一种连续可变焦自由曲面眼镜的制作方法

本实用新型涉及一种，特别涉及一种连续可变焦自由曲面眼镜。

背景技术：

现有可变焦眼镜主要有两种结构技术，一种是镜片与镜架活动连接，并更换配套多种屈度不同的镜片，通过更换镜片来实现变焦；另一种是美国的PixelOptics光学公司推出的通过在镜架上搭载显示屏，改变显示屏在视网膜上的成像显示来实现变焦。前者配件繁多、携带不变，而且只能选择特定屈光度的镜片，无法做到连续变焦；后者由于需要搭载显示屏、处理器和电源等设备，整体结构十分复杂笨重，价格也十分昂贵，而且成像前需要经处理器对摄影进行逐帧处理，图像会有明显的延迟。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种连续可变焦自由曲面眼镜。

为解决上述技术问题，本连续可变焦自由曲面眼镜由镜架和设置在镜架上的左右两组自由曲面透镜组构成；其中，所述自由曲面透镜组包括两片相互平行且相离设置的曲面透镜，两曲面透镜之间设有中央夹层，所述曲面透镜外表面为平面，内表面为连续曲面，该连续曲面包括凸透部和凹透部，凸、凹透部之间平滑过渡形成连续顺滑的曲面，两曲面透镜内表面相对、外侧面平行设置，二者可沿平行方向相互错位运动。两曲面透镜平行设置，保持自由曲面透镜组总体厚度不变，中央夹层的存在使的两曲面透镜具有相互错位运动的空间，达到了普通球面镜需要更多的透镜组才能达到的成像质量，部件组成上只需要两片透镜，更为轻薄美观；独特的自由曲面设计，能够在较小相对位移下实现大跨度连续变焦；通过可做连续的错位运动，利用两曲面透镜凸透部和凹透部对应位置的改变，来实现屈光度连续变化，从而让自由曲面透镜组实现连续变焦。

作为优化，两片所述曲面透镜的材质、尺寸及连续曲面的形态完全相同。使用单一模具便可批量生产曲面透镜，并随意配对组合为自由曲面透镜组，便于部件的模具开模和批量生产。

作为优化，两片所述曲面透镜的平面距离大于或等于两连续曲面的凸透部最大厚度之和。即保证所述中央夹层的宽度，足够容纳相错运动中两曲面透镜的凸透部不发生碰撞，进而保证自由曲面透镜组的连续错位变焦。

作为优化，所述自由曲面透镜组的宽度为12.8mm，处于初始位置时所述中央夹层的宽度为4.8mm。所述初始位置即为自由曲面透镜组的两片曲面透镜四周完全对应投影重合，这时两曲面透镜的内表面为等距相离的曲面，两曲面的距离即为中央夹层处于初始位置时的宽度，通过相错运动，相对位移±10mm内，可实现最大范围±1400屈光度左右线性连续可调。

作为优化，所述镜架包括镜框和镜腿，其中镜框上设有可变焦眼镜运动机构，所述自由曲面透镜组设置在该可变焦眼镜运动机构上。通过可变焦眼镜运动机构带动自由曲面透镜组的两片曲面透镜完成相错运动，实现连续错位变焦。

所述可变焦眼镜运动机构为电机驱动可变焦眼镜运动机构，其包括前部壳体、后部壳体、中间夹层支撑结构连接形成的固定机构和丝杆、金属支撑杆、固定螺栓连接构成的丝杆机构，所述固定机构上设有驱动电机，所述曲面透镜固定在丝杆机构上。所述电机输出轴上设有驱动齿轮，所述丝杆机构的金属支撑杆端部设有丝杆齿轮，所述电机驱动齿轮与所述丝杆齿轮相啮合，所述曲面透镜固定在所述固定螺栓上。所述前部壳体、后部壳体和中央夹层支撑机构将其他部件组装为一体框架，所述曲面透镜与螺栓连接在一起后，金属支撑杆、丝杆和螺栓连接在一起构成丝杆机构，电机驱动丝杆齿轮带动丝杆机构的旋转，驱动两曲面透镜做连续错位移动，实现连续变焦。

作为优化，所述可变焦眼镜运动机构为手动驱动可变焦眼镜运动机构，其包括前部壳体、后部壳体、中间夹层支撑结构连接形成的固定机构和丝杆、金属支撑杆、固定螺栓连接构成的丝杆机构，所述固定机构上设有手动驱动旋钮，所述曲面透镜固定在丝杆机构上。所述手动驱动旋钮驱动轴上设有驱动齿轮，所述丝杆机构的金属支撑杆端部设有丝杆齿轮，所述驱动齿轮与所述丝杆齿轮相啮合，所述曲面透镜固定在所述固定螺栓上。所述前部壳体、后部壳体和中央夹层支撑机构将其他部件组装为一体框架，所述曲面透镜与螺栓连接在一起后，金属支撑杆、丝杆和螺栓连接在一起构成丝杆机构，手动驱动旋钮驱动齿轮带动丝杆机构的旋转，驱动两曲面透镜做连续错位移动，实现连续变焦。

本实用新型连续可变焦自由曲面眼镜结构简单、小巧便捷、设计巧妙、成本低廉，通过两片曲面透镜构成的连续变焦自由曲面组，通过平行相错运动实现连续改变镜片屈光度并保持总体厚度不变，本实用新型还提供了该连续变焦自由曲面镜片组配套的可变焦眼镜运动机构。

附图说明

下面结合附图对本实用新型连续可变焦自由曲面眼镜作进一步说明：

图1是本连续可变焦自由曲面眼镜的自由曲面透镜组的初始位置结构示意图；

图2是本连续可变焦自由曲面眼镜的自由曲面透镜组的曲面镜片错位结构示意图；

图3是本连续可变焦自由曲面眼镜的实施方式一中可变焦眼镜运动机构的结构示意图；

图4是本连续可变焦自由曲面眼镜的实施方式二中可变焦眼镜运动机构的结构示意图。

图中：1-曲面透镜、2-中央夹层、3-平面、4-连续曲面、401-凸透部、402-凹透部、5-前部壳体、6-后部壳体、7-中间夹层支撑结构、8-丝杆、9-金属支撑杆、10-固定螺栓、11-驱动电机、12-驱动齿轮、13-丝杆齿轮、14-手动驱动旋钮。

具体实施方式

实施方式1：如图1至3所示，本连续可变焦自由曲面眼镜由镜架和设置在镜架上的左右两组自由曲面透镜组构成；其中，所述自由曲面透镜组包括两片相互平行且相离设置的曲面透镜1，两曲面透镜1之间设有中央夹层2，所述曲面透镜1外表面为平面3，内表面为连续曲面4，该连续曲面4包括凸透部401和凹透部402，凸、凹透部401、402之间平滑过渡形成连续顺滑的曲面，两曲面透镜1内表面相对、外侧面平行设置，二者可沿平行方向相互错位运动。两曲面透镜平行设置，保持自由曲面透镜组总体厚度不变，中央夹层的存在使的两曲面透镜具有相互错位运动的空间，达到了普通球面镜需要更多的透镜组才能达到的成像质量，部件组成上只需要两片透镜，更为轻薄美观；独特的自由曲面设计，能够在较小相对位移下实现大跨度连续变焦；通过可做连续的错位运动，利用两曲面透镜凸透部和凹透部对应位置的改变，来实现屈光度连续变化，从而让自由曲面透镜组实现连续变焦。

两片所述曲面透镜1的材质、尺寸及连续曲面4的形态完全相同。使用单一模具便可批量生产曲面透镜，并随意配对组合为自由曲面透镜组，便于部件的模具开模和批量生产。两片所述曲面透镜1的平面3距离大于或等于两连续曲面4的凸透部401最大厚度之和。即保证所述中央夹层的宽度，足够容纳相错运动中两曲面透镜的凸透部不发生碰撞，进而保证自由曲面透镜组的连续错位变焦。所述自由曲面透镜组的宽度为12.8mm，处于初始位置时所述中央夹层2的宽度为4.8mm。所述初始位置即为自由曲面透镜组的两片曲面透镜四周完全对应投影重合，这时两曲面透镜的内表面为等距相离的曲面，两曲面的距离即为中央夹层处于初始位置时的宽度，通过相错运动，相对位移±10mm内，可实现最大范围±1400屈光度左右线性连续可调。

所述镜架包括镜框和镜腿，其中镜框上设有可变焦眼镜运动机构，所述自由曲面透镜组设置在该可变焦眼镜运动机构上。通过可变焦眼镜运动机构带动自由曲面透镜组的两片曲面透镜完成相错运动，实现连续错位变焦。所述可变焦眼镜运动机构为电机驱动可变焦眼镜运动机构，其包括前部壳体5、后部壳体6、中间夹层支撑结构7连接形成的固定机构和丝杆8、金属支撑杆9、固定螺栓10连接构成的丝杆机构，所述固定机构上设有驱动电机11，所述曲面透镜1固定在丝杆机构上。所述电机11输出轴上设有驱动齿轮12，所述丝杆机构的金属支撑杆9端部设有丝杆齿轮13，所述电机驱动齿轮12与所述丝杆齿轮13相啮合，所述曲面透镜1固定在所述固定螺栓10上。所述前部壳体、后部壳体和中央夹层支撑机构将其他部件组装为一体框架，所述曲面透镜与螺栓连接在一起后，金属支撑杆、丝杆和螺栓连接在一起构成丝杆机构，电机驱动丝杆齿轮带动丝杆机构的旋转，驱动两曲面透镜做连续错位移动，实现连续变焦。

实施方式2：如图1、2、4所示，本连续可变焦自由曲面眼镜由镜架和设置在镜架上的左右两组自由曲面透镜组构成；其中，所述自由曲面透镜组包括两片相互平行且相离设置的曲面透镜1，两曲面透镜1之间设有中央夹层2，所述曲面透镜1外表面为平面3，内表面为连续曲面4，该连续曲面4包括凸透部401和凹透部402，凸、凹透部401、402之间平滑过渡形成连续顺滑的曲面，两曲面透镜1内表面相对、外侧面平行设置，二者可沿平行方向相互错位运动。两曲面透镜平行设置，保持自由曲面透镜组总体厚度不变，中央夹层的存在使的两曲面透镜具有相互错位运动的空间，达到了普通球面镜需要更多的透镜组才能达到的成像质量，部件组成上只需要两片透镜，更为轻薄美观；独特的自由曲面设计，能够在较小相对位移下实现大跨度连续变焦；通过可做连续的错位运动，利用两曲面透镜凸透部和凹透部对应位置的改变，来实现屈光度连续变化，从而让自由曲面透镜组实现连续变焦。

两片所述曲面透镜1的材质、尺寸及连续曲面4的形态完全相同。使用单一模具便可批量生产曲面透镜，并随意配对组合为自由曲面透镜组，便于部件的模具开模和批量生产。两片所述曲面透镜1的平面3距离大于或等于两连续曲面4的凸透部401最大厚度之和。即保证所述中央夹层的宽度，足够容纳相错运动中两曲面透镜的凸透部不发生碰撞，进而保证自由曲面透镜组的连续错位变焦。所述自由曲面透镜组的宽度为12.8mm，处于初始位置时所述中央夹层2的宽度为4.8mm。所述初始位置即为自由曲面透镜组的两片曲面透镜四周完全对应投影重合，这时两曲面透镜的内表面为等距相离的曲面，两曲面的距离即为中央夹层处于初始位置时的宽度，通过相错运动，相对位移±10mm内，可实现最大范围±1400屈光度左右线性连续可调。

所述可变焦眼镜运动机构为手动驱动可变焦眼镜运动机构，其包括前部壳体5、后部壳体6、中间夹层支撑结构7连接形成的固定机构和丝杆8、金属支撑杆9、固定螺栓10连接构成的丝杆机构，所述固定机构上设有手动驱动旋钮14，所述曲面透镜1固定在丝杆机构上。所述手动驱动旋钮14驱动轴上设有驱动齿轮12，所述丝杆机构的金属支撑杆9端部设有丝杆齿轮13，所述驱动齿轮12与所述丝杆齿轮13相啮合，所述曲面透镜1固定在所述固定螺栓10上。所述前部壳体、后部壳体和中央夹层支撑机构将其他部件组装为一体框架，所述曲面透镜与螺栓连接在一起后，金属支撑杆、丝杆和螺栓连接在一起构成丝杆机构，手动驱动旋钮驱动齿轮带动丝杆机构的旋转，驱动两曲面透镜做连续错位移动，实现连续变焦。

上述实施方式旨在举例说明本实用新型可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本实用新型包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本实用新型的保护范围之内。