本發(fā)明涉及光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科技的進步，電子設(shè)備的增多，人們面對電子屏幕的時間越來越長，以及各種不正確的用眼習(xí)慣，對眼睛的傷害越來越大，人們對眼鏡的需求量越來越多。

人眼在觀看不同距離物體時，需要的焦距不同，但現(xiàn)有的用于眼鏡的透鏡系統(tǒng)的焦距是固定不可調(diào)的，用戶觀看不同距離物體時所用焦距相同，從而給人眼帶來不適，用戶體驗度極差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠基于距離變化值實現(xiàn)焦距的精確調(diào)節(jié)，使用戶觀看不同距離物體時，使用最適合的焦距，大大提高了用戶體驗度。

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括：

殼體，所述殼體包括第一殼體和第二殼體，所述第一殼體上具有第一內(nèi)通孔，所述第二殼體上具有第二內(nèi)通孔；

薄膜，所述薄膜封裝在所述第一殼體和第二殼體之間，所述第一殼體和薄膜形成第一內(nèi)空腔，所述第二殼體和薄膜形成第二內(nèi)空腔，所述第一內(nèi)空腔和第二內(nèi)空腔之間密閉；

環(huán)形支撐架，套接在所述殼體外圈部，所述環(huán)形支架內(nèi)具有環(huán)形凸部、第一外通孔和第二外通孔，所述環(huán)形凸部將所述殼體抵頂，所述第一殼體和環(huán)形支撐架之間形成第一外空腔；所述第二殼體和環(huán)形支撐架之間形成第二外空腔，所述第一外空腔和第二外空腔之間密閉；所述第一內(nèi)空腔通過所述第一內(nèi)通孔與所述第一外空腔導(dǎo)通，所述第二內(nèi)空腔通過所述第二內(nèi)通孔與所述第二外空腔導(dǎo)通；所述第一外通孔與所述第一外空腔相導(dǎo)通，所述第二外通孔與所述第二外空腔相導(dǎo)通；

活塞氣液囊，容置有第一流體，并且通過導(dǎo)液管與所述第一外通孔相導(dǎo)通，所述活塞氣液囊具有活塞推桿；

測距元件，用于檢測距離，生成當(dāng)前距離數(shù)據(jù)；

芯片，根據(jù)所述測距元件發(fā)送的當(dāng)前距離數(shù)據(jù)，與原有距離數(shù)據(jù)的距離差計算焦距變化量；根據(jù)焦距變化量計算所述薄膜的曲率變化量；根據(jù)所述薄膜的曲率變化量計算所述第一內(nèi)空腔內(nèi)第一流體的體積變化量；根據(jù)所述第一流體的體積變化量計算電機步進量；根據(jù)所述電機步進量生成控制數(shù)據(jù)；

電動機，與所述芯片相連接，用于接收所述芯片的控制數(shù)據(jù)；

所述電動機控制所述活塞推桿的第一步進，從而將所述活塞氣液囊中第一流體定量的通過所述導(dǎo)液管經(jīng)過所述第一外通孔向所述第一外空腔注入，所述第一流體通過所述第一內(nèi)通孔流入所述第一內(nèi)空腔，使所述薄膜在所述第一流體的壓力下增大定量形變，所述薄膜的曲率增大，從而調(diào)節(jié)所述薄膜達到縮小控制焦距；所述第二內(nèi)空腔中的第二流體在所述薄膜的擠壓下從所述第二內(nèi)通孔中流出至所述第二外空腔，再通過所述第二外通孔流出；或者，

所述電動機控制所述活塞推桿的第二步進，從而使所述第一內(nèi)空腔中第一流體定量通過所述第一內(nèi)通孔流出至第一外空腔，再通過所述第一外通孔經(jīng)所述導(dǎo)液管抽入所述活塞氣液囊中，使所述薄膜在所述第一流體的壓力下減小定量形變，所述薄膜的曲率減小，從而調(diào)節(jié)所述薄膜達到擴大控制焦距；所述第二流體通過所述第二外通孔進入所述第二外空腔，再由第二內(nèi)通孔進入所述第二內(nèi)空腔。

優(yōu)選的，所述焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括電池，為所述芯片、測距元件和電動機供電。

優(yōu)選的，所述第一內(nèi)通孔和第二內(nèi)通孔的數(shù)量均為偶數(shù)個；多個所述第一內(nèi)通孔等間隔設(shè)置在所述第一殼體上；多個所述第二內(nèi)通孔等間隔設(shè)置在所述第二殼體上。

進一步優(yōu)選的，多個所述第一內(nèi)通孔根據(jù)所述第一殼體的中心對稱設(shè)置；多個所述第二內(nèi)通孔根據(jù)所述第二殼體的中心對稱設(shè)置。

優(yōu)選的，所述第一內(nèi)通孔和第二內(nèi)通孔為圓形或錐形。

進一步優(yōu)選的，所述焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括蓋板，蓋合在所述第一殼體外側(cè)，所述蓋板為凸透鏡。

進一步優(yōu)選的，所述焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括底板，蓋合在所述第二殼體外側(cè)，并與所述蓋板相扣合。

進一步優(yōu)選的，在所述蓋板、底板、薄膜或第一流體中加入感光材料。

進一步優(yōu)選的，所述蓋板、底板的材質(zhì)為玻璃或樹脂。

進一步優(yōu)選的，所述蓋板、底板、薄膜和活塞氣液囊為可更換器件。

本發(fā)明實施例提供的一種焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠基于距離變化值實現(xiàn)焦距的精確調(diào)節(jié)，使用戶觀看不同距離物體時，使用最適合的焦距，大大提高了用戶體驗度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的爆炸示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的局部剖面示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的活塞氣液囊的剖面示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

圖1為本發(fā)明實施例提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的爆炸示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：殼體1、薄膜2、環(huán)形支撐架3、活塞氣液囊4、測距元件8、芯片(圖中未示出)和電動機10。

殼體1包括第一殼體11和第二殼體12，第一殼體11上具有第一內(nèi)通孔111，用于第一流體的流入或流出；第二殼體12上具有第二內(nèi)通孔121，用于第二流體的流入或流出；其中，第一內(nèi)通孔111和第二內(nèi)通孔121為圓形或錐形。

圖2為本發(fā)明實施例提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的局部剖面示意圖，具體為殼體1、薄膜2以及環(huán)形支撐架3裝配后的剖面示意圖，如圖2所示，薄膜2封裝在第一殼體11和第二殼體12之間，第一殼體11和薄膜2形成第一內(nèi)空腔112，第一內(nèi)空腔112用于容置第一流體；第二殼體12和薄膜2形成第二內(nèi)空腔122，第二內(nèi)空腔122用于容置第二流體，第一內(nèi)空腔112和第二內(nèi)空腔122之間密閉。其中，薄膜2為圓形或橢圓形的彈性薄膜2。

需要說明的是，第一流體的作用是充入第一內(nèi)空腔112內(nèi)，從而使得薄膜2發(fā)生形變，從而形成薄膜2曲率；所以可以調(diào)節(jié)第一流體在第一內(nèi)空腔112內(nèi)的注入量，從而調(diào)節(jié)薄膜2的曲率，進而達到調(diào)節(jié)焦距的目的。

第二流體的作用是充入第二內(nèi)空腔122內(nèi)，是被動的，也就是說隨著第一流體填充入第一內(nèi)空腔112的時候，因為第一內(nèi)空腔112和第二內(nèi)空腔122之間是密閉的，第二內(nèi)空腔122的第二流體的體積隨之而改變。

可選的，第一流體可以是液體，例如水、硅油或透明反射性液體；當(dāng)然也可以是氣體，例如空氣或惰性氣體。

同理，第二流體也可以是氣體，例如空氣或惰性氣體，也可以是液體，例如水、硅油或透明反射性液體。

結(jié)合圖1和圖2所示，環(huán)形支撐架3套接在殼體1外圈部，具體的，環(huán)形支撐架3內(nèi)具有環(huán)形凸部30，環(huán)形凸部30將殼體1抵頂，環(huán)形凸部30在環(huán)形支撐架3的內(nèi)側(cè)形成兩個凹槽，兩個凹槽的外沿分別套接在第一殼體11和第二殼體12的外沿，殼體1的外沿與環(huán)形支撐架3之間具有一定間隙，從而使第一殼體11和環(huán)形支撐架3之間形成第一外空腔33；第二殼體12和環(huán)形支撐架3之間形成第二外空腔34，第一外空腔33和第二外空腔34之間密閉，互不相通；第一內(nèi)空腔112通過第一內(nèi)通孔111與第一外空腔33導(dǎo)通，第二內(nèi)空腔122通過第二內(nèi)通孔121與第二外空腔34導(dǎo)通。

進一步的，環(huán)形支撐架3的外圈部具有第一外通孔31和第二外通孔32，第一外通孔31與第一外空腔33相導(dǎo)通，第二外通孔32與第二外空腔34相導(dǎo)通，這樣第一流體通過第一外通孔31流入或流出到第一外空腔33，再通過第一內(nèi)通孔111流入或流出第一內(nèi)空腔112，從而使夾在第一內(nèi)空腔112和第二內(nèi)空腔122之間的薄膜2在第一流體的壓力下產(chǎn)生定量形變，改變薄膜2的曲率，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)焦距的調(diào)節(jié)；在薄膜2發(fā)生形變的同時，第二內(nèi)空腔122內(nèi)的第二流體根據(jù)薄膜2的形變從第二內(nèi)通孔121流出至第二外空腔34，再通過第二外通孔32流出，或者第二流體通過第二外通孔32流入第二外空腔34，再由第二內(nèi)通孔121流入第二內(nèi)空腔122。

為了保證薄膜2的形變均勻，在優(yōu)選的實施例中，第一內(nèi)通孔111和第二內(nèi)通孔121的數(shù)量相同，均為偶數(shù)個，且多個第一內(nèi)通孔111根據(jù)第一殼體11的中心對稱設(shè)置，多個第二內(nèi)通孔121根據(jù)第二殼體12的中心對稱設(shè)置，更為優(yōu)選的，多個第一內(nèi)通孔111和多個第二內(nèi)通孔121等間距設(shè)置，這樣第一流體可以通過多個對稱設(shè)置的第一內(nèi)通孔111從第一外空腔33均勻流入或流出第一內(nèi)空腔112，從而保證第一流體從第一內(nèi)空腔112的各個方向均勻?qū)ΨQ的流入或流出；相對應(yīng)的，第二內(nèi)空腔122內(nèi)的第二流體可以通過多個對稱設(shè)置的第二內(nèi)通孔121均勻流出至第二外空腔34，或者第二外空腔34內(nèi)的第二流體由多個對稱設(shè)置的第二內(nèi)通孔121均勻流入至第二內(nèi)空腔122，從而保證第二流體從第二內(nèi)空腔122的各個方向均勻?qū)ΨQ的流出或流入，進而保證薄膜2的形變是均勻的，實現(xiàn)焦距的精確調(diào)節(jié)。

圖3為本發(fā)明實施例提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的活塞氣液囊的剖面示意圖，結(jié)合圖1至圖3所示，活塞氣液囊4包括儲液腔41和活塞推桿42。儲液腔41中容置有第一流體，儲液腔41的側(cè)壁上具有連接口，用于連接導(dǎo)液管5的一端，導(dǎo)液管5的另一端與第一外空腔33的第一外通孔31連接；活塞推桿42具有推動部421，推動部421插接在儲液腔41中，電動機10與活塞推桿42連接，并控制活塞推桿42，使推動部421沿平行于儲液腔41的方向上水平運動，從而改變儲液腔41內(nèi)的液體壓強，從而將儲液腔41內(nèi)的第一流體壓入導(dǎo)液管5，從而進入第一外空腔33，或者使第一內(nèi)空腔112的第一流體經(jīng)第一外空腔33、導(dǎo)液管5流出至儲液腔41。為實現(xiàn)第一流體精確定量的導(dǎo)入或?qū)С觯瑑σ呵?1優(yōu)選為螺旋狀或細長狀，螺旋狀或細長狀的儲液腔41的橫截面積較小，因而可以實現(xiàn)第一流體精確定量的導(dǎo)入或?qū)С觥?/p>

再次如圖1所示，測距元件8，用于檢測距離，生成當(dāng)前距離數(shù)據(jù)，優(yōu)選為測距鏡頭，采用圖像以銳度來判定相對距離，或者通過超聲波、紅外、微波等以接收電波時間來測定距離。

芯片，根據(jù)測距元件8發(fā)送的當(dāng)前距離數(shù)據(jù)與原有距離數(shù)據(jù)的距離差計算焦距變化量；根據(jù)焦距變化量計算薄膜2的曲率變化量；根據(jù)薄膜2的曲率變化量計算第一內(nèi)空腔112內(nèi)第一流體的體積變化量；根據(jù)第一流體的體積變化量計算電機步進量；根據(jù)電機步進量生成控制數(shù)據(jù)。

電動機10，與芯片相連接，用于接收芯片的控制數(shù)據(jù)，電動機10控制活塞推桿42的步進，從而改變第一內(nèi)空腔112的第一流體的量，使得薄膜2的曲率發(fā)生改變，使系統(tǒng)的焦距得到調(diào)節(jié)。

在優(yōu)選的實施例中，為實現(xiàn)系統(tǒng)焦距的精確調(diào)節(jié)，必須控制第一流體的進液量或出液量的精確，因此該系統(tǒng)電動機10優(yōu)選采用壓力電動機10，芯片通過計算電動機10的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和活塞推桿42產(chǎn)生壓力之間的關(guān)系，從而實現(xiàn)儲液腔41中第一流體的進液量或出液量的精確調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)該系統(tǒng)焦距的精確調(diào)節(jié)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對電動機10的類型進行選擇，比如步進電動機10、直線電動機10、旋轉(zhuǎn)電動機10或電磁電動機10，實現(xiàn)儲液腔41中第一流體進液量或出液量的調(diào)整。

焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括蓋板6和底板7，蓋板6蓋合在第一殼體11的外側(cè)，底板7蓋合在第二殼體12的外側(cè)，并且蓋板6和底板7相扣合，形成密封區(qū)域，將殼體1、薄膜2、環(huán)形支撐架3、活塞氣液囊4、導(dǎo)液管5和電動機10容置在該密封區(qū)域內(nèi)，測距元件8可插接在蓋板6上。

其中，蓋板6和底板7的材質(zhì)可以為玻璃或樹脂，在本例中蓋板6為凸透鏡，底板7為平鏡，需要說明的是，凸透鏡和平鏡并不限制于蓋板6和底板7的透鏡類型，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對蓋板6和底板7的透鏡類型進行選擇。

進一步的，蓋板6可以為具有度數(shù)的凸透鏡或凹透鏡，使系統(tǒng)可以被用作老花鏡或近視鏡。

為了使焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)還具有遮光的功能，在蓋板6、底板7、薄膜2或第一流體中加入感光材料，感光材料的顏色可以為多種；也可以混入多種感光材料，在不同光強度下，某一種感光材料占主導(dǎo)作用，從而實現(xiàn)變色，達到遮光效果。蓋板6和底板7是可更換的，用戶可根據(jù)需要更換不同顏色的蓋板6、底板7，或不同度數(shù)的蓋板6；活塞氣液囊4也是可更換的，用戶可以根據(jù)需要更換裝有具有不同顏色感光材料第一流體的活塞氣液囊4。

本發(fā)明提供的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以單獨佩戴使用，為使用方便可以將兩個焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)置于眼鏡架9中進行使用，具體如圖4所示，眼鏡架9包括左支架91、右支架92和連接桿93，連接桿93用于連接兩個焦距調(diào)節(jié)裝置，兩個焦距調(diào)節(jié)裝置中的電動機10和芯片可以置于連接桿93中，也可以分別置于左支架91和右支架92中。

該焦距調(diào)節(jié)裝置的供電可以是通過電池94實現(xiàn)的，電池94可以為兩個，分別設(shè)置在左支架91和右支架92的內(nèi)部，兩個電池94為并聯(lián)，同時為溫度傳感器、芯片和電動機10進行供電。為了便于長時間使用，延長待機時間，本系統(tǒng)設(shè)計有多種充電方式。在晚上休息時，可使用無線座充或usb充電；在電腦前工作時，可使用usb充電；在戶外或有燈光的地方活動時，可使用太陽能充電。

在對本發(fā)明的焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)充分了解的基礎(chǔ)上，結(jié)合圖1至圖4所示，對該焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的使用狀態(tài)進行介紹。

用戶在使用該系統(tǒng)看物體時可以分成兩種情況，一種是由遠及近看物體，焦距變??；另一種是由近及遠看物體，焦距變大，下面分別介紹這兩種情況。

當(dāng)用戶佩戴系統(tǒng)由遠及近觀看物體時，芯片根據(jù)測距元件8檢測到的當(dāng)前距離和原有距離計算得到距離減少量，根據(jù)距離減少量以及距離和焦距之間的關(guān)系得到焦距減少量，根據(jù)焦距減少量以及焦距和薄膜2曲率之間的關(guān)系計算得到薄膜2曲率增大量；根據(jù)薄膜2曲率增大量以及薄膜2曲率和第一流體流量之間的關(guān)系計算得到第一流體的增大量；根據(jù)第一流體的增大量以及電動機10參數(shù)計算得到電動機10的步進量，從而生成第一控制數(shù)據(jù)，并發(fā)送給電動機10。

電動機10根據(jù)第一控制數(shù)據(jù)控制活塞推桿42向靠近儲液腔41方向的第一步進，從而將活塞氣液囊4中第一定量的第一流體通過導(dǎo)液管5經(jīng)過第一外通孔31向第一外空腔33注入，第一流體通過多個第一內(nèi)通孔111均勻流入第一內(nèi)空腔112，薄膜2在第一流體的壓力下增大定量形變，薄膜2的曲率增大，從而調(diào)節(jié)薄膜2達到縮小控制焦距，其中，第一定量即為第一流體的增大量；于此同時，第二內(nèi)空腔122中的第二流體在薄膜2的擠壓下從多個第二內(nèi)通孔121中均勻流出至第二外空腔34，再通過第二外通孔32流出。

當(dāng)用戶佩戴該系統(tǒng)由近及遠觀看物體時，芯片根據(jù)測距元件8檢測到的當(dāng)前距離和原有距離計算得到距離增大量，根據(jù)距離增大量以及距離和焦距之間的關(guān)系得到焦距增大量，根據(jù)焦距增大量以及焦距和薄膜2曲率之間的關(guān)系計算得到薄膜2曲率減小量；根據(jù)薄膜2曲率減小量以及薄膜2曲率和第一流體流量之間的關(guān)系計算得到第一流體的減小量；根據(jù)第一流體的減小量以及電動機10參數(shù)計算得到電動機10的步進量，從而生成第二控制數(shù)據(jù)，并發(fā)送給電動機10。

電動機10根據(jù)第二控制數(shù)據(jù)控制活塞推桿42向遠離儲液腔41方向的第二步進，從而使第一內(nèi)空腔112中第二定量的第一流體通過第一內(nèi)通孔111流出至第一外空腔33，再通過第一外通孔31經(jīng)導(dǎo)液管5抽入活塞氣液囊4中，使薄膜2在第一流體的壓力下減小定量形變，薄膜2的曲率減小，從而調(diào)節(jié)薄膜2達到擴大控制焦距，其中，第二定量即為第一流體的減小量；第二流體通過第二外通孔32進入第二外空腔34，再由第二內(nèi)通孔121進入第二內(nèi)空腔122。

本發(fā)明實施例提供的一種焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠基于距離變化值實現(xiàn)焦距的精確調(diào)節(jié)，使用戶觀看不同距離物體時，使用最適合的焦距，大大提高了用戶體驗度。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。