一种自适应视力镜片及自适应视力眼镜的制作方法

1.本实用新型涉及眼镜技术领域，具体而言，涉及一种自适应视力镜片及自适应视力眼镜。


背景技术：

2.目前，眼镜的度数一般是一定的，不同的使用者需要根据自身的度数来定制，需要复杂的验光与定制过程，不适用于低成本、普适性、大批量生产。
3.为了能够让一个眼镜可以适用于不同度数的使用者，目前出现了一种自适应视力眼镜。该自适应视力眼镜的镜片上排列有多个不同度数的微透镜，利用人脑的脑补能力以及视觉停留，使用者可以看清眼前的事物。但这些镜片均为曲面镜片，曲面镜片上的微透镜加工困难且成本高，不适宜低成本、大规模生产。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种自适应视力镜片及自适应视力眼镜。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种自适应视力镜片，包括：透明基底和多种微透镜；
6.每种所述微透镜对应一种焦距，且每种所述微透镜包括多个同焦距的所述微透镜；
7.所述透明基底为平面基底，多个所述微透镜设置在所述透明基底的至少一侧。
8.在一种可能的实现方式中，所述微透镜为球面透镜，或者非球面的自由曲面透镜。
9.在一种可能的实现方式中，多个所述微透镜以密堆的形式设置在所述透明基底的至少一侧。
10.在一种可能的实现方式中，所述微透镜的底面的形状为方形或六边形。
11.在一种可能的实现方式中，所述微透镜的排列周期在50μm～5mm之间。
12.在一种可能的实现方式中，所述微透镜的材料为光学塑料。
13.在一种可能的实现方式中，多种所述微透镜的焦距的倒数呈等差数列。
14.在一种可能的实现方式中，每种所述微透镜按照随机分布的方式设置在所述透明基底的至少一侧。
15.在一种可能的实现方式中，所述随机分布包括以所述微透镜的焦距作为随机变量的等概率随机分布；
16.或者，所述随机分布包括：以所述微透镜的焦距或度数作为随机变量的非等概率随机分布，且所述非等概率随机分布为凸型的随机分布。
17.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种自适应视力眼镜，包括：镜框和如上所述的自适应视力镜片。
18.本实用新型实施例上述第一方面提供的方案中，其铺设有多种不同焦距的微透
镜，可以对透过该自适应视力镜片的光实现不同的矫正效果，用户使用该自适应视力镜片时，利用用户大脑的脑补能力以及视觉停留效果，用户的眼睛可以自动寻找清晰位置，从而不同度数的用户均能透过该自适应视力镜片清晰地看到眼前的事物。该自适应视力镜片无需经过验光和定制镜片等过程，可满足不同度数(包括近视、远视)人群的需求，具有普适性；并且，微透镜设置在平面的透明基底上，方便加工，能够降低加工成本，实现大规模生产。
19.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1示出了本实用新型实施例所提供的自适应视力镜片的一种结构示意图；
22.图2示出了本实用新型实施例所提供的自适应视力镜片中，球面透镜的一种结构示意图；
23.图3示出了本实用新型实施例所提供的自适应视力镜片中，自由曲面透镜的一种结构示意图；
24.图4示出了本实用新型实施例所提供的注塑加工的一种流程示意图；
25.图5示出了本实用新型实施例所提供的自适应视力眼镜的一种结构示意图；
26.图6示出了本实用新型实施例所提供的自适应视力眼镜的另一种结构示意图。
具体实施方式
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.本实用新型实施例提供一种自适应视力镜片，参见图1所示，该自适应视力镜片包
括：透明基底10和多种微透镜20。其中，每种微透镜20对应一种焦距，且每种微透镜20包括多个同焦距的微透镜20；透明基底10为平面基底，多个微透镜20设置在透明基底10的至少一侧。其中，微透镜20指的是尺寸较小的透镜，例如，可以将尺寸(例如直径等)小于预设阈值(例如10mm)的透镜称为微透镜。
31.本实用新型实施例中，在透明基底10的至少一侧设置多个微透镜20，以形成能够自适应视力的镜片。该透明基底10为至少对可见光透明的基底，其具体可以为玻璃、氧化硅等材质；或者，该透明基底10与微透镜20可以为一体成型的结构，二者的材质相同。本实施例中，该透明基底10为平面的基底，以方便加工制作微透镜20；并且，该透明基底10的形状为该自适应视力镜片的形状，其可以为圆形、方形等，或者，由于本实施例提供的自适应视力镜片能够直接用于制作眼镜，不需要经过眼光、打磨等过程，故该透明基底10的形状也可以与眼镜的镜框相匹配。
32.本实用新型实施例中，微透镜20分为多种，每种微透镜20对应一种焦距；由于眼镜的度数等于它的焦距(以米为单位)的倒数乘100，即焦距与镜片度数之间为一一对应的关系，故每种微透镜20也对应一种度数。其中，可以基于当前需求来确定需要哪些焦距的微透镜20。例如，若该自适应视力镜片需要100度、200度和300度的微透镜20，则需要三种微透镜20，每种微透镜20的焦距依次为1000mm、500mm、250mm。可选地，多种微透镜20的焦距的倒数(例如，度数、屈光度)呈等差数列。其中，当该自适应视力镜片为远视镜片时，微透镜20为凸透镜，其焦距为正值，度数也为正值；当该自适应视力镜片为近视镜片时，微透镜20为凹透镜，其焦距为负值，度数也为负值。
33.该自适应视力镜片利用多种不同度数的微透镜20，实现自适应视力。具体地，每种微透镜20需要包含多个微透镜20，即每种微透镜20中微透镜20的数量为多个，所有的微透镜20设置在透明基底10的一侧。例如，微透镜20之间互相不重叠。
34.本实用新型实施例提供的自适应视力镜片，其铺设有多种不同焦距的微透镜20，可以对透过该自适应视力镜片的光实现不同的矫正效果，用户使用该自适应视力镜片时，利用用户大脑的脑补能力以及视觉停留效果，用户的眼睛可以自动寻找清晰位置，从而不同度数的用户均能透过该自适应视力镜片清晰地看到眼前的事物。该自适应视力镜片无需经过验光和定制镜片等过程，可满足不同度数(包括近视、远视)人群的需求，具有普适性；并且，微透镜20设置在平面的透明基底10上，方便加工，能够降低加工成本，实现大规模生产。
35.可选地，该微透镜20为球面透镜，或者非球面的自由曲面透镜。以该微透镜20为凸透镜为例，如图2所示，该微透镜20可以是半径为r的半球形或球冠；或者，如图3所示，该微透镜20也可以为具有特定曲率半径的自由曲面透镜。
36.例如，若微透镜20为球面透镜，则可基于该微透镜20的焦距确定微透镜20的半径r：
37.38.其中，n表示该微透镜20的折射率，d表示该微透镜20的度数。
39.若微透镜20为自由曲面透镜，则该微透镜20的表面矢量z满足下式(2)，进而可确定该微透镜20的焦距f。
[0040][0041]
其中，c为中心点曲率(1/r)，r为自由曲面透镜沿半径方向的数值，k为二次曲面常数，a～j分别对应高阶系数。
[0042]
本实施例中，多个微透镜20周期性排列在透明基底10的至少一侧，形成微透镜阵列。微透镜20的排列周期可以在50μm～5mm之间，即微透镜20的直径在50μm～5mm之间。若微透镜20的外形为方形或六边形，微透镜20的直径指的是该微透镜20的外接圆直径。
[0043]
可选地，为了提高该自适应视力镜片的视力矫正效果，多个微透镜20以密堆的形式设置在透明基底10的至少一侧。例如，微透镜20的底面的形状可以为方形、六边形，以能够实现密堆积排列。微透镜20密堆排列时，可以将微透镜20与透明基底10作为一个整体，一体式地加工制作而成。
[0044]
可选地，该微透镜20的材料为光学塑料，以方便加工制作多个微透镜20；微透镜20的折射率在1.4～1.8之间。以该微透镜20和透明基底10为一体式结构为例，参见图4所示，可使用注塑加工的方式得到包含多个微透镜20的自适应视力镜片1。该注塑加工的过程具体可以包括：
[0045]
步骤s1：对金属模板100按照所需的微透镜20的形状进行加工，生成具有微透镜阵列形状的金属模板100。
[0046]
步骤s2：在该金属模板100间注入熔融光学塑料200。
[0047]
其中，可以在熔融光学塑料200的外侧设置平面的压板300，以保证光学塑料200的一侧为平面。
[0048]
步骤s3：冷却后脱模，形成包含微透镜阵列的自适应视力镜片1。
[0049]
例如，该自适应视力镜片为微透镜阵列形式的一体式结构，其能够划分出多个不同种类的微透镜20。参见图5所示，该微透镜20的形状为正六边形，多个微透镜20能够实现密堆积排列。图5左下图表示微透镜阵列的一种俯视示意图，图5右下图表示微透镜阵列的一种轴测示意图。或者，参见图6所示，该微透镜20的形状为正方形，多个微透镜20能够实现密堆积排列。图6左下图表示微透镜阵列的一种俯视示意图，图6右下图表示微透镜阵列的一种轴测示意图。
[0050]
可选地，多种微透镜20可以随机地排列在透明基底10的至少一侧。如图5和图6所示，每种微透镜20按照随机分布的方式设置在透明基底10的一侧。在图5和图6中，以标号
①
、
②
、
③
、
④
等分别表示一种微透镜20，即所有的微透镜
①
具有一种焦距，所有的微透镜
②
具有另一种焦距
……
以此类推。
[0051]
可选地，该随机分布包括以微透镜20的焦距作为随机变量的等概率随机分布。即，在自适应视力镜片的任意位置，选用哪种微透镜20的概率是相同的。例如，每种微透镜20所包含的微透镜20的数量是相同的，所有的微透镜20随机分布在透明基底10的一侧。例如，该
自适应视力镜片需要10种不同焦距的微透镜20，且微透镜20的总数量为1000个，则每种微透镜20可以选用100个，通过随机排列的方式设置生成该自适应视力透镜。
[0052]
或者，该随机分布包括：以微透镜20的焦距或度数作为随机变量的非等概率随机分布，且非等概率随机分布为凸型的随机分布。
[0053]
本实用新型实施例中，不同种的微透镜20的分布概率不同，例如，不同种的微透镜20的数量可以是不同的。本实用新型实施例提供的自适应视力镜片能够适用于一定度数范围内的用户使用，该度数范围的具体数值与自适应视力镜片所选用的微透镜20的焦距有关，而用户选用不同度数范围的自适应视力镜片时，更容易选用该度数范围的中间值与自身度数相匹配的自适应视力镜片。例如，自适应视力镜片的度数范围为200度～400度，则该自适应视力镜片更易被度数为300度的用户选用。为了提高对用户的视力矫正效果，微透镜20所按照的非等概率随机分布为凸型的随机分布，该随机分布为中间高、两边低的分布，即，中间的焦距或度数具有更高的概率。例如，该非等概率随机分布具体可以为高斯分布、泊松分布等。
[0054]
其中，该非等概率随机分布的随机变量可以为焦距，也可以为度数，一般情况下可以以度数作为随机变量实现所有微透镜20的非等概率随机分布。
[0055]
如图5和图6所示，以编号
①
～
⑩
分别代表10种不同度数(不同焦距)的微透镜20，可以确定的每个位置处的微透镜20的种类，之后设计并制作该自适应视力镜片。以图6所示为例，对于左上角位置处的微透镜20，其选用
①
～
⑩
中哪一种微透镜20的概率符合该概率分布函数；例如，若该随机分布为等概率随机分布，则该左上角位置处选用哪一种微透镜的概率是相同的；若该随机分布为非等概率随机分布，则该左上角位置处选用中间焦距或中间度数的微透镜20的概率更大。图6以左上角位置处的微透镜20选用微透镜
⑥
为例示出。
[0056]
本实用新型实施例提供的自适应视力镜片，其铺设有多种不同焦距的微透镜20，可以对透过该自适应视力镜片的光实现不同的矫正效果，用户使用该自适应视力镜片时，利用用户大脑的脑补能力以及视觉停留效果，用户的眼睛可以自动寻找清晰位置，从而不同度数的用户均能透过该自适应视力镜片清晰地看到眼前的事物。该自适应视力镜片无需经过验光和定制镜片等过程，可满足不同度数(包括近视、远视)人群的需求，具有普适性；并且，微透镜20设置在平面的透明基底10上，方便加工，能够降低加工成本，实现大规模生产。微透镜20形状为方形或六边形，其大小能够统一，方便实现密堆积排列。以随机分布的方式分布所有的微透镜20，更有利于人眼自动寻找清晰位置，更适用于不同度数的人群。
[0057]
基于同样的实用新型构思，本实用新型实施例还提供一种自适应视力眼镜，参见图5-图6所示，该自适应视力眼镜包括：镜框2和如上任意一项实施例提供的自适应视力镜片1。
[0058]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。