CN111897130A - 一种变焦显示一体化透镜屏 - Google Patents

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李磊
张子怡
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李顺
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Abstract

本发明公开一种变焦显示一体化透镜屏，包括透明显示器、填充介质Ⅰ、介质界面、填充介质Ⅱ、腔体封装面、液体变焦透镜驱动模块、透明显示器驱动模块、以及总体驱动模块。一体化透镜屏可在液体变焦透镜驱动模块驱动下实现自动连续变焦，完成近视远视视力矫正等功能。同时，一体化透镜屏中的透明显示器在透明显示器驱动模块驱动下实现实时显示。本发明可应用于视野内场景的物体识别、距离判断、信息显示、智能化眼镜、导航、实时翻译显示等。

Description

一种变焦显示一体化透镜屏
技术领域
本发明涉及一种透镜屏，更具体地说，本发明涉及一种变焦显示一体化透镜屏。
背景技术
随着经济的不断发展，高科技产品也逐渐步入日常生活中。近些年在显示方面的研究结果颇多，现今的显示方法也多种多样，在满足人们各种功能需求的同时，显示器件的微型化和轻量化也逐渐的作为一种新的需求被提出。传统的显示器一般只是具有显示功能，并不兼有成像功能，除非采用显示、成像系统叠加的方式，但这样会使整个结构特别厚重，不利于轻量化的发展需求。目前的各种智能眼镜、智能屏幕等高新技术产品大多没有采用显示成像一体化，这样一来产品的体积会随之变大、重量明显增加，其佩戴感受及使用效果也会明显下降。因此，急需一种新型的显示成像一体化产品来提升该类产品的品质，在满足所需功能的同时，也实现轻量化和微型化，使得产品的便携性和体验感受有较大的提升。
发明内容
本发明提出一种变焦显示一体化透镜屏。如附图1所示，该变焦显示一体化透镜屏包括透明显示器、填充介质Ⅰ、介质界面、填充介质Ⅱ、腔体封装面、液体变焦透镜驱动模块、透明显示器驱动模块、以及总体驱动模块。
本发明的变焦显示一体化透镜屏以透明显示器为基底，内部填充液体，形成一个“变焦+显示”的透镜屏。其中填充介质Ⅰ为透明液体，可以选择硅油、甘油、离子液体等；填充介质Ⅱ可以为等密度透明液体，也可以为空气。若填充介质都是液体，则其介质界面为液-液界面；若填充介质Ⅰ为液体，填充介质Ⅱ为空气，则其介质界面为弹力膜。
本发明的变焦显示一体化透镜屏的一些功能如下所示。
当液体变焦透镜驱动模块对一体化透镜屏进行驱动时，可改变介质界面的形状。不同的驱动参数可控制介质界面实现不同的曲率半径，进而改变一体化透镜屏的焦距。该功能可用来补偿不同视力人群的视网膜成像效果，使其像清晰呈现在视网膜上，获得良好的使用体验。
当透明显示器驱动模块对一体化透镜屏进行驱动时，可实现显示功能。在通过变焦显示一体屏看目标场景时，按照不同的功能需求，从总驱动模块、透明显示器驱动模块输出相应的控制参数，从而在透明显示器上显示相应的数据，实现显示的功能。且配备不同的附加模块，也可实现其他的功能，如物体识别、距离判断、实时导航、翻译等。
优选地，该变焦显示一体化透镜屏的驱动方式有电湿润、介电力、电磁力、机械力等驱动方式。
优选地，填充介质Ⅱ可以为透明液体或者空气。
优选地，该变焦显示一体化透镜屏中的介质界面可以是液-液界面，也可以是弹力膜。
优选地，该变焦显示一体化透镜屏中的透明显示器可以是OLED、LCoS、Micro-LED等显示器。
优选地，变焦透镜和透明显示的功能结合在一起。
优选地，该变焦显示一体化透镜屏厚度为10mm-50mm。
优选地，该变焦显示一体化透镜屏边长尺寸30mm-50mm。
附图说明
附图1为本发明的总体结构图。
附图2为本发明的处于近视校正状态的工作原理示意图。
附图3为本发明的处于远视校正状态的工作原理示意图。
附图4为本发明变焦显示一体化透镜屏屈光度和驱动参数的变化曲线图。
上述各附图中的图示标号为：透明显示器1、填充介质I 2、介质界面3、填充介质II4、腔体封装面5、透明显示器驱动模块6、液体变焦透镜驱动模块7、总体驱动模块8、眼球9、未使用本发明时的近视视图10、使用本发明后的远近视校正视图11、未使用本发明时的远视视图12、使用本发明后的远视校正视图13。
具体实施方式
下面详细说明本发明提出一种变焦显示一体化透镜屏的实施例，对本发明进行进一步的描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本发明以两种不同驱动方式为例提出两个实施例。第一个是基于电湿润驱动方式进行驱动。如附图1所示，当填充介质I 2为硅油，填充介质II 4为电解质液体或离子液体时，两种液体之间形成一个液-液界面。通过总驱动模块8向液体变焦透镜驱动模块7发送相应指令，改变加在液体电极两端的电压来改变两种液体之间的接触角，从而改变液-液界面的曲率半径，最终改变了液体透镜的焦距，实现了变焦；同时总驱动模块8向透明显示器驱动模块6也发送相应指令，使得其在变焦的基础上也实现了实时显示。如附图2所示，其实现了近视校正状态下的实时显示。
第二个实施例是基于机械力驱动方式进行驱动。如附图1所示，当介质II是空气时，其变焦原理是基于弹力膜的形变。当液体变焦透镜驱动模块7输出相应的机械驱动参数，弹力膜会产生一个与其对应的形变，得到一个曲率改变的膜面，从而实现变焦。当驱动力使得膜面凸起来时，可实现对远视的补偿，不同的凸起程度对应着不同的补偿屈光度。与此同时，透明显示器驱动模块6也会随着相应驱动参数的输出，实现实时显示的功能，如附图3所示。
其中，附图4为液体变焦透镜驱动模块7输出驱动参数与一体化透镜屏光度的曲线图，可以看出随着电压的增加，该透镜的屈光度逐渐增加。
变焦显示一体化透镜屏中的透明显示器可使用OLED、LCoS、Micro-LED等实现，除了补偿视力，实现实时显示功能，还可以实现在深度场景的AR变化、眼镜智能化、导航、实时翻译、物体识别、距离判断等。

Claims (7)

1.一种变焦显示一体化透镜屏，包括透明显示器、填充介质Ⅰ、介质界面、填充介质Ⅱ、腔体封装面、液体变焦透镜驱动模块、透明显示器驱动模块、以及总体驱动模块,其特征在于，液体变焦透镜可根据施加在其上驱动参数的大小改变焦距，实现近视远视矫正等功能,透明显示器通过电驱动的方式在液体透镜变焦的基础上进行实时显示,驱动模块根据需求，输出驱动控制相关参数，去控制变焦和显示的工作状态。
2.根据专利要求1所述的一种变焦显示一体化透镜屏，其特征在于一体化透镜屏可以使用电湿润、介电力、电磁力、机械力等驱动。
3.根据专利要求1所述的一种变焦显示一体化透镜屏，其特征在于一体化透镜屏中的填充介质Ⅱ可以是空气也可以是液体。
4.根据专利要求1所述的一种变焦显示一体化透镜屏，其特征在于一体化透镜屏中的介质界面可以是液-液界面，也可以是弹力膜。
5.根据专利要求1所述的一种变焦显示一体化透镜屏，其特征在于变焦透镜和透明显示的功能结合在一起。
6.根据专利要求1所述的一种变焦显示一体化透镜屏，其特征在于该变焦显示一体化透镜屏厚度为10mm-50mm。
7.根据专利要求1所述的一种变焦显示一体化透镜屏，其特征在于变焦显示一体化透镜屏边长尺寸30mm-50mm。
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