CN115808812A - 一种透镜及透镜的调整方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种透镜及透镜的调整方法，涉及光学设备技术领域。透镜包括第一基板、第二基板和挡板。第一基板和第二基板相对设置，第一基板和/或第二基板为弹性薄膜基板。另外，挡板设置于第一基板和第二基板之间，且挡板沿第一基板和第二基板的边缘设置一周。挡板与第一基板和第二基板相连接，以在第一基板、第二基板和挡板之间围设形成密闭的储液室，该储液室内填充有光学液体。采用本申请提供的透镜，从中央区域到周边区域的方向上，第一基板的参数变化，可以使透镜的光焦度逐渐增大，从而在由中央区域到周边区域的方向上，使该透镜形成渐进离焦的效果。

Description

一种透镜及透镜的调整方法

技术领域

本申请涉及到光学设备技术领域，尤其涉及到一种透镜及透镜的调整方法。

背景技术

近视是一种极为常见的眼部疾病，据估计全球约有15亿人患有近视。近年来，由于消费类电子产品的广泛普及，青少年儿童的近视率逐年上升。近视问题在中国尤为严重，根据国家卫健委数据显示，近年来近视发病的低龄化趋势十分明显。

目前，当近视发生时，通常是通过佩戴近视眼镜来解决。但是，近视眼镜只能解决视远的问题，在近距离读写时近视透镜会使物象焦点更加后移，这恰恰加重了近距离用眼的负担，从而加剧近视的发展，以造成视力的进一步下降。

基于此，提供一种既能够满足用户的视远要求，又能够起到近视防控的透镜已成为本领域亟待解决的难题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种透镜及透镜的调整方法，以实现透镜的周边离焦效果，从而达到近视防控的目的。

本申请第一方面，提供了一种透镜，该透镜包括第一基板、第二基板和挡板。其中，第一基板和第二基板相对设置，第一基板为弹性薄膜基板。在本申请中，弹性薄膜基板是指可随施加的压力的改变，发生曲率变形的基板。而硬质基板可随施加的压力的改变发生微小的变形，但与弹性薄膜基板相比，在相等的力的作用下，硬质基板的形变可以忽略。另外，在本申请中，挡板设置于第一基板和第二基板之间，挡板沿第一基板和第二基板的边缘设置一周，且挡板与第一基板和第二基板相连接，其中，挡板可以与第一基板或第二基板为一体成型结构设计，也可以使挡板与第一基板和第二基板均为独立结构，且通过粘接等方式进行固定。以在第一基板、第二基板和挡板之间围设形成储液室，在储液室中填充有光学液体。采用本申请提供的透镜，从中央区域到周边区域的方向上，随着第一基板的参数的变化，可使得透镜的光焦度逐渐增大，从而在由中央区域到周边区域的方向上，使该透镜形成渐进离焦的效果。

可以理解的是，由于第一基板为弹性薄膜基板，而储液室内的光学液体可对该弹性薄膜基板施加作用，随着光学液体的体积的改变，光学液体对于第一基板的施加的作用力改变。例如，当储液室内的光学液体的体积减少时，光学液体对于第一基板的挤压力减小，则第一基板会沿朝向第二基板的方向凹陷。又如，当储液室内的光学液体的体积增加时，光学液体对于第一基板的挤压力增加，则第一基板会沿背离第二基板的方向凸起。

在本申请中，为了能够对储液室内的光学液体的体积进行调整，可以在挡板上设置液体进出通道，这样，光学液体可通过液体进出通道填充至储液室；或者，光学液体通过液体进出通道从储液室排出。值得一提的是，光学液体可通过同一个液体进出通道填充至储液室或从储液室排出；在另外一些实施例中，光学液体可通过一个液体进出通道填充至储液室，而通过另一个液体进出通道从储液室排出。

由中央区域到周边区域的方向上，本申请提供的透镜的光焦度逐渐增大以形成周边渐进离焦的效果。具体实施时，在本申请一个可能的实现方式中，可使第一基板的凹陷的形变量逐渐减小。随着形变量的逐渐减小，会使透镜由中央区域到周边区域的方向上的曲率半径逐渐减小，其形成的光焦度可逐渐增大，从而形成周边渐进离焦的效果。这样，可避免不同区域的光焦度不同引起的像跳的问题，以满足用户的佩戴要求。另外，采用本申请提供的透镜，可通过对储液室内的光学液体的体积的调整，来实现对透镜的由中央区域到周边区域的方向上的光焦度的调整，并实现对透镜的离焦度数的调整，其可满足用户在近视度数增加后，离焦度数相应增加的生理特性，从而达到近视防控的目的。

由中央区域到周边区域的方向上，为使第一基板凹陷的形变量逐渐减小，在本申请一个可能的实现方式中，可使第一基板的厚度在该方向上逐渐增加。具体实施时，可以使第一基板包括多个套设的环形结构，环形结构的数量可大于或等于3。另外，该环形结构可为连续设置的环带；或者，每个环形结构可由多个凸起结构围设形成。在该实现方式中，由中央区域到周边区域的方向上，可使各个环形结构的厚度呈逐渐增加进行设置。

在本申请另外一个可能的实现方式中，由中央区域到周边区域的方向上，第一基板的刚度可逐渐增加，以使第一基板凹陷的形变量在该方向逐渐减小，从而使透镜在该方向上形成的光焦度逐渐增大。其中，在具体设置第一基板时，其可以包括多个套设的环形结构，环形结构的数量可大于或等于3，且由中央区域到周边区域的方向上，该多个环形结构的刚度逐渐增加。

第一基板除了可采用上述的设置方式外，在本申请另外一些可能的实现方式中，第一基板还可以由折射率逐渐变化的材料制成，并且在由中央区域到周边区域的方向上，第一基板的折射率逐渐增大。以通过使不同区域具有不同的折射率来实现对透镜的由中央区域到周边区域的方向上的光焦度的调整。

在本申请一个可能的实现方式中，上述的光学液体可以包括互不相溶的第一类液体和第二类液体，在沿第一基板到第二基板的方向上，第一类液体和第二类液体分层设置，且在第一类液体和第二类液体之间形成液体接触面。另外，在挡板上设置有至少一个液体进出通道，第一类液体可以通过该至少一个液体进出通道充入储液室，或者第一类液体可以通过该至少液体进出通道从储液室中排出。第二类液体也可以通过该至少一个液体进出通道充入储液室，或者第二类液体可以通过该至少一个液体进出通道从储液室中排出。在本申请中，通过将第一类液体和第二类液体充入储液室或者从储液室排出，可对第一类液体和第二类液体的体积比例进行调整。而随着第一类液体和第二类液体的体积比例的变化，在沿第一基板到第二基板的方向上，或者沿第二基板到第一基板的方向上，形成于第一类液体和第二类液体之间的液体接触面的位置会随之改变。例如，在第一类液体和第二类液体的总体积不变的情况下，当第一类液体和第二类液体的体积比例减小时，液体接触面的位置沿第二基板到第一基板的方向移动。当第一类液体和第二类液体的体积比例增大时，液体接触面的位置沿第一基板到第二基板的方向移动。又因为在液体接触面的位置改变的过程中，改变了物距和像距，从而改变了光线经液体接触面的成像汇聚位置，其可达到像差校正的效果。

在本申请中，由于第一类液体和第二类液体互不相溶，则液体进出通道可以设置为一个，以使第一类液体和第二类液体均可通过该一个液体进出通道充入储液室，或者从储液室排出，从而简化透镜的结构。在另外一些可能的实现方式中，也可以为第一类液体和第二类液体分别设置独立的液体进出通道。此时，液体进出通道为两个，一个用于供第一类液体充入储液室，且供第一类液体从储液室中排出；另一个用于供第二类液体充入储液室，且供第二类液体从储液室中排出，从而实现对第一类液体和第二类液体体积调整的独立控制，以便于实现对两类液体的体积的调整。还有一些实现方式中，也可以为第一类液体充入储液室和从储液室中排出分别设置液体进出通道，即为第一类液体设置两个液体进出通道。相类似的，也可以为第二类液体设置两个液体进出通道。

在本申请一个可能的实现方式中，第一类液体为绝缘液体，第二类液体为导电液体。另外，透镜还包括第一电极和第二电极，其中，第一电极可以设置于第二基板的朝向第一基板的表面，或者第一电极设置于第二类液体中。第二电极可以设置于储液室，该第二电极可为筒状电极，该筒状电极的一端开口朝向第一基板，另一端的开口朝向第二基板。在本申请中，液体接触面也可为第二电极围设的区域内。另外，施加于第一电极和第二电极的电压可作用于第二类液体。由于第二类液体为导电液体，则随着施加于第一电极和第二电极上的电压的变化，可以改变第二类液体的润湿性，从而使液体接触面的曲率发生改变。这样，虽然移动后的液体接触面改变了整个透镜的物距和像距，但是，通过改变施加于第二类液体的电压，来调节液体接触面的曲率，可重新让观测物体聚焦在与液体接触面移动前相同的成像面上，从而实现光学变焦的功能。

在本申请一个可能的实现方式中，可使第二电极的表面设置有介电疏水层。这样，可以避免第二电极具有的吸附性对于液体接触面的曲率的影响。

在本申请中，针对第一基板和/或第二基板为弹性薄膜基板的透镜来说，其可以包括多个曲率面，例如第一基板和/或第二基板，以及液体接触面。该多个曲率面的曲率可发生变化，而通过将不同的曲率面进行组合，可以形成不同的焦距的组合。示例性的，在本申请一个可能的实现方式中，可以使挡板沿周向围合形成第一通光孔径，另外，将第二电极通过连接部与挡板的朝向储液室的侧壁连接，此时，挡板与第一基板的连接处位于第一平面，且挡板与第一平面垂直。这样，可使第二电极沿周向围合形成第二通光孔径。可以理解的是，通过对用于将第二电极和挡板进行连接的连接部进行调整，可以实现对第二通光孔径的调整，以使第一通光孔径和第二通光孔径不同。值得一提的是，在本申请中，第二电极可通过至少两个连接部与挡板连接，连接部与第二电极和挡板之间可为点接触，以减小对第一通光孔径处的透光率的影响。另外，连接部也可以为一环形的一体结构，此时，可使连接部由玻璃或树脂等透明材料制成，以减小对第一通光孔径处的透光率的影响。

在本申请中，由挡板围合形成的第一通光孔径，可通过第一基板和/或第二基板的曲率的改变来实现对其光焦度的改变。而第二通光孔径由第一基板、第二基板和液体接触面组合而成，其可通过第一基板、第二基板以及液体接触面中的至少一个的曲率的改变来实现对其光焦度的改变。示例性的，当液体接触面呈平面镜效果(即液体接触面的曲率为0)时，第一通光孔径的光焦度和第二通光孔径的光焦度相同。当液体接触面呈凹凸透镜效果时，第一通光孔径的光焦度和第二通光孔径的光焦度不同，具体的，当任意一个基板或两个基板为凹透镜，且液体接触面也为凹透镜时，此时形成周边离焦效果，离焦度数对应第一通光孔径的光焦度和第二通光孔径的光焦度之差。另外，当任意一个基板或两个基板为凸透镜，可以调节液体接触面为凹透镜，此时形成广角和长焦效果，其中，第一通光孔径为广角效果，第二通光孔径为长焦效果，从而可实现对感兴趣的物体的更清晰的聚焦。

第二方面，本申请还提供一种透镜的调整方法，该调整方法可用于透镜。该透镜包括第一基板、第二基板和挡板；第一基板和第二基板相对设置，第一基板为弹性薄膜基板。挡板设置于第一基板和第二基板之间，且挡板沿第一基板和第二基板的边缘设置一周；挡板与第一基板和第二基板相连接，第一基板、第二基板和挡板围设形成储液室，储液室内填充有光学液体；从中央区域到周边区域的方向上，第二基板的凹陷的形变量逐渐减小。该调整方法包括：

获取透镜的中央区域的目标光焦度；

根据目标光焦度，确定与目标光焦度相对应的光学液体的体积，并控制光学液体填充至储液室，或控制光学液体从储液室排出，以调整所述弹性薄膜基板的曲率，从而调整透镜的光焦度。

在本申请中，可使透镜的中央区域的光焦度对应用户的近视度数，而透镜的不同凹陷程度则对应不同的近视度数。由于第一基板为弹性薄膜基板，而储液室内的光学液体可对弹性薄膜基板起到支撑的作用，通过改变光学液体的体积，可实现对弹性薄膜基板的曲率的调整。则采用本申请提供的透镜的调整方法，可根据透镜的中央区域的目标光焦度，确定相对应的光学液体的体积，并通过控制光学液体填充至储液室或者从储液室排出，实现对储液室内的光学液体体积的调整，从而达到调整透镜的光焦度的目的。这样，可以使透镜的中央区域的光焦度根据用户的近视度数的发展进行调整，以满足用户近视发展的不同阶段对于光焦度的要求，提高其使用的舒适性，减少配镜的次数。

在本申请一个可能的实现方式中，光学液体可以包括互不相溶的第一类液体和第二类液体，在沿第一基板到第二基板的方向上，第一类液体和第二类液体分层设置，且第一类液体和第二类液体之间形成液体接触面，则透镜调整方法还可以包括：

获取第一类液体和第二类液体的体积比例；

根据体积比例，控制第一类液体和/或第二类液体充入储液室，或控制第一类液体和/或第二类液体从储液室排出，以调整液体接触面的位置，第一类液体和/或第二类液体通过液体进出通道充入储液室或从储液室排出。

采用本申请提供的透镜的调整方法，可以首先获取第一类液体和第二类液体的体积比例。然后，根据上述体积比例，控制第一类液体和第二类液体充入储液室或者从储液室排出，来对第一类液体和第二类液体的体积比例进行调整。而随着第一类液体和第二类液体的体积比例的变化，在沿第一基板到第二基板的方向上，或者沿第二基板到第一基板的方向上，形成于第一类液体和第二类液体之间的液体接触面的位置会随之改变。例如，在第一类液体和第二类液体的总体积不变的情况下，当第一类液体和第二类液体的体积比例减小时，液体接触面的位置沿第二基板到第一基板的方向移动。当第一类液体和第二类液体的体积比例增大时，液体接触面的位置沿第一基板到第二基板的方向移动。又因为在液体接触面的位置改变的过程中，改变了物距和像距，从而使光线经液体接触面的成像汇聚位置改变，以达到像差校正的效果。

在本申请中，透镜的调整方法还可以包括获取储液室的第一液体总体积，第一液体总体积为控制第一类液体和/或第二类液体充入储液室，或控制第一类液体和/或第二类液体从储液室排出前，储液室中的液体总体积；

则上述的根据目标体积比例，控制第一类液体和/或第二类液体通过至少一个液体进出通道充入储液室，或控制第一类液体和/或第二类液体通过至少一个液体进出通道从储液室排出，包括：

根据目标体积比例和第一液体总体积，控制第一类液体和/或第二类液体通过至少一个液体进出通道充入储液室，或控制第一类液体和/或第二类液体通过至少一个液体进出通道从储液室排出，以使得第一液体总体积与第二液体总体积的差值在设定阈值范围内，第二液体总体积为控制第一类液体和/或第二类液体充入储液室，或控制第一类液体和/或第二类液体从储液室排出后，储液室中的液体总体积。

在对第一类液体和第二类液体的目标体积比例进行调整的过程中，可以通过使调整前和调整后的储液室内的液体总体积的差值在一设定的阈值范围内，来避免调整过程中液体总体积过大造成透镜的弹性薄膜基板的损坏。

另外，根据目标体积比例和第一液体总体积，控制第一类液体和/或第二类液体通过至少一个液体进出通道充入储液室，或控制第一类液体和/或第二类液体通过至少一个液体进出通道从储液室排出，包括：

根据目标体积比例和第一液体总体积，控制第一类液体和/或第二类液体通过至少一个液体进出通道充入储液室，或控制第一类液体和/或第二类液体通过至少一个液体进出通道从储液室排出，以使得第一液体总体积与第二液体总体积相同。

这样，在对第一类液体和第二类液体的目标体积比例进行调整的过程中，可以通过使调整前和调整后的储液室内的液体总体积相等，来使透镜的储液室内的液体压力保持平稳，其有利于提高透镜的结构可靠性。

在本申请一个可能的实现方式中，上述获取第一类液体和第二类液体的体积比例，包括：

根据目标光焦度，确定透镜的像差校正参数；

根据像差校正参数，确定第一类液体和第二类液体的体积比例。

由于在透镜中，其直径和透镜的储液室内填充的两类液体的光折射率都是已知量。这样，可以将这些已知量带入光学仿真设计软件。并根据目标光焦度，确定像差校正参数，该像差校正参数例如可为液体接触面的位置。这样，即可根据液体接触面等像差校正参数确定第一类液体和第二类液体的体积比例，以达到对透镜进行像差校正的目的，提高透镜的成像质量。

在本申请一个可能的实现方式中，第一类液体为绝缘液体，第二类液体为导电液体，透镜还包括第一电极和第二电极，施加于第一电极和第二电极的电压作用于第二类液体，方法还包括：

根据像差校正参数，确定施加于第一电极和第二电极的电压，以调整液体接触面的曲率。

在本申请中，透镜的像差校正参数除了上述的液体接触面的位置外，还有液体接触面的曲率。由于第二类液体为导电液体。这样，可根据目标像差校正参数，确定施加于第一电极和第二电极的电压，来对液体接触面的曲率进行调整，以实现像差的校正。

第三方面，本申请还提供一种控制装置，该控制装置可以包括处理器和存储器。其中，存储器中存储有程序代码，该程序代码被处理器执行时，可以实现如第二方面所述的方法。以根据透镜的中央区域的目标光焦度，确定相对应的光学液体的体积，并通过控制光学液体填充至储液室或者从储液室排出，实现对储液室内的光学液体体积的调整，从而达到调整透镜的光焦度的目的。这样，可以使透镜的中央区域的光焦度根据用户的近视度数的发展进行调整，以满足用户近视发展的不同阶段对于光焦度的要求，提高其使用的舒适性，减少配镜的次数。

第四方面，本申请还提供一种电子设备，该电子设备包括第一方面的透镜。采用本申请提供的电子设备，可通过对第一类液体和第二类液体的体积比例进行调整，来实现第一类液体和第二类液体之间的液体接触面的位置的改变。而在液体接触面的位置改变的过程中，改变了物距和像距，从而使光线经液体接触面的成像汇聚位置改变，以达到像差校正的效果。

为了能够使光学液体充入储液室或者从储液室中排出，本申请提供的电子设备还可以包括驱动装置，该驱动装置可用于驱动光学液体通过液体进出通道充入储液室，且用于控制光学液体通过从储液室中排出，从而实现对透镜的储液室内的光学液体体积的调整，以达到对储液室内的光学液体体积进行调整的目的。

在本申请中，电子设备可以包括第三方面的控制装置，该控制装置可以用于控制驱动装置工作，从而实现对储液室内的光学液体的体积的控制。

为了使驱动装置和控制装置等耗电器件能够正常工作，本申请提供的电子设备还可以包括电池，该电池可为控制装置的控制过程以及驱动装置的驱动过程进行供电。

在本申请一个可能的实现方式中，上述的电子设备可以为眼镜，该眼镜可以包括镜框和镜腿，上述的透镜可与镜框和镜腿相连接。

第五方面，本申请还提供一种计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，可使得计算机执行如第二方面所述的方法。以根据透镜的中央区域的目标光焦度，确定相对应的光学液体的体积，并通过控制光学液体填充至储液室或者从储液室排出，实现对储液室内的光学液体体积的调整，从而达到调整透镜的光焦度的目的。这样，可以使透镜的中央区域的光焦度根据用户的近视度数的发展进行调整，以满足用户近视发展的不同阶段对于光焦度的要求，提高其使用的舒适性，减少配镜的次数。

第六方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括程序，当该程序在计算机上运行时，可使得计算机执行如第二方面所述的方法。以根据透镜的中央区域的目标光焦度，确定相对应的光学液体的体积，并通过控制光学液体填充至储液室或者从储液室排出，实现对储液室内的光学液体体积的调整，从而达到调整透镜的光焦度的目的。这样，可以使透镜的中央区域的光焦度根据用户的近视度数的发展进行调整，以满足用户近视发展的不同阶段对于光焦度的要求，提高其使用的舒适性，减少配镜的次数。

附图说明

图1a为本申请一种实施例提供的未矫正前的眼睛的视物示意图；

图1b为本申请一种实施例提供的单光透镜矫正后的眼睛的视物示意图；

图1c为本申请一种实施例提供的较佳的校正后的眼睛的视物示意图；

图2a为本申请一种实施例提供的透镜的应用场景示意图；

图2b为本申请一种实施例提供的透镜的侧视图；

图3为本申请另一种实施例提供的透镜的结构示意图；

图4为本申请一种实施例提供的采用环带非等厚设计的弹性薄膜的截面结构示意图；

图5为本申请一种实施例对图4的弹性薄膜进行TracePro光学仿真得到的离焦效果图；

图6为本申请一种实施例提供的近视度数和离焦程度变化的示意图；

图7为本申请一种实施例提供的眼镜的局部结构示意图；

图8为本申请另一种实施例提供的弹性薄膜的结构示意图；

图9为本申请一种实施例对图8的弹性薄膜进行TracePro光学仿真得到的离焦效果图；

图10为本申请另一种实施例提供的透镜的结构示意图；

图11a为本申请另一实施例提供的透镜的结构示意图；

图11b为本申请一实施例提供的透镜的广角和长焦结构示意图；

图11c为本申请一实施例提供的透镜的周边离焦结构示意图；

图12为本申请一实施例提供的近视防控眼镜的周边离焦设计示意图；

图13为本申请一种实施例提供的透镜的离焦度数的调整方法流程图；

图14为本申请一种实施例提供的中央区域的光焦度和电机转动步数的拟合关系示意图。

附图标记：

1-视网膜；2-镜框；201-安装孔；3-透镜；3a-中央区域；3b-周边区域；301a-第一基板；

301b-第二基板；3011-环形结构；30111-凸起结构；302-光学液体；3021-第一类液体；

3022-第二类液体；303-挡板；3031-液体进出通道；304-驱动装置；305-液体接触面；

306-第一电极；307-第二电极；308-连接部；309-介电疏水层；310-第一通光孔径；

311-第二通光孔径；4-镜腿；5-电池。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

近视是一种常见的眼部疾病，近视是指眼睛看不清远物、却能看清近物的症状。这是因为在屈光静止的前提下，远处的物体不能在视网膜汇聚，而在视网膜之前形成焦点，因而造成视觉变形，导致远方的物体模糊不清。近视分屈光和轴性两类，其中近视发生的原因大多为眼球前后轴过长(称为轴性近视)，其次为眼的屈光力较强(称为曲率性近视)。

目前，用于矫正近视的方法有很多，但是各种方法都有各自无法克服的缺陷。例如，针对近视最常采用的方式为佩戴近视眼镜，近视眼镜的透镜为负透镜，负透镜的中央区域薄，而边缘区域较厚，其具有发散光的能力。在佩戴近视眼镜后，能够使远处的物体在视网膜上汇聚，这样便解决了视远的问题。但是，在近距离读写时，近视眼镜的透镜却使物象焦点相对视网膜更加后移，而这恰恰加重了近距离用眼的负担，其会导致近视发展的加剧，从而造成视力的进一步下降。在视力下降后，为了满足远方的物体在视网膜上的成像要求，就需要更换更高度数的近视透镜。这就造成了视力不断下降，不断更换眼镜的恶性循环，尤其是调节力很强的青少年学生更是如此。由上述分析可知，在近视后，佩戴近视眼镜仅能起到矫正视力的作用，并不能有效地控制近视的进一步发展。

除了佩戴近视眼镜外，激光手术目前也被作为一种常用的近视矫正手段，但激光手术不能控制近视的发展，也不适合近视进展较快的少年儿童。而角膜接触镜存在角膜感染的风险，且由于其需要经常更换，长期佩带费用较为昂贵。另外，药物治疗的方法存在较大的副作用。

周边离焦理论是美国休斯顿大学眼视光学院Smith教授在上世纪末提出的近视的一个成因。为了对周边离焦理论进行理解，首先对几个相关的名词进行解释。其中，焦距：光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行光入射时从透镜光心到光聚集的焦点的距离。光焦度：也称为屈光度，是焦距的倒数，它是用于量度透镜或曲面镜的屈光能力的单位，其单位为D，焦距为1m时光焦度为1D，即1m^-1；焦距为2m时的光焦度为0.5D，依次类推。一般眼镜常使用度数作为单位，以屈光度D的数值乘以100就是度数，例如-1.0D等于近视眼镜(凹透镜)的100度，+1.0D等于老花眼镜(凸透镜)的100度。周边离焦：透镜中心部位的物象投影在视网膜上，透镜周边部位的物像投影在视网膜前方或后方的现象，投影在前方称为近视性周边离焦，投影在后方为远视性周边离焦。

参照图1a，图1a展示了本申请一种实施例提供的未矫正前的眼睛的视物示意图。其中，图1a中的虚线表示物像的成像位置。由图1a可以看出，在未矫正前，人眼的中心视力处和部分外围区域的物像均投影在视网膜1的前方。为了矫正近视，传统的单光透镜主要的目的是解决配戴者看远不清的需要，只能矫正眼睛中央黄斑区的离焦。参照图1b，图1b为本申请一种实施例展示的单光透镜矫正后的眼睛的视物示意图。其中，经矫正后，中心视力处的物像可投影到视网膜1上，外围区域的物像却投影到了视网膜1的后方，形成远视性周边离焦。远视性周边离焦会给眼轴拉长的生长刺激，促进近视度数不断增加。

参照图1c，图1c展示了一种较佳的校正后的眼睛的视物示意图。为了达到图1c所示的校正效果，目前也有一些眼镜厂商推出了离焦近视防控眼镜，该离焦近视防控眼镜的透镜的中央区域设置有与近视度数相对应的光焦度；而周边区域渐进附加正的光焦度，以使人眼的中心视力处物像可投影到视网膜1上，保障佩戴者清晰的远视力。可以理解的是，周边区域的这种附加的正的光焦度为离焦度数，其反应透镜的离焦度数。

近年来本领域的一些学者(Atchison，2006)通过对多位正视和近视患者的眼睛进行了水平和垂直2个方向的周边区域的屈光度的测量得出，近视患者的周边远视性离焦量与近视度数呈正比。另外，还有一些学者(张曦，2015)通过对多名不同近视程度的患者的眼睛周边区域的屈光度的研究得出，高度近视患者的颞侧远视性离焦，较中低度近视患者更加显著，而这可能与高度近视患者的近视持续加深相关。上述现有的离焦近视防控眼镜，虽然其周边区域渐进附加有正的光焦度，但是其各部分区域的光焦度固定(即离焦度数固定)，不能随近视程度的增加而变化，从而不能适应患者的眼轴增长视力恶化后，离焦度数相应增加的生理特性。

本申请提供的透镜旨在解决上述问题，以增加近视防控离焦度数调整的灵活性。其可随患者的近视程度的增加来提高离焦度数，并实现由中央区域向周边区域的方向离焦度数逐渐增加的效果，从而适应青少年等近视患者的近视度数加深后，对更高离焦度数的需求的生理特性。同时，本申请提供的透镜的近视屈光度数可调，其可满足近视患者在近视加深后，对透镜的屈光度调整适配的需求。在本申请中，透镜的中央区域可理解为用户在看远处时落在透镜上的注视区域；而周边区域可理解为位于中央区域的周侧的区域。

值得一提的是，本申请提供的应用有上述透镜的眼镜可以被应用于多种场景，如看书或者工作等室内场景，或者在游览、散步或者骑行等室外场景。另外，本申请提供的眼镜不仅能够实现近视眼镜的作用，其还可以集成一些用于实现人机交互的功能模块，形成例如虚拟现实(virtual reality，VR)智能眼镜或者增强现实(augmented reality，AR)智能眼镜等，从而可满足一些患有近视的患者对于一些人机交互场景的使用要求。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

参照图2a，图2a为本申请一实施例提供的透镜的应用场景示意图。在图2a所示的实施例中展示了一个眼镜的结构，该眼镜可以包括镜框2和透镜3，透镜3与镜框2固定连接。在图2a所示的实施例中，镜框2具有两个安装孔201，该两个安装孔201可对称设置。另外，透镜3为两个，且该两个透镜3一一对应的安装于镜框2的两个安装孔201内。在本申请另外一些可能的实施例中，镜框2也可为设置于两个透镜3之间的连接部。在本申请中，不对透镜的形状进行限定，其可以但不限于为圆形、方形等规则形状，也可以为一些可能的非规则形状，以增加透镜3形状的多样性，从而增加用户的选择性，提高用户使用体验。

参照图2b，图2b展示了图2a中所示的眼镜的侧视图。在图2b所示的实施例中，眼镜还可以包括镜腿4，透镜3还可以与镜腿4固定连接。其中，透镜3可与镜腿4直接固定，或者透镜3可通过镜框2与镜腿4进行连接。

在本申请中，透镜3的周边区域的离焦度可调，具体实施时，可参照图3，图3展示了本申请一个可能的实施例提供的透镜3的结构示意图。在该实施例中，透镜3基于液体透镜形成，其可以包括第一基板301a和第二基板301b，其中，第一基板301a可以为硬质基板，其材质可以但不限于选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等透明材料制成。第二基板301b可为弹性薄膜基板，其可以但不限于采用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)等弹性材料制成。另外，第一基板301a和第二基板301b相扣合设置，以在二者之间形成储液室，在本申请该实施例中，储液室内可以填充有光学液体302(图3中未示出)，其中，光学液体302可以但不限于为氯化钠溶液、去离子水以及乙二醇溶液等。

在一些可能的实施例中，为了保证储液室的容积，还可以在第一基板301a的边缘设置有挡板303，该挡板303可沿第一基板301a的边缘设置一周，且挡板303与第一基板301a和第二基板301b相连接，其连接方式可以但不限于为粘接或者键合等，以在第一基板301a、第二基板301b和挡板303之间围设形成密封的储液室。另外，可继续参照图3，在透镜3的挡板303上可以设置有液体进出通道3031，通过该液体进出通道3031可向储液室内填充光学液体302，或者使储液室内的光学液体302流出。

在本申请中，在由中央区域到周边区域的方向上，第二基板301b的厚度可逐渐增加。在具体实施时，参照图4，图4展示了本申请一种实施例提供的第二基板301b的截面结构示意图。在该实施例中，第二基板301b可以包括多个套设的环形结构3011，该多个套设的环形结构3011可以但不限于为同心设置，且由中央区域到周边区域的方向，该多个环形结构3011的厚度逐渐增加。另外，在该实施例中，每个环形结构3011均为连续设置的环带，且各环带采用非等厚设计。这样，第二基板301b的中央区域可设计为平镜，其无曲率变化。另外，从中央区域到周边区域的方向上，第二基板301b的各环形结构3011的曲率可依次增大，曲率半径依次减小。根据高斯光学理论：

其中，

为光焦度，n为第二基板301b的光折射率，r为曲率半径，光焦度和曲率半径成反比。由此可知，第二基板301b的中央无光焦度，另外，从中央向周边的方向上，由于各环形结构3011的曲率半径依次减小，则光焦度依次增大。可以理解的是，各环形结构3011的弯曲可形成凸透镜效果，则从中央到周边的各环形结构3011依次叠加正光焦度，且越接近边缘，叠加的正光焦度的度数越大，从而在透镜中形成不同区域的光焦度不同的效果。

参照图5，图5为本申请一种实施例提供的对上述的采用环带非等厚设计的第二基板301b进行TracePro光学仿真得到的离焦效果图。在图5中用不同的线型表示经过不同厚度的环形结构3011的光线。由图5中的仿真结果可以看出，光在经过第二基板301b的从中央区域到周边区域的不同厚度的环形结构3011后，可形成多个光焦度的周边渐进离焦效果。

由上述对图3所示的透镜3的介绍可以知道，在本申请该实施例中，透镜3的储液室内可填充光学液体302，随着储液室内光学液体302的体积的改变，储液室的光焦度发生改变。因此，在本申请中，也可将该储液室看作一个透镜。则本申请该实施例提供的透镜3可看作为第二基板301b和储液室这两个透镜的复合结构，该透镜3的光焦度是用于组成该透镜3的透镜的光焦度之和，其可以表示为：

其中，

为第二基板301b的光焦度，

为储液室的光焦度。当储液室内的光学液体302的体积减少时，第二基板301b沿朝向第一基板301a的方向凹陷形成近视凹透镜，此时，整个透镜3的光焦度是在储液室的光焦度的基础上叠加第二基板301b的渐进变焦度数。由于随着中央区域和周边区域的厚度的比例不同，可呈现对应的不同比例的变形，则第二基板301b凹陷越大，中央区域膜层薄变形越大，光焦度变化越快；而周边区域的膜层厚变形小，光焦度变化小。可参照6，图6展示了近视度数(中央区域的光焦度)、最外缘环带光焦度和离焦度数变化关系曲线示意图。由此可以看出，采用本申请提供的透镜3，能够形成随近视度数增加，中央区域的光焦度和最外缘环带光焦度差(即离焦度数)逐渐增大的预期效果。

可以理解的是，在本申请中，第二基板301b的厚度可通过循环仿真预先设计。具体实施时，可首先通过机械变形仿真提取第二基板301b的面形曲线；然后经光学仿真计算面形曲线的中央区域的光焦度和周边区域的光焦度。如果中央区域和周边区域的光焦度的差值(离焦度数)不满足误差要求(眼镜场景常用误差为0.25D)，则调整对应位置的厚度设计值，之后再循环如上步骤，直到得到满足要求的厚度即可。

在将该第二基板301b应用于眼镜的透镜3时，第二基板301b的厚度可根据不同用户的近视度数和离焦度数在验配时进行设计确定。当用户佩戴一段时间近视度数增高后，可以通过改变储液室内光学液体302的容量，来灵活的调节增大透镜3的近视度数，并实现离焦程度随近视度数增大而相应增加的效果，其更符合人眼近视离焦的生理特点。

在本申请中，储液室内的光学液体302的体积的改变方式有很多。示例性的，可以参照图7，图7为本申请一种实施例提供的眼镜的局部结构示意图。在该实施例中，眼镜还可以包括驱动装置304，该驱动装置304可用于驱动光学液体302通过图3中所示的液体进出通道3031充入储液室，或者驱动储液室内的光学液体302通过液体进出通道3031从储液室内排出。在本申请该实施例中，不对驱动装置304的具体设置形式进行限定，其示例性的可为步进电机或者压电陶瓷等。驱动装置304在眼镜中的具体设置位置，可根据眼镜的内部结构的布局进行设计，示例性的，驱动装置304可设置于如图2a中所示的眼镜的镜框2或者如图2b所示的镜腿4中。

另外，为了对用于对储液室进行补充的光学液体302，或者从储液室中抽出的光学液体302提供一个容纳空间，可以继续参照图7，本申请的眼镜还可以包括液体回收室(图7中未示出)，该液体回收室可通过液体管道(图中未示出)与图3中所示的储液室的液体进出通道3031相连接，驱动装置304可驱动液体回收室内的光学液体302进入储液室，或者将储液室内的光学液体302抽出至液体回收室。

在本申请中，液体回收室可以设置于镜框2或者镜腿4，其可根据驱动装置304以及储液室的位置进行设置，以便于光学液体302在驱动装置304的驱动作用下，能够在储液室和液体回收室之间流动。

另外，眼镜中还可以设置有控制装置，该控制装置可以设置于如图2a中所示的眼镜的镜框2或者如图2b所示的镜腿4上。另外，该控制装置可用于控制驱动装置304的工作过程，从而实现对光学液体302通过液体进出通道充入储液室，或者从储液室中排出的过程进行控制。

在本申请一些可能的实施例中，控制装置可以包括处理器和存储器。其中，处理器可用于获取用户设置的近视度数和离焦度数，并根据获取的近视度数和离焦度数控制上述的驱动装置304启动，从而对透镜3的储液室内的光学液体302的体积进行调整。另外，存储器可用于对上述处理器获取的近视度数和离焦度数进行存储。在本申请中，存储器可以使用任何可能形式的计算机可读存储器，可以但不限于为电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)和硬盘驱动器等。

眼镜中还可以有电池5，该电池5可以设置于眼镜的镜框2，也可以设置于眼镜的镜腿4。该电池5可用于为驱动装置304，以及控制装置等眼镜中的耗电器件进行供电。另外，在本申请中，电池5可与眼镜的镜框2或者镜腿4可拆卸连接，以便于能够及时的对电池5进行更换，从而避免影响眼镜的正常使用。

参照图8，图8展示了本申请另一种实施例提供的第二基板301b的结构示意图。在图8所示的实施例中，第二基板301b也包括多个环形结构3011，但与上述实施例不同的是，在该实施例中，该多个环形结构3011采用非等厚的点阵设计。具体实施时，第二基板301b的中央区域可设计为平镜，其无曲率变化。另外，从中央到周边的方向上，在第二基板301b上设置厚度渐进增加的凸起结构。该凸起结构由中央区域到周边区域的方向上，可呈环形阵列排布，则每个环形结构3011可由多个凸起结构围设形成，另外，用于围设形成同一环形结构3011的多个凸起结构的高度相同。可以理解的是，该凸起结构可以看作形成于第二基板301b上的微凸透镜。其中，距离第二基板301b的中央区域越远的周边区域处的微凸透镜的曲率半径越小。

由上述实施例对高斯光学理论的介绍可以知道，在该实施例中，第二基板301b的中央区域无光焦度。另外，从中央区域向周边区域的方向上，第二基板301b上的凸起结构3012的曲率半径依次减小，故其光焦度依次增大。其可理解为在第二基板301b的由中央向周边的方向上依次叠加正的光焦度，且越接近边缘，叠加的正光焦度的度数越大。

参照图9，图9为本申请一种实施例提供的对上述的采用非等厚的点阵设计的第二基板301b进行TracePro光学仿真得到的离焦效果图。在图9中用不同的线型表示经过不同厚度的环形结构3011的光线。由图9中的仿真结果可以看出，光在经过第二基板301b的从中央区域到边缘的不同曲率的环形结构3011后，可形成多个光焦度的周边渐进离焦效果。

在将图8所示实施例提供的第二基板301b应用于透镜3时，第二基板301b的整体厚度以及各环形结构的高度可根据不同用户的近视度数和离焦度数在验配时进行设计确定。当如图3中所示的储液室内的光学液体302的体积减少时，第二基板301b沿朝向第一基板301a的方向凹陷，以形成近视凹透镜，此时，整个透镜3的光焦度是在储液室的光焦度的基础上叠加第二基板301b的渐进变焦度数。由于第二基板301b的中央区域较薄故其变形大，屈光度变化大；而第二基板301b的周边区域较厚故其变形小，屈光度变化小，从而形成中央区域近视度数大，周边区域近视度数小的离焦近视防控效果。另外，当用户佩戴一段时间近视度数增高后，可以通过改变储液室内光学液体302的容量，来灵活的调节增大透镜3的近视度数，并实现离焦程度随近视度数增大而相应增加的效果，其更符合人眼近视离焦的生理特点。

可以理解的是，在将图8所示的第二基板301b应用于透镜3后得到的眼镜的其它结构(例如驱动装置304等)均可参照上述实施例进行设置，在此不进行赘述。

另外，本申请提供的由中央区域到周边区域的方向上厚度逐渐增加的第二基板301b除了可以采用上述的设置方式外，还可以通过在第二基板301b上形成由中央区域到周边区域的方向上厚度逐渐增加的连续表面，其也可实现上述的周边离焦效果。

除了采用上述使第二基板301b的厚度逐渐增加来实现透镜3的渐进离焦的效果外，在本申请一些可能的实施例中，还可以在由中央区域到周边区域的方向上，使第二基板301b的刚度逐渐增加，在该实施例中，第二基板301b也可以包括多个套设的环形结构3011，且由中央区域到周边区域的方向上，该多个环形结构3011的刚度逐渐增加，以使第二基板301b在发生形变时，中央区域和周边区域的形变量不同，从而实现透镜3的渐进离焦效果。在本申请另一些可能的实施例中，还可以使第二基板301b采用折射率逐渐变化的材料制成，具体实施时，可在由中央区域到周边区域的方向上，使第二基板301b的折射率逐渐增大。从而在由中央区域到周边区域的方向上，使透镜3产生的光焦度逐渐增大。

值得一提的是，在本申请其它可能的实施例中，还可以使第一基板3011a为弹性薄膜基板，第二基板3011b为硬质基板，或者使第一基板3011a和第二基板3011b均为弹性薄膜基板。这样，从中央区域到周边区域的方向上，可以通过将任意一个或两个弹性薄膜基板采用上述实施例提供的厚度逐渐增大、刚度逐渐增大或者折射率逐渐增大的方式，以使透镜3可以产生逐渐增大的光焦度，其具体设置方式可以参照上述实施例，在此不进行赘述。可以理解的是，当第一基板3011a和第二基板3011b均为弹性薄膜基板时，可以有效的提高透镜3的光焦度的调节灵敏性。

可以理解的是，近视患者除了对其佩戴的眼镜的近视防控的效果具有较高的要求外，能够获得清晰的远视力也是其关注的重点。像差校正是保障透镜成像质量的重要因素，像差越小，系统的成像质量越高。基于此，在本申请一个可能的实施例中，透镜3还可以具有像差校正的功能。

具体实施时，可以参照图10，图10展示了本申请一个可能的实施例的透镜的结构示意图。在该实施例中，透镜3的光学液体302包括两类互不相溶的液体，为了便于描述，可以将该两类互不相溶的液体分别记为第一类液体3021和第二类液体3022。其中，第一类液体3021为绝缘液体，第二类液体3022为导电液体。在沿第二基板301b到第一基板301a的方向上，第一类液体3021与第二类液体3022分层设置，且在二者之间形成液体接触面305。由图10可以看出，第一类液体3021可与第二基板301b相接触，第二类液体3022可与第一基板301a相接触。在本申请中，不对第一类液体3021和第二类液体3022的具体类型进行限定，第一类液体3021可为油类，示例性的，可为硅油。另外，第二类液体3022可为含有导电粒子的水溶液，示例性的，可为NaCl水溶液。

另外，在挡板303上的液体进出通道3031可为两个，其中一个液体进出通道3031用于供第一类液体3021充入储液室，或者供第一类液体3021从储液室中排出。另一个液体进出通道3031用于供第二类液体3022充入储液室，或者供第二类液体3022从储液室中排出。又由于第一类液体3021和第二类液体3022互不相溶，在本申请一个可能的实施例中，挡板303上还可以只设置有一个液体进出通道3031，第一类液体3021和第二类液体3022均可通过该一个液体进出通道3031充入储液室，或者从储液室中排除。

由上述实施例的介绍可以知道，由于第一类液体3021和第二类液体3022互不相溶，以在二者之间形成液体接触面305。当透镜3的储液室内的第一类液体3021和第二类液体3022的总体积不变时，通过对第一类液体3021和第二类液体3022的体积比例的变化，二者之间的液体接触面305的位置可改变。液体接触面305的位置在改变的过程中，可以改变透镜3的物距和像距，从而使光线经液体接触面305的成像汇聚位置改变，以达到像差校正的效果。

另外，由前述实施例对于第一基板301a和第二基板301b的介绍可以知道，在本申请提供的透镜3中，第一基板301a可为弹性薄膜基板、或第二基板301b可为弹性薄膜基板，或第一基板301a和第二基板301b均可为弹性薄膜基板。这样，通过液体进出通道3031向储液室充入第一类液体3021，和/或第二类液体3022时，随着储液室内第一类液体3021和第二类液体3022的总体积的增加，使储液室内的压力增加，从而会使弹性薄膜基板产生沿远离另一基板的方向凸出的形变，以形成正透镜效果。反之，当将储液室内的第一类液体3021和/或第二类液体3022抽出时，随着储液室内第一类液体3021和第二类液体3022的总体积的减少，弹性薄膜基板会产生沿朝向另一基板的方向凹陷的形变，以形成负透镜效果。值得一提的是，正透镜为中间厚、周边薄的一种透镜，其具有会聚光的能力，用于远视眼镜。负透镜为中间薄边缘厚的一种透镜，其具有发散光的能力，用于近视眼镜。在本申请中，随着储液室内的第一类液体3021和第二类液体3022的总体积的变化，弹性薄膜基板的曲率会随之改变，在此过程中，由储液室和弹性薄膜基板组成的透镜可产生不同的光焦度，从而实现一定范围的变焦，从而在将该透镜应用于眼镜时，能够形成清晰的远视力。

可继续参照图10，在该实施例中，透镜3还可以设置有第一电极306和第二电极307，其中，第一电极306可设置于第一基板301a的朝向第二基板301b的表面，或第一电极306可设置于第二类液体3022中。第二电极307设置于储液室，且第二电极307可位于第一基板301a和第二基板301b之间。另外，第二电极307可以设置为筒状电极，且第二电极307的朝向第一基板301a和第二基板301b的端部均可呈开口设置。在本申请中，不对第二电极307的具体形状进行限定，示例性的，可以为圆柱形、立方体形等规则的形状，也可以为一些可能的非规则形状。

另外，在本申请中，液体接触面305可以位于第二电极307围设形成的区域内。由于第二类液体3022为导电液体，这样可使施加于第一电极306和第二电极307的电压作用于第二类液体3022。而随着施加于第一电极306和第二电极307的电压的改变，第二类液体3022的曲率发生变化，从而使液体接触面305的曲率改变。

由于透镜3对于透光性的要求较高，则在本申请中，第一电极306和第二电极307可以为透明导电电极，其材质例如可以为透明导电氧化物(TCO)，例如氧化铟锡(indium tinoxide，ITO)；或者，导电聚合物、金属纳米线、金属网格、石墨烯、碳纳米管、金属或合金或金属氧化物等。

在本申请中，为了对第二电极307进行固定，可以为第二电极307设置一个基板(图10中未示出)，该基板可以为筒状结构，第二电极307可以但不限于通过刻蚀或者涂覆等方式形成于该呈筒状结构设置的基板的表面。另外，可以将第二电极307的基板直接通过焊接或者粘接等方式与挡板303的朝向储液室的侧壁相连接。在另外一些实施例中，还可以在第二电极307和挡板303的朝向储液室的侧壁之间设置连接部308，该连接部308可由透明材料制成，以降低对透镜3的光透射率的影响。该连接部308可设置为连续的环形结构，也可以为分段设置的结构，第二电极307的基板可通过该连接部308与挡板303的侧壁进行连接。另外，连接部308的材质可以与第二电极307的基板的材质相同，以简化透镜的制备工艺。

可继续参照图10，在本申请中，第二电极307的表面还可以设置有介电疏水层309，以减小第二电极307对第一类液体3021和第二类液体3022之间形成的液体接触面305的形态造成的影响。从而使第二类液体3022能够只在施加于第一电极306和第二电极307上的电压的作用下来改变其润湿性，以改变接触角，从而产生液体接触面305的曲率的改变。

可以理解的是，上述实施例提到的驱动装置304还可以用于提供施加于透镜3的第一电极306和第二电极307之间的电压。另外，存储器还可用于对第二类液体3022的接触角与电压之间的对应关系进行存储。

采用本申请提供的透镜3，由中央区域到周边区域的方向上，透镜3可产生光焦度逐渐增大的周边离焦效果，其有利于提高应用有该透镜3的眼镜的近视防控效果。另外，弹性薄膜基板的曲率和液体接触面305的曲率均为独立控制，基于此，可以通过优化设计这两个面的曲率的组合来实现像差的校正。可以理解的是，在本申请中，随着储液室内的两种液体的体积比例的变化，液体接触面305的位置会随之移动，而该液体接触面305的位置移动也能够起到校正像差的效果。因此，本申请提供的透镜具有上述可调的曲率面和可调的位置等多个自由度(可以理解为系统中独立变量的个数)，从而可在透镜3的变焦范围内得到更好的成像质量，以便于用户获得清晰的远视力。

由上述对本申请各实施例的透镜3的具体介绍可以知道，针对第一基板301a和第二基板301b中的至少一个为弹性薄膜基板的透镜来说，其具有多个曲率面。在本申请一个可能的实施例中，可以通过使不同的曲率面具有不同的有效口径(有效口径是指曲率面的可供光线通过的范围)，以形成不同焦距的组合。另外，又由于具有不同口径的曲率面具有不同的光焦度。因此，该透镜兼有广角和长焦两种特性。接下来以第一基板301a为硬质基板，第二基板301b为弹性薄膜基板的透镜为例，对其广角和长焦两种特性的实现原理进行说明。

参照图11a，图11a展示了本申请一种实施例的透镜的结构示意图。其中，在该实施例中，第一基板301a为硬质基板，第二基板301b为弹性薄膜基板，且第二基板301b在储液室内的液体的挤压作用下具有沿背离第一基板301a的方向凸出的形变，以呈正透镜效果。另外，在该实施例中，挡板303与第一基板301a的连接处位于第一平面，挡板303与第一平面垂直，第二电极307通过连接部308与挡板303的朝向储液室的侧壁连接，这样，可以通过调整连接部308的长度，来实现对第二电极307的口径的大小的调节。又由于作用于第二电极307上的电压可施加于第二类液体3022，则第二类液体3022和第一类液体3021之间的液体接触面305可位于第二电极307围成的区域内，则通过第二电极307的口径的调节，可实现对液体接触面305的口径的调节。

可继续参照图11a，第一基板301可直接固定于挡板303，则通过调整第二电极307的口径，可以使挡板303周向围合形成的通光孔径与第二电极307周向围合形成的通光孔径不同。可以理解的是，第二基板301b的口径大于液体接触面305的口径。这样，该透镜3的挡板303周向围合可形成第一通光孔径310，其光焦度为

通过调节第二基板301b的曲率可改变其光焦度。而第二电极307周向围合形成第二通光孔径311，其光焦度为

由于第二通光孔径311由第二基板301b和液体接触面305组合而成，其可简化为由第一通光孔径310和液体接触面305两个密接的透镜复合形成，则该第二通光孔径311的光焦度

可以看作是组成它的各透镜的光焦度之和，其可表示为：

由此可知，通过调节第二基板301b的曲率以及液体接触面305的曲率的组合形式，就可以形成不同的第一通光孔径310的光焦度和第二通光孔径311的光焦度的组合形式。比如，当液体接触面305呈平面镜效果时，第一通光孔径310的光焦度和第二通光孔径311的光焦度相同。而当液体接触面305呈凹凸透镜效果时，第一通光孔径310的光焦度和第二通光孔径311的光焦度不同，可参照图11b，图11b展示的为透镜3的广角和长焦结构示意图。另外，参照图11c，图11c展示的为透镜3的周边离焦结构示意图。其中，参照图11b，当任一基板或两个基板为凸透镜，可以调节液体接触面305为凹透镜时，此时形成广角和长焦效果，第一通光孔径310为广角效果，第二通光孔径311为长焦效果，通过该透镜3可以对感兴趣物体进行更清晰的聚焦。参照图11c，当任一基板或两个基板为凹透镜，液体接触面305也为凹透镜时，此时形成周边离焦效果，离焦度数对应第一通光孔径310的光焦度和第二通光孔径311的光焦度之差。

由上述对具有第一通光孔径310和第二通光孔径311的透镜3的介绍可以知道，本申请提供的透镜3具备近视屈光度数和离焦程度可调的灵活性，因此其可用于离焦近视防控眼镜中。可以参照图12，图12展示了一种近视防控眼镜的周边离焦设计示意图。具体实施时，可一并参照图11c和图12，透镜3的第二通光孔径311(对应图12中的透镜中用虚线表示的圆形区域)可用于近视度数矫正，由第二基板301b和液体接触面305形成近视屈光度数，通过调整液体接触面305的曲率和位移来提高成像质量，以保障用户清晰的远视力。另外，第二基板301b处形成的第一通光孔径310，可形成周边离焦区域，这部分的光焦度在近视屈光度数基础上叠加了正透镜，形成近视性离焦，用于近视防控。

采用本申请提供的透镜3，通过调整第一通光孔径310和第二通光孔径311的光焦度的不同曲率搭配组合，使周边区域的光焦度和中央光学区的光焦度差值按需灵活调整，形成不同离焦程度的透镜效果。在此基础上，还可以使透镜3的弹性薄膜基板采用从中央区域到周边区域的方向上，厚度逐渐增大、刚度逐渐增大或者折射率逐渐增大的方式，以使透镜3可以产生逐渐增大的光焦度，其具体设置方式可以参照上述实施例，在此不进行赘述，以使透镜3形成周边渐进离焦的效果，其有利于近视防控。

在本申请中，由于第一基板301a和第二基板301b中的至少一个可以为弹性薄膜基板，这样，由中央区域到周边区域的方向上，可通过对弹性薄膜基板进行曲率半径逐渐减小的设计，以通过调节弹性薄膜基板的曲率、液体接触面305的曲率来实现透镜3的周边渐进离焦的效果。另外，可通过对液体接触面305的曲率和液体接触面305的位置的调整来对透镜3的像差进行校正，以便形成清晰的远视力。因此，本申请实施例提供的透镜3可以用于具有周边离焦功能的近视防控眼镜，其既可以通过像差校正获取了清晰的远视力，又实现了渐进离焦的效果以及近视度数和离焦度数灵活可调的功能。

在对本申请上述实施例提供的透镜3的结构以及变焦原理进行了介绍之后，接下来对该透镜3在应用于眼镜时，其可调离焦的实现方法进行说明。具体实施时，可参照图13，图13为本申请一种实施例提供的透镜3的离焦度数的调整方法流程图。在该实施例中，可参照图3，仍以第一基板301a为硬质基板，第二基板301b为弹性薄膜基板为例，对透镜3的调节方法进行说明。

步骤一，对透镜3的近视度数和离焦度数进行设定。在本申请中，根据不同的应用场景，可设置不同的近视度数和离焦度数的设定方式。示例性的，在本申请一个可能的实施例中，可通过用户的主动设置，来实现对透镜3的近视度数和离焦度数的设定。具体实施时，可通过手机等外部终端设备上的应用软件与眼镜之间建立无线连接通路，该无线连接通路示例性的可为蓝牙连接通路或者wifi连接通路等。这样，用户即可通过应用软件进行近视度数和离焦度数的调节，并将其设定为满足自身视力情况的度数。当眼镜的处理器接收到来自外部终端设备通过无线连接通路传递过来的近视度数(屈光度数)和离焦度数的设置命令时，可将屈光度数和离焦度数转换为对应的光学焦度。其中，光学焦度和普通验光的屈光度或离焦度数的关系为：光焦度＝(屈光度数或离焦度数)/100。

在本申请另外一个可能的实施例中，可以通过在眼镜上设置智能感知模块，以通过该智能感知模块获得视网膜1每点成像与理想成像的位移，并换算成近视度数和离焦度数，从而实现眼镜的自我设置。另外，智能感知模块可以使用任何可能的光线追踪传感器，包括但不限于Shack-Hartmann波前传感器和Tscherning传感器等。

步骤二，处理器根据接收到的近视度数得到对应透镜3的中央区域的光焦度，以保障人眼清晰的远视力。由于在实际应用系统中，第二基板301b的膜层厚度已经设计确定，透镜3的光焦度取决于储液室内的光学液体302的体积，而光学液体302的体积又取决于驱动装置304，例如驱动装置304为步进电机，则步进电机的转动步数决定了储液室309内光学液体302的进出量，从而决定了储液室内光学液体302的体积。因此，在本申请中，可将预先设计和标定中央区域的光焦度和电机转动步数的对应关系表，即设计和标定中央区域的光焦度和光学液体302的体积的对应关系表，并保存于存储器中。其中，可参照图14，图14展示了本申请一种可能的实施例提供的中央区域的光焦度和电机转动步数的拟合关系曲线示意图。在图11中，用带不同标记的实线给出了两次中央区域的光焦度和电机转动步数的拟合结果，用虚线表示最终得到的中央区域的光焦度和电机转动步数的拟合曲线。另外，参照表2，表2为本申请一个可能的实施例提供的透镜3的中央区域的光焦度和电机转动步数的对应关系检索表。

中央区域的光焦度	电机转动步数(+为正转，-为反转)
		***	***
***	***
		***	***
***	***

步骤三：处理器根据步骤二中获取到的中央区域的光焦度，从存储于存储器中的上述表2中查阅到对应的驱动装置304的驱动参数值，并向驱动装置304(例如步进电机)施加控制信号，从而调节眼镜的储液室内的光学液体302的体积达到预设值。

本申请提供的基于液体透镜形成的透镜3在用于眼镜时，可以将第二基板301b和储液室等效看作两个密接复合的变焦透镜，则透镜3的光焦度是上述两个变焦透镜的光焦度之和。当储液室内光学液体302的体积减少时，第二基板301b凹陷形成近视凹透镜，整个透镜3的光焦度是在储液室的光焦度基础上叠加第二基板301b的渐进变焦度数。而第二基板301b凹陷越大，其中央区域部分的膜层薄变形大，光焦度变化快，周边区域的膜层厚变形小，光焦度变化小，从而形成随近视度数增加，中央区域和具中央区域最远的周边区域的光焦度差(即离焦度数)逐渐增大的预期效果。另外，还可通过将中央区域和周边区域的厚度成设定比例进行设计，以满足用户对于透镜3的离焦度数的渐变规律的要求，从而提高用户佩戴的舒适性。

另外，当用户佩戴一段时间近视度数增高后，可以通过改变储液室内光学液体302的体积，来灵活的调节增大透镜3的近视度数，并实现离焦程度随近视度数增大而相应增加的效果，其更符合人眼近视离焦的生理特点。

采用本申请提供的透镜3的调整方法，可根据透镜3的中央区域的目标光焦度，确定相对应的光学液体的体积，并通过控制光学液体填充至储液室或者从储液室排出，实现对储液室内的光学液体体积的调整，从而达到调整透镜3的光焦度的目的。这样，可以使透镜3的中央区域的光焦度根据用户的近视度数的发展进行调整，以满足用户近视发展的不同阶段对于光焦度的要求，提高其使用的舒适性，减少配镜的次数，起到近视防控的作用。

由前述实施例介绍可以知道，在本申请一个可能的实施例中，可继续参照图10，光学液体可以包括互不相溶的第一类液体3021和第二类液体3022，在沿第一基板301a到第二基板301b的方向上，第一类液体3021和第二类液体3022分层设置，且第一类液体3021和第二类液体3022之间形成液体接触面305，则透镜3调整方法还可以包括如下步骤：

步骤四：获取与中央光学区的光焦度相对应的像差校正参数。由于在透镜3中，其直径和透镜3的储液室内填充的两类液体的光折射率都是已知量。这样，可以将这些已知量代入光学仿真设计软件，并在设定的光焦度下，调整像差校正的其它参数值(例如液体接触面305的位置、液体接触面305的曲率半径和弹性薄膜基板的曲率半径等)，以使得参数组合所获得的像差校正效果最优。另外，经上述仿真设计，可获得所有光焦度以及像差校正参数的对应关系的组合，从而可形成数据检索表格或者曲线等的形式保存于上述实施例中提到的存储器中。

以透镜3应用于智能变焦眼镜为例，当透镜3接收到来自手机等外部终端设备通过蓝牙或wifi传递过来的屈光度设置命令时，可由处理器将屈光度转换为光焦度，光焦度＝屈光度/100，比如近视100度，其屈光度为-100，光焦度＝-100/100＝-1D。然后，可从存储器中查阅到对应像差校正参数值。

步骤五：调整液体接触面305的位置、液体接触面305的曲率半径和弹性薄膜基板的曲率半径等像差校正参数达到预设参数值，以实现像差校正效果。在该步骤中，处理器可根据获取到的像差校正参数，确定第一类液体3021和第二类液体3022的目标体积比例，并将该目标体积比例传递给驱动装置。驱动装置304可用于根据第一类液体3021和第二类液体3022的目标体积比例，驱动第一类液体和第二类液体通过液体进出通道充入储液室，或者驱动第一类液体和第二类液体通过液体进出通道充入储液室，从而对透镜的储液室内的两类液体的体积进行调节，以使液体接触面305的位置达到预设参数值。可以理解的是，在本申请一个可能的实施例中，可以在对储液室内的第一类液体和第二类液体的体积比例进行调整的过程中，使储液室内的第一液体总体积和第二液体总体积的差值落在一个设定的阈值范围内。示例性的，可以使第一液体总体积和第二液体总体积相同。其中，第一液体总体积是指第一类液体和/或第二类液体充入储液室，或从储液室排出前，储液室中的液体总体积。第二液体总体积是指第一类液体和/或第二类液体充入储液室，或从储液室排出后，储液室中的液体总体积。这样，可以避免在对储液室内的两类液体的体积比例进行调整的过程中，造成透镜的储液室内的液体总体积过大，从而避免透镜的第一基板301等结构的损坏。

在本申请中，还可以通过对透镜的储液室内的第一类液体和第二类液体的总体积进行调整，从而使弹性薄膜基板的曲率达到预设参数值。

另外，处理器还可以根据获取到的像差校正参数，确定施加到第一电极306和第二电极307上的电压，并将该电压传递给驱动装置304。驱动装置304还可用于根据获得的电压，改变施加于第一电极306和第二电极307上的电压，以改变施加于第二类液体3022的电压，从而使液体接触面305的曲率达到预设参数值。在本申请中，驱动装置304可以但不限于为电压变换单元、步进电机或压电陶瓷等。

采用本申请提供的透镜的调整方法，由于透镜3的第一基板301a和第二基板301b中的至少一个可以为弹性薄膜基板，这样，由中央区域到周边区域的方向上，可通过对弹性薄膜基板进行曲率半径逐渐减小的设计，以通过调节弹性薄膜基板的曲率、液体接触面305的曲率来实现透镜3的周边渐进离焦的效果。另外，可通过对液体接触面305的曲率和液体接触面305的位置的调整来对透镜3的像差进行校正，以便形成清晰的远视力。

值得一提的是，在本申请中不对上述透镜的调节方法的步骤顺序进行具体限定，在能够实现透镜的功能的基础上，可以对各步骤进行适应性的调整。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (25)

1.一种透镜，其特征在于，所述透镜包括第一基板、第二基板和挡板，其中：

所述第一基板和所述第二基板相对设置，所述第一基板为弹性薄膜基板；

所述挡板设置于所述第一基板和第二基板之间，且所述挡板沿所述第一基板和所述第二基板的边缘设置一周；所述挡板与所述第一基板和所述第二基板相连接，所述第一基板、所述第二基板和所述挡板围设形成储液室，所述储液室内填充有光学液体；

从中央区域到周边区域的方向上，所述第一基板的参数变化，使得所述透镜的光焦度逐渐增大。

2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述挡板设置有液体进出通道，所述光学液体通过所述液体进出通道填充至所述储液室；或者，所述光学液体通过所述液体进出通道从所述储液室排出。

3.如权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，由中央区域到周边区域的方向上，所述第一基板的厚度逐渐增加。

4.如权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述第一基板包括多个套设的环形结构，所述环形结构为连续设置的环带；或，每个所述环形结构由多个凸起结构围设形成。

5.如权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，由中央区域到周边区域的方向上，所述第一基板的刚度逐渐增加。

6.如权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述第一基板包括多个套设的环形结构，由中央区域到周边区域的方向上，所述多个环形结构的刚度逐渐增加。

7.如权利要求4或6所述的透镜，其特征在于，所述环形结构的数量大于或等于3。

8.如权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，所述第一基板由折射率逐渐变化的材料制成，从中央区域到周边区域的方向上，所述第一基板的折射率逐渐增大。

9.如权利要求1～8任一项所述的透镜，其特征在于，所述光学液体包括互不相溶的第一类液体和第二类液体，在沿所述第一基板到所述第二基板的方向上，所述第一类液体和所述第二类液体分层设置，且所述第一类液体和所述第二类液体之间形成液体接触面；

所述挡板设置有至少一个液体进出通道，所述至少一个液体进出通道用于供所述第一类液体和/或所述第二类液体充入所述储液室，且用于供所述第一类液体和/或所述第二类液体从所述储液室中排出。

10.如权利要求9所述的透镜，其特征在于，所述至少一个液体进出通道为两个液体进出通道，其中一个所述液体进出通道用于供所述第一类液体充入所述储液室，且用于供所述第一类液体从所述储液室中排出；另一个所述液体进出通道用于供所述第二类液体充入所述储液室，且用于供所述第二类液体从所述储液室中排出。

11.如权利要求9或10所述的透镜，其特征在于，所述储液室的所述第一类液体和所述第二类液体的总体积不变时，随所述第一类液体和所述第二类液体的体积比例的变化，所述液体接触面的位置改变。

12.如权利要求9～11任一项所述的透镜，其特征在于，所述第一类液体为绝缘液体，所述第二类液体为导电液体，所述透镜还包括第一电极和第二电极，施加于所述第一电极和所述第二电极之间的电压作用于所述第二类液体，且随施加于所述第一电极和所述第二电极上的电压的变化，所述液体接触面的曲率改变。

13.如权利要求12所述的透镜，其特征在于，所述第一电极设置于所述第二基板的朝向所述第一基板的表面，或所述第一电极设置于所述第二类液体中；所述第二电极设置于所述储液室，所述第二电极为筒状电极，所述液体接触面位于所述第二电极围设的区域内。

14.如权利要求13所述的透镜，其特征在于，所述第二电极通过连接部与所述挡板的朝向所述储液室的侧壁连接，所述挡板与所述第一基板的连接处位于第一平面，所述挡板与所述第一平面垂直；所述挡板沿周向围合形成第一通光孔径，所述第二电极沿周向围合形成第二通光孔径。

15.如权利要求12～14任一项所述的透镜，其特征在于，所述第二电极的表面设置有介电疏水层。

16.一种透镜的调整方法，其特征在于，所述调整方法用于透镜，所述透镜包括第一基板、第二基板和挡板；所述第一基板和所述第二基板相对设置，所述第一基板为弹性薄膜基板；所述挡板设置于所述第一基板和第二基板之间，且所述挡板沿所述第一基板和所述第二基板的边缘设置一周；所述挡板与所述第一基板和所述第二基板相连接，所述第一基板、所述第二基板和所述挡板围设形成储液室，所述储液室内填充有光学液体；从中央区域到周边区域的方向上，所述透镜的光焦度逐渐增大，所述方法包括：

获取所述透镜的所述中央区域的目标光焦度；

根据所述目标光焦度，确定与所述目标光焦度相对应的所述光学液体的体积，并控制所述光学液体填充至所述储液室，或控制所述光学液体从所述储液室排出，以调整所述弹性薄膜基板的曲率，以调整所述中央区域的光焦度。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述光学液体包括互不相溶的第一类液体和第二类液体，在沿所述第一基板到所述第二基板的方向上，所述第一类液体和所述第二类液体分层设置，且所述第一类液体和所述第二类液体之间形成液体接触面；所述方法还包括：

获取所述第一类液体和所述第二类液体的体积比例；

根据所述体积比例，控制所述第一类液体和/或第二类液体充入所述储液室，或控制所述第一类液体和/或第二类液体从所述储液室排出。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，获取所述储液室的第一液体总体积，所述第一液体总体积为控制所述第一类液体和/或第二类液体充入所述储液室，或控制所述第一类液体和/或第二类液体从所述储液室排出前，所述储液室中的液体总体积；

所述根据所述目标体积比例，控制所述第一类液体和/或第二类液体通过所述至少一个液体进出通道充入所述储液室，或控制所述第一类液体和/或第二类液体通过所述至少一个液体进出通道从所述储液室排出，包括：

根据所述目标体积比例和所述第一液体总体积，控制所述第一类液体和/或第二类液体通过所述至少一个液体进出通道充入所述储液室，或控制所述第一类液体和/或第二类液体通过所述至少一个液体进出通道从所述储液室排出，以使得所述第一液体总体积与第二液体总体积的差值在设定阈值范围内，所述第二液体总体积为控制所述第一类液体和/或第二类液体充入所述储液室，或控制所述第一类液体和/或第二类液体从所述储液室排出后，所述储液室中的液体总体积。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标体积比例和所述第一液体总体积，控制所述第一类液体和/或第二类液体通过所述至少一个液体进出通道充入所述储液室，或控制所述第一类液体和/或第二类液体通过所述至少一个液体进出通道从所述储液室排出，包括：

根据所述目标体积比例和所述第一液体总体积，控制所述第一类液体和/或第二类液体通过所述至少一个液体进出通道充入所述储液室，或控制所述第一类液体和/或第二类液体通过所述至少一个液体进出通道从所述储液室排出，以使得所述第一液体总体积与所述第二液体总体积相同。

20.如权利要求17～19任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一类液体和所述第二类液体的体积比例，包括：

根据所述目标光焦度，确定所述透镜的像差校正参数；

根据所述像差校正参数，确定所述第一类液体和所述第二类液体的体积比例。

21.如权利要求17～20任一项所述的方法，其特征在于，所述第一类液体为绝缘液体，所述第二类液体为导电液体，所述透镜还包括第一电极和第二电极，施加于所述第一电极和所述第二电极的电压作用于所述第二类液体，所述方法还包括：

根据所述像差校正参数，确定施加于所述第一电极和所述第二电极的电压，以调整所述液体接触面的曲率。

22.一种控制装置，其特征在于，包括处理器和存储器；所述存储器中存储有程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，以实现如权利要求16～21任一项所述的方法。

23.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1～15任一项所述的透镜。

24.如权利要求23所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括如权利要求22所述的控制装置。

25.如权利要求23或24所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为眼镜，所述眼镜还包括镜框和镜腿，其中：所述透镜与所述镜框和所述镜腿连接。

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