一种智能眼镜的特性材料覆盖设计的制作方法
【专利摘要】智能眼镜因其工作原理独特，各种特性材料不能直接覆盖在眼镜表面，本发明公开了一种结构设计，能够实现特性材料在智能眼镜表面的覆盖，可以解决如智能眼镜强光入射的问题，属于光学结构设计领域。此设计是将特性材料与透明且具有较高应力的保护层胶合在一起，在眼镜外缘放置隔垫，再将保护层放在智能眼镜表面。保护层与波导镜片之间会产生一层极薄的光学空腔，空腔的存在可以保证特性材料产生效果的同时不影响成像质量。本设计对智能眼镜结构上做出微小调整，解决了智能眼镜的强光入射问题，是一种结构简单、操作性强、具有极高实际价值的设计。
【专利说明】
-种智能眼镜的特性材料覆盖设计
技术领域
[0001] 本发明设及一种能实现特性材料在智能眼镜表面覆盖的设计，属于光学结构设计 领域。
【背景技术】
[0002] 智能眼镜基于集成光波导技术，光波导由折射率不同的透明介质组成，光波由于 全反射效应被局限在波导内，波导内一部分特殊结构可W令光束射入人眼。由于波导本身 材质透明，外界的光线也可W同时入射人眼，人可W同时接收来自外界的现实信息与来自 波导的虚拟信息，两种信息相互叠加补充，增强了视觉化效果，运种技术叫做增强现实技术 (Augmented Reality,简称AR)。
[0003] 智能眼镜中的虚拟信息由成像光学系统提供，能量有限，当外界入射光束的能量 较高时(如户外烈日下），虚拟信息会在很大程度上被模糊、覆盖，运时我们多使用特性材料 对入射光束进行适当的衰减，然而光波导的特殊工作原理决定了常规的特性材料处理方法 无法在智能眼镜上实现，因此强光入射一直是智能眼镜技术中未曾解决的问题。
[0004] 随着智能眼镜技术的发展，强光入射问题将变得愈来愈突出，运种情况下急需一 种解决方案。
【发明内容】
[0005] 鉴于运种情况，本发明提出了一种智能眼镜的特性材料覆盖设计，旨在实现特性 材料在智能眼镜表面的覆盖，W解决如强光入射等实际问题。
[0006] -种智能眼镜的特性材料覆盖技术设计，其特征在于:将特性材料3覆盖在具有机 械应力的透明保护层1表面，使用加隔垫7或其他方法，令特性材料与眼镜波导4之间产生一 层光学空腔6,结构如图1所示。
[0007] 所述特性材料3是W胶合、锻膜或者他方式附在透明保护层1的内表面。
[000引所述透明保护层1要求厚度小、透明且有较强的应力。
[0009] 所述光学空腔的产生方法W加隔垫为例，但不局限于使用隔垫。
[0010] 所述隔垫放置在波导4工作范围之外。
[0011] 所述结构是将保护层1覆盖在波导4表面并固定在一起。
[0012] 透明保护层1的应力作用会令特性材料3与波导4之间出现一层极薄的光学空腔2， 运层光学空腔可W令光波按照理想方式在波导中传播。运样，在不影响光波传输的前提下， 实现了特性材料在智能眼镜表面的覆盖，能够解决智能眼镜的诸多问题(如强光入射）。
【附图说明】
[0013] 图1为智能眼镜的特性材料覆盖技术结构示意图； 图2为智能眼镜光波导内光线传播示意图； 图3为电致变色膜直接覆盖在波导表面的光路示意图； 图4为电致变色膜使用技术覆盖在智能眼镜表面的光路示意图； 附图标记说明： 1、透明保护层;2、空气层;3、特性材料;4、波导；5、包层;6、光学空腔;7、隔垫;8、电致变 色膜。
【具体实施方式】
[0014] W解决智能眼镜的强光入射问题为例，使用电致变色膜做特性材料，结合附图对 本设计的光学结构和原理作进一步的详细说明。
[0015] 在电致变色膜(Electrochromic)是一种常被用来衰减光强的特性材料，在变色膜 两端加适当电压可W改变其通透性，实现按要求衰减光强的目的。
[0016] 图2展示了智能眼镜中光在波导内的传输，由于光波导材料的折射率.;3大于空气折 射率嘴与包层折射率碍，当光线W-定角度入射时，会在波导与空气、波导与包层的界面不 断发生全反射，光波会被限制在波导内部。如果W常规方法将电致变色膜覆盖在波导表面， 光路的传输过程如图3所示。
[0017] 由于电致变色膜本身具有一定折射率，当光束进入波导与变色膜的界面时会折射 入变色膜并在变色膜与空气的界面发生全反射，全反射后的光束会在波导与包层的界面再 次发生全反射，波导中的光线便如此不断反射，循环往复。然而变色膜本身具有较强的消光 效用，光波在变色膜中的不断传播会极大损耗其能量，直至消失殆尽，无法成像。因此，在强 入射光问题的解决方案中，传统的直接覆盖方式是不可行的。
[0018] 为了解决运个问题，我们提出了新的设计方法，结构示意图如图4所示。由于电致 变色膜具有一定的机械应力，我们把运种变色膜胶合在一个透明保护层的内表面，保护层 要求高硬度、高透过率并且表面平整。
[0019] 保护层的表面曲率与波导的表面曲率要相同或类似，将锻有电致变色膜的保护层 覆盖在波导表面，在波导的有效工作范围外用隔垫隔开。保护层的应力作用会使得变色膜 与波导之间出现一层极薄的光学空腔，运层光学空腔可W保证光波在波导与空气的界面上 发生全反射，光波能够按照理想方式（图2所示)在波导中传播，同时，保护层内的电致变色 膜能够对入射光束进行有效衰减，在不影响智能眼镜成像的前提下解决了强光入射问题。
[0020] 本设计旨在实现特性材料在智能眼镜表面的覆盖，W解决如强光入射等智能眼镜 的实际问题。将特性材料附着在保护层的内表面，利用保护层的应力效用产生一层光学空 腔，光学空腔的存在可W保证波导内光线的正常传播。此设计结构简单，能够在不影响波导 内光线成像的前提下实现对入射光线的特殊处理，是一种具有极高实际价值的智能眼镜设 计。
[0021] 上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通 技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴，本发明的保护 范围应该W权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种智能眼镜的特性材料覆盖技术设计，其特征在于：将特性材料覆盖在透明保护 层上，使用加隔垫或其他方法，令特性材料与眼镜波导之间产生一层光学空腔。2. 根据权利要求1所述的所述的一种智能眼镜的特性材料覆盖技术设计，其特征在于： 光学空腔产生方式不局限于使用隔垫。3. 根据权利要求1所述的一种智能眼镜的特性材料覆盖技术设计，其特征在于:透明保 护层是具有一定机械应力的透明薄层。4. 根据权利要求1或2所述的一种智能眼镜的特性材料覆盖技术设计，其特征在于:将 特性材料以胶合或其他方式附着到透明保护层的内表面，将保护层贴合到放有隔垫或其他 结构的波导表面。5. 根据权利要求1或4所述的所述的一种智能眼镜的特性材料覆盖技术设计，其特征在 于:所使用的特性材料可以有多种选择，不局限于电致变色膜。
【文档编号】G02B27/01GK106066540SQ201610680777
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年8月17日
【发明人】孙川, 孙保伟, 裴增智, 徐恩, 张文君, 张希娟
【申请人】上海理湃光晶技术有限公司