CN115079484A - 镜片模组和眼镜 - Google Patents

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CN115079484A CN202210751756.4A CN202210751756A CN115079484A CN 115079484 A CN115079484 A CN 115079484A CN 202210751756 A CN202210751756 A CN 202210751756A CN 115079484 A CN115079484 A CN 115079484A
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Abstract

本申请涉及一种镜片模组和眼镜，镜片模组包括：镜片本体和供电电路，镜片本体包括限定腔体的柔性薄膜、以及容纳于该腔体内部的透明液体，柔性薄膜上设置有导电块阵列，导电块阵列包括彼此间隔的多个导电块；供电电路用于向导电块阵列中的导电块提供驱动电压，以改变柔性薄膜的曲率。这样，在各个导电块的电压连续变化的情况下，柔性薄膜的曲率也会连续变化，从而能够实现镜片度数的连续调节。通过向特定的导电块施加最大或最小的电压，能够调节镜片光学中心的位置。由于本申请实施例中的镜片模组是通过向柔性薄膜上的导电块通电压的方式来改变柔性薄膜的曲率，无需复杂的机械结构，因此，镜片结构的复杂度较低，且该镜片模组的通光口径较大。

Description

镜片模组和眼镜
技术领域
本申请涉及眼镜的技术领域，特别是涉及一种镜片模组和眼镜。
背景技术
随着显示技术的不断发展，焦距可调的镜片逐步替代固定焦距的镜片，如近视眼镜、相机、手机、虚拟现实设备以及增强现实设备等。
传统技术中，通常采用弹性膜液体透镜来实现焦距可调的镜片，其实现原理为：将高折射率液体封装在柔性薄膜中，并对柔性薄膜设计机械结构，通过控制机械结构产生外力挤压薄膜周围，薄膜中心的曲率会随之变化，即镜片焦距发生改变，以此来改变镜片的度数；同时，若施加的外力大小连续变化，则薄膜中心的曲率半径也会连续变化，从而可以实现镜片度数的连续调节。
然而，传统的弹性膜液体透镜，其机械结构较为复杂，而且不能实现镜片光学中心的调整。
发明内容
基于此，本申请实施例提供了一种镜片模组和眼镜，可以在实现镜片度数连续调节的前提下降低镜片结构的复杂度，同时实现镜片光学中心的调整。
第一方面，提供了一种镜片模组，包括：镜片本体，该镜片本体包括限定腔体的柔性薄膜、以及容纳于该腔体内部的透明液体，该柔性薄膜上设置有导电块阵列，该导电块阵列包括彼此间隔的多个导电块；和
供电电路，用于向导电块阵列中的导电块提供驱动电压，以改变柔性薄膜的曲率。
第二方面，提供了一种眼镜，该眼镜包括上述第一方面中任一项的镜片模组。
本申请实施例提供的镜片模组包括镜片本体和供电电路，该镜片本体包括限定腔体的柔性薄膜、以及容纳于该腔体内部的透明液体，该柔性薄膜上设置有导电块阵列，该导电块阵列包括彼此间隔的多个导电块；该供电电路用于向导电块阵列中的导电块提供驱动电压，以改变柔性薄膜的曲率。这样，在各个导电块的电压连续变化的情况下，柔性薄膜的曲率也会连续变化，从而能够实现镜片度数的连续调节。此外，通过向特定的导电块施加最大或最小的电压，从而能够调节镜片光学中心的位置。由于本申请实施例中的镜片模组是通过向柔性薄膜上的导电块通电压的方式来改变柔性薄膜的曲率，无需复杂的机械结构，因此，相比于现有技术中的弹性膜液体透镜而言，其镜片结构的复杂度较低，且该镜片模组的通光口径较大。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种镜片模组的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种镜片模组中的柔性薄膜与腔体的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种镜片模组中的腔体形变后的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种镜片模组中的柔性薄膜上的导电块阵列的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种镜片模组中的柔性薄膜上的导电块阵列的各个导电块与供电电路连接的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种镜片模组中的光学中心的位置示意图；
图7为本申请实施例提供的一种镜片模组中的基于光学中心的位置确定的不同环形区域的示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种镜片模组中的腔体形变后的示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种镜片模组中的柔性薄膜与腔体的示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种镜片模组中的柔性薄膜与腔体的示意图；
图11为本申请实施例提供的另一种镜片模组中的腔体发生凹陷形变后的示意图；
图12为本申请实施例提供的另一种镜片模组中的腔体发生扩张形变后的示意图；
图13为本申请实施例提供的一种AR眼镜的镜片结构示意图；
图14为本申请实施例提供的另一种AR眼镜的镜片结构示意图。
附图标记：
10：镜片本体；20：供电电路；101：柔性薄膜；102：透明液体；
1011：第一柔性薄膜；1012：第二柔性薄膜；103：支撑件；
104：弹性容器；301：第一连接件；302：光波导镜片；303：镜片模组；
304：第二连接件；305：保护镜片。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在本申请的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”以及“第三”仅仅用于描述的目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”以及“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个特征。
在本申请的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义的理解，例如，可以是电连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体式地连接，可以是直接连接，也可以是间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系，对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
下文中公开的内容提供了许多不同的实施例或者例子用以实现本申请的实施例的不同结构。为了简化本申请的实施例的说明，下文中仅对特定的部件和设置进行描述，它们仅仅为示例，其目的并不是在限定本申请的保护范围。
如今全球近视人数的比例大大提高，近视矫正的需求大大增大，对于近视人群来说，在佩戴眼镜时往往需要佩戴与之匹配的且具有一定焦距的眼镜。而对于除普通的近视眼镜之外的其他具有特殊功能的眼镜而言，如：AR眼镜、VR眼镜等，近视人群在佩戴此类眼镜时，往往需要在佩戴近视眼镜的基础上再佩戴该类眼镜，或者，需要专门订制一款具有一定焦距的专用近视镜片的此类眼镜。对于不同的近视用户来说，就需要订制多款专用眼镜，且该专用眼镜仅适用于该近视用户一人，导致该专用眼镜的使用范围受限。
随着显示技术的不断发展，能够实现度数连续调节的镜片应运而生，目前主要有三种技术方案能够实现镜片度数的连续调节，分别为电润湿液体透镜、弹性膜液体透镜以及液晶透镜。
其中，电润湿液体透镜主要是基于电润湿的原理，通过电压改变液体与透镜壁的浸润性，进而改变高折射率液体的曲率半径，进而改变镜片的度数；同时，若施加连续不同的电压，高折射率镜片的曲率半径也会连续变化，从而实现镜片度数的连续调节。然而，电润湿液体透镜方案虽然响应速度快，且不受重力影响，但是其驱动电压高，有造成液体电解的风险；且电润湿透镜的通光口径小；机械结构复杂，模组尺寸较大；工艺复杂，成本高昂。
弹性膜液体透镜的原理是首先将高折射率液体封装在弹性薄膜中，并对弹性薄膜设计机械结构，通过控制机械结构(如控制马达等)产生外力挤压薄膜周围时，薄膜中心的曲率会随之变化，进而改变镜片的度数；同时，若施加的外力大小连续变化，薄膜中心的曲率半径也会连续变化，从而实现镜片度数的连续调节。然而，弹性膜液体透镜方案虽然响应速度同样较快，且机械驱动方式的驱动电压较低，但是当尺寸较大时，由于弹性薄膜的弹性较好，易受重力影响塌陷，导致光路畸变；且机械结构复杂，模组尺寸较大；通光口径小；成本较高。
液晶透镜是通过给不同区域的液晶施加不同电压，控制不同区域的液晶分子结构的排列方式，从而改变液晶材料的折射率，实现折射率梯度分布，最终模拟出透镜效果；如果通过合理得改变外加电压的大小和分布，就能够实现镜片度数的连续改变。然而，液晶透镜方案虽然控制精确度较高，且不受重力影响，但是其光线透过率低；变焦范围小；且响应时间较慢。
本申请实施例中提供了一种具有新型结构的可调节焦距也可调节光学中心的镜片模组，能够实现镜片近视度数以及瞳距的动态调节。其中，一切方向的光线通过透镜时，都会产生偏折，使光线传播方向发生变化；但透镜上有一点，任意方向的光线通过该点时，光线的传播方向不变，即出射方向和入射方向相互平行，这一点叫透镜的光学中心。例如：对于凹透镜而言，光学中心通常是指镜片的最凹陷的位置。
请参考图1，本申请实施例提供了一种镜片模组，包括：镜片本体10和供电电路20，该镜片本体10包括限定腔体的柔性薄膜101、以及容纳于该腔体内部的透明液体102，该柔性薄膜101上设置有导电块阵列(例如：图1中所示的柔性薄膜101外表面上的黑色部分)，该导电块阵列包括彼此间隔的多个导电块；供电电路20，用于向导电块阵列中的导电块提供驱动电压，以改变柔性薄膜的曲率。
可选地，该供电电路20可以是镜片模组自带的具有处理功能的微型电路，也可以是接收外部输入电压的电路。该供电电路20可以与该导电块阵列中的每一个导电块连接，用于分别向每一个导电块提供驱动电压，以改变柔性薄膜的曲率；这里需要说明的是，在镜片模组呈现弯曲状态，即镜片模组具有一定曲率的情况下，该镜片模组弯曲的中心区域的电压最大，离中心区域越远，电压越小，电压越大对应的柔性薄膜的形变越大。
可选地，对于该柔性薄膜101，其可以选择聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，俗称涤纶树脂)、聚碳酸酯(PC，又称PC塑料)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，又称亚克力或有机玻璃)等材料的柔性薄膜，本申请实施例对柔性薄膜的材料并不做具体限定。采用该柔性薄膜101形成的腔体可以是方形、圆形、或者其他任意形状，本申请实施例对腔体的形状也不做具体限定；另外，在采用该柔性薄膜101形成腔体后，该柔性薄膜101的全部外表面上可以设置有导电块阵列，也可以在该柔性薄膜101的部分外表面上设置有导电块阵列，实际应用中可根据镜片模组的实际用途和使用场景在柔性薄膜101的外表面上设置导电块阵列。
可选地，对于该容纳于柔性薄膜形成的腔体内部的透明液体102，其可以为高折射率的透明液体，用以实现屈光度数矫正，例如：可以为二甲基硅油、聚乙二醇等，本申请实施例对透明液体102的具体类型并不做限定，只要能够实现屈光度数矫正即可。
具体地，根据上述分析可知，柔性薄膜101在其上的导电块阵列被施加一定的驱动电压的情况下，柔性薄膜101将产生一定曲率的形变，形成具有一定屈光度数的镜片。可选地，基于图1所示的结构，柔性薄膜101的外表面上设置有相互对称的导电块阵列，供电电路20可以为上下两个导电块阵列提供驱动电压，上下两个导电块阵列中相对的两个导电块之间可以产生吸引力或者排斥力，进而在吸引力或者排斥力的作用下，柔性薄膜101的上下表面被挤压或者被扩张产生形变，同样地，容纳于柔性薄膜101形成的腔体内部的透明液体102也随着柔性薄膜101的形变而产生结构变化，以此可以改变入射光线的折射方向，调节镜片模组的焦距。
另外，在导电块上施加的驱动电压越大，上下导电块之间的吸引力或者排斥力也就越大，柔性薄膜产生的形变也就越大，因此，对于具有一定曲率的镜片模组而言，镜片中心位置上的导电块对应的驱动电压最大，而距离该镜片中心位置越远，导电块对应的驱动电压逐渐减小。也就是说，对于导电块阵列中的各个导电块，其对应的驱动电压的大小是与导电块和中心区域之间的距离有关的；可选地，该中心区域可以是镜片的中心区域，也可以是镜片的光学中心，该镜片的光学中心可以根据用户眼睛的实际瞳距来确定。
本实施例中的镜片模组，包括：镜片本体和供电电路，该镜片本体包括限定腔体的柔性薄膜、以及容纳于该腔体内部的透明液体，该柔性薄膜上设置有导电块阵列，该导电块阵列包括彼此间隔的多个导电块；该供电电路用于向导电块阵列中的导电块提供驱动电压，以改变柔性薄膜的曲率。这样，在各个导电块的电压连续变化的情况下，柔性薄膜的曲率也会连续变化，从而能够实现镜片度数的连续调节。此外，通过向特定的导电块施加最大或最小的电压，从而能够调节镜片光学中心的位置。由于本申请实施例中的镜片模组是通过向柔性薄膜上的导电块通电压的方式来改变柔性薄膜的曲率，无需复杂的机械结构，因此，相比于现有技术中的弹性膜液体透镜而言，其镜片结构的复杂度较低，且该镜片模组的通光口径较大。
在一个实施例中，如图2所示，该柔性薄膜101包括第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012；第一柔性薄膜1011的表面上设置有第一导电块阵列，第二柔性薄膜1012的表面上设置有第二导电块阵列，且第一导电块阵列中的各个导电块与第二导电块阵列中的各个导电块隔着透明液体相对设置；供电电路20用于向第一导电块阵列中的第一导电块提供第一电压，以及向第二导电块阵列中与第一导电块相对的第二导电块提供第二电压，第二电压可以相同于第一电压，也可以不同于第一电压。
可选地，对于图2实施例所提供的镜片模组结构，通过供电电路20向第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列中的第一导电块提供第一电压，同时向第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列中与第一导电块相对的第二导电块提供不同于第一电压的第二电压，使得第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列和第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列之间产生静电吸引力，进而，在静电吸引力的作用下，第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012相互吸引，形成凹陷，即形成凹透镜，凹陷后的镜片模组的结构示意图可以如图3所示。可选地，第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列中的第一导电块和第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列中与该第一导电块相对的第二导电块组成一对导电块，其中一个通第一电压，另一个通与第一电压极性相反的第二电压，使得第一导电块和第二导电块在通极性相反的电压之后，产生静电吸引力，相互吸引。
下面将对图2实施例所提供的镜片模组结构的具体工作原理进行详细描述。
首先，对于第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列和第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列，可以采用蚀刻技术将柔性薄膜的导电一侧的薄膜进行蚀刻，得到均匀分布的具有多个导电块的导电块阵列，如图4所示；可选地，柔性薄膜的蚀刻工艺流程可以包括：获取完整且导电的柔性薄膜，在该柔性薄膜面上压覆干膜，接着进行曝光和显影工序，进而将设计好的线路蚀刻出来，蚀刻完成后进行剥膜、IR烘烤，最后进行覆保护膜工序，至此就可以形成具有导电块阵列的柔性薄膜。
对于该柔性薄膜上的导电块阵列，每一个导电块都连接一根独立的导线，如图5所示，通过该导线可以连接供电电路，为每一个导电块提供不同的驱动电压，进而实现对镜片模组膜面的曲率进行精确控制。另外，对于该导电块的形状，其可以为矩形(特殊地，其也可以为方形)，且矩形的边长可以在100-1000μm的范围内；相邻两个导电块之间的间距可以在10-200μm的范围内。需要说明的是，本申请实施例中提供的导电块的形状、尺寸以及各导电块之间的间距仅作为一种优选的实施方式进行说明，并不用于对其进行具体限定。但是，在实际应用中，如果导电块的尺寸或者各导电块之间的间距太小，可能造成工艺难度和成本成倍增大；而如果导电块的尺寸或者各导电块之间的间距太大，则很难实现光学中心的准确调节，导致光学中心的调节准确性较差。
接着，基于上述导电块阵列结构，实现镜片模组的曲率控制时，可以先确定镜片模组的光学中心，这里可以确定镜片模组的光学中心为默认的光学中心位置，也可以根据用户眼睛的瞳距来确定左右眼对应的镜片模组的光学中心。
在确定出镜片的光学中心之后，可以基于该光学中心来确定导电块阵列中各个导电块的驱动电压；可选地，该导电块阵列中的每个导电块均可以与供电电路连接，且各导电块上的电压可以为根据光学中心将导电块阵列中的导电块划分为多个环形区域，并根据目标屈光度数确定的对应环形区域上的电压所确定的。
假设现在需要将镜片模组的光学中心调节到右上角区域，如图6所示，且此时若用户眼睛具有一个目标近视度数时，则需要为镜片模组的柔性薄膜上的导电块阵列中的各个导电块通相同或者不同大小的驱动电压。在一个可选的实现方式中，如图7所示，可以根据目标的光学中心(如图6所示的光学中心)，确定与该光学中心对应的中心区域的导电块；然后，以该中心区域为圆心，将剩余的导电块划分为多个不同的环形区域，如图7中的颜色深浅不同的环形区域；接着，可以根据预设对应关系，确定目标屈光度数对应的不同环形区域分别对应的驱动电压，从而可以确定出每一个导电块对应的驱动电压；其中，该预设对应关系可以包括不同的屈光度数与电压集合之间的对应关系，该电压集合中包括中心区域的驱动电压以及从中心区域依次向外的各个环形区域的驱动电压，越靠近中心区域，导电块的驱动电压越大；对于该目标屈光度数，其可以由目标近视度数计算得出，也可以由不同近视度数与屈光度数之间的对应关系得到。
在确定出每个导电块的驱动电压之后，供电电路可以根据每个导电块的驱动电压，向第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列中的第一导电块和第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列中与该第一导电块相对的第二导电块分别通入相应的电压；如，可以向第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列中的第一导电块通正电压，向第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列中的第二导电块通负电压。
此时，镜片模组的第一柔性薄膜1011、第二柔性薄膜1012以及灌注于柔性薄膜形成的腔体内部的高折射率的透明液体可以组成一个平行板电容器结构，高折射率的透明液体即为该电容器的电解质；根据静电吸引原理，导电块内的电荷和导电块内的电信号产生静电吸引力fe(t)，该静电吸引力可以由如下公式计算：
Figure BDA0003721279500000091
其中，ε0为真空介电常数，A为一块导电块的面积，V(t)为柔性薄膜上的导电块施加的电信号的电压，Ti为柔性薄膜(不包括柔性薄膜上的导电块阵列)和高折射率的透明液体的总厚度，Tsc为柔性薄膜上的导电块阵列的厚度，εi为柔性薄膜和高折射率的透明液体的综合相对介电常数，εsc为柔性薄膜上的导电块阵列的相对介电常数。
由上述分析可以得出，当其余条件都相同时，电压越大，静电吸引力越大。因此镜片模组的光学中心区域对应的柔性薄膜的凹陷程度最大，随着离光学中心的距离越远，镜片模组的柔性薄膜的凹陷程度越小，如上述图3所示。另外，根据上述静电吸引力的计算公式，可以根据不同屈光度数对应的曲率半径，确定屈光度数对应的各个导电块所需的静电吸引力，进而根据各个导电块所需的静电吸引力，确定该屈光度数对应的各个导电块的驱动电压；以此可以得到上述包括不同屈光度数与电压集合之间的对应关系的预设对应关系，该电压集合中包括该屈光度数对应的中心区域的驱动电压以及从中心区域依次向外的各个环形区域的驱动电压。
综上分析，本申请实施例提供的镜片模组，能够通过改变供给导电块阵列的最大电压的位置，可以调节镜片模组的光学中心；也能够通过调整给导电块阵列的最大电压值，来调节镜片模组膜片的曲率半径，即调节近视度数的大小。
在本实施例的另一个可选的实现方式中，对于远视用户来说，还可以通过供电电路20向第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列中的第一导电块提供第一电压，同时向第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列中与该第一导电块相对的第二导电块提供相同于第一电压的第二电压，使得第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列和第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列之间产生相互排斥力，进而，在相互排斥力的作用下，第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012相互排斥，形成凸起，即形成凸透镜，凸起后的镜片模组的结构示意图可以如图8所示。可选地，第一柔性薄膜1011上的第一导电块阵列中的第一导电块和第二柔性薄膜1012上的第二导电块阵列中与该第一导电块相对的第二导电块组成一对导电块，其中一个通第一电压，另一个通与第一电压极性相同的第二电压，使得第一导电块和第二导电块在通极性相同的电压之后，产生相互排斥力，相互排斥；可选地，第一电压和第二电压可以同为正电压，也可以同为负电压。
进一步地，在控制远视镜片的曲率时，也可以先确定远视镜片的光学中心，进而，基于该光学中心，划分多个环形区域，再根据远视度数与预设对应关系，确定每个环形区域分别对应的驱动电压；其中，距离光学中心越近，导电块的驱动电压越大，相同极性的第一电压和第二电压产生的相互排斥力也就越大。
本实施例中，该柔性薄膜包括第一柔性薄膜和第二柔性薄膜；第一柔性薄膜的表面上均设置有第一导电块阵列，第二柔性薄膜的表面上均设置有第二导电块阵列，第一导电块阵列中的各个导电块与第二导电块阵列中的各个导电块隔着透明液体相对设置；供电电路用于向第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块提供第一电压，以及向第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与该第一导电块相对的第二导电块提供第二电压，该第二电压不同于第一电压。通过该镜片模组结构，能够实现对近视度数的连续调节，而且由于可以精确控制每一块导电块的驱动电压，因此对于镜片模组的膜片(即柔性薄膜)的曲率能够得到精确控制，因此可以将可视区域做得非常大，即能够提高镜片模组的通光口径；再者，本实施例中的镜片模组还能够实现镜片光学中心的主动调节，不需要其他额外的机械结构，因此镜片模组的结构更加轻薄。
在一个实施例中，如图9所示，该镜片本体10还包括支撑件103，第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012隔着支撑件103相对地设置，第一柔性薄膜1011、第二柔性薄膜1012和支撑件103包围形成腔体。
可选地，支撑件103和第一柔性薄膜1011以及第二柔性薄膜1012之间可以采用焊接工艺，也可以采用胶水贴合工艺，该支撑件103可以选择PC或PMMA材质中的至少一种，其厚度可以在1-4mm之间，需要说明的是，本实施例中提供的支撑件的厚度和材质仅作为一种优选的参考范围，并不用于对支撑件厚度和材质的限定。
在一个实施例中，如图10所示，该镜片模组10还包括弹性容器104，该弹性容器104通过设置于支撑件103的通孔与腔体连通，以用于容纳自腔体溢出的透明液体，或者向腔体内注入透明液体。
可选地，该弹性容器104可以为弹性球囊，也可以为具有弹性结构的任意形状的容器，本申请实施例对此并不做限定。在该弹性容器104中，可以灌注有与腔体内的透明液体同折射率的透明液体，透明液体可以通过设置于支撑件103的通孔在弹性容器104和腔体之间流动。可选地，图10所示的弹性容器104的初始状态，可以为镜片模组没有任何屈光度数，即作为平镜情况下，弹性容器104对应的状态；当调节镜片模组的度数时，如果镜片模组呈凹透镜形变，即作为近视镜片，那么弹性容器104可以容纳自腔体内溢出的透明液体，且弹性容器104扩张变大，如图11所示；如果镜片模组呈凸透镜形变，即作为远视镜片，那么弹性容器104可以向腔体内注入透明液体，且弹性容器104紧缩变小，如图12所示；由此可见，本申请实施例中的弹性容器能够适应镜片模组的不同形变，实现镜片模组的不同度数的调节，能够提高镜片模组度数调节的多样性和可靠性。
需要说明的是，上述弹性容器104的初始状态可以为屈光度数为零时对应的初始形态，此时，屈光度数为零，则无需向第一柔性薄膜上的第一导电块阵列和第二柔性薄膜上的第二导电块阵列通任何电压，第一柔性薄膜和第二柔性薄膜不发生任何形变；当然，弹性容器104的初始状态也可以为在某一近视状态或者某一远视状态下对应的形态，比如：可以为某一特定屈光度数的用户设计一款镜片模组，而在用户长期使用过程中，随着用户眼睛度数的变化，可以灵活调整镜片模组的曲率变化。
在一个实施例中，第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012均为透明薄膜，导电块阵列设置在该透明薄膜背离透明液体的表面上，如图2或者图9中所示的，第一柔性薄膜1011(灰色区域)为该透明薄膜，在该第一柔性薄膜1011(灰色区域)上方表面上的黑色区域为第一导电块阵列，同理，第二柔性薄膜1012(灰色区域)为该透明薄膜，在该第二柔性薄膜1012(灰色区域)下方表面上的黑色区域为第二导电块阵列。根据上述对导电块阵列形成的相关描述，在该透明薄膜上可以包括一层镀在该透明薄膜上的可导电薄膜，通过对该可导电薄膜进行蚀刻，可以得到设置在该透明薄膜上的导电块阵列；可选地，该可导电薄膜可以为氧化铟锡(ITO)薄膜，对应地，该导电块阵列中的各导电块可以为氧化铟锡ITO导电块。
可选地，在采用该第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012限定腔体，或者，采用该第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012以及支撑件103包围形成腔体时，可以将透明薄膜上设置有导电块阵列的一侧表面朝向外侧，能够避免腔体内的透明液体对导电块阵列的腐蚀，也可以防止其漏电，提高镜片模组的安全性。
示例性地，该透明薄膜可以是PET材质的薄膜，该导电薄膜可以是ITO薄膜，在腔体内灌注的高折射率的透明液体可以是聚乙二醇(PEG200)溶液；当第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012在供电模块20为其供极性相反的电压的情况下，向内凹陷，挤压腔体内的透明液体，使得多余的透明液体排出至弹性球囊中，其示意图可以如图11所示；当第一柔性薄膜1011和第二柔性薄膜1012在供电模块20为其供极性相同的电压的情况下，向外扩张，从弹性容器中吸入一定量的透明液体，其示意图可以如图12所示。
另外，对于该透明薄膜，其也可以采用PDMS、PET、PC或者PMMA等材质，厚度可以在50-300μm之间，需要说明的是，本实施例中提供的透明薄膜的厚度和材质仅作为一种优选的参考范围，并不用于对透明薄膜厚度和材质的限定。
在一个实施例中，还提供一种眼镜，该眼镜包括上述各实施例中的镜片模组，可选地，该眼镜可以是普通的视力矫正眼镜，也可以是VR眼镜、AR眼镜、MR眼镜等，本申请对眼镜的类型并不做限定。本申请实施例中的眼镜能够实现镜片度数的连续调节，且该眼镜的镜片结构的复杂度较低，镜片的通光口径较大。对于该眼镜中镜片模组的相关描述可以参照上述各实施例中对镜片模组的描述，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图13所示，该眼镜还包括第一连接件301和光波导镜片302，光波导镜片302通过第一连接件301与镜片模组303层叠连接；也就是说，在该眼镜为AR眼镜的情况下，该AR眼镜的镜片可以是由光波导镜片302和镜片模组303层叠设置所形成的AR镜片，使得该AR镜片具有近视度数自动且连续调节的作用，进而使得AR眼镜的用户无需单独定制近视镜片，且不同用户使用同一AR眼镜时也无需订制和更换专用近视镜片，使得同一个AR眼镜能够给更多用户使用，无需更换镜片，用户使用体验更好。
可选地，该第一连接件301可以采用框胶连接的方式、也可以采用机械结构的连接方式，本申请对此并不做限定；优选地，可以采用框胶连接光波导镜片302和镜片模组303。另外，该镜片模组303可以设置在靠近用户的一侧，既能够实现矫正视力的功能，又可以对光波导镜片进行保护。
在一个实施例中，如图14所示，该眼镜还包括第二连接件304和保护镜片305，在光波导镜片302背离镜片模组303的一面通过第二连接件304与该保护镜片305层叠连接，即在光波导镜片302的内侧(即靠近用户的一侧)贴合设置镜片模组303，在光波导镜片302的外侧(即远离用户的一侧)贴合设置保护镜片305，起到保护光波导镜片302的作用，降低光波导镜片302的损伤，提高光波导镜片302的使用寿命。可选地，该第二连接件304可以与第一连接件301相同或者不同，优选地，通过框胶连接外保护镜片305和光波导镜片302、以及通过框胶连接光波导镜片302和镜片模组303，得到AR眼镜中所使用的具有近视度数连续可调以及光学中心可调的AR镜片，实现近视度数和瞳距的动态调节。
在一个实施例中，上述眼镜还可以包括控制器，该控制器与镜片模组耦合，用于根据目标屈光度数确定镜片模组上导电块阵列中的各导电块的驱动电压；并向各导电块提供对应的驱动电压，以改变镜片模组的柔性薄膜的曲率。
可选地，该目标屈光度数可以是用户输入的，也可以是由用户输入的近视度数或者远视度数所确定的；其中，用户输入的方式可以是通过镜片模组上的输入组件，如：按钮、旋钮、触控显示屏等；也可以通过与镜片模组进行有线/无线通信连接的其他输入组件，如：与镜片模组通信连接的AR眼镜上的输入组件、与镜片模组通信连接的远程控制设备上的输入组件等；本申请实施例中对目标屈光度数的获取方式不做具体限定。
具体地，控制器在确定出目标屈光度数之后，可以根据该目标屈光度数来确定镜片模组上导电块阵列中的各导电块的驱动电压；可选地，可以预设有不同屈光度数与导电块阵列中不同导电块的驱动电压之间的对应关系，该对应关系可以存储在控制器中，也可以存储在与镜片模组通信连接的其他设备中；进而，控制器可以根据目标屈光度数和该预设的对应关系，来确定与该目标屈光度数对应的导电块阵列中各导电块的驱动电压。在该预设的对应关系存储在该控制器中时，控制器可以直接根据该预设的对应关系，来查询与该目标屈光度数对应的导电块阵列中各导电块的驱动电压；在该预设的对应关系存储在与镜片模组通信连接的其他设备中时，控制器可以将该目标屈光度数发送至该其他设备中，并指示该其他设备根据该目标屈光度数和该预设的对应关系，确定出与该目标屈光度数对应的导电块阵列中各导电块的驱动电压，并发送至该镜片模组的控制器中。
通过上述对镜片模组工作原理的分析可知，供电电路在根据各导电块的驱动电压，向各导电块提供对应的驱动电压时，各导电块在驱动电压的作用下，产生静电吸引力或者相互排斥力，进而使得柔性薄膜发生形变，形变后的柔性薄膜具有与该目标屈光度数对应的曲率，用以匹配用户的近视度数，实现镜片模组的度数调节。
可选地，控制器在确定出镜片模组中的第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的第一电压大小、以及确定出第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中的第二导电块的第二电压大小之后，还可以根据目标屈光度数的类型，控制第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性和第二导电块阵列中的第二导电块的电压极性；其中，该目标屈光度数的类型可以包括近视度数和远视度数。
可选地，控制器，还用于在目标屈光度数为近视度数的情况下，控制第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中的第二导电块的电压极性为相反极性；此时，第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与该第一导电块相对的第二导电块之间产生静电吸引力，使得第一柔性薄膜和第二柔性薄膜向内凹陷，形成具有一定曲率的凹透镜，以匹配近视度数。
可选地，控制器，还用于在目标屈光度数为远视度数的情况下，控制第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中的第二导电块的电压极性为相同极性；此时，第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与该第一导电块相对的第二导电块之间产生相互排斥力，使得第一柔性薄膜和第二柔性薄膜向外扩张，形成具有一定曲率的凸透镜，以匹配远视度数。
本实施例中，控制器根据目标屈光度数确定镜片模组上导电块阵列中的各导电块的驱动电压，并向各导电块提供对应的驱动电压，来改变镜片模组的柔性薄膜的曲率，能够实现镜片模组度数的连续调节，进而提高了镜片模组的智能性和灵活性，另外，由于该镜片模组的结构复杂度较低，控制原理简单，易于控制和后期维护，能够降低镜片模组的维护成本。
在一个实施例中，上述控制器在根据目标屈光度数确定镜片模组上导电块阵列中的各导电块的驱动电压时，可选地，控制器还可以根据光学中心将导电块阵列中的导电块划分为多个环形区域，并根据目标屈光度数确定各环形区域上的电压，以确定各环形区域中各导电块的驱动电压。
其中，镜片的光学中心是指光线经过透镜时其传播方向保持不变的点。可选地，该光学中心可以是预设的默认位置，也可以是用户输入的光学中心位置，还可以是根据用户输入的眼睛的瞳距所确定出的光学中心位置，本申请实施例中对光学中心的确定方式不做具体限定，对用户输入的方式也不做具体限定。
可选地，控制器在确定出光学中心之后，可以先确定出与该光学中心对应的导电块阵列中的中心导电块，进而以该中心导电块为圆心，确定多个环形区域；可选地，对于该中心导电块，可以是与该光学中心对应的一个导电块，也可以是与该光学中心对应的多个导电块，如图7中所示的电压最高区域对应的四个导电块，当然，该中心导电块也可以是与该光学中心对应的九个导电块等。需要说明的是，该中心导电块的数量可以依据光学中心的位置大小以及导电块的尺寸来确定，导电块的尺寸越小，中心导电块的数量越多。
再者，对于以该中心导电块为圆心的多个环形区域，该环形区域的形状可以是圆形、椭圆形、或者方形等，各环形区域的宽度可以是一个导电块的宽度，也可以是多个导电块的宽度，如图7中所示的一个环形区域的宽度为两个导电块的宽度。本申请实施例对环形区域的形状和宽度并不做具体限定，且在实际应用中，一个环形区域的宽度可以与导电块的尺寸相关，另外，环形区域的宽度越小，电压控制越精确，所形成的曲面越光滑，镜片模组的度数控制效果越好。
进一步地，控制器在确定出以光学中心为圆心的多个环形区域之后，可以根据目标屈光度数确定各环形区域上的电压，以确定各环形区域中各导电块的驱动电压。
可选地，可以预设有不同的屈光度数与不同环形区域的电压之间的对应关系，离中心区域越近，电压越大，或者，也可以是离中心区域越近，电压越小；也就是说，各环形区域上的电压与距离呈负相关或正相关，该距离为环形区域和光学中心之间的距离。基于该预设对应关系，可以确定出与该目标屈光度数对应的各环形区域上的电压，进而确定出各环形区域中的各导电块的驱动电压大小。
再者，还可以根据目标屈光度数和不同环形区域的电压之间的对应关系确定第一薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，和第二薄膜上的第二导电块阵列中与第一导电块相对的第二导电块的电压极性，最终确定各导电块的驱动电压。
可选地，如果各环形区域上的电压与距离呈负相关(即离中心区域越近，电压越大)，那么，在目标屈光度数为近视度数的情况下，控制器控制第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与第一导电块相对的第二导电块的电压极性，为相反极性；在目标屈光度数为远视度数的情况下，控制器控制第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与第一导电块相对的第二导电块的电压极性，为相同极性；可选地，相同极性的电压可以同为正电压，也可以同为负电压。
如果各环形区域上的电压与距离呈正相关(即离中心区域越近，电压越小)，那么，在目标屈光度数为近视度数的情况下，控制器控制第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与第一导电块相对的第二导电块的电压极性，为相同极性；可选地，相同极性的电压可以同为正电压，也可以同为负电压；在目标屈光度数为远视度数的情况下，控制器控制第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与第一导电块相对的第二导电块的电压极性，为相反极性。
进一步地，在对第一导电块阵列中的第一导电块和第一导电块阵列中与该第一导电块相对的第二导电块进行通电时，可以对第一导电块阵列中的全部第一导电块进行通电，也可以对第一导电块阵列中的部分第一导电块进行通电；相应地，对于第二导电块阵列也是如此；也就是说，可以仅对光学中心周围的部分第一导电块和第二导电块进行通电，来实现镜片模组的曲率调节，即对于控制器来说，控制器可以对与光学中心之间的距离小于预设的第一距离阈值的第一导电块进行通电。
本实施例中，控制器根据光学中心将导电块阵列中的导电块划分为多个环形区域，并根据目标屈光度数确定各环形区域上的电压，以确定各环形区域中各导电块的驱动电压。由此，不仅能够自由调整镜片模组的光学中心，还能匹配调整后的光学中心对镜片模组的曲率进行精确控制，实现镜片模组屈光度数和瞳距的动态连续调节，提高了镜片模组的智能性和多功能性；另外，本实施例中的镜片模组，在实现镜片光学中心的主动调节时，无需其他额外的机械结构，使得镜片模组的结构更加轻薄，光学中心的调节更加便捷。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

1.一种镜片模组，其特征在于，包括：
镜片本体，所述镜片本体包括限定腔体的柔性薄膜、以及容纳于所述腔体内部的透明液体，所述柔性薄膜上设置有导电块阵列，所述导电块阵列包括彼此间隔的多个导电块；和
供电电路，用于向所述导电块阵列中的导电块提供驱动电压，以改变所述柔性薄膜的曲率。
2.根据权利要求1所述的镜片模组，其特征在于，所述柔性薄膜包括第一柔性薄膜和第二柔性薄膜；
所述第一柔性薄膜的表面上设置有第一导电块阵列，所述第二柔性薄膜的表面上设置有第二导电块阵列，所述第一导电块阵列中的各个导电块与所述第二导电块阵列中的各个导电块隔着所述透明液体相对设置；
所述供电电路用于向所述第一导电块阵列中的第一导电块提供第一电压，以及向所述第二导电块阵列中与所述第一导电块相对的第二导电块提供第二电压，所述第二电压不同于所述第一电压。
3.根据权利要求2所述的镜片模组，其特征在于，所述镜片本体还包括支撑件，所述第一柔性薄膜和所述第二柔性薄膜隔着所述支撑件相对地设置，所述第一柔性薄膜、所述第二柔性薄膜和所述支撑件包围形成所述腔体。
4.根据权利要求3所述的镜片模组，其特征在于，所述镜片模组还包括弹性容器，所述弹性容器通过设置于所述支撑件的通孔与所述腔体连通，以用于容纳自所述腔体溢出的透明液体，或者向所述腔体内注入透明液体。
5.根据权利要求3或4所述的镜片模组，其特征在于，所述支撑件的厚度在1～4mm之间；所述支撑件的材质包括聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
6.根据权利要求2至4任一项所述的镜片模组，其特征在于，所述第一柔性薄膜和所述第二柔性薄膜均为透明薄膜，所述导电块阵列设置在所述透明薄膜背离所述透明液体的表面上。
7.根据权利要求6所述的镜片模组，其特征在于，所述透明薄膜的厚度在50～300μm之间；所述透明薄膜的材质包括聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
8.根据权利要求1至4任一项所述的镜片模组，其特征在于，所述导电块阵列中的各个所述导电块分别与所述供电电路连接，使得所述供电电路能够独立地向各个所述导电块提供电信号。
9.根据权利要求1至4任一项所述的镜片模组，其特征在于，所述导电块为氧化铟锡ITO导电块。
10.根据权利要求1至4任一项所述的镜片模组，其特征在于，各所述导电块为矩形，且所述矩形的边长在100-1000μm的范围内；相邻两个所述导电块之间的间距在10-200μm的范围内。
11.一种眼镜，其特征在于，所述眼镜包括如权利要求1至10任一项所述的镜片模组。
12.根据权利要求11所述的眼镜，其特征在于，所述眼镜还包括第一连接件和光波导镜片，所述光波导镜片通过所述第一连接件与所述镜片模组层叠连接。
13.根据权利要求12所述的眼镜，其特征在于，所述眼镜还包括第二连接件和保护镜片，所述光波导镜片背离所述镜片模组的一面通过所述第二连接件与所述保护镜片层叠连接。
14.根据权利要求11至13任一项所述的眼镜，其特征在于，所述眼镜还包括控制器，所述控制器与所述镜片模组耦合；
所述控制器用于根据目标屈光度数确定所述镜片模组上导电块阵列中的各导电块的驱动电压；并向各所述导电块提供对应的驱动电压，以改变所述镜片模组的柔性薄膜的曲率。
15.根据权利要求14所述的眼镜，其特征在于，所述控制器还用于根据光学中心将所述导电块阵列中的导电块划分为多个环形区域；并根据所述目标屈光度数确定各所述环形区域上的电压，以确定各所述环形区域中各所述导电块的驱动电压。
16.根据权利要求15所述的眼镜，其特征在于，各所述环形区域的导电块上的电压与距离呈负相关或正相关；所述距离为所述环形区域和所述光学中心之间的距离。
17.根据权利要求15所述的眼镜，其特征在于，所述控制器用于在所述目标屈光度数为近视度数的情况下，控制第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与所述第一导电块相对的第二导电块的电压极性为相反极性；所述第一导电块与所述光学中心之间的距离小于预设的第一距离阈值。
18.根据权利要求15所述的眼镜，其特征在于，所述控制器用于在所述目标屈光度数为远视度数的情况下，控制第一柔性薄膜上的第一导电块阵列中的第一导电块的电压极性，与第二柔性薄膜上的第二导电块阵列中与所述第一导电块相对的第二导电块的电压极性为相同极性；所述第一导电块与所述光学中心之间的距离小于预设的第二距离阈值。
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