同圖象灰度分布。
[0068] 在離焦初始化狀態(tài)時(shí)，如圖7所示，圖像捕捉裝置18通過攝像頭及傳感器對(duì)人眼 進(jìn)行圖像采集，通過圖像預(yù)處理模塊進(jìn)行圖像分配、灰度控制；經(jīng)運(yùn)算電路后反饋至調(diào)節(jié)按 鈕15,調(diào)節(jié)按鈕15根據(jù)反饋信息對(duì)控制器的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)、焦距調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)完成 后，通過轉(zhuǎn)化單元將調(diào)節(jié)后的輸出電壓轉(zhuǎn)化為度數(shù)，并顯示在顯示屏上。
[0069] 該眼鏡要求光線折射要均勻，即每支光線折射的力量要相等，對(duì)于散光問題，如果 折射力量不相等，有大有小，使光線不能聚合到一點(diǎn)，而是分散于多點(diǎn)，或兩線、兩片，不可 能在視網(wǎng)膜上清晰成像。這種情況稱為散光。由于角膜上的這些厚薄不勻或角膜的彎曲度 不勻而使得角膜各子午線的屈折率不一致，使得經(jīng)過這些子午線的光線不能聚集于同一焦 點(diǎn)。這樣，光線便不能準(zhǔn)確地聚焦在視網(wǎng)膜上散光。此時(shí)，可通過對(duì)角膜不均勻區(qū)域?qū)?yīng)得 液晶透鏡晶片2局部區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立驅(qū)動(dòng)控制，在液晶層24上設(shè)有用于調(diào)節(jié)屈光度的獨(dú)立區(qū) 域，控制器通過第一電極23和第二電極25控制獨(dú)立區(qū)域上的電壓，通過改變電壓大小調(diào)節(jié) 該區(qū)域的屈光度，以對(duì)該不均勻角膜區(qū)域進(jìn)行有效補(bǔ)償，從而可減輕散光問題，若通過多次 匹配調(diào)試，可有效解決散光問題。
[0070] 綜上所述，本發(fā)明提供的眼鏡在液晶透鏡鏡片內(nèi)設(shè)有液晶層，通過將控制器與液 晶透鏡鏡片電連接，用于在液晶透鏡鏡片上形成電場，以改變液晶層中液晶分子的排列方 向；同時(shí)，利用顯示裝置控制控制器的輸出電壓，并將輸出電壓轉(zhuǎn)化并顯示為度數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí) 時(shí)查看眼鏡的度數(shù)，并可快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)調(diào)節(jié)度數(shù)。該眼鏡利用液晶分子雙折射特性以及 隨電場分布變化排列的特性，對(duì)光束進(jìn)行聚焦或發(fā)散，通過改變操作電壓來改變液晶分子 的排列方向，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)物理焦距及改變透鏡類型。其可根據(jù)視力度數(shù)的變化，適時(shí)調(diào)整 液晶透鏡鏡片度數(shù)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)在近視鏡和遠(yuǎn)視鏡之間自由切換，既可矯正近視，又可矯 正遠(yuǎn)視的功效；而且，該眼鏡的液晶透鏡鏡片的平整度好且厚度均勻，輕薄實(shí)用。
[0071] 本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，并不是將本發(fā)明限于所公開的 形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例 是為了更好地說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā) 明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種眼鏡，其特征在于，包括鏡架、液晶透鏡鏡片、控制器和顯示裝置，所述液晶透鏡 鏡片安裝于鏡架上，所述液晶透鏡鏡片內(nèi)設(shè)有液晶層，所述控制器通過向所述液晶透鏡鏡 片輸出電壓，以改變所述液晶層中液晶分子的排列方向；所述顯示裝置與控制器電連接，用 于將輸出電壓轉(zhuǎn)化并顯不為度數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼鏡，其特征在于，所述顯示裝置包括語音捕捉裝置和調(diào)節(jié) 按鈕，所述語音捕捉裝置與調(diào)節(jié)按鈕電連接，用于識(shí)別語音信息并反饋至所述調(diào)節(jié)按鈕，所 述調(diào)節(jié)按鈕與控制器電連接，在調(diào)節(jié)按鈕上設(shè)有用于顯示度數(shù)的顯示屏。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼鏡，其特征在于，所述顯示裝置包括圖像捕捉裝置和調(diào)節(jié) 按鈕，所述圖像捕捉裝置與調(diào)節(jié)按鈕電連接，用于識(shí)別人眼圖像信息并反饋至所述調(diào)節(jié)按 鈕，所述調(diào)節(jié)按鈕與控制器電連接，在調(diào)節(jié)按鈕上設(shè)有用于顯示度數(shù)的顯示屏。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的眼鏡，其特征在于，所述顯示屏通過轉(zhuǎn)化單元將驅(qū)動(dòng)電路 的輸出電壓轉(zhuǎn)化為度數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的眼鏡，其特征在于，所述控制器包括供電裝置和驅(qū)動(dòng)電 路，所述供電裝置通過驅(qū)動(dòng)電路與所述液晶透鏡鏡片電連接，所述驅(qū)動(dòng)電路上連接有用于 切換電壓輸出方式的開關(guān)按鈕；所述調(diào)節(jié)按鈕與驅(qū)動(dòng)電路電連接，用于控制所述驅(qū)動(dòng)電路 的輸出電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼鏡，其特征在于，所述液晶透鏡鏡片包括上基板、下基板和 偏振片，所述上基板和下基板相對(duì)設(shè)置，所述偏振片設(shè)置在上基板的上方；所述上基板的下 方設(shè)有第一電極，所述下基板的上方設(shè)有第二電極，所述液晶層設(shè)置在所述第一電極和第 二電極之間，所述控制器用于向所述第一電極和第二電極輸出電壓以形成電場。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的眼鏡，其特征在于，所述第一電極與第二電極交錯(cuò)設(shè)置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的眼鏡，其特征在于，所述控制器通過第一電極和第二電極將 電壓施加于所述液晶層的中央部位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的眼鏡，其特征在于，所述控制器通過第一電極和第二電極將 電壓施加于所述液晶層的周邊部位。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的眼鏡，其特征在于，所述液晶層上設(shè)有用于調(diào)節(jié)屈光度 的獨(dú)立區(qū)域，所述控制器通過第一電極和第二電極控制所述獨(dú)立區(qū)域上的電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼鏡，其特征在于，所述鏡架包括用于安裝所述液晶透鏡鏡 片的鏡框，連接于鏡框兩側(cè)的鏡腿及位于鏡框中部的鼻托，所述鏡腿為可伸縮結(jié)構(gòu)，所述控 制器和顯示裝置置于鏡腿或者鏡框內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G02C7/08GK104216138SQ201410453528
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】李文波 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司