CN115840302A - 一种透镜的调节方法及眼镜 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种透镜的调节方法及眼镜。透镜可以包括第一透镜层，第一透镜层可以包括可调区域，则透镜的调节方法可以包括首先获取人眼视物距离，其中，人眼视物距离为人眼与人眼注视的目标物体之间的距离。之后，再根据人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定可调区域的光焦度。从而可使第一透镜层的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，从而可改善透镜的近视防控效果。

Description

一种透镜的调节方法及眼镜

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的调节方法及眼镜。

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眼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。

为了对近视进行有效的防控，基于光学技术的视近下加光方法被提出。目前的具有视近下加光的透镜，其下光区在近视度数的基础上增加了一定的正的光焦度，从而可通过透镜的上光区看远，通过下光区看近，并且下光区可以让双眼由集合较强的看近状态转化为相对放松的望远状态，以缓解和消除看近带来的视近疲劳，从而有效达到防控近视发生及发展的目的。但是，目前的具有视近下加光的透镜的下光区的加光度数固定，其无法适应不同视物距离的人眼调节负荷变化的需求，从而影响近视防控效果。基于此，提供一种能够根据人眼视物距离灵活调节类似下光区等区域的光焦度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的调节方法及眼镜，以使透镜的可调区域的光焦度根据人眼视物距离灵活调整，以起到有效的近视防控效果。

本申请第一方面，提供了一种透镜，该透镜包括第一透镜层，该第一透镜层包括一个可调区域，该可调区域可为第一透镜层的可视区域的一个局部区域，例如下光区；该可调区域也可以为第一透镜层的整个可视区域。另外，该可调区域的光焦度与人眼的视物距离呈一元多次多项式的关系函数。从而使第一透镜层的可调区域的光焦度可根据人眼的视物距离的改变，按照二者之间的一元多次多项式关系函数进行改变。从而可使第一透镜层的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，以可改善透镜的近视防控效果。

值得一提的是，人眼的光焦度受眼睛的视野深度和视觉系统模糊耐受程度影响，其通常遵循人眼调节刺激-调节反应曲线。由于人眼调节刺激为人眼视物距离的倒数，则在不同的人眼视物距离下，人眼调节刺激不同，相应的调节滞后量也不同，从而使可调区域增加的光焦度不同。因此，在本申请一个可能的实现方式中，可使可调区域的光焦度与人眼调节刺激之间呈一元多次多项式的关系，从而便于确定可调区域的光焦度。

在本申请中，在具体设置第一透镜层，第一透镜层可包括两个固态透镜，该两个固态透镜均具有曲面，且两个固态透镜的曲面的至少部分相对设置。这样可使该可调区域的光焦度由该两个固态透镜的光焦度叠加得到。又因为两个固态透镜的曲面的至少部分相对设置。因此，随着该两个固态透镜的错位移动，可以使两个固态透镜的曲面相对设置的部分发生错位移动，从而使两个固态透镜的叠加部分的光焦度改变，以使可调区域的光焦度改变。

在本申请另一个可能的实现方式中，第一透镜层在设置时，可以包括第一基板、第二基板和挡板。其中，第一基板和第二基板相对设置，且第一基板和第二基板中的至少一个为弹性薄膜基板。另外，挡板可以设置于第一基板和第二基板之间，且挡板可沿第一基板和第二基板的边缘设置一周，该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一个密闭的储液室。储液室内填充有光学液体，挡板上还可以设置有液体进出通道，该液体进出通道用于供光学液体充入储液室，也可以用于供光学液体从所述储液室排出。由于第一基板和第二基板中的至少一个为弹性薄膜基板，则在随着储液室内的光学液体的体积的改变，光学液体对于弹性薄膜基板的支撑力改变，从而使弹性薄膜基板的曲率改变，以使第二透镜层形成对应的光焦度。

除了上述的设置方式外，在本申请一个可能的实现方式中，第一透镜层可以包括第一基板、第二基板、第一电极和第二电极。其中，第一电极设置于第一基板，第二电极设置于第二基板，且第二电极包括第一子电极和第二子电极，第一子电极和第二子电极之间存在电压差。另外，第一基板和第二基板之间还设置有第一液晶区域，该第一液晶区域包括液晶分子，液晶分子可随施加于第一子电极和第二子电极之间的电压差发生偏转，并在可调区域形成对应的光焦度。

另外，由中央区域到周边区域的方向上，第一透镜层可以包括多个套设的环形菲涅尔瓣。这样，可以将第一子电极和第二子电极分别设置于对应的环形菲涅尔瓣的内圈和外圈处，从而可在第一透镜层形成多个套设的环形电压差区域，并使与各个环形电压差区域相对应的第一液晶区域的液晶分子在对应的电压差的作用下发生偏转，以形成对应的光焦度。

可以理解的是，通过改变施加于各个环形电压差区域的电压差，可使对应各个环形电压差区域的第一液晶区域形成的光焦度改变。基于此，通过合理设计，在由中央区域到周边区域的方向上，可使第一透镜层上形成的光焦度呈渐变设计。

在本申请一个可能的实现方式中，还可以使至少一个环形菲涅尔瓣的内部可以包括多个子环形菲涅尔瓣，该多个子环形菲涅尔瓣的光焦度相同。通过将菲涅尔瓣进一步分割成多个子环形菲涅尔瓣，可以使第一透镜层形成的光焦度呈连续渐变的效果，从而可有效的减少第一透镜层的像跳干扰的产生，其可提高人眼使用的舒适性。

由上文介绍可以知道，在环形菲涅尔瓣的电压差发生改变时，施加于对应的第一液晶区域的电压也随之改变，则其光焦度也会发生适应性的改变。而在本申请中，由中央区域到周边区域的方向上，可使各个环形菲尼尔瓣的光焦度呈线性关系，以减小第一透镜层的像跳干扰。

在本申请中，通过合理设计，可以在施加于第一个环形菲涅尔瓣的电压差发生改变时，施加于其它各个环形菲涅尔瓣的电压差均可随之改变，且其变化趋势相同。另外，还可以使距第一个环形菲涅尔瓣最远的环形菲涅尔瓣的电压差与第一个环形区域的电压差的差值增大。这样，在由中央区域到周边区域的方向上，可通过改变第一个环形菲涅尔瓣的光焦度，来实现对各其它环形菲涅尔瓣的光焦度的调整，并实现对第一透镜层的离焦度数的调整，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。

在本申请一个可能的实现方式中，透镜还可以包括第二透镜层。其中，第一透镜层和该第二透镜层可以相层叠设置，以通过第一透镜层和第二透镜层的光焦度的叠加来满足透镜的光焦度的要求。

在具体设置第二透镜层时，第二透镜层可为液晶透镜。在由中央区域到周边区域的方向上，第二透镜层包括多个条形菲涅尔瓣。可以理解的是，该第二透镜层可形成柱面液晶透镜，其可用于实现对人眼散光的矫正。

另外，在本申请中，还可以使至少一个条形菲涅尔瓣的内部包括多个子条形菲涅尔瓣，该多个子条形菲涅尔瓣的光焦度可以相同。由于分割后的相邻的两个条形子菲涅尔瓣的电极间隔降低，从而可使第二透镜层整体形成类抛物线的电场分布曲线，其成像质量可以得到明显的改善。

在本申请另一可能的实现方式中，第二透镜层也为液晶透镜层，该第二透镜层可以包括第三基板、第四基板、第三电极和第四电极。其中，第三电极设置于第三基板，第四电极设置于第四基板。在本申请中，第四电极包括多个子电极对，每个子电极对包括第三子电极和第四子电极。第四子电极可设置为环状电极，另外，各个子电极对的第三子电极相连接，以使各个子电极对的施加于第三子电极上的电压相同，这样可通过对施加于各个子电极对的第四子电极上的电压进行调整，即可使每个子电极对的第三子电极和第四子电极之间存在电压差。在本申请另外一些实现方式中，还可以使各个子电极对的第四子电极相连接，以使各个子电极对的施加于第四子电极上的电压相同，这样可通过对施加于各个子电极对的第三子电极上的电压进行调整，即可使每个子电极对的第三子电极和第四子电极之间存在电压差。从而可有效的简化第二透镜层的结构。

另外，在本申请中，第三基板和第四基板之间还设置有多个第二液晶区域，该多个第二液晶区域与多个子电极对一一对应设置，每个子电极对的第四子电极对应第二液晶区域的边缘设置。每个第二液晶区域包括液晶分子，而每个子电极对的第三子电极和第四子电极之间存在电压差。这样可使第二液晶区域内的液晶分子在对应的子电极对的第三子电极和第四子电极之间存在电压差的作用下发生偏转，从而产生对应的光焦度。

由于作用于第二液晶区域的电压差的不同可使第二液晶区域内的液晶分子发生的偏转角度不同，从而可产生不同的光焦度。基于此，在本申请中，可以使至少一个第二液晶区域在第二透镜层上形成第一光学区，并使至少一个第二液晶区域在第二透镜层上形成第二光学区，第二光学区可围绕第一光学区设置。可以理解的是，用于形成第一光学区的第二液晶区域产生的光焦度相同，用于形成第二光学区的第二液晶区域产生的光焦度相同，但是第一光学区的光焦度与第二光学区的光焦度不同。这样，可使第一光学区形成的光焦度对应用户的近视度数，而第二光学区的光焦度对应离焦度数，从而可使人眼的注视点落在第一光学区时，可以获得清晰的远视力，而第二光学区可起到离焦的效果，以对人眼起到有效的近视防控效果。另外，在本申请中，随着人眼注视点在透镜上的位置的变化，第一光学区和第二光学区的位置可随之改变，从而可满足用户的个性化的离焦模糊耐受需求，以起到有效的近视防控效果。

由于相邻的两个第二液晶区域之间的区域内如果没有分布液晶分子，则该两个第二液晶区域之间的区域的光焦度为0。在本申请一个可能的实现方式中，可使第一光学区内的第二液晶区域内形成的光焦度为0，这样可使整个第一光学区内的光焦度统一，从而可使落在该第一光学区内的注视点可以获得清晰的视觉效果。

另外，在本申请中，可在由第一光学区到第二光学区的方向上，使第二光学区内的光焦度呈渐进增大设置，从而可使第二光学区形成渐进离焦的效果，其有利于提高近视防控的效果。

第二光学区内的光焦度呈渐进增大设置可通过对第二光学区内的各个第二液晶区域形成的光焦度进行调节来实现。具体实施时，可使位于第二光学区内的每个第二液晶区域形成一个光焦度，而各个第二液晶区域形成的光焦度可以相同，也可以不同。这样，在由第一光学区到第二光学区的方向上，可使位于第二光学区内的各个第二液晶区域的光焦度呈渐进增大设置，从而可实现第二光学区内的光焦度呈渐进增大设置。

第二方面，本申请还提供一种透镜的调节方法，该透镜包括第一透镜层，该第一透镜层在具体设置时，其可以包括第一基板、第二基板、第一电极和第二电极，第一电极设置于第一基板，第二电极设置于第二基板，且第二电极包括第一子电极和第二子电极，第一子电极和第二子电极之间存在电压差。第一基板和第二基板之间设置有第一液晶区域，第一液晶区域包括液晶分子，液晶分子可随第一子电极和第二子电极之间的电压差发生偏转，并形成对应的光焦度。则本申请提供的透镜的调节方法可以包括：

获取人眼视物距离，人眼视物距离为人眼与人眼注视的目标物体之间的距离；

根据人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定透镜的可调区域的光焦度。

在本申请一个可能的实现方式中，可以通过多组离散数据拟合得到一元多次多项式的关系函数，其中，离散数据包括人眼视物距离和光焦度的对应关系。

采用本申请提供的透镜的调节方法，可使透镜的第一透镜层的可调区域的光焦度可根据人眼的视物距离的改变，按照二者之间的一元多次多项式关系函数进行改变。从而可使透镜的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，从而可改善透镜的近视防控效果。

人眼的光焦度受眼睛的视野深度和视觉系统模糊耐受程度影响，其通常遵循人眼调节刺激-调节反应曲线。由于人眼调节刺激为人眼视物距离的倒数，则在不同的人眼视物距离下，人眼调节刺激不同，相应的调节滞后量也不同，从而使可调区域增加的光焦度不同。因此，在本申请一个可能的实现方式中，根据人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定透镜的可调区域的光焦度，可以包括：根据人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定透镜的可调区域的光焦度。以便于可调区域的光焦度的确定。

由于可调区域内的光焦度可由位于该可调区域内的第一液晶区域的液晶分子在对应的电压差的作用下偏转而形成的，因此，在本申请一个可能的实现方式中，透镜的调节方法还可以包括：

根据第一液晶区域的光焦度，确定施加于第一子电极和第二子电极之间的电压差。

以使第一液晶区域内的液晶分子能够在第一子电极和第二子电极之间的电压差的作用下进行偏转，以形成对应的光焦度。

在本申请一个可能的实现方式中，透镜的调节方法还可以包括：

获取第一光焦度和第二光焦度，第一光焦度为在减小第一液晶区域的光焦度的过程中，第一液晶区域的最小光焦度或者持续时间最长的光焦度，第二光焦度为在增大第一液晶区域的光焦度的过程中，第一液晶区域的最大光焦度或者持续时间最长的光焦度，减小第一液晶区域的光焦度的过程和增大第一液晶区域的光焦度的过程是通过用户指令控制的；

获取第一光焦度和第二光焦度的和的一半，并将第一光焦度和第二光焦度的和的一半作为第一液晶区域的光焦度。

这样，可针对不同的老花患者进行透镜的第一透镜层的光焦度的调节，以满足患者在不同近距离场景下的用眼需求，从而提高老花患者的眼睛的调节力。

在本申请一个可能的实现方式中，具体实施时，透镜的调节方法还可以包括：

获取人眼的疲劳状态参数；

在疲劳状态参数超过预设阈值的情况下，控制可调区域的光焦度按照预设的范围和/或速度变化。

由于本申请提供的透镜的第一透镜层的可调区域的光焦度可根据人眼视物距离进行调节，这样，可以根据人眼的疲劳状态，通过控制可调区域的光焦度按照一个预设的变焦范围和/或速度变化对人眼进行疲劳训练，以用于改善人眼的视疲劳症状。

另外，上述的在疲劳状态参数超过预设阈值的情况下，控制可调区域的光焦度按照预设的范围和/或速度变化，具体可以包括：

在疲劳状态参数超过预设阈值的情况下，发出疲劳预警信号；

获取用户指令；

当用户指令指示开启疲劳调节训练时，控制可调区域的光焦度按照预设的范围和/或速度变化。

这样，可以根据用户的需求进行眼疲劳训练，以能够有效的改善人眼的疲劳症状。

在本申请一个可能的实现方式中，可调区域还包括第二透镜层，第一透镜层和第二透镜层相层叠设置；第二透镜层为液晶透镜层，在本申请中，第二透镜层可以包括第三基板、第四基板、第三电极和第四电极，其中：第三电极设置于第三基板，第四电极设置于第四基板，且第四电极包括多个子电极对，每个子电极对包括第三子电极和第四子电极，第四子电极为环状电极，各个子电极对的第三子电极或第四子电极相连接；针对每个子电极对，第三子电极和第四子电极之间存在电压差；第三基板和第四基板之间设置有多个第二液晶区域，多个第二液晶区域与多个子电极对一一对应设置，每个子电极对的第二子电极对对应第二液晶区域的边缘设置；每个第二液晶区域包括液晶分子，液晶分子可随对应的子电极对之间的电压差发生偏转；则本申请提供的透镜的调节方法还可以包括：

获取人眼的注视点在第二透镜层上的位置；

根据注视点在第二透镜层上的位置，确定第一光学区和第二光学区的位置，注视点位于第一光学区，第二光学区位于第一光学区的周边；

根据第一光学区和第二光学区的位置，确定第一光学区包括的第二液晶区域和第二光学区包括的第二液晶区域；

控制第一光学区内的第二液晶区域和第二光学区内的第二液晶区域分别形成光焦度，第一光学区内的光焦度和第二光学区内的光焦度不同。

这样，可以通过获取人眼的注视点在第二液晶层上的位置，来确定第一光学区和第二光学区的位置。通过控制第一光学区的第二液晶区域和第二光学区内的第二液晶区域分别形成对应的光焦度，以使第一光学区和第二光学区的光焦度不同，从而可使人眼的注视点落在第一光学区时，可以获得清晰的远视力，而第二光学区可起到离焦的效果，以对人眼起到有效的近视防控效果。另外，人眼的注视点在透镜上的位置可在人眼看向不同注视角下的物体时而改变，这样可使第一光学区和第二光学区在透镜上的位置跟随人眼的注视点的位置的改变而改变，从而可满足用户的个性化的离焦模糊耐受需求，以起到有效的近视防控效果。

在本申请一个可能的实现方式中，透镜的调节方法还可以包括：

获取第一光学区的光焦度；

获取第二光学区的光焦度。

由于第一光学区和第二光学区的光焦度的形成是通过对应光学区内的第二液晶区域来实现的，则通过获取到的第一光学区和第二光学区的光焦度，可确定施加于对应的第二液晶区域的电压差，并将该电压差作用于与该第二液晶区域相对应设置的子电极对。从而使第二液晶区域内的液晶分子反生偏转以形成对应的光焦度。

另外，获取第一光学区的光焦度，获取第二光学区的光焦度可以包括：

获取目标离焦度数和目标屈光度；

根据所述目标屈光度确定所述第一光学区的光焦度；

根据所述目标离焦度数确定所述第二光学区的光焦度。

在本申请中，目标屈光度可对应人眼的近视度数，而目标屈光度和目标离焦度数均可以通过用户的设定来输入到透镜。这样，即可根据用户设定的目标屈光度确定第一光学区的光焦度，根据目标离焦度数确定第二光学区的光焦度，从而可使第一光学区和第二光学区分别形成对应的光焦度，以满足用户的使用要求。

在本申请一个可能的实现方式中，上述的控制第一光学区内的第二液晶区域和第二光学区中的第二液晶区域分别形成光焦度，可以包括：

基于第一光学区的光焦度，确定与第一光学区的光焦度对应的第一电压差，第一电压差用于使第一光学区内的第二液晶区域的液晶分子发生偏转；

控制与第一光学区内的第二液晶区域对应的第一子电极和第二子电极向第一光学区内的第二液晶区域施加第一电压差，以使得第一光学区内的第二液晶区域形成光焦度；

基于第二光学区的光焦度，确定与第二光学区的光焦度对应的第二电压差，第二电压差用于使第二光学区内的第二液晶区域的液晶分子发生偏转；

控制与第二光学区内的第二液晶区域对应的第一子电极和第二子电极向第二光学区内的第二液晶区域施加第二电压差，以使得第二光学区内的第二液晶区域形成光焦度。

由于第一光学区和第二光学区内的每个第二液晶区域形成的光焦度均可以通过对施加于该第二液晶区域的电压差进行调节来实现。基于此，通过对第二光学区内的第二液晶区域的光焦度的调节，可使第二光学区形成渐进离焦的效果。具体实施时，在本申请一个可能的实现方式中，在由第一光学区到第二光学区的方向上，可以在第二光学区内形成多个依次增大的光焦度。另外，第二光学区内的每个光焦度可由一个或多个第二液晶区域形成。

本申请提供的透镜可应用于眼镜，眼镜通常可包括镜框和镜腿，透镜可分别与镜框和镜腿连接。另外，眼镜还可以包括光源，这样，上述获取人眼在第二透镜层上的位置，可以包括：

通过光源向人眼发射光束；

获取光束在人眼的眼球表面形成的亮斑的位置；

获取瞳孔中心与亮斑之间的相对位置；

根据瞳孔中心与亮斑之间的相对位置，确定注视点在透镜上的位置。

又由于注视点落在透镜的第二透镜层的第一光学区，则通过对注视点在第二透镜层上的位置的确定，则可对第二透镜层上的第一光学区的位置进行确定，并对位于第一光学区的周边的第二光学区的位置进行确定。另外，人眼的注视点在透镜上的位置可在人眼看向不同注视角下的物体时而改变，这样可使第一光学区和第二光学区在第二透镜层上的位置跟随人眼的注视点的位置的改变而改变，从而可满足用户的个性化的离焦模糊耐受需求，以起到有效的近视防控效果。

第三方面，本申请还提供一种透镜调节的控制装置，该控制装置可以包括：

获取模块，用于获取人眼视物距离，人眼视物距离为人眼与人眼注视的目标物体之间的距离；

确定模块，用于根据人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定可调区域的光焦度，可调区域位于透镜的第一透镜层。该可调区域可为第一透镜层的一个局部可视区域，例如第一透镜层的下光区；另外，可调区域也可以为第一透镜层的整个可视区域。

在本申请一个可能的实现方式中，该一元多次多项式的关系函数是通过多组离散数据拟合得到的，离散数据包括人眼视物距离和光焦度的对应关系。

采用本申请提供的透镜调节的控制装置，可使透镜的第一透镜层的可调区域的光焦度可根据人眼的视物距离的改变，按照二者之间的一元多次多项式关系函数进行改变。从而可使第一透镜层的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，从而可改善透镜的近视防控效果。

人眼的光焦度受眼睛的视野深度和视觉系统模糊耐受程度影响，其通常遵循人眼调节刺激-调节反应曲线。由于人眼调节刺激为人眼视物距离的倒数，则在不同的人眼视物距离下，人眼调节刺激不同，相应的调节滞后量也不同，从而使可调区域增加的光焦度不同。因此，在本申请一个可能的实现方式中，确定模块还可以用于根据人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定透镜的可调区域的光焦度。以便于可调区域的光焦度的确定。

在本申请一个可能的实现方式中，获取模块还用于获取人眼的疲劳状态参数；装置还包括控制模块，控制模块用于在疲劳状态参数超过预设阈值的情况下，控制可调区域的光焦度按照预设的范围和/或速度变化。

由于本申请提供的透镜的第一透镜层的可调区域的光焦度可根据人眼视物距离进行调节，这样，可以根据人眼的疲劳状态，通过控制可调区域的光焦度按照一个预设的变焦范围和/或速度变化对人眼进行疲劳训练，以用于改善人眼的视疲劳症状。

在本申请一个可能的实现方式中，透镜还可以包括第二透镜层，第一透镜层和第二透镜层相层叠设置；第二透镜层为液晶透镜层，第二透镜层包括多个液晶区域，其中：

获取模块，还用于获取人眼的注视点在第二透镜层上的位置；

确定模块，还用于根据注视点在第二透镜层上的位置，确定第一光学区和第二光学区的位置，注视点位于第一光学区，第二光学区位于第一光学区的周边；

确定模块，还用于根据第一光学区和第二光学区的位置，确定第一光学区包括的液晶区域和第二光学区包括的液晶区域；

装置还包括控制模块，控制模块用于控制第一光学区内的液晶区域形成第一光焦度，控制第二光学区内的液晶区域形成第二光焦度，第一光焦度和第二光焦度不同。

这样，可以通过获取模块获取人眼的注视点在第二液晶层上的位置，并通过确定模块确定第一光学区和第二光学区的位置。另外，通过控制模块控制第一光学区的第二液晶区域和第二光学区内的第二液晶区域分别形成对应的光焦度，以使第一光学区和第二光学区的光焦度不同，从而可使人眼的注视点落在第一光学区时，可以获得清晰的远视力，而第二光学区可起到离焦的效果，以对人眼起到有效的近视防控效果。另外，人眼的注视点在透镜上的位置可在人眼看向不同注视角下的物体时而改变，这样可使第一光学区和第二光学区在透镜上的位置跟随人眼的注视点的位置的改变而改变，从而可满足用户的个性化的离焦模糊耐受需求，以起到有效的近视防控效果。

在本申请中，控制第二光学区内的液晶区域形成第二光焦度，可以包括：

控制模块，具体用于，由第一光学区到第二光学区的方向上，控制第二光学区内形成多个依次增大的第二光焦度，每个第二光焦度由一个或多个液晶区域形成。从而可使第二光学区形成渐进离焦的效果。

第四方面，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。以使透镜的第一透镜层的可调区域的光焦度可根据人眼的视物距离的改变，按照二者之间的一元多次多项式关系函数进行改变。从而可使第一透镜层的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，从而可改善透镜的近视防控效果。

第五方面，本申请提供一种眼镜，该眼镜可以包括第四方面的控制装置，该控制装置可以用于根据人眼的视物距离控制第一透镜层的可调区域的光焦度，以使第一透镜层的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，从而可改善透镜的近视防控效果。

为了获得人眼的视物距离，在本申请一个可能的实现方式中，眼镜还可以包括测距传感器，该测距传感器可以但不限于设置于镜框，以通过该测距传感器测量得到人眼视物距离。

另外，眼镜还可以包括透镜、镜框和镜腿。其中，透镜可与镜框和镜腿连接。本申请提供的眼镜，其透镜的可调区域的光焦度可根据人眼的视物距离的改变，按照一元多次多项式关系函数进行改变。从而可使透镜的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，从而可改善眼镜的透镜的近视防控效果。

在本申请一个可能的实现方式中，该眼镜的透镜的第二透镜层可为液晶透镜。另外，在由中央区域到周边区域的方向上，第二透镜层包括多个条形菲涅尔瓣。该第二透镜层的具体设置方式可参照上文的介绍，在此不进行赘述。

该眼镜的镜框上可以设置有第一供电触点，在第二透镜层上可以设置有第二供电触点。第二供电触点可呈环形结构设置。这样，在第二透镜层沿镜框转动的过程中，第二供电触点与第一供电触点可始终导电接触，从而在第二透镜层和镜框之间形成一环形轨道供电结构，该结构形式便于实现第二透镜层和镜框的相对旋转，以可通过第二透镜层相对镜框的旋转来实现透镜的轴位调整，以用于透镜的散光轴位的矫正。

除了上述结构外，本申请提供的眼镜还可以包括光源和注视角测量传感器。其中，光源和注视角测量传感器可以设置于镜框。光源可用于向人眼发射光束，注视角测量传感器可用于获取光束在人眼的眼球表面形成的亮斑的位置，其中，亮斑的位置用于确定人眼的注视点在透镜上的位置。

另外，眼镜中还可以设置有电池，该电池可以为眼镜上的例如光源、测距传感器或控制装置等耗电器件供电，以保障这些器件的正常工作。

第六方面，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。以使透镜的第一透镜层的可调区域的光焦度可根据人眼的视物距离的改变，按照二者之间的一元多次多项式关系函数进行改变。从而可使透镜的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，从而可改善透镜的近视防控效果。

第七方面，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。以使透镜的第一透镜层的可调区域的光焦度可根据人眼的视物距离的改变，按照二者之间的一元多次多项式关系函数进行改变。从而可使透镜的该可调区域能够适应不同的人眼视物距离的人眼调节负荷变化的需要，从而可改善透镜的近视防控效果。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的透镜的应用场景示意图；

图2为本申请一实施例提供的眼镜的侧视图；

图3为本申请一实施例提供的第一透镜层的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的视光学人眼调节刺激-调节反应曲线图；

图5为本申请一实施例提供的人眼调节超前和滞后示意图；

图6为本申请一实施例提供的透镜的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的传统的渐近镜的结构示意图；

图8a为本申请一实施例提供的传统固态凹透镜的结构示意图；

图8b为本申请一实施例提供的传统的采用菲涅尔型分布的液晶透镜的结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的传统的呈菲涅尔型设计的液晶透镜的结构示意图；

图10为本申请一实施例提供的各环形菲涅尔瓣的中心到边缘延伸长度与施加的电压差之间的关系曲线；

图11为本申请一实施例提供的液晶透镜的结构示意图；

图12为本申请一实施例提供的第一透镜层的结构示意图；

图13为本申请另一实施例提供的透镜的结构示意图；

图14为本申请一实施例提供的透镜的调节方法流程图；

图15为本申请一实施例提供的眼镜的局部结构示意图；

图16为本申请一实施例提供的加光量与调节刺激的函数曲线图；

图17为本申请另一实施例提供的透镜的结构示意图；

图18a至图18d为本申请一实施例提供的具有不同光焦度的第一透镜层的结构示意图；

图19为本申请一实施例提供的人眼散光的示意图；

图20为本申请另一实施例提供的透镜的结构示意图；

图21为本申请一实施例提供的传统的呈菲涅尔型设计的柱面液晶透镜的结构示意图；

图22为本申请一实施例提供的第二透镜层的形成方式示意图；

图23为本申请另一实施例提供的眼镜的结构示意图；

图24为本申请一实施例提供的瞳孔中心-亮斑中心向量示意图。

附图标记：

1-镜框；101-安装孔；102-第一供电触点；2-透镜；2a-第一透镜层；2b-第二透镜层；

201a-第一基板；201b-第二基板；202a-第一电极；202b-第二电极；2021-第一子电极；

2022-第二子电极；203-液晶区域；204-环形菲涅尔瓣；2041-环形子菲涅尔瓣；

205-光学液体；206-条形菲涅尔瓣；2061-条形子菲涅尔瓣；207-第二供电触点；

208-注视点；3-镜腿；4-驱动装置；5-电池；6-测距传感器；7-眼疲劳监测传感器；

8-角膜；801-亮斑；9-晶状体；10-瞳孔；11-摄像头；12-光源。

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，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像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。

当前，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，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。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。

为了对近视进行有效的防控，基于光学技术的视近下加光方法被提出，其中，下加光(near vision addition，ADD)通常指视近下加光，其为透镜远用度数和近用度数之差的绝对值。视近下加光可长时持续的降低用眼调节负担，其通过将透镜分为上下多个光区，以用上光区看远，下光区看近。下光区可以让双眼由集合较强的看近状态转化为相对放松的望远状态，缓解和消除看近带来的视近疲劳，从而有效达到防控近视发生及发展的目的。基于此，目前一些眼镜厂家也推出了在下光区增加屈光度的双焦近视眼镜，该近视眼镜采用上下光区透镜结构，上光区用于看远，下光区用于看近。经临床实验验证，该双焦近视眼镜相对于单光眼镜可延缓近视增长约0.5D每年。

但是，目前的双焦近视眼镜，其下光区的加光度数为固定值。这就无法适应在不同视物距离下的人眼的调节负荷变化的需求，从而影响用户佩戴的舒适性，其对于人眼的近视防控效果欠佳。

本申请提供的透镜旨在解决上述问题，该透镜的下光区的光焦度可根据人眼视物距离灵活的调整，以在不同阅读距离下满足人眼的调节负荷变化的需求，从而起到有效的近视防控效果。另外，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，应用有本申请提供的透镜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(augmentedreality，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1，图1为本申请一实施例提供的透镜的应用场景示意图。在图1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1和透镜2。其中，透镜2固定于镜框1。另外，眼镜还可以包括镜腿3，示例性的，可以参照图2，图2展示了本申请一实施例提供的眼镜的侧视图。这样，透镜2除了可以与镜框1连接之外，还可以与镜腿3连接，其连接方式可以但不限于为螺纹联接等。

在图1所示的实施例中，镜框1可以具有两个安装孔101，该两个安装孔101可对称设置。另外，透镜2为两个，且该两个透镜2一一对应的安装于镜框1的两个安装孔101内。透镜2的形状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2形状的多样性，从而增加用户的选择性，提高用户使用体验。可以一并参照图1 和图2，镜腿3可通过镜框1与透镜2间接连接。在另外一些可能的实施例中，镜框1还可以为设置于两个透镜2之间的连接结构，而镜腿3可与透镜2直接连接。

在本申请中，透镜2包括至少一个透镜层，例如包括第一透镜层2a。可参照图3，图3展示了本申请一个可能的实施例提供的第一透镜层2a的结构示意图。在图3所示的实施例中，第一透镜层2a为液晶透镜层，该第一透镜层2a可以包括第一基板201a、第二基板201b、第一电极202a和第二电极202b。其中，第一电极202a设置于第一基板201a，第二电极202b设置于第二基板201b，另外，在第一基板201a和第二基板201b之间设置有液晶区域203。

可以理解的是，透镜2对于透光性的要求较高，在本申请中，透镜2的材质可选择为透明材质。示例性的，第一基板201a和第二基板201b可以但不限于选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate two formic acid glycol ester，PEN)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane， PDMS)等透明材料制成。另外，第一电极202a和第二电极202b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 tin oxide，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。

可继续参照图3，在本申请中，施加于第一电极202a和第二电极202b上的电压可在第一基板201a和第二基板201b之间产生对应的电场。如在图3所示的实施例中，当在第一透镜层2a的不同区域施加的电压不同时，即可在不同的区域形成电压差和电场梯度分布。而该电场可作用于液晶区域203，液晶区域203内的液晶分子可在对应的电场作用下发生适应性的偏转。

其中，为了能够对第一电极202a和第二电极202b施加对应的电压，可继续参照图2，可以在眼镜上设置驱动装置4，该驱动装置4可以但不限于设置于眼镜的镜框1或者镜腿3上。

本申请提供的透镜3在应用于眼镜时，可以在眼镜中设置控制装置，该控制装置可以设置于如图1所示的镜框1中，也可以设置于如图2所示的镜腿3中。控制装置可以用于控制上述的驱动装置4的工作过程，从而实现对施加于第一电极202a和第二电极202b的电压的调整，以使液晶区域203形成对应的光焦度。在本申请一些实施例中，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液晶区域203的光焦度，并根据获取的液晶区域203的光焦度控制上述的驱动装置4启动，从而对第一电极202a和第二电极202b施加对应的电压。另外，存储器可用于对上述处理器获取的光焦度进行存储。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。

另外，在眼镜的镜框1或者镜腿3上还可以设置有电池5，该电池5可用于为驱动装置4、控制装置或者眼镜的其它用电模块进行供电。

在本申请中，第一透镜层2a具有一可调区域，该可调区域可以为第一透镜层2a的一个局部区域，例如第一透镜层2a的下加光区。在本申请中，下光区是指透镜2的供用户用于看近的区域。另外，可调区域也可以为第一透镜层2a的整个可视区域。则可使液晶区域203的至少部分位于第一透镜层2a的可调区域，这样，当在液晶区域203形成电场时，液晶区域 203的位于可调区域的液晶分子可在该电场的作用下发生偏转，从而在可调区域形成对应的光焦度。在本申请中，通过对可调区域进行合理设置，可以使可调区域形成的光焦度可满足用户的近距离视力调节需求，从而起到有效的近视防控效果。

为了对可调区域的光焦度进行调节，在本申请一个可能的实施例中，第一透镜层2a的第二电极202b可以包括子电极对，该子电极对包括第一子电极2021和第二子电极2022，通过对施加于第一子电极2021和第二子电极2022上的电压进行调节，可在第一子电极2021和第二子电极2022之间形成电压差。另外，液晶区域203内的液晶分子可随施加于第一子电极 2021和第二子电极2022之间的电压差发生偏转，从而在可调区域形成光焦度。

可以理解的是，在本申请中，通过改变施加于第一子电极2021和第二子电极2022之间的电压差，即可对位于可调区域内的液晶分子的偏转方向和角度进行调整，从而对可调区域形成的光焦度进行调节。这样，可根据用户的视物距离，来对可调区域的光焦度进行调节，从而满足用户不同视物距离下的调节负荷变化的需求，以起到有效的近视防控效果。

值得一提的是，当用户看不同距离物体(即对眼睛施加不同的调节刺激)，人眼光焦度的调节量(即调节反应)并不符合光学理论计算值，而是受眼睛的视野深度和视觉系统模糊耐受程度影响，其通常遵循如图4所示的视光学人眼调节刺激-调节反应曲线，其中，图4中的虚线为对应不同调节刺激的理论调节反应，图4中的实线为对应不同调节刺激的实际调节反应。

以看距离为0.33m的物体为例，可参照图4中的虚线，理论上人眼调节反应为3D屈光度，可使物体成像在视网膜上。但实际人眼调节反应量如图4中的实线所示，其小于理论值，从而导致物体成像在视网膜后面，形成远视性离焦，这种现象被称为调节滞后。反之，实际人眼调节反应量大于理论值，称为调节超前。可参照图5，图5为本申请一种实施例提供的人眼调节超前和滞后示意图。其中，B点成像位于视网膜上，C点成像在视网膜后面，形成远视性离焦；A点成像在视网膜前面，形成近视性离焦。另外，从图4所示的视光学人眼调节刺激-调节反应曲线可见，物体距离人眼越近，调节滞后量越大。

可以理解的是，通过对透镜进行加光(即附加正光焦度)，物体光线在进入人眼前会提前汇聚，从而降低了调节刺激量，根据上述图4展示的调节刺激-调节反应曲线，相应的也降低了调节滞后量。另外，一些相关研究也证明了附加正光焦度后用眼调节滞后量降低，例如，在全矫并附加+0.75D加光量的双眼视状态下，将视物目标分别放在50cm、40cm、33cm、25cm、20cm距离下测量左右眼的调节滞后量发现，每个距离下的调节滞后量都减少。基于此，近视患者在近视调节幅度正常的情况下，可佩戴附加+0.75D加光量的透镜，以减缓近视的进一步进展，且其对于内隐斜更为有效。

另外，还有研究对佩戴正常近视眼镜和佩戴增加+2.5D、+1.5D加光量的近视眼镜的近视患者，做了3年随机对照临床，结果发现近视平均进展为：佩戴+2.5D加光量的近视眼镜的患者的近视度数增长60度，佩戴+1.5D加光量的近视眼镜的患者的近视度数增长89度，而佩戴正常不加光的近视眼镜的患者的近视度数增长105度。由此可见，透镜在正常矫正度数的基础上附加一定的加光量可以有效延缓近视恶化，并且加光量越高，在近视进展上可以获得更好的近视防控效果。但是，如果下加光量太高，患者会因为不耐受导致使用不舒适从而放弃使用；如果下加光量太低，它对调节滞后将没有足够影响并且其功效也将减小。则下加光量太高或者太低都会造成不理想的近视防控效果。

从上述图4的视光学人眼调节刺激-调节反应曲线看，不同用眼距离下，调节刺激不同，相应的调节滞后量也不同。基于此，在本申请中，可以通过测量多个不同距离下的调节滞后量，然后拟合出一个数学函数，以通过该数学函数来预测用户不同用眼距离的视近下加光量。在具体实施时，由上述图4展示的调节刺激-调节反应曲线可以看出，因变量调节反应y和自变量调节刺激x呈现一元回归关系。因此，在本申请中，可以采用一元多次多项式来对调节反应y和自变量调节刺激x进行拟合，如下式所示：

其中n表示为多项式的阶数，x^k表示x的k次幂，a表示该多项式的系数。一些研究通过测量连续的调节刺激变化数据，并采用一元三次方程函数拟合了调节刺激-调节反应曲线，其证实了采用一元多次多项式模型的可行性。

由于调节滞后lag为调节刺激x和调节反应y的差值，则调节滞后lag为：

由上式关系可以知道，调节滞后lag和调节刺激x之间仍存在一元多次多项式模型关系。另外，一些研究表明最适加光量的范围位于调节滞后确定值和隐斜视测量值之间，并且最适下加光量与初始调节滞后以及初始隐斜状态都存在线性相关性，统计分析给出的取值范围为 [1.31+0.45×初始调节滞后值，1.47+0.09×初始近隐斜值]。以通过调节滞后来确定加光量为例进行说明，其获取方法可采用“lag＝0”，即加光补偿直到视近调节滞后为0D。研究发现，近距离用眼时，使调节滞后为零的加光量ADD和初始调节滞后量lag有关，遵循线性关系：

ADD＝1.31+0.45lag

例如受试者初始调节滞后量为0.73D，初始近隐斜度为+6PD，当加光量为1.64D时，调节滞后量为0D。而当考虑初始近隐斜度时，最适加光量为2.02D，兼顾调节滞后和近隐斜，最适宜的加光量范围为[1.64D，2.02D]。由前述调节滞后lag和调节刺激x(视物距离的倒数) 呈一元多次多项式函数关系，则可以推导出：

ADD＝1.31+0.45×{-a₀-(a₁-1)x-a₂x²-…-a_nxⁿ}x≤2D

由上式可以看出，加光量ADD和调节刺激x也符合一元多次多项式函数关系。因此，通过本申请的上述分析，可推导出近距离用眼(≤1m)时的加光量和调节刺激之间符合一元多次多项式函数关系模型。

另外，可以理解的是，基于上述的加光量和调节刺激之间的一元多次多项式的函数关系模型，通过对至少4个不同距离的加光量的测量(调节滞后为0时的加光量)，即可拟合出加光量与调节刺激(距离的倒数)的一元多次多项式函数模型，采用该函数模型可预测用户其它不同用眼距离下的加光量。从图4所示的视光学人眼调节刺激-调节反应曲线可以看出，调节滞后量随用眼距离增大而减小，当远距离用眼时(＞50cm)，可取消加光量，以保障人眼清晰的远视力。

另外，在本申请中，通过改变加光量来提高人眼视物清晰度的方式还可以应用于老视矫正领域。但由于老视矫正和近视防控的机理的不同，因此二者之间采用的加光量和调节刺激的关系模型不同。其中，老视是眼的调节能力下降，从而引起视近困难，其需要另外增加凸透镜才能有清晰的近视力。传统的老视矫正眼镜采用固定度数的凸透镜，其难以满足不同近距离用眼的需要。一些研究者经过大量的临床试验统计，提出人眼调节力随年龄增大而降低，其中，平均调节力＝18.5D-(0.30)×年龄，例如，60岁人群的平均调节力为0.5D，使用该调节力所能看清楚的最近距离为2m。由于针对老视矫正的加光量遵循一半调节储备原则，即：

可见在40cm阅读距离时，60岁人群的调节力为0.5D情况下的加光量为：

加光量为2.25D，其调节范围为[2.25D，(2.25+0.5)D]，对应清晰近距用眼距离为[44.4cm， 36.4cm]。但是，固定加光量既不适应人眼使用手机、电脑、读书等多场景不同近距离用眼的需求，又无法适应年龄增长调节力下降的恶化趋势。

而本申请提出的老视加光量动态调节方法，是通过调节力预先测量设定，其在使用时能够实时动态测量近距离人眼视物距离，基于调节力和视物距离遵循一半调节储备原则，来动态调整加光量。具体实施时，可通过外部终端设备传递设置命令或者经智能交互感知来实现对调节力的设定。以智能交互感知为例，用户在自然阅读距离下注视目标，其双眼以0.25D 的阶梯逐渐增加光焦度直到目标模糊，将此时的光焦度记为正相对调节量NRA。然后，再以 0.25D的阶梯逐渐减少光焦度直到目标模糊，将此时的光焦度记为负相对调节量PRA。这样，可取负相对调节量NRA和正相对调节量PRA的和的一半作为透镜用于老视矫正的加光量，即：

采用本申请提供的透镜，通过对位于可调区域的液晶区域施加不同的电压差，以使液晶区域形成对应的光焦度，从而可以满足近视患者对于不同近距离下的眼睛的调节负荷变化的需求，以达到有效的近视防控的目的。另外，对于老视患者，可针对不同年龄的患者调节下光区的光焦度，以满足患者在不同近距离场景下的用眼需求，从而提高老视患者的眼睛的调节力。

反转拍训练为另一种基于光学技术提出的近视防控方法。传统的反转拍是一种用于视力训练的眼保健工具，其可按需短时的训练眼肌缓解疲劳。反转拍可由度数相等的正负两对透镜组成，通过正透镜和负透镜之间的切换，能够充分调动眼睛自身的潜能，改善睫状肌调节能力，缓解眼睛疲劳。当前，反转拍已由手工翻转走向了自动翻转，解决了手动反转拍枯燥乏味、单调劳累和不易坚持的使用问题，甚至可以在正常近距离用眼场景(阅读、使用手机和平板等)下灵活使用。但自动反转拍的训练幅度固定、体积庞大，目前仍以独立的训练设备存在，无法集成到现有近视眼镜产品中。近年来，在一些文献中记载了通过随机患者实验说明反转拍训练提高了视力调节灵活度，改善了看近有视觉疲劳症状的青少年的用眼状况。另外，还有文献记载通过针对性的视觉功能训练可以改善调节功能，视疲劳症状明显改善。

由上述实施例对本申请提供的透镜2的介绍可以知道，该透镜2的第一透镜层2a的位于可调区域的光焦度可随对应的电压差的变化而变化。基于此，可通过对可调区域施加不同大小以及正负不同的电压差，即可根据眼疲劳状态，实现对眼睛的反转拍训练。具体实施时，可通过对电压差的设计，使可调区域的液晶区域203的光焦度按照预设的变焦范围和/或变焦速度变化，示例性的，可采用光焦度从小到大呈阶梯变化的方式对眼睛进行疲劳训练，例如，液晶区域203的光焦度由±0.5D、±1.0D、±1.5D、±2.0D逐渐变焦增加到±2.5D，然后再逐阶梯降低到±0.5D。另外，可预设在每个变焦阶梯处进行1分钟的反转拍训练再进入下一阶梯进行训练，其中，还可预设在每个阶梯处进行正负光焦度翻转8个周期作为反转拍训练的速度。采用阶梯渐进变焦的方式对眼睛进行反转拍训练，兼顾了用户不同训练幅度的使用需求。

采用本申请提供的透镜2，由于该透镜2的可调区域的光焦度可呈阶梯变化，从而可实现对眼睛的反转拍训练，因此该透镜2的体积可以设计的较小，以提高用户佩戴的舒适性。

另外，本申请提供的透镜2同时集成了近视矫正、老花矫正以及反转拍训练等功能，其可以满足不同用户的多种视力调节需求，其适用范围更加广泛，以有效的提升用户的使用体验。

本申请提供的透镜2除了可以包括上述的第一透镜层2a外，还可以与其它的透镜层进行层叠设置。示例性的，可参照图6，图6为本申请一实施例提供的透镜2的结构示意图。在该实施例中，透镜2还包括第二透镜层2b，该第二透镜层2b为传统的固态凹透镜。其中，第二透镜层2b可按照用户的近视度数和散光度以及散光轴位等通过打磨形成，其可用于矫正近视和散光。而第一透镜层2a可在第二透镜层2b的近视矫正的基础上，提供在可调区域附加加光量和/或通过正负光焦度反转变焦实现眼疲劳反转拍训练的功能。

可继续参照图6，在该实施例中，第二透镜层2b为单凹几何光学透镜，其包括相背设置的第一面和第二面，第一面为凹面，第二面为平面，第二面可与第一类透镜的第一基板201a 贴合并连接在一起。在另外一些实施例中，第一透镜层2a只是设置于第二透镜层2b的第二面的背离第一面的一侧，而第一透镜层2a和第二透镜层2b之间并不接触或者连接。

由上述实施例的介绍可以知道，视近下加光以及反转拍训练都是用于近距用眼场景。由于在近距离用眼场景下，视线可穿越透镜2的可调区域，因此可通过在可调区域附加光焦度的方案来实现近视的矫正。

但是，若只在透镜2的可调区域(例如下光区)布置小孔径的液晶透镜(孔径直径≥10mm)，其类似如图7所示的传统的渐近镜的看近区。这样，会在用户由近距离用眼场景切换到远距离用眼场景时，出现像跳干扰，从而影响用户的使用体验。为了解决这一问题，本申请中可以采用更大孔径的液晶透镜，随着孔径尺寸的增大，可以减少像跳干扰的产生，以提高人眼使用的舒适性。

由于电压差主要影响电压分布的变化趋势，电压频率主要影响电压分布的平缓度，电压的幅度和电压频率组合及交互作用决定透镜的电压实际差值和分布。根据施加的电压幅度和电压频率形成液晶区域内的不同的电场分布，液晶分子随之形成不同的曲线偏转分布，构成透镜2的不同区域具有不同的曲率分布，从而形成不同的光焦度。液晶分子可以排布形成的最大光焦度

受液晶分子的材料特性(双折射率Δn)、液晶层厚度d和透镜孔径半径r限制：

在具体应用场景中，液晶分子的材料特性、液晶层厚度和透镜孔径已知，则通过控制电压差和电压频率可在上述限制范围内调整光焦度。

以常用液晶材料双折射率Δn≤0.3，厚度d≤30μm，按透镜孔径半径5mm(对应直径10mm) 计算，则：

由上式可知，传统的液晶透镜的孔径变为原来的两倍，光焦度迅速降低为原来的四分之一，在传统的液晶透镜的孔径的半径为5mm时，其最大光焦度仅为0.72D。则采用传统几何光学设计获得的液晶透镜的变焦度太小，无法满足变焦范围需求。

为了扩大透镜的变焦范围，本申请提供的透镜2的第一透镜层2a可采用菲涅尔型分布进行设置。其中，菲涅尔型透镜的工作原理是基于一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面(如透镜表面)。这样，可去掉透镜的表面的尽可能多的光学材料，而只保留表面的弯曲度，其看起来就像透镜的原本连续的表面的部分“坍陷”到一个平面上。这样，在相同的光焦度下透镜的厚度可以更薄，或者能够在相同的厚度下形成更大的光焦度。为了便于对采用菲涅尔型分布的液晶透镜的结构进行理解，首先可参照图8a，图8a展示了本申请一个可能的实施例提供的传统固态凹透镜的结构。之后，可以参照图8b，图8b展示了传统的采用菲涅尔型分布的液晶透镜的结构。在图8b中，去掉了液晶透镜的表面的多余材料，只保留液晶透镜从中央区域到周边区域分割成的多个套设的环形区域(又称环形菲涅尔瓣204)，相邻的两个环形菲涅尔瓣204之间形成一个环形凹槽，而各菲涅尔瓣的表面均保留有原有的弯曲度。此时的液晶透镜看起来就像如图8b所示的液晶透镜的连续表面在各个分割处“坍陷”到同一个平面，以形成一系列的锯齿型的环形凹槽。

由于菲涅尔液晶透镜采用透明导电电极将整个透镜从中央区域到周边区域分割成多个环形菲涅尔瓣204，每个环形菲涅尔瓣204的内环和外环处均设置有环形电极。这样，可通过在由透镜的中央区域到周边区域的方向上的两两电极之间施加电压，来使透镜中心和第一个环形电极以及两个环形电极之间分别形成环形菲涅尔瓣形折射率分布，如图9所示，图9展示了本申请一实施例提供的传统的呈菲涅尔型设计的液晶透镜的结构示意图。在该实施例中，透镜整体组成较大孔径的球面液晶透镜，且该球面液晶透镜各菲涅尔瓣满足如下关系：

R1为第一个环形菲涅尔瓣204的外半径，Rn为第n个环形菲涅尔瓣204的外半径。则每个环形菲涅尔瓣204的宽度Ln为：

由上式可以知道，从中央区域到周边区域的方向上，环形菲涅尔瓣204的宽度依次减少，则越靠近中央区域的环形菲涅尔瓣204的宽度越大。液晶分子在电场作用下偏振产生光焦度，环形电极之间电压差和由其组成的环形菲涅尔瓣204的光焦度呈近似线性关系，则理想液晶透镜电场分布为抛物线渐进变化，如下图10中的实线所示，图10展示了各环形菲涅尔瓣的中心到边缘延伸长度与施加的电压差之间的关系。宽度越大的环形菲涅尔瓣204，由于其控制电极间隔越远，电场分布越不理想。

另外，以位于中心的环形菲涅尔瓣为例，在透镜中心和第一个环形电极施加电压差时，构造出的电压分布为线性分布(如图10中的点划线所示)。但液晶透镜可等效为如图11所示的RC电路，其实际的电压分布呈现内凹形曲线分布(如图10中的虚线所示)，且环形菲涅尔瓣的宽度越宽，对成像质量的影响越大。

参照图12所示，图12给出了本申请一个可能的实施例的提供的第一透镜层2a的结构示意图。通过对图12和图8b进行对比可以看出，在图12所示的实施例中，可将上述图8b所示的实施例中的宽度较大的环形菲涅尔环瓣204中的至少一个进一步采用菲涅尔设计划分为多个窄的菲涅尔瓣，以形成环形子菲涅尔瓣2041。由于分割后每个环形子菲涅尔瓣2041的电极间隔降低，从而可使第一透镜层2a整体形成类抛物线的电场分布曲线，其与上述图8b 中所示的宽度较大的环形菲涅尔瓣204的第一透镜层相比，成像质量得到明显的改善。

参照图13，图13为由图12中所示的第一透镜层2a与第二透镜层2b复合形成的透镜2，其中，第二透镜层2b为固态凹透镜层。该实施例提供的透镜2，第二透镜层2b用于近视矫正和散光校正，第一透镜层2a可提供在可调区域(例如下光区)附加加光量和/或通过正负光焦度反转变焦实现眼疲劳反转拍训练的功能。并且，采用该透镜2，在任何工作模式下，其成像质量较佳。

另外，在将图13所示的透镜2用于变焦眼镜时，可以根据用眼距离来调节可调区域的加光量，以满足不同用眼距离下对于光焦度的要求；并可监测用眼疲劳状态，以给予相应的反转拍疲劳缓解训练。具体实施时，可参照图14，图14为本申请一个可能的实施例提供的透镜的调节方法的流程图。

第一步，通过智能感知获取人眼视物距离和眼疲劳状态参数。其中，人眼视物距离为人眼与人眼注视的目标物体之间的距离。人眼视物距离可采用无线遥测方式获取，其可以但不限于为基于红外和超声波等技术的各类测距传感器6。该测距传感器6可设置在眼镜的一个角部。另外，由于眼镜的镜框1和镜腿3的空间较大，在本申请一些实施例中，参照图15，图15展示了本申请一实施例提供的眼镜的局部结构示意图。在该实施例中，测距传感器6还可以设置于镜框1和镜腿3的连接处，其还可与镜框1或者镜腿3上的图案相配合，以具有很好的隐藏性和美观度。

在本申请中，眼疲劳状态可以是一种对近距离用眼距离和时长的粗略判断，也可以是对眨眼频率和眼睛开合度等眼活动信息的获取判断。其中，眼活动信息的获取可以采用基于眼电和视觉摄像头等技术的眼疲劳监测传感器7。该眼疲劳监测传感器7也可以但不限于设置于透镜2的一个角部或者设置于镜框1和镜腿3的连接处。

这样，在实时进行疲劳状态的监测的过程中，可以一段时间作为滑动窗(例如45分钟)，通过逐分钟滑动来统计近距离用眼(例如≤50cm)的占比，在本申请中，可将该占比作为疲劳状态参数。当疲劳状态参数超出一预设阈值(例如90％)时，即发出疲劳预警信号。其中，疲劳预警信号可以但不限于为声音、振动或灯光中的一种或者多种的组合。

第二步，眼镜的处理器可以从存储器中读取预先测量存储的多组离散点数据(例如至少 4组)，这些离散点数据由调节刺激(人眼视物距离的倒数)和相应的加光量(光焦度)组成。根据前述分析，加光量与调节刺激呈现一元多次多项式函数模型，利用上述的多组离散点数据可以解析出一元多次多项式函数的各项系数。这样，通过检测人眼视物距离，并根据人眼视物距离和一元多次多项式函数即可求解出与该人眼视物距离对应的加光量，从而确定可调区域的光焦度。

示例性的，在一个可能的实施例中，通过验光可测量得到3个人眼视物距离分别为50cm (相当于2D调节刺激)，33cm(相当于3D调节刺激)和20cm(相当于5D调节刺激)下的加光量分别为1.5D，1.75D和2D，然后将此3个离散点预先保存在本申请提供的眼镜的存储器中。参照表1，表1展示了该实施例的各人眼视物距离与加光量的对应关系。

表1

调节刺激(D)	1	2	3	5
					加光量(D)	1.25	1.5	1.75	2

这样，处理器可读取上述表1中的离散点数据，并带入如下的一元三次方程函数：

y＝ax³+bx²+cx+d

其中y为加光量，x为调节刺激，通过代入3个离散点，求解得到该一元三次方程函数的各系数分别为：

a＝-0.0104；b＝0.0625；c＝0.1353；d＝1.0626

其对应的函数曲线可用图16表示。

在此基础上，当近距离用眼(例如≤1m)时，通过测量人眼视物距离，并换算为调节刺激(人眼视物距离的倒数)。例如人眼视物距离为25cm，则调节刺激对应为4D，将其带入上述的一元多次多项式函数关系模型，即可计算得到加光量为：

y＝-0.0104×4³+0.0625×4²+0.1353×4+1.0626＝1.94D

第三步：处理器根据眼疲劳监测传感器7测量的人眼疲劳状态向用户发出疲劳预警信号，用户可通过外部终端设备进行反转拍训练速度和幅度的设定，并将其通无线信号传输方式发送给眼镜的处理器。处理器可根据其接收的用户设定的反转拍训练速度和幅度的指令，启动疲劳调节训练。

在本申请一个可能的实施例中，可由用户通过触控设置于镜腿3的开关来启动疲劳调节训练，处理器在接收到该疲劳调节训练指令时，可以控制可调区域的光焦度按照预设的范围和/或速度变化。具体实施时，其例如可采用从小到大阶梯双眼变焦的训练模式，其中，第一透镜层2a的可调区域的光焦度可从±0.5D、±1.0D、±1.5D、±2.0D逐渐变焦增加到±2.5D，然后再逐阶梯降低到±0.5D。其中，每个阶梯完成1分钟训练即进入下一阶梯。另外，训练速度可以但不限于采用传统的反转拍速度(例如每分钟正负光焦度反转8个周期)。在该实施例中，采用阶梯渐进变焦的方式，可以兼顾用户不同训练幅度的使用需求，其适用范围更加广泛。

第四步：处理器根据所处功能状态不同，已获得了第一透镜层2a的加光量或者反转拍训练的光焦度。可以理解的是，在本申请中，加光量和反转拍训练的光焦度都对应第一透镜层 2a的可调区域(例如下光区)的光焦度。此时，处理器可检索存储器中检索光焦度和电压差关系表，其中，表2展示了本申请一种实施例提供的光焦度和电压差关系表。处理器在根据光焦度和电压差关系表检索得到与上述可调区域的光焦度相对应的电压差，并将其传递给第一透镜层2a的可调区域对应的电压变换单元，以输出对应的电压差，从而使可调区域形成对应的光焦度。该电压变换单元可以为基于各种电压变换技术的驱动装置，包括但不限于可调电阻电压发生器、脉冲宽度调制等。

表2

第一透镜层的下光区的光焦度	电压差
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***	***
		***	***
***	***

在本申请中，除了可以通过将第一透镜层2a设置为上述的液晶透镜，来满足不同人眼视物距离下对于光焦度的要求以及进行反转拍疲劳缓解训练外，在本申请一些可能的实施例中，还可以将第一透镜层2a设置为液体透镜层。参照图17，图17为本申请另一实施例提供的透镜2的结构示意图。在该实施例中，第一透镜层2a也可以包括第一基板201a和第二基板201b，第一基板201a和第二基板201b之间形成储液室，且第一基板201a和第二基板201b中的至少一个可为弹性薄膜基板。与上述的液晶透镜层不同的是，在液体透镜层中，第一基板201a 和第二基板201b的储液室中容置的为光学液体205。另外，储液室中的光学液体205的体积总量可根据需要进行变化。具体实施时，可在如图2所示的眼镜的镜腿3部位设置驱动装置 (例如微型步进电机)4、储液结构(图中未示出)和电池5。这样，可通过驱动装置4来控制第一透镜层2a的储液室中的光学液体205的液体总量，例如，当将储液结构内的光学液体 205注入到第一透镜层2a的储液室内时，第一透镜层2a的第一基板201a和/或第二基板201b 在光学液体205的挤压作用下呈凸面形态，以使第一透镜层2a形成正透镜效果。反之，当将储液室内的光学液体205抽出时，第一透镜层2a的第一基板201a和/或第二基板201b呈凹面形态，以使第一透镜层2a形成负透镜的效果。因此，在该实施例中，储液室内的光学液体 205的进出量可决定第一透镜层2a的曲率半径，从而决定透镜2的加光量或反转拍训练的幅度。

则在该实施例中，整个透镜2可包括第一透镜层2a和第二透镜层2b，其中，第二透镜层2b仍为上述的固态凹透镜。其中，第二透镜层2b可用于实现人眼近视度数和散光矫正的功能，第一透镜层2a用于实现视近下加光和反转拍训练功能。

在一个可能的实施例中，通过对35mm孔径的液体透镜层进行光学仿真，其可得到在不同光焦度下的形变情况，示例性的，可参照图18a至图18d，其中，图18a中第一透镜层2a的光焦度为-6D，图18b中第一透镜层2a的光焦度为-4D，图18c中第一透镜层2a的光焦度为-2D，图18d中第一透镜层2a的光焦度为+3D。根据仿真可以得到，在上述图18a至图18d 中，第一透镜层2a的矢高数据分别为-2.402mm、-1.573mm、-0.786mm和1.304mm，且其表面变化的形变为1.304+2.402＝3.706mm。由该仿真可见，第一透镜层2a可以在大孔径轻薄厚度下实现-6D～+3D的变焦，其可以满足日常阅读用眼和反转拍变焦训练功能。

另外，对于一些用户来说，其不仅具有上述的近视矫正、老视矫正以及近视防控的要求外，其还可能存在散光的问题。参照图19，图19展示了本申请一种实施例提供的人眼散光的示意图。其中，通过情况下，规则散光可由框架眼镜矫正，规则散光是由于角膜8或晶状体9两个主要径线的弯曲度不同所造成，这两个主要的经线互相垂直，平行光线通过规则散光眼睛不能汇聚在一个焦点，例如图19中的A和B两点。对于汇聚在视网膜前后的焦点，无法在视网膜上清晰成像，形成模糊影像。汇聚在视网膜前为近视性散光，用凹柱面镜矫正。汇聚在视网膜后为远视性散光，采用凸柱面镜矫正。

为了能够实现对人眼散光的矫正，在本申请一个可能的实施例中，参照图20，图20为本申请另一可能的实施例提供的透镜的结构示意图。在该实施例中，透镜2也可以包括第二透镜层2b，该第二透镜层2b与第一透镜层2a相层叠设置。在该实施例中，第一透镜层2a可按照上述图12所示的实施例介绍的球面液晶透镜进行设置，在此不进行赘述。另外，与上述实施例不同的是，在该实施例中，第二透镜层2b为呈菲涅尔设计的柱面液晶透镜层。参照图21，图21为本申请提供的一种传统的呈菲涅尔型设计的柱面液晶透镜的结构示意图。柱面液晶透镜是指透镜从中央区域到周边区域的方向上，采用透明电极分割成的多个条形菲涅尔瓣206，并且相邻两个透明电极之间形成条形菲涅尔瓣形折射率分布，从而使整个透镜组成较大孔径的柱面液晶透镜。

与上述实施例中对于传统的球面液晶透镜的介绍相类似，根据传统几何光学设计的大尺寸柱面液晶透镜，其光焦度的变化范围也很小，从而无法用于散光矫正。

另外，参照图22，在本申请中，为了提高柱面液晶透镜的成像质量，也可以将本申请提供的第二透镜层2b在上述传统的柱面液晶透镜的基础上，将至少一个条形菲涅尔瓣206进一步采用菲涅尔设计划分为多个窄的条形菲涅尔瓣，以形成条形子菲涅尔瓣2061。由于分割后每个条形子菲涅尔瓣2061的电极间隔降低，从而可使第二透镜层2b整体形成类抛物线的电场分布曲线，其与上述传统的柱面液晶透镜相比，其成像质量得到明显的改善。

由于在规则散光中，角膜或晶状体两个主要径线虽然互相垂直，但并非一个水平一个垂直，而是存在不同角度，这就是人眼散光的不同轴位。传统的带有散光轴位矫正的眼镜，人眼的轴位是在配镜时进行设定的。另外，并且在眼镜使用的过程中，眼镜的透镜的轴位是不能随着人眼散光轴位的改变而改变的，随着人眼散光轴位的改变，该眼镜将无法满足用户的佩戴要求。

基于此，在本申请一些实施例中，在将上述包括球面液晶透镜层和柱面液晶透镜层的透镜应用于眼镜时，参照图23，图23展示了本申请一个实施例的眼镜的结构示意图。在该实施例中，眼镜的镜框1上设置第一供电触点102，同时在第二透镜层2b上设置第二供电触点 201。在图23中，为便于说明将眼镜的一侧镜框1用于展示镜框上第一供电触点102的设置方式，用设置于眼镜的另一侧镜框1的第二透镜层2b展示第二供电触点207的设置方式。

可继续参照图23，在本申请中，第二供电触点207可制作成环形触点，且第一供电触点 102和第二供电触点207始终处于导电接触的状态。这样，即在第二透镜层2b和镜框1之间形成一环形轨道供电结构，该结构形式便于实现第二透镜层2b和镜框1的相对旋转，从而可通过第二透镜层2b相对镜框1的旋转来实现透镜的轴位调整，以用于散光轴位的矫正。另外，可以理解的是，为了便于第二透镜层2b与镜框1的相对旋转，可将第二透镜层2b设置为圆形结构。

值得一提的是，采用本申请该实施例提供的透镜，随着人眼散光度数的发展，可通过改变施加于第二透镜层2b的电压来实现对透镜的散光度数的调节，以满足用户的佩戴要求。

采用本申请该实施例提供的透镜，第一透镜层2a可用于近视矫正，并可通过在可调区域 (例如下光区)附加加光量和/或通过正负光焦度反转变焦实现眼疲劳反转拍训练的功能。而第二透镜层2b可用于实现散光度以及散光轴位的调整。因此，该透镜具有近视度数、散光度数和散光轴位灵活可调的优点，以满足用户的不同的用眼要求。

另外，当将该透镜用于作为娱乐载体的眼镜时，例如AR或VR眼镜。在将其用于供多人佩带使用的场景下时，可通过旋转第二透镜层2b来实现对透镜的散光轴位和散光度数的调节，从而满足不同使用者的散光矫正要求，以满足具有散光度数的人群对于AR或VR眼镜的佩戴需求。

在将本申请前述的由第一透镜层2a和第二透镜层2b复合形成的透镜用于变焦眼镜时，可以根据用眼距离来调节可调区域的加光量，以满足不同用眼距离下对于光焦度的要求；并可监测用眼疲劳状态，以给予相应的反转拍疲劳缓解训练；另外，还可以实现散光度数以及散光轴位的调整。在该实施例中，可以智能变焦眼镜在老花矫正中的应用为例对其进行说明。由上述实施例的介绍可以知道，本申请提供的透镜的视近加光和眼疲劳调节训练功能，对于老花人群来说，加光不是用于近视防控，而是用于弥补眼调节能力的不足。

具体实施时，第一步，通过智能感知获取人眼视物距离远近和眼疲劳状态，并通过外部终端设置的应用软件建立无线连接通路，以实现对眼镜的近视度数、散光度数和调节力的设定。其设定的参数可以经由验光获得，并保存于本申请提供的眼镜的存储器中。

值得一提的是，在本申请该实施例中，用于获取人眼视物距离和眼疲劳状态的装置以及获取的方法均可参照上述实施例，在此不进行赘述。

第二步，处理器从存储器中读取验光参数(近视度数、散光度数和调节力)。并根据调节刺激(视物距离的倒数)和调节力计算出所需的加光量，并叠加近视度数，以形成透镜所需的光焦度，其计算过程如下式所示。

以近视-3D(-300度)，调节力0.5D，在不同视物距离调节刺激下的透镜的光焦度可参见表3。

表3

用眼距离(m)	调节刺激(D)	调节力(D)	近视度数(D)	透镜光焦度(D)
					0.5	2	0.5	-3	-1.25
0.4	2.5	0.5	-3	-0.75
					0.33	3	0.5	-3	-0.25
0.25	4	0.5	-3	0.75
					0.2	5	0.5	-3	1.75

在本申请该实施例中，散光轴位可由验光获得，其中，第二透镜层2b可以根据上述验光得到的散光轴位，通过手动旋转的方式将第二透镜层2b调整并固定在合适的位置。另外，在该实施例中，可从存储器中读取散光度数，则第二透镜层2b的光焦度为：

第三步：处理器根据疲劳状态测量传感器测量的人眼疲劳状态向用户发出疲劳预警信号，用户可通过外部终端设备进行反转拍训练速度和幅度的设定，并将其通无线信号传输方式发送给眼镜的处理器。处理器可根据其接收的反转拍训练速度和幅度的命令，启动调节训练。

在本申请一个可能的实施例中，可由用户通过触控设置于镜腿3的开关来启动调节训练，其例如可采用从小到大阶梯双眼变焦的训练模式，其中，第一透镜层2a的可调区域的光焦度可从±0.5D、±1.0D、±1.5D、±2.0D逐渐变焦到±2.5D，然后再逐阶梯降低到±0.5D。其中，每个阶梯完成1分钟训练即进入下一阶梯。另外，训练速度可以但不限于采用传统的反转拍速度(例如每分钟正负光焦度反转8个周期)。在该实施例中，采用阶梯渐进变焦的方式，可以兼顾用户不同训练幅度的使用需求，其适用范围更加广泛。

第四步：处理器根据所处功能状态不同，已获得了与加光量、反转拍训练以及散光度数相对的的光焦度。可以理解的是，在本申请中，加光量和反转拍训练的光焦度对应第一透镜层2a的下光区的光焦度，散光度数对应第二透镜层2b的光焦度。此时，处理器可根据光焦度和电压差关系表检索得到与上述各光焦度相对应的电压差，并将对应的电压差分别施加于第一透镜层2a和第二透镜2b。

在本申请另一个可能的实施例中，透镜的第二透镜层2b为液晶透镜层，该第二透镜层 2b具有多个液晶区域。在将该透镜用于眼镜时，眼镜还可以包括光源和注视角传感器，该光源和注视角传感器可以设置于眼镜的镜框。在本申请中，注视角测量传感器可以但不限于基于眼电流记录法、电磁感应法、图像/录像分析法和瞳孔-角膜反射法等眼动追踪技术的原理制成。这样，可以通过记录眼睛的定位和运动来获取注视点在第二透镜层2b上的位置。

以瞳孔10-角膜8反射法为例，可以参照图24，图24为瞳孔10中心-亮斑801中心向量示意图。采用设置于眼镜的镜框上的光源12(例如红外光源12)向眼球发射光束，光束在角膜87表面产生亮斑801，然后使用摄像头11获取眼部图像，从而得到瞳孔10中心和亮斑801 中心坐标，也就是瞳孔10中心-亮斑801中心向量，此向量随瞳孔10视线方向移动变化。如图24所示，多个光源12可形成更多不同位置的亮斑801中心，形成人眼平面坐标系，能够更好的定位瞳孔10中心的相对位置。在此基础上，借助环境标定坐标数据，即可推算出视线在第二透镜层2b平面坐标系上的注视点208位置。

在实际应用系统中，环境标定坐标数据已知，包括第二透镜层2b和人眼之间的距离、第二透镜层2b相对人眼表面的倾斜角度以及各亮斑801中心的位置，从而可以将瞳孔10中心的坐标和注视点208在透镜的坐标建立映射关系。鉴于本申请可调周边离焦区域仅用视线注视点208识别第一光学区的位置，其中，第一光学区是指人眼在第二透镜层2b上的注视点 208所在的位置的区域，也可以叫做光学中央区。而第一光学区的直径往往大于9毫米，如此宽的直径范围，降低了视线注视点208的精度要求。因此，可以将瞳孔10中心取离散数值经预先设定校正，形成数据检索表格形式。参照表4，表4为本申请一种实施例提供的瞳孔 10中心-注视点208映射关系数据检索表格。该数据检索表格可保存于存储器中，这样，在摄像头11获取到瞳孔10中心坐标数据后，可由处理器调阅数据检索表格，获取最接近的注视点208在第二透镜层2b的坐标，即完成注视角的测量。

表4

瞳孔中心坐标x	瞳孔中心坐标y	注视点在透镜的坐标x	注视点在透镜的坐标y
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由于在实际的应用中，各个液晶区域在第二透镜层2b中的位置和形状是已知的，它所包含的点的坐标范围也是确定的，这些参数都是在第二透镜层2b形成时预先设定的，参照表5，表5为本申请一个实施例提供的第二透镜层2b的各个液晶区域的位置和形状信息检索表格。该检索表格可保存于存储器中。

表5

液晶区域编号	液晶区域中心坐标x	液晶区域中心坐标y	液晶区域的半径r
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以液晶区域的形状为圆形进行简化，已知其中心坐标为(a,b)，则圆上各点到圆心的距离等于圆的半径r，则有：

圆内各点到圆心的距离小于圆的半径：

在此基础上，可将上述通过测量传感器测量得到的各注视点208在第二透镜层2b上的坐标，与各液晶区域的圆心之间的距离依次进行比较，若其小于或等于圆的半径，即可识别出该注视点208坐标所在位置的液晶区域的编号，并将这些满足上述条件的液晶区域认定为处于第一光学区，而其它的液晶区域认定为处于第二光学区，该第二光学区位于第一光学区的周边，也可以叫作周边区域。

另外，处理器可将第一光学区所包括的液晶区域的光焦度调整为用户的近视度数，以保障用户清晰的看远能力，并将第二光学区所包括的液晶区域在用户的近视度数基础上附加正光焦度，形成近视性离焦近视防控效果。

则在将上述的第二透镜层2b用于透镜时，透镜的调节方法还可以包括如下步骤：

步骤四，对透镜的第二透镜层2b的第一光学区和第二光学区的光焦度进行设定。其中，第一光学区的光焦度与人眼的近视度数相对应，第二光学区的光焦度与离焦度数相对应。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，来实现对透镜的第二透镜层2b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的透镜之间建立无线(例如蓝牙)连接通路，这样，用户即可通过应用软件进行近视度数和离焦度数的设定。当透镜的处理器接收到来自外部终端设备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焦度。其中，光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。

步骤五，通过注视点测量传感器确定注视点208在第二透镜层2b上的位置。由于注视点 208位于第一光学区，则根据注视点208在第二透镜层2b上的位置，可确定第一光学区和第二光学区的位置，第二光学区位于第一光学区的周边。另外，当第一光学区和第二光学的位置确定后，可确定第一光学区所包括的液晶区域的编号和第二光学区所包括的液晶区域的编号。其中，该位于光学中央区域的液晶区域的光焦度可对应近视度数。另外，位于周边区域的液晶区域的光焦度在对应的近视度数的基础上叠加离焦度数，则周边区域作为离焦区域。

可以理解的是，在本申请中，第一光学区的位置可随着注视点208的位置的变化而变化，则离焦区域的位置也会跟随注视点208的位置的变化适应性的改变，从而使人眼视轴尽可能的穿过第一光学区，以更好的保障足够清晰的远视力和周边离焦效果。另外，由于人眼具有瞳距自适应能力，且不同个体的瞳距具有差异，则采用本申请提供的透镜，通过动态调节透镜的第二透镜层2b的离焦区域位置，可以实现对整个透镜的中央区域的移动调整，从而满足用户多样化瞳距造成的透镜光学中央区域位置不同的个性化需求。

另外，在本申请中，由于第二透镜层2b的各个液晶区域之间可能存在间隙，而该间隙处的光焦度为0。基于此，可以使位于第一光学区的各个液晶区域的光焦度均设置为0，这样可以使第一光学区的光焦度一致，从而使该第一光学区可提供清晰的视觉效果。对于第二光学区来说，其离焦度数可随用户的设定而改变。则在本申请中，还可以使透镜的第二透镜层2b 的第二光学区的光焦度由中央区域到周边区域的方向上呈渐进变化。具体实施时，以注视点 208在透镜的坐标(a,b)为中心，距离注视点208最远的液晶区域的离焦度数最大，由此可计算出透镜上各液晶区域距离注视点208的距离。仍以第一光学区设定半径为9毫米为例，距离第一光学区最远的液晶区域的光焦度为离焦度数，则位于第一光学区的液晶区域的中心坐标(x,y)距离注视点208距离满足：

满足此条件的液晶区域被认定处于第一光学区，其光焦度对应近视度数。

以此遍历出最远液晶区域距离注视点208的距离R_max，最远液晶区域的光焦度为离焦度数D，则光学周边区域各液晶区域的光焦度

与注视点208的距离可呈线性渐进增大的关系，则有：

通过使透镜的第二透镜层2b的离焦度数沿中央区域到周边区域的方向上渐进增大，可降低透镜的第二透镜层2b的第二光学区的相邻部位的屈光度差异较大引起的像跳干扰，从而可提升用户使用的舒适性。

可以理解的是，在本申请中，第二透镜层2b的离焦度数沿中央区域到周边区域的方向上渐进增大，即第二透镜层2b的第二光学区的光焦度沿中央区域到周边区域的方向上渐进增大。而第二光学区内的光焦度呈渐进增大设置可通过对第二光学区内的各个第一液晶区域形成的光焦度进行调节来实现。具体实施时，可使位于第二光学区内的每个第一液晶区域形成一个光焦度，而各个第一液晶区域形成的光焦度可以相同，也可以不同。这样，在由第一光学区到第二光学区的方向上，可使位于第二光学区内的第一液晶区域的光焦度呈渐进增大设置，从而可实现第二光学区内的光焦度呈渐进增大设置。

步骤六，处理器根据位于第一光学区和第二光学区的各个液晶区域的光焦度，从存储器中调阅检索对应的控制电压幅度和电压频率，并传递给各液晶区域所对应的电压变换单元，从而使电压变换单元输出对应频率的电压信号，以使位于第一光学区和第二光学区的液晶区域形成预设的光焦度。

在本申请该实施例中，第一透镜层2a用于提供与用户的近视度数相对应的基础光焦度，以实现视力矫正的效果。第二透镜层2b提供第一光学区和第二光学区的位置移动，以及离焦度数的调节作用。另外，可以理解的是，在本申请一些实施例中，还可以通过第二光学区的光焦度和第一透镜层的光焦度叠加后的光焦度来实现透镜的周边离焦的效果。

可以理解的是，在本申请另外一些可能的实施例中，第二透镜层2b也可以设置为液体透镜层，以使第一透镜层2a用于实现视近下加光和反转拍训练功能，第二透镜层2b可用于实现人眼近视度数和散光矫正的功能。其中，第一透镜层2a的具体设置方式可参照上述实施例，在此不进行赘述。

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 (23)

1.一种透镜调节方法，其特征在于，所述透镜包括第一透镜层，所述第一透镜层包括可调区域，所述方法包括：

获取人眼视物距离，所述人眼视物距离为人眼与所述人眼注视的目标物体之间的距离；

根据所述人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定所述可调区域的光焦度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定所述可调区域的光焦度，包括：

根据人眼调节刺激和一元多次多项式的关系函数，确定所述可调区域的光焦度，所述人眼调节刺激为所述人眼视物距离的倒数。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过多组离散数据拟合得到所述一元多次多项式的关系函数，所述离散数据包括人眼视物距离和光焦度的对应关系。

4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述可调区域位于所述第一透镜层的下光区。

5.如权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取人眼的疲劳状态参数；

在所述疲劳状态参数超过预设阈值的情况下，控制所述可调区域的所述光焦度按照预设的范围和/或速度变化。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述疲劳状态参数超过预设阈值的情况下，控制所述可调区域的所述光焦度按照预设的范围和/或速度变化，包括：

在所述疲劳状态参数超过预设阈值的情况下，发出疲劳预警信号；

获取用户指令；

当所述用户指令指示开启疲劳调节训练时，控制所述可调区域的所述光焦度按照预设的范围和/或速度变化。

7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述透镜还包括第二透镜层，所述第一透镜层和所述第二透镜层相层叠设置；所述第二透镜层为液晶透镜层，所述第二透镜层包括多个液晶区域，所述方法还包括：

获取人眼的注视点在所述第二透镜层上的位置；

根据所述注视点在所述第二透镜层上的位置，确定第一光学区和第二光学区的位置，所述注视点位于所述第一光学区，所述第二光学区位于所述第一光学区的周边；

根据所述第一光学区和第二光学区的位置，确定所述第一光学区包括的所述液晶区域和所述第二光学区包括的所述液晶区域；

控制所述第一光学区内的液晶区域形成第一光焦度，控制所述第二光学区内的液晶区域形成第二光焦度，所述第一光焦度和所述第二光焦度不同。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制所述第二光学区内的液晶区域形成第二光焦度，包括：

由所述第一光学区到所述第二光学区的方向上，控制所述第二光学区内形成多个依次增大的第二光焦度，每个所述第二光焦度由一个或多个所述液晶区域形成。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取目标离焦度数和目标屈光度；

根据所述目标屈光度确定所述第一光学区的光焦度；

根据所述目标离焦度数确定所述第二光学区的光焦度。

10.如权利要求7～9任一项所述的方法，其特征在于，所述透镜用于眼镜，所述眼镜还包括光源，所述获取人眼的注视点在所述第二透镜层上的位置，包括：

通过所述光源向所述人眼发射光束；

获取所述光束在所述人眼的眼球表面形成的亮斑的位置；

获取瞳孔中心与所述亮斑之间的相对位置；

根据所述瞳孔中心与所述亮斑之间的相对位置，确定所述注视点在所述透镜上的位置。

11.一种透镜调节的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取人眼视物距离，所述人眼视物距离为人眼与所述人眼注视的目标物体之间的距离；

确定模块，用于根据所述人眼视物距离和一元多次多项式的关系函数，确定可调区域的光焦度，所述可调区域位于所述透镜的第一透镜层。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定模块，还用于根据人眼调节刺激和一元多次多项式的关系函数，确定所述可调区域的光焦度，所述人眼调节刺激为所述人眼视物距离的倒数。

13.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述一元多次多项式的关系函数是通过多组离散数据拟合得到的，所述离散数据包括人眼视物距离和光焦度的对应关系。

14.如权利要求11～13任一项所述的装置，其特征在于，所述可调区域位于所述第一透镜层的下光区。

15.如权利要求11～14任一项所述的装置，其特征在于：

所述获取模块，还用于获取人眼的疲劳状态参数；

所述装置还包括控制模块，所述控制模块用于在所述疲劳状态参数超过预设阈值的情况下，控制所述可调区域的所述光焦度按照预设的范围和/或速度变化。

16.如权利要求11～15任一项所述的装置，其特征在于，所述透镜还包括第二透镜层，所述第一透镜层和所述第二透镜层相层叠设置；所述第二透镜层为液晶透镜层，所述第二透镜层包括多个液晶区域，其中：

所述获取模块，还用于获取人眼的注视点在所述第二透镜层上的位置；

所述确定模块，还用于根据所述注视点在所述第二透镜层上的位置，确定第一光学区和第二光学区的位置，所述注视点位于所述第一光学区，所述第二光学区位于所述第一光学区的周边；

所述确定模块，还用于根据所述第一光学区和第二光学区的位置，确定所述第一光学区包括的所述液晶区域和所述第二光学区包括的所述液晶区域；

所述装置还包括控制模块，所述控制模块用于控制所述第一光学区内的液晶区域形成第一光焦度，控制所述第二光学区内的液晶区域形成第二光焦度，所述第一光焦度和所述第二光焦度不同。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述控制所述第二光学区内的液晶区域形成第二光焦度，包括：

所述控制模块，具体用于，由所述第一光学区到所述第二光学区的方向上，控制所述第二光学区内形成多个依次增大的第二光焦度，每个所述第二光焦度由一个或多个所述液晶区域形成。

18.一种控制装置，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1～10任一项所述的方法。

19.一种眼镜，其特征在于，所述眼镜包括如权利要求18所述的控制装置。

20.如权利要求19所述的眼镜，其特征在于，所述眼镜还包括测距传感器，所述测距传感器用于测量所述人眼视物距离。

21.如权利要求19或20所述的眼镜，其特征在于，所述眼镜包括透镜、镜框和镜腿，所述透镜与所述镜框和所述镜腿连接。

22.如权利要求21所述的眼镜，其特征在于，所述透镜还包括第三透镜层，所述第三透镜层为液晶透镜；由中央区域到周边区域的方向上，所述第三透镜层包括多个条形菲涅尔瓣；

所述镜框设置有第一供电触点，所述第三透镜层设置有第二供电触点，所述第二供电触点呈环形结构设置；所述第三透镜层可沿所述镜框转动，所述第一供电触点和所述第二供电触点导电接触。

23.如权利要求21或22所述的眼镜，其特征在于，所述眼镜还包括光源和注视角测量传感器，所述光源用于向所述人眼发射光束，所述注视角测量传感器用于获取所述光束在所述人眼的眼球表面形成的亮斑的位置，所述亮斑的位置用于确定人眼的注视点在所述透镜上的位置。

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