CN105659144B - 用于将导光光学元件封装到透明囊中的方法 - Google Patents

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Abstract

用于将导光光学元件至少部分地封装到透明囊中的方法，该方法至少包括：‑透明囊提供步骤，在该步骤过程中，提供透明囊，‑导光光学元件提供步骤，在该步骤过程中，提供导光光学元件，‑粘合剂沉积步骤，在该步骤过程中，将粘合剂沉积在该透明囊的面和/或该导光光学元件的面的至少一部分上，‑定位步骤，在该步骤过程中，将该透明囊和该导光光学元件相对于彼此定位以便形成光学系统，‑粘结步骤，在该步骤过程中，利用该粘合剂将该导光光学元件和该透明囊制成一体，其中，该方法进一步在该粘结步骤之前包括控制步骤，在该控制步骤过程中，对该光学系统的至少一个参数进行控制。

Description

用于将导光光学元件封装到透明囊中的方法
本发明涉及一种用于将导光光学元件封装到透明囊中的方法。
头戴式系统是由佩戴者佩戴在头部上的电光装置。通常此类系统是电子地控制的，以便在多个不同阶段之间切换或以便向佩戴者显示信息。头戴式系统通常像具有电子地控制的眼镜片的眼镜架一样。
更具体地说，本发明涉及包括环视机构或透视机构的头戴式系统。
头戴式透视显示系统能够在现实世界视图上叠加信息，例如计算机生成的信息。此类头戴式透视显示系统特别地用于实现增强现实。
因为佩戴者通过该头戴式透视系统看现实世界，所以需要针对佩戴者的观看能力来定制此类系统。当佩戴者需要矫正性眼科镜片来正确地看现实世界时，该头戴式透视系统应当被适配用于此类需求。
使佩戴者通过头戴式透视系统观看真实世界要求提供特别是在外观和光学要求方面高品质的头戴式透视系统。
此外，这类系统通常包括由包括投影仪和光源的光学系统照亮的导光光学元件。该导光件、尤其是眼睛运动盒相对于眼睛的位置是用于确保增强品质的现实元件的非常重要的参数。
因此，需要一种这种头戴式透视系统的高品质组装方法。
本发明的目标是提供这样一种高品质的组装方法。
为此，本发明提出了一种用于将导光光学元件至少部分地封装到透明囊中的方法，该方法至少包括：
-透明囊提供步骤，在该步骤过程中，提供透明囊，
-导光光学元件提供步骤，在该步骤过程中，提供导光光学元件，
-粘合剂沉积步骤，在该步骤过程中，将粘合剂沉积在该透明囊的面和/或该导光光学元件的面的至少一部分上，
-定位步骤，在该步骤过程中，将该透明囊和该导光光学元件相对于彼此定位以便形成光学系统，
-粘结步骤，在该步骤过程中，利用该粘合剂将该导光光学元件和该透明囊制成一体，
其中，该方法在该粘结步骤之前进一步包括控制步骤，在该控制步骤过程中，对该光学系统的至少一个参数进行控制。
在该粘结步骤之后，使该导光光学元件和该透明囊分开是非常困难的。因此，该粘结步骤是透视系统提供过程的非常重要的步骤。
此外，该导光光学元件是易碎元件，并且在该粘结步骤之后试图分开该导光光学元件时，破损率是很高的。
有利地，本发明的方法的控制步骤允许在该粘结步骤之前控制由该导光光学元件和该透明囊形成的光学系统的多个参数。该导光光学元件是非常昂贵的元件。因此，有利的是在该粘结步骤之前具有控制步骤，以便能够在非一致性检测的情况下在该粘结步骤之前恢复该导光光学元件或者调整参数以具有高品质的光学系统。
有利地，本发明的封装方法确保了具有最佳光学品质和均一光学功能的囊30和导光光学元件16的不同部分的粘结。
根据可以单独或组合地进行考虑的进一步的实施例：
-该控制步骤包括确定该光学系统的至少一个参数并且将所确定的参数的值与所述参数的参考值作比较；和/或
-继该控制步骤之后并且基于该比较的结果，重复该粘合剂沉积步骤和/或该定位步骤直到所确定的参数的值与所述参数的参考值之间的差异小于或等于阈值；和/或
-在该控制步骤过程中，对该透明囊和/或该导光光学元件的至少一个表面的至少一个外观参数进行控制；和/或
-在该控制步骤过程中，对该光学系统的至少一个光学参数进行控制；和/或
-在该控制步骤过程中，对该透明囊的至少一个表面与该导光光学元件的至少一个表面的相对位置进行控制；和/或
-该方法进一步包括施力步骤，在该步骤过程中，将力施加至该透明囊和/或该导光光学元件，以便在该透明囊的面与该导光光学元件的面之间形成一层粘合剂；和/或
-所施加至该透明囊的力基于所确定的参数的值；和/或
-所施加的力是由该透明囊或该导光光学元件分别施加在该导光光学元件和/或该透明囊上的重力来限定的；和/或
-所施加的力是由施加在该导光光学元件和/或该透明囊上的压力来限定的；和/或
-使用下列各项来施加该压力：
-至少可移动的可变形衬垫或者
-至少在流体或固体或真空压力下可变形的隔膜；和/或
-所施加的力被修改以调整该光学参数，例如光学屈光力；和/或
-该力被维持直到粘结步骤完成；和/或
-在该粘合剂沉积步骤过程中，至少将粘合剂膜沉积在该透明囊的面和/或或该导光光学元件的一个面上；和/或
-在该粘合剂沉积步骤过程中，利用旋涂方法将至少一滴粘合剂沉积在该透明囊的面和/或该导光光学元件的一个面上；和/或
-该粘结步骤包括通过紫外光和/或可见光和/或温度处理来使该粘合剂固化。
本发明还涉及一种用于提供头戴式电光系统的方法，该方法包括：
-电光系统提供步骤，在该步骤过程中，提供电光系统，以及
-封装步骤，在该步骤过程中，通过以下方式将该电光系统至少部分地封装在透明囊中：将该电光系统与该透明囊的至少一个基片紧密接触地堆叠起来并且利用粘合剂来制成一体，
其中，该封装步骤是根据本发明的封装方法来实施的。
根据进一步的方面，本发明涉及一种包括一个或多个存储的指令序列的计算机程序产品，该一个或多个存储的指令序列可由处理器访问并且当由该处理器执行时致使该处理器实施根据本发明的方法的步骤。
本发明还涉及一种计算机可读介质，该计算机可读介质承载了根据本发明的计算机程序产品的一个或多个指令序列。
此外，本发明涉及一种使计算机执行本发明的方法的程序。
本发明还涉及一种具有在其上记录有程序的计算机可读存储介质；其中，该程序使计算机执行本发明的方法。
本发明进一步涉及一种包括处理器的装置，该处理器被适配用于存储一个或多个指令序列并且实施根据本发明的方法的多个步骤中的至少一个步骤。
如从以下讨论中明显的是，除非确切地陈述是其他情况，否则应了解到，贯穿本说明书，使用如“计算”、“运算”、“生成”或类似术语的讨论是指计算机或计算系统或类似的电子计算装置的动作和/或过程，该动作和/或过程对于在该计算系统的寄存器和/或存储器内表现为物理(例如电子)量的数据进行操纵和/或将其转换成在该计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储、传输或显示装置内类似地表现为物理量的其他数据。
本发明的实施例可以包括用于执行在此的这些操作的一个或多个装置。此类设备可以是为所希望的目的而专门构建的，或此设备可以包括通用计算机或由存储在该计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的数字信号处理器(“DSP”)。这种计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁性或光学卡，或任何其他类型的适合于存储电子指令并且能够耦联到计算机系统总线上的介质。
此处所提出的方法和显示器并非本来就与任何具体的计算机或其他装置相关。不同通用系统都可以与根据此处的传授内容的程序一起使用，或者其可以证明很方便地构建一个更专用的装置以执行所希望的方法。各种这些系统所期望的结构将从以下描述中得以明了。此外，本发明的实施例并没有参考任何具体的编程语言而进行描述。将认识到的是，各种编程语言都可以用来实现如在此描述的本发明的传授内容。
现在将参照附图来描述本发明的非限制性实施例，在附图中：
-图1a至图1i是表示根据本发明的若干个实施例的方法的步骤的流程图，
-图2是透视电光系统的示意图，
-图3是根据本发明的封装方法的示意图，并且
-图4是根据本发明的方法的流程图。
附图中的元件仅是为了简洁和清晰而展示的并且不一定是按比例绘制的。例如，图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。
图2展示了透视显示系统的实例。此类透视显示系统10包括显示源12、准直装置14以及由导光光学元件16(LOE)构成的光学插件16。
此类透视显示系统10允许二维图像源被成像到无限远或有限远并且被反射到佩戴者的眼睛中。
显示源12可以是发射性的或非发射性的。
它可以直接从空间光调制器(SLM)(如一个阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)阵列、扫描源、硅基液晶(LCoS)或类似装置)获得，或间接地借助于中继透镜或光纤束获得。显示源12包括由准直装置14(例如，准直镜片)成像到无限远的元素(像素)阵列。
导光光学元件16通常包括至少两个主表面20和22和边缘、至少一个部分反射表面24以及用于将光耦合到该导光光学元件中的光学元件26。来自准直装置14的输出波18通过导光光学元件16的下表面20进入该导光光学元件。入射波(朝向导光光学元件16)从表面26被反射并且被截留在导光光学元件16中。
准直装置14可以轻易地被整合至单个机械模块中，该单个机械模块可以独立于导光光学元件16来组装而具有相当宽松的机械公差。
在图3上表示的优选实现方式中，导光光学元件16(切边或未切边的)紧密接触地被堆叠在被组装以便形成透明囊30的第一面32和第二面34的两个基片之间并利用粘合剂来制成一体。
如图3所展示的，第一基片40可以是具有对应于透明囊30的第一光学面32的面以及面对LOE 16的相反内面42的薄片。
第二基片50可以是具有对应于透明囊30的第二光学面34的面以及面对LOE 16的相反内面52的薄片。
尽管在图3中第一光学面32被表示为凸面的并且第二光学面34被表示为凹面的，但将认识到的是第一面32、对应地第二面34同样可以为凹面的、对应地凸面的，或任何其他弯曲的、渐进的或复杂的表面。
此外，虽然在图4上，LOE被示出为被封装在两个薄片之间，但本发明还涉及只有一个薄片(例如前薄片或后薄片)与该LOE一体制成的情况。
本发明涉及一种用于将LOE 16至少部分地封装到透明囊30中的方法。如在图4上所展示的，该方法包括：
-透明囊提供步骤S10，
-导光光学元件提供步骤S20，
-粘合剂沉积步骤S30
-定位步骤S40
-控制步骤S50，
-任选的施力步骤S60，以及
-粘结步骤S70。
在本发明的意义上，措辞“透明”应理解为允许光通过，以使得人可以透视该囊。
这些不同步骤将针对形成囊30的第一光学面32的第一基片40和导光光学元件16的相应主表面22的粘结来详述。当然，这种方法类似地适用于形成相面对的囊30的第二光学面34的第二基片50和导光光学元件16的主表面20的最后粘结。
在透明囊提供步骤S10过程中，提供第一基片40和第二基片50中的至少一者。在该透明囊提供步骤之前，可以通过铸造、模制(具体地通过注射来模制)或机加工来制成透明囊30的至少一个基片，以便形成镜片的对应面。
有利地并且可选地，这些基片可以通过表面处理和抛光来处理并通过修整成准备好放置在眼镜架上的成品镜片的形式来切割。
在实施例中，囊30的这些基片40、50是有机材料的。
在替代实施例中，囊30的这些基片40、50是无机材料的。
有利地，在这些基片的制造过程中引起的残余应力使得所制造的基片不变形或翘曲。
在导光光学元件提供步骤S20过程中，提供LOE。
如之前所指示的，导光光学元件16通常包括至少两个主表面20和22和边缘、至少一个部分反射表面24以及用于将光耦合到该导光光学元件中的光学元件26。来自准直装置14的输出波18通过导光光学元件16的下表面20进入该导光光学元件。入射波(朝向导光光学元件16)从表面26被反射并且被截留在导光光学元件16中。
在实施例中，该电光系统可以包括具有至少两个平面主表面20和22的平面导光光学元件16。例如，这种导光光学元件16可以是鲁姆斯公司(Lumus Company)的导光光学元件。
在替代实施例中，该电光系统可以包括弯曲的导光光学元件16。
FR2866123中示出了具有半反射椭圆表面的椭圆瞄准器的实例。
LOE 16可以是如此提供的或者将LOE 16的表面之一粘结到透明囊30的基片之一。
在粘合剂沉积步骤S30过程中，将粘合剂沉积在该透明囊30的面(例如这些基片的表面)和/或LOE 16的面的至少一部分上。
根据本发明的实施例，在粘合剂沉积步骤S3过程中，将至少一滴粘合剂沉积在第一基片40的内面42上。
在实施例中，这滴粘合剂被沉积在第一基片40的内面42的中心处。
在替代实施例中，几滴粘合剂可以被分布在第一基片40的内面42上的基质中。
这些沉积技术可以是本领域技术人员众所周知的任何技术。
在替代实施例中，至少一滴粘合剂被沉积在导光光学元件16的面对第一基片40的内面42的主表面22中。
在另一个替代实施例中，至少一滴粘合剂被沉积在LOE 16的主表面22中、面对被沉积在第一基片40的内面42上的一滴粘合剂，以便避免在这两滴粘合剂的第一接触过程中在粘合剂中出现气泡。
粘合剂的量必须足以在囊基片40的整个内面42上形成连续的粘合剂膜。
此外，根据本发明的进一步的实施例，粘合剂沉积步骤S30包括至少将粘合剂膜沉积在透明囊30的面和/或或导光光学元件16的一个面上，例如压敏粘合剂。
在替代实施例中，粘合剂沉积步骤S30包括利用旋涂方法将至少一滴粘合剂沉积在透明囊30的面和/或或LOE的一个面上。
在定位步骤S40过程中，将透明囊30和LOE 16相对于彼此定位以便形成光学系统。
例如，囊30的第一基片40被放置在可移动固持器上，其中该第一基片的第一光学面32面向上并且相反内面42面对导光光学元件16的主表面20。
导光光学元件16也被放置在可移动固持器上。
将支撑在相关联固持器中的导光光学元件16和第一基片40相对于彼此定位，以便相对于导光光学元件16的眼睛运动盒的中心定位囊30的第一光学表面32的光学中心。
该相对位置还可以包括其他参数，例如，如果导光光学元件16和第一基片40具有特定的轮廓形状(例如将支撑该光学系统的眼镜的形状)，该相对位置可以实现为使导光光学元件16和第一基片40的形状重叠。
这种定位步骤类似地适用于形成相面对的囊30的第二光学面34的第二基片50和导光光学元件16的最后粘结。
在控制步骤S50中，对至少由第一基片40和/或第二基片50和LOE 16形成的光学系统的至少一个参数进行控制。
根据本发明的实施例，该控制步骤包括确定该光学系统的至少一个参数并且将所确定的参数的值与所述参数的参考值作比较。
继该控制步骤S50之后并且基于该比较的结果，重复粘合剂沉积步骤S30和/或定位步骤S40直到所确定的参数的值与所述参数的参考值之间的差异小于或等于阈值。
该阈值可以取决于所要求的品质水平以及取决于该光学系统的被控制的参数。
根据实施例，在控制步骤S50过程中，可以对该光学系统的至少一个外观参数进行控制。例如，该外观参数可以涉及透明囊30和/或第一或第二基片40、50和/或LOE 16的表面之一。
典型地，该外观参数可以涉及由透明囊30和LOE 16形成的光学系统的表面上或之间的、例如在这些基片的表面与LOE的表面之间的灰尘。灰尘的存在可能会降低该光学系统的光学品质。
典型地，在该粘结步骤之前检测到存在灰尘时，LOE 16和透明囊30的第一和/或第二基片40、50可以被分开并抹去灰尘。
外观参数可以涉及光学系统的不同表面的表面条件，例如涉及这些表面中不论哪一个上存在刮痕。
该外观参数可以进一步涉及透明囊30的第一和/或第二基片40、50与LOE 16之间存在气泡。这样的气泡降低了光学系统的光学品质并且因此应当被去除。
外观控制可以通过本领域技术人员已知的任何手段来实施，例如使用相机来提供光学系统的表面的数字图像并且使用适当的照明装置来(IR光、可见光、背光源、低射光……)来检测外观缺陷。
根据实施例，在控制步骤S50过程中，对该透明囊的至少一个表面与该导光光学元件的至少一个表面的相对位置进行控制。
这样的控制可以通过任何已知的控制方法来完成。
在实施例中，囊30和导光光学元件16的准确相对定位可以通过使用囊30的第一和/或第二基片40、50和/或导光光学元件16上的定位参考来实现。
这些定位参考还可以是导光光学元件16的轮廓形状，特别是当该形状适配于该头戴式系统或将支撑该光学系统的眼镜。
根据优选实施例，将支撑在相关联固持器中的LOE 16和基片40相对于彼此定位，以便相对于导光光学元件16的眼睛运动盒的中心定位囊30的第一光学表面32的光学中心。
可移动框架可以用作将透明囊30和导光光学元件16相对于彼此定位的定位参考。
与目标相关联的相机可以用作导引透明囊30和导光光学元件16相对于彼此移动的定位参考。囊30和导光光学元件16的图像的分析给出囊30和导光光学元件16中每一者相对于该相机并且相对于该目标的精确定位和取向。
根据实施例，在控制步骤50过程中，可以对该光学系统的至少一个光学参数进行控制。
例如，可以在参考点来控制该光学系统的球面、柱面、棱镜。
光学特性的控制可以考虑与透明囊30和LOE 16之间的粘合剂层相关联的转移规则。
该控制装置被选择成不开始粘结过程。典型地，该控制装置可以使用被选择成不与该粘合剂的引发剂起反应的照明装置，例如排除使用紫外光。
在该控制步骤过程中所使用的控制装置可以包括：
-不亚于用于光学测量的设备的套件(包括用于定中心和外观的光学装置)，例如焦度计，或者
-一组站台(外观控制、光学控制、定位控制、平衡控制)，其中该光学系统从一个站台穿行到另一个站台。站台可以被配置成如果需要的话执行多个控制。
该光学系统可以被放置在可视化和照明系统中。在检测到这两个物体(LOE 16和第一和/或第二基片40、50)的边缘图像之后，图像处理软件测量这两个元件的相对位置。
技术方案和这些元件的位置可以被适配成获得最佳可能的图像(低于相机、远心镜头、下面照明、波长…)。
该照明系统的波长被选择成不使粘合剂固化，例如使用红外线。
可以使用低射光来控制如气泡和/或灰尘等外观缺陷并且使基片40、50和LOE 16的轮廓可视化，从而控制位置参数。
典型地，人们可以确定要满足给定值的两个元件的边缘之间的距离，以确保正确的定位。
还可以使用存在于玻璃上的用于定位控制的标记。特别地，这些标记可能是微雕刻物、标记移印或由焦度计制成的标记。
可以测量两个元件或这两个元件中的仅一者相对于用于在该控制装置中定位该光学系统的外部设备的相对位置。
用于定位、光学和外观参数的控制系统可以是相同的。
根据本发明的方法任选地包括施力步骤S60，在该步骤过程中，将力施加至透明囊30和/或导光光学元件16，以便在相面对的透明囊30的面与导光光学元件16的面之间形成一层粘合剂。
根据优选实施例，在施力步骤S60过程中施加的力基于在控制步骤S50过程中所确定的参数的值。
根据本发明的方法可以包括从该控制步骤到该施力步骤的反馈回路，以便基于在控制步骤S50过程中所确定的参数的值来适配所施加的力。
虽然在图4上未如此地表示，但可以在粘结步骤中施加力。
例如，测量该光学系统的在参考点处的光学屈光力，并且施加到透明囊30和/或导光光学元件16的力的强度是基于所测量的光学屈光力的值来确定的，使得所施加的力允许获得所希望的光学屈光力。
施加在透明囊和/或导光光学元件上的力将引起轻微的几何变形，特别是透明囊的基础曲线，这将允许修改光学系统的光学屈光力。
可以在短的时间段内施加该力，从而改善利用透明囊30至少部分地封装的引导光学元件16的生产时间。
在实施例中，被施加在该粘合剂和该导光光学元件16上的力是由因简单地被放置在该导光光学元件16的主表面22上的第一基片40的重量所施加的重力来限定的。
在另一个实施例中，被施加在该粘合剂和该第一基片40上的力是由因被放置在第一基片40的内面42上的导光光学元件16的重量所施加的重力来限定的。
诸位发明人已经发现，在对应的相应导光光学元件16和基片上施加的囊30或导光光学元件16的重量足以获得最佳品质的粘结以及所产生的封装电光系统的高光学品质。
在另一个实施例中，所施加的力是由施加至第一基片40和/或导光光学元件16的压力来限定的。
所施加的压力必须是均匀的并足以恢复轻度翘曲。
使用在第一基片40和/或导光光学元件16上施加压力的不同方法。
在实施例中，压力可以使用可移动、可变形的衬垫来施加。
该衬垫是由支撑元件支撑并由移位装置上下移动。
传感器可以用来在施力步骤S60过程中控制施加至该衬垫的压力。这类传感器可以是与受控的光学和/或位置参数相关。
取决于第一基片40是被施加至导光光学元件16还是相反，该衬垫对应地被施加至第一基片40的第一光学面32或导光光学元件16的与有待粘结的主表面22相反的主表面20。
在步骤S60过程中，将该衬垫移动成与第一基片40的第一光学面32相接触。
在抵靠第一基片40施加该衬垫的过程中，该衬垫变形并符合该囊的第一光学表面32的曲率。
衬垫的额外位移将第一基片40向下朝向面对的导光光学元件16的主表面推动，以便在相面对的第一基片40的内面42与导光光学元件16的表面22之间形成薄的连续粘合剂层。
在实施例中，压力被施加在第一基片40的中心部分中。
关于该衬垫，它可以是利用有机硅材料制成的。
在实施例中，该衬垫被施加至第一基片40的面可以是平面的或可以符合第一基片40的第一光学面32的形状。
在替代实施例中，该衬垫被可变形水球代替。
此外，在替代实施例中，该压力可以是由与真空或流体或固体压力相关联的至少一个可变形隔膜来施加。优选地，该可变形隔膜是由透明材料(例如硅胶)制成的，以便使该控制步骤更容易实施。
该施力步骤可以由本领域中已知的不同装置来实施。
根据实施例，导光光学元件16和囊30是由它们的可移动固持装置固持在真空室中。
该真空室具有例如是具有竖直轴线的圆柱形的侧壁。该真空室设置有夹紧环，以便保持隔膜抵靠该侧壁的上部周边边缘固定。该室因此在其上面上以密封的方式被关闭。该室被放置在位于固定高度处的底座之上。
当该室在真空步骤中被放置时，隔膜变形以便符合第一基片40的第一光学面32或导光光学元件16的主基片22，这取决于是第一基片40还是该导光光学元件面对该隔膜。
隔膜的变形将第一基片40向下朝向面对的导光光学元件16的主表面22推动，以便在相面对的第一基片40的内面与导光光学元件16的面之间形成连续的粘合剂层。
在释放步骤过程中，释放真空，并且因此利用粘合剂将导光光学元件16和透明囊30制成一体。
根据替代实施例，真空由被引入空腔中以便使该可变形隔膜胀大的流体压力代替。
该流体可以是气体或液体。
在替代方案中，流体压力或真空压力被固体压力代替。
在空腔中注射气体使隔膜变形并且将第一基片40向下朝向面对的导光光学元件16的主表面22推动，以便在相面对的第一基片40的内面与导光光学元件16的面之间形成连续的粘合剂层。
该方法可以进一步包括释放步骤，在该步骤过程中，释放所施加的力。该释放步骤可以是在粘结步骤S70之前或之后。
在粘结步骤S70过程中，LOE和透明囊或者第一基片和第二基片中的至少一者是与在粘合剂提供步骤S30过程中提供的粘合剂制成一体的。
粘合剂可以是预定剂量的可固化粘合剂材料。
使用可固化粘合剂材料要求光辐射和/或加热，以便在粘结步骤S70过程中获得永久性粘结。
光辐射是相对于所选择的可固化粘合剂材料的引发剂来选择的。取决于可固化粘合剂材料的引发剂的选择，光辐射可以是紫外光和/或可见光
如图4所展示的，本发明进一步涉及用于提供适配于佩戴者的头戴式透视系统的方法，该方法包括：
-透视电光系统提供步骤S1，
-佩戴者数据提供步骤S2，
-封装步骤S8以及
-定制步骤S9。
在该透视电光系统提供步骤S1过程中，提供透视电光系统。
在本发明的意义上，“电光系统”是具有可切换功能(活性功能)的系统，该可切换功能使得该系统的活性功能的至少一部分能够借助于电刺激来控制。
该镜片的活性功能可以是不同类型的。
它可以是通过调整该镜片的色调来增强对比度的功能，例如，如在美国专利号6,250,759中所述。它还可以是通过过滤具有确定的偏光方向的光来增强对比度的功能。
例如，该电光装置可以包括具有可变光透射的系统。此类系统可以是电致变色类型的。以优选的方式，它是电耗极小的系统，如基于液晶的系统或电泳类型的系统。对于此类系统，导致光透射变化的电刺激是电场，即它对应于该系统的两个输入端子之间施加的电压。电耗是低的并且与小尺寸的电源兼容。
在另一实施例中，镜片的活性功能可以是衍射光学元件或全息光学元件。
在另一实施例中，可以使得镜片的活性功能呈像素化形式。
例如，该光学功能可以是菲涅耳(Fresnel)类型的或是阿尔瓦雷兹和罗曼折射类型(Alvarez and Lohmann refractive type)的。
该透视电光系统还可以是被安排成在现实世界视景上显示信息的显示系统。例如，该显示系统被安排成在现实世界视景上显示计算机生成的信息，从而允许实现增强现实装置。
利用此类增强现实装置，可以用覆盖信息增强观察者的世界图像。
在佩戴者数据提供步骤S2过程中，提供包括至少佩戴者的处方的佩戴者数据。佩戴者数据可以包括关于例如佩戴者已经选择的眼镜架的类型、形状、尺寸的进一步信息和/或佩戴者瞳距和/或佩戴情况参数或对镜片供应商可能有用的关于佩戴者的任何信息。
佩戴者的处方是光学屈光力、散光以及下加光(在相关情况下)的一组光学特性，这些光学特性是由眼科医师确定的以便例如借助于被定位在他的眼睛前方的镜片来矫正佩戴者的视觉缺陷。例如，针对渐进式多焦点镜片的处方包括光学屈光力的值和在远视点处的散光的值、以及下加光值(在适当情况下)。
例如，佩戴者的处方可以是正视眼佩戴者的处方。
该封装步骤包括根据本发明的用于封装的方法的步骤。
有利地，在不同实施例中，透明囊30的这些基片40、50还具有保护该光学系统并且尤其是该LOE的功能，并且还可以向平坦LOE提供一定弯曲度，以便改善该光学头戴式系统的美观。
此外，可以实施该封装步骤以便至少部分地封装具有平面形状抑或弯曲形状的LOE。
在替代实施例中，将认识到的是，光学插件16可能未被封装并且形成了毛坯光学插件(毛坯LOE)。
有利地，毛坯光学插件16可以通过表面处理和抛光来处理并通过修整成准备好放置在眼镜架上的成品镜片的形式来切割。
在第一实施例中，在定制步骤S9过程中，根据佩戴者数据定制透明囊30的至少一个面。
在此实施例中，应当注意的是可以暂时地完成封装。
在第二实施例中，在定制步骤S9过程中，根据佩戴者数据定制透视电光元件的至少一个面。
在此使用术语“定制”来指定适于佩戴者数据的矫正光学功能的任何确定性添加：不可能在不对相关矫正光学功能和透视电光系统或相关矫正光学功能和透明囊30造成损坏的情况下移除该矫正光学功能。
在此使用的术语“定制”排除了矫正夹子或暂时的可再用的矫正补片。
例如，佩戴者数据包括佩戴者处方。对于常规眼科镜片，有待向佩戴者提供的矫正光学功能是确定的，并且透明囊30的至少一个面被定制以便提供此类矫正光学功能。
根据实施例，该透明囊的第二面34有待例如通过一种制造方法来修改，以便提供成品透明囊的背面35。
第二面34可以通过使用机械加工工具来机加工所述第二面34的表面、或通过添加具有光学功能的光学补片来修改，该光学功能与该透明囊的光学功能相加以便提供所希望的光学功能。
尽管在本发明的此实施例中，透明囊30的背面被定制，但应理解的是，在本发明的替代实施例中，正面32可以被定制或正面32和背面34两者都可以被定制。
另外，在本发明的替代实施例中，该透视电光系统的正面和/或背面被定制以便提供此类矫正光学功能。
因此，根据本发明，透视电光系统供应商可以提供一般透视电光系统，即不针对每位单独佩戴者的具体需要来适配；并且关于眼科镜片，镜片供应商可以提供针对每个佩戴者的特定需要定制的未封装的一般透视电光系统。
根据本发明的实施例，该方法可以在佩戴者数据提供步骤S2后并且在定制步骤S9之前进一步包括：
-透视电光系统数据提供步骤S3，
-囊数据提供步骤S4，
-光学功能确定步骤S5，以及
-表面数据确定步骤S6。
在该透视电光系统数据提供步骤过程中，提供表示至少该透视系统的这些面在该封装步骤之前的形状以及该光学系统的光学指数的透视电光系统数据。
在囊数据提供步骤S4过程中，提供表示至少该透明囊的光学指数的囊数据。
在优选实施例中，在该囊数据提供步骤S4过程中，还提供表示该囊的第一面和/或第二面的形状的囊数据。
第一面和第二面的形状将被理解为至少这些面的表面以及它们在公共参照系中的取向。
使用佩戴者的数据和该透视系统的数据，光学功能(即基于佩戴者的处方将向佩戴者提供的屈光度矫正)得以确定。该光学功能被确定以便保证所述佩戴者在透过该头戴式电光系统视观看时的矫正视觉。此类光学功能的确定可以使用镜片设计者和/或供应商使用的计算工具来实现。
根据本发明的方法因此可以应用于处方眼镜、休息眼镜(glasses of rest)、运动眼镜或任何其他实例。
在替代实施例中，有待向佩戴者提供的光学功能还使用囊数据来确定。
一旦确定该光学功能，就在表面数据确定步骤S6过程中确定表面数据。
根据本发明的第一实施例，该表面数据表示该囊的有待被定制的至少一个面的表面。所述表面数据根据至少该光学功能和该囊数据来确定。
根据本发明的第二实施例，该表面数据表示光学插件16的有待被定制的至少一个面的表面。
在表面数据确定步骤S6过程中，确定该透明囊或该光学插件16的该或这些正面和/或背面中的哪个有待被定制。
当该透视电光系统是显示系统时，使得由该背表面实现所有光学功能可能是有利的。实际上，一旦被封装，佩戴者仅透过该透明囊的背表面才看到由该透视电光系统显示的信息。因此，为了佩戴者完全受益于眼科矫正，此类眼科矫正应当由该背面实施。
在替代实施例中，该表面数据确定步骤由指数图确定步骤S6代替，在该步骤过程中，根据该光学功能和该囊数据确定表示该囊的有待被定制的至少一个面的指数变化的指数图。
在替代实施例中，当定制步骤S9包括在透明囊30的正面和/或背面上添加衍射光学元件或全息光学元件时，表面数据确定步骤由衍射图确定步骤S6代替，在该步骤过程中，根据光学功能和囊数据确定表示该囊的有待被定制的至少一个面的衍射变化的衍射图。
根据本发明的方法可以进一步包括安装步骤S10，在该步骤过程中，将封装的透视电光系统的至少一部分安装在眼镜架中。例如，由佩戴者将封装的透视电光系统安装在所选择的眼镜架中。
在图1f中示出的替代实施例中，在安装步骤S10过程中，将未封装的透视电光系统的至少一部分安装在眼镜架4中。
此外，图1a至图1g展示了表示根据本发明的几个实施例的方法的多个后续步骤的不同流程图，
为了简化如图1d、图1e、图1g中所示的总体过程，在安装步骤S10之前实施定制步骤S9。这样的顺序在定制步骤S9要求机加工透明囊30的这些表面之一时尤其令人感兴趣。实际上，机加工这些表面之一总体上要求旋转透明囊30并具有机加工这些表面之一的机械加工工具。一旦透明囊30被安装在眼镜架上，这样的操作可能不易实施。
当定制步骤S9包括在透明囊30的正面和/或背面上添加两个光学补片之一时，定制步骤S9可以在安装步骤S10后被实施，如图1a、图1b、图1c和图1f所示。这样的实施例允许使该透视电光系统供应商提供标准安装的头戴式系统，该系统随后例如由镜片供应商或由佩戴者自己定制。
有利地，该定制在该镜片生产过程中被延迟，从而简化总生产过程。迟的定制允许最高阶段的标准实现方式。
此外，图1a、图1b、图1c和图1f的实施例也允许各种各样的过程。
当定制步骤S9包括将离散光学功能限定至囊30的有待被定制的面(或在不具有封装步骤的实施例中，限定至光学插件16的有待被定制的面)时，定制步骤S9还可以在安装步骤S10后被实施而具有相同的优点。
在替代实施例中，将离散光学功能限定至有待被定制的面可以在安装步骤S10之前被实施。
该离散光学功能的添加可以由基于以像素形式的该囊半毛坯的离散化的技术来实施。
措辞“离散光学功能”具体地可以是指由包括平行于该部件的表面的至少一个透明并列单元组的复杂像素化或微观结构化的结构提供的功能，
这些单元可以充满针对它们的光学性质选择的不同功能物质，这些光学性质与例如它们的折射率、它们的光吸收、它们对电或光刺激的反应等相关联。
此类膜具体地能够在它们的组成中具体体现许多功能。
措辞“离散光学功能”具体地还可以是指通过合并具有辐射可修改光学特性的至少一种活性材料提供的功能。
活性材料被分布在与该囊叠加的多个对应层中，或该囊是由活性材料制成的。
可修改光学特性可以包括光吸收特性和/或活性材料的折射率。
活性材料的辐射可以通过将活性材料暴露于穿过遮罩的适当射束或通过使用激光来实施。
措辞“离散光学功能”具体地还可以是指通过合并分布在与该囊叠加或该囊内的多个对应层中的多种添加组分或通过限定菲涅耳表面来提供的功能。
根据图1g、图1h和图1i所示的实施例，囊30的定制步骤S9在封装步骤S8之前被实施。这样的顺序在定制步骤要求机加工该透明囊的这些表面之一时尤其令人感兴趣。实际上，这样的顺序降低了在机加工这些表面之一的过程中损坏该透视电光系统的风险。
这样的实施例(如图1g、图1h和图1i中所示的实施例)是特别有利的：这样的顺序允许解除对该囊进行的工作与整个过程的关联。该过程的光学部分与该过程的电部分不相关。该过程的电部分得以促进并且该头戴式系统的品质得以改善。
根据本发明的实施例，定制步骤S9可以包括机加工该透明囊的这些面之一或两者并在所机加工的面中的至少一者上或在所机加工的光学面的两者上添加光学补片或离散光学功能。
根据这样的实施例，定制步骤S9的机加工部分在封装步骤S8和安装步骤S10之前被实施，而补片部分或离散光学功能部分可以在安装步骤S10后被实施。
在替代方案中，机加工部分和补片部分或离散光学功能部分可以在安装步骤S10后被实施。
此外，当定制步骤S9包括在透明囊30的正面和/或背面上添加两个光学补片中的一者时，切边步骤可以是任选的。
当该方法进一步包括显示器安装步骤S0时，该显示器安装步骤可以在封装步骤S8之前被实施。
此外，这样的操作S0可以在如具体地图1h和图1i中示出的封装步骤S8之前与透明囊30的定制步骤S9同时被实施。
有利地，显示器步骤S0可以在不干扰定制步骤S9和封装步骤S8的情况下执行，因为这些步骤是分离的。
此外，这样的操作S0可以容易地与安装步骤S10同时或在安装步骤S10前被实施，如图1a、图1b、图1d、图1f、图1g、图1h和图1i中所示。
根据图1d、图1a和图1g的实施例，显示器安装步骤S0在生产过程的进度中被延迟。有利地，因为该显示器在封装步骤和/或定制步骤时并不麻烦，定制可以得到促进并且该头戴式系统的品质得以改善。
根据本发明的方法可以进一步包括隔离步骤S7，在该步骤过程中，至少部分地隔离该透视电光系统和/或囊30。
该隔离步骤S7包括：
-隔离功能确定步骤，在该步骤过程中，根据该透视系统数据确定隔离功能，以及
-隔离数据确定步骤，在该步骤过程中，根据该隔离功能和该透视系统数据来确定表示至少该透视系统或囊30有待被隔离的至少一个面的光学指数的隔离数据。
有利地，该隔离数据表示根据该隔离功能和该透视系统数据确定的该透视系统或该囊30有待被隔离的至少一个面的反射比数据、透射率数据、光学指数和偏光数据。
根据此实施例，该透视系统数据还包括至少该透视电光系统的光学指数。
有利地，该透视系统数据表示该透视电光系统的反射比数据、透射率数据、光学指数和偏光数据。
根据实施例，隔离步骤S7在封装步骤S8之前被实施。
根据另一实施例，囊隔离步骤S7在封装步骤S8后被实施。
根据实施例，囊隔离步骤S7在定制步骤S9后被实施，如图1g所示。
根据实施例，囊隔离步骤S7在安装步骤S10后被实施，如图1i中所示。
在隔离步骤S7过程中，囊30的面或该透视电光系统的面经受隔离体处理，以便确保所述面的高反射度。
这种隔离可以借助于在反射中的全息操作或借助于多种涂布技术或任何已知隔离技术来实施。
尽管已经参考电光系统描述了前述实例，但将认识的是，本发明的方法可以应用于具有可切换功能(活性功能)的光学系统，该光学系统确保该系统的活性功能的至少一部分借助于不同于电子刺激的刺激(如手动刺激或辐射刺激)来控制。
因此，活性功能可以包括选自下组的至少一个或多个活性功能，该组由以下各项组成：
-显示信息功能；
-电致变色功能；
-光致变色功能；
-偏光功能；
-防雾功能；
-着色功能。
此类几个活性功能可以改善头戴式光学系统的多种光学特性或机械特性。
就透视显示光学系统而言，若干个活性功能(如以上列出的这些活性功能)可以被添加至该显示功能。
更具体地说，当光学插件16部分地被封装在透明囊30中、位于其面中的一者上或完全地被封装在透明囊30中时，以上列出的几个活性功能可以被添加到至少光学插件16的一个面和/或该透明囊30的一个面，如该光学插件16的这些主表面20、22中的一者或两者和/或该透明囊30的第一光学面32和/或第二光学面34。
以此方式，就电致变色功能而言，电致变色功能可以设置在光学插件16的一个表面上，或设置到透明囊30的面上，如第一光学面32和/或第二光学面34
在非限制性实例中，电致变色功能可以如同此在下文所述由电致变色层提供，或由复杂结构或由从现有技术已知的聚合物材料凝胶或聚合物材料液体提供，该复杂结构包括平行于该部件的表面的至少一个透明并列单元组，这些单元充满针对它们的光学特性选择的不同功能物质，这些光学特性与它们对电刺激等的响应相关联。
另外，就光致变色功能而言，多种光致变色材料能够在清晰状态与其中它们被着色的状态之间切换。这些材料基于它们遇到的辐射的量和波长来改变状态。
在非限制性实例中，光致变色功能通过将多种光致变色染料合并至囊30的材料和/或插件16的材料中来提供，只要该材料致力于将紫外光接收至插件或囊光致变色层涂层中。
在WO 2013006153中所披露的另一实例中，该光致变色功能是由暂时的光致变色膜(或补片)提供，该光致变色膜可以容易地被应用至透明囊30的第一光学面32并符合该第一光学面的形状和曲率。
在实施例中，如果材料不是防紫外的过滤材料，则暂时的光致变色膜可以被应用至该凹面。
此外，在实施例中，本发明的方法可以进一步包括：
-功能层提供步骤，在该步骤过程中，提供至少一个功能层以及
-功能层涂布步骤，在该步骤过程中，将功能层涂布至光学系统和/或透明囊的面上。
该功能层可以包括选自下组的一个或多个层，该组由以下各项组成：偏光层、光致变色层、电致变色层、硬质涂层(耐磨蚀和/或刮擦的涂层和/或耐冲击涂层)、表面涂层、防雾层、防污层、减反射层、干扰层、抗静电层以及着色层。
此类层可以改善头戴式光学系统的多种光学特性或机械特性。
当光学插件16被部分地封装在透明囊30中、位于其面中的一者上或被完全地封装在透明囊30中时，以上列出的几个功能层可以被至少涂布至光学插件16的一个面和/或该透明囊30的一个面上，如光学插件16的这些主表面20、22中的一者或两者和/或透明囊30的第一光学面32和/或第二光学面34。
该涂布步骤可以包括将功能层固定至透明囊和/或光学系统的任何已知解决方案。
例如，该功能层是利用浸涂方法、旋涂方法、真空沉积方法、喷涂方法、膜转移方法、膜层压方法或吸吮过程来涂布。
具体地说，功能层可以由乳胶胶水、紫外光可固化胶水、HMA(热熔粘合剂)胶水、压敏粘合剂(PSA)或美国2010/0110567中披露的双层粘合剂结构来胶合至透明囊30和/或光学系统的面上，如LOE 16的这些主表面。这样的双层粘合剂结构包括被布置在功能层的表面上的一层乳胶粘合剂以及种布置在乳胶层与囊30或光学系统的表面(如LOE 16的表面)之间的一层热熔粘合剂，以便形成双层粘合剂。
此实施例特别适于利用一种转移方法并且更具体地说EP 1866144中披露的一种膜层压方法来涂布功能层，其中如以上所提到的至少一个功能层被涂布至平坦膜，像基于聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、环烯烃或三乙酸纤维素的热塑性膜。
尽管已经参考透视电光系统描述可前述多个实例，但应当认识到，本发明的方法可以应用于非沉浸式或沉浸式电光系统，如具有环视机构的头戴式显示系统。
尽管前述多个实例是参考眼科镜片的制造进行描述的，但将认识到的是，本发明的方法可以更一般化地应用于其他类型的光学镜片的制造，例如望远镜及类似者中所使用的光学镜片。
在参考前述说明性实施例之后，许多另外的修改和变化将对本领域的普通技术人员是明显的，这些实施例仅以举例方式给出并且无意限制本发明的范围，本发明的范围仅是由所附权利要求书来确定的。
在权利要求书中，词语“包括”并不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一个”或“一种”并不排除多个。不同的特征在相互不同的从属权利要求中被引用的单纯事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求书中的任何参考符号都不应被解释为限制本发明的范围。

Claims (17)

1.用于将导光光学元件至少部分地封装到透明囊中的方法，该方法至少包括：
-透明囊提供步骤，在该步骤过程中，提供透明囊，
-导光光学元件提供步骤，在该步骤过程中，提供导光光学元件，
-粘合剂沉积步骤，在该步骤过程中，将粘合剂沉积在该透明囊的面和/或该导光光学元件的面的至少一部分上，
-定位步骤，在该步骤过程中，将该透明囊和该导光光学元件相对于彼此定位以便形成光学系统，
-粘结步骤，在该步骤过程中，利用该粘合剂将该导光光学元件和该透明囊制成一体，
其中，该方法进一步在该粘结步骤之前包括控制步骤，在该控制步骤过程中，对该光学系统的至少一个参数进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该控制步骤包括确定该光学系统的至少一个参数并且将所确定的参数的值与所述参数的参考值作比较。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，继该控制步骤之后并且基于该比较的结果，重复该粘合剂沉积步骤和/或该定位步骤直到所确定的参数的值与所述参数的参考值之间的差异小于或等于阈值。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在该控制步骤过程中，对该透明囊和/或该导光光学元件的至少一个表面的至少一个外观参数进行控制。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在该控制步骤过程中，对该光学系统的至少一个光学参数进行控制。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在该控制步骤过程中，对该透明囊的至少一个表面与该导光光学元件的至少一个表面的相对位置进行控制。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括施力步骤，在该步骤过程中，将力施加至该透明囊和/或该导光光学元件，以便在该透明囊的面与该导光光学元件的面之间形成一层粘合剂。
8.根据引用权利要求2的权利要求7所述的方法，其中，所施加至该透明囊的力基于所确定的参数的值。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法进一步包括施力步骤，在该步骤过程中，将力施加至该透明囊和/或该导光光学元件，以便在该透明囊的面与该导光光学元件的面之间形成一层粘合剂，所施加的力被修改以调整该光学参数。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所施加的力是由施加在该导光光学元件和/或该透明囊上的压力来限定的。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，使用下列各项来施加该压力：
-至少可移动的可变形衬垫或
-至少在流体或固体或真空压力下可变形的隔膜。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，所施加的力是由该透明囊或该导光光学元件分别施加在该导光光学元件或该透明囊上的重力来限定的。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，该力被维持直到粘结步骤完成。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在该粘合剂沉积步骤过程中，至少将粘合剂膜沉积在该透明囊的面和/或或该导光光学元件的一个面上。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在该粘合剂沉积步骤过程中，利用旋涂方法将至少一滴粘合剂沉积在该透明囊的面和/或该导光光学元件的一个面上。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该粘结步骤包括通过紫外光和/或可见光和/或温度处理来使该粘合剂固化。
17.一种计算机可读存储介质，承载一个或多个程序指令序列，该程序指令序列能由处理器访问，并且当由该处理器执行时致使该处理器实施根据权利要求1至16中任一项所述的方法的控制步骤。
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