CN117117005A - 眼球追踪眼镜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种眼球追踪眼镜的制备方法，包括如下步骤：提供基板部，所述基板部包括功能膜，所述功能膜位于所述基板部最外侧的表面为第一表面，所述第一表面凸起设置有电子元器件；通过喷雾的方式朝所述第一表面喷涂匹配材料，所述匹配材料至少堆积于所述第一表面与所述电子元器件连接的断差处；提供封贴层，使所述封贴层覆盖所述第一表面及设于所述第一表面的所述电子元器件及所述匹配材料；提供镜片，使所述镜片通过所述封贴层与所述功能膜及所述电子元器件连接。
Description
技术领域
本申请涉及头戴设备技术领域，尤其涉及一种眼球追踪眼镜的制备方法。
背景技术
眼球追踪技术是一种利用机械、电子、光学等各种检测手段获取使用者当前“注视方向”的技术。随着计算机视觉、人工智能技术和数字化技术的迅速发展，眼球追踪技术已成为当前热点研究领域，在人机交互领域有着广泛应用，例如，可应用于虚拟现实、增强现实、车辆辅助驾驶、用户体验、认知障碍诊断等多个领域。眼球追踪技术在虚拟现实设备、增强现实设备等头戴类产品中实现时，通常需要在头戴类产品中设置光源和摄像装置。为保证用户体验效果，避免遮挡用户视线，需要将光源设置在合适的位置。
眼球追踪技术一般可分为瞳孔角膜反射法、视网膜影像、对眼睛建模后计算视觉中心、视网膜反射光强度、角膜的反射光强度等方法。在上述的眼动追踪技术分类中，第一种瞳孔角膜反射法、第二种视网膜影像、第三种对眼睛建模后计算视觉中心这三种都需要用到摄像头。其中，第一种瞳孔角膜反射法和第二种视网膜影像都是通过计算器对眼睛的图像进行处理、特征点提取，进而获得的眼睛视觉中心。第三种对眼睛建模后计算视觉中心需要通过摄像头(红外相机、深度相机)对眼睛重建为三维模型再计算视觉中心。第四种视网膜反射光强度和第五种角膜的反射光强度仅仅可以通过一个或者几个光敏传感器组件捕获眼睛反射光的强度获取眼睛视觉中心，反射光可能来自角膜中心或者视网膜。很显然，借助光敏传感器实现眼球追踪具有一定的优势。但现有技术中，将光敏传感器设置于镜片的工艺步骤主要为：在设有光敏传感器的基板先进行封装，封装完成后再贴合固态光学胶，通过固态光学胶使光敏传感器粘附于镜片表面。但是，这种方式流程十分冗长，需经过多次涂覆、干燥、整形等过程，且难以控制各层的均匀性，更容易产生气泡并造成最终成品的良率不稳定。如何通过稳定且高效的制程制作带有光敏传感器的可以实现眼球追踪技术的眼镜，是本领域技术人员需要考虑的。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本申请提供一种眼球追踪眼镜的制备方法。
本申请实施例提供一种眼球追踪眼镜的制备方法，包括如下步骤：
提供基板部，所述基板部包括功能膜，所述功能膜位于所述基板部最外侧的表面为第一表面，所述第一表面凸起设置有电子元器件；
通过喷雾的方式朝所述第一表面喷涂匹配材料，所述匹配材料至少堆积于所述第一表面与所述电子元器件连接的断差处；
提供封贴层，使所述封贴层覆盖所述第一表面及设于所述第一表面的所述电子元器件及所述匹配材料；
提供镜片，使所述镜片通过所述封贴层与所述功能膜及所述电子元器件连接。
于一实施例中，所述匹配材料设于所述第一表面形成所述匹配层，所述电子元器件的侧面被所述匹配层包裹，所述电子元器件远离所述第一表面的至少部分端部经所述匹配层裸露。
于一实施例中，所述匹配层的厚度小于所述电子元器件相较于所述第一表面凸起的高度。
于一实施例中，所述匹配材料环绕所述电子元器件形成匹配部，所述匹配部填充所述电子元器件与所述第一表面的断差处，所述匹配部包括倾斜连接面，所述倾斜连接面被构造为倾斜连接所述电子元器件的侧面与所述第一表面。
于一实施例中，通过喷雾的方式朝所述第一表面喷涂匹配材料的过程中，提供一遮罩，使所述喷涂材料透过所述遮罩喷涂于所述第一表面，所述遮罩遮挡所述电子元器件远离所述第一表面的顶面，所述电子元器件的侧面经所述遮罩暴露。
于一实施例中，所述匹配材料堆积于所述第一表面的高度小于30μm。
于一实施例中，所述匹配材料或所述封贴层包括光学胶或光学水胶。
于一实施例中，所述匹配材料或所述封贴层的折射率大于或等于1。
于一实施例中，所述匹配材料或所述封贴层的折射率的范围为1.48至1.53。
于一实施例中，所述电子元器件包括垂直腔面发射激光器及红外发光二极管中的至少一种，所述镜片为凹透镜。
可以理解的，本申请提供的眼球追踪眼镜的制备方法中，采用喷涂工艺使匹配材料填充至所述第一表面与所述电子元器件连接的断差处，一方面可以降低电子元器件与第一表面之间的断差，另一方面可以填充电子元件与功能膜连接的转折处，降低后续贴附封贴层过程中产生气泡的可能性，提升眼球追踪眼镜制备过程的良率。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的眼球追踪眼镜的制备方法的流程示意图。
图2为本申请一实施例提供的眼球追踪眼镜的制备方法的部分流程结构示意图。
图3为本申请一实施例提供的眼球追踪眼镜的制备方法的部分流程结构示意图。
图4为本申请一实施例提供的眼球追踪眼镜的制备方法的部分流程结构示意图。
图5为本申请一实施例提供的眼球追踪眼镜的制备方法的部分流程结构示意图。
图6为本申请一实施例提供的眼球追踪眼镜的制备方法的部分流程结构示意图。
图7为本申请一实施例提供的眼球追踪眼镜的制备方法的部分流程结构示意图。
图8为本申请一实施例提供的眼球追踪眼镜的功能膜、电子元器件、匹配层及封贴层的结构示意图。
图9为本申请另一实施例提供的眼球追踪眼镜的功能膜、电子元器件、匹配部及封贴层的结构示意图。
主要元件符号说明
眼球追踪眼镜 10
基板部 11
承载板 111
匹配膜 112
功能膜 113
第一表面 114
电子元器件 12
侧面 121
匹配材料 131
匹配层 132
匹配部 133
倾斜连接面 134
封贴层 14
镜片 15
电路板 16
断差处 17
步骤 S1、S2、S3、S4
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而，本申请可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整，并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本申请。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件和/或其群组。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
通常，眼球追踪技术一般可分为瞳孔角膜反射法、视网膜影像、对眼睛建模后计算视觉中心、视网膜反射光强度、角膜的反射光强度等方法。在上述的眼动追踪技术分类中，第一种瞳孔角膜反射法、第二种视网膜影像、第三种对眼睛建模后计算视觉中心这三种都需要用到摄像头。其中，第一种瞳孔角膜反射法和第二种视网膜影像都是通过计算器对眼睛的图像进行处理、特征点提取，进而获得的眼睛视觉中心。第三种对眼睛建模后计算视觉中心需要通过摄像头(红外相机、深度相机)对眼睛重建为三维模型再计算视觉中心。第四种视网膜反射光强度和第五种角膜的反射光强度仅仅可以通过一个或者几个光敏传感器组件捕获眼睛反射光的强度获取眼睛视觉中心，反射光可能来自角膜中心或者视网膜。
很显然，借助光敏传感器实现眼球追踪具有一定的优势。但现有技术中，将光敏传感器设置于镜片的工艺步骤主要为：在设有光敏传感器的基板先进行封装，封装完成后再贴合固态光学胶，通过固态光学胶使光敏传感器粘附于镜片表面。但是，这种方式流程十分冗长，需经过多次涂覆、干燥、整形等过程，且难以控制各层的均匀性，更容易产生气泡并造成最终成品的良率不稳定。尤其是在电子元器件与其承载电子元器件的基膜的断差处，较易产生由气泡，对良率造成负面影响。
对应的，本申请提供一种眼球追踪眼镜的制备方法，包括如下步骤：提供基板部，所述基板部包括功能膜，所述功能膜位于所述基板部最外侧的表面为第一表面，所述第一表面凸起设置有电子元器件；通过喷雾的方式朝所述第一表面喷涂匹配材料，所述匹配材料至少堆积于所述第一表面与所述电子元器件连接的断差处；提供封贴层，使所述封贴层覆盖所述第一表面及设于所述第一表面的所述电子元器件及所述匹配材料；提供镜片，使所述镜片通过所述封贴层与所述功能膜及所述电子元器件连接。
因此，本申请提供的眼球追踪眼镜的制备方法中，采用喷涂工艺使匹配材料填充至所述第一表面与所述电子元器件连接的断差处，一方面可以降低电子元器件与第一表面之间的断差，另一方面可以填充电子元件与功能膜连接的转折处，降低后续贴附封贴层过程中产生气泡的可能性，提升眼球追踪眼镜制备过程的良率。
本领域技术人员可以理解的，“电子元器件”是指电子元件和小型的机器、仪器的组成部分，其本身常由若干零件构成，可以在同类产品中通用。
本领域技术人员可以理解的，“垂直腔面发射激光器”是指一种半导体，其激光垂直于顶面射出，其英文名称为Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL，又译垂直共振腔面射型激光。
本领域技术人员可以理解的，“垂直腔面发射激光器”是指一种能发出红外线的二极管，也称为IR LED。
本领域技术人员可以理解的，“聚酰亚胺”是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NR-CO-)的一类聚合物，其具有良好的光学性能，其英文名称为Polyimide，简写为PI。
本领域技术人员可以理解的，“光学胶类”是指具有较好透光性的材质，例如OCA(Optically Clear Adhesive)或OCR(Optical Clear Resin)，其中，OCR为液态的，也称为液体光学胶、光学水胶或LOCA，OCR固化后无色透明，透光率98％以上，具有固化收缩率小，耐黄变等特点。
本领域技术人员可以理解的，“封贴层”可以为DAF(Die Attach Film)，DAF是在半导体封装工序中用于连接半导体芯片与封装基板、芯片与芯片的超薄型薄膜黏合剂，其亦可以应用于其他领域，实现封装的积层化、薄型化。
下面参照附图，对本申请的具体实施方式作进一步的详细描述。
本申请实施例提供一种眼球追踪眼镜10的制备方法，如图1所示，眼球追踪眼镜10的制备方法包括如下步骤：
步骤S1：进一步结合图2及图7所示，提供基板部11，基板部11包括功能膜113，功能膜113位于基板部11最外侧的表面为第一表面114，第一表面114凸起设置有电子元器件12。
于一实施例中，通过将电子元器件12布设于第一表面114，实现电子元器件12位置的预确定。可以理解的，功能膜113可作为电子元器件12的承载体，将电子元器件12分别固定于第一表面114可以确定多个电子元器件12之间的相互位置关系，同时用于实现各电子元器件12相互连接或与外部电路(例如软性电路板16)连接的走线亦可设于第一表面114，通过功能膜113的承载实现走线的提前布设。
可以理解的，一般的电子元器件12可以为立方体状、颗粒状、柱状等形状，无论电子元器件12为何种规则或不规则的形状，其往往都具有一定的厚度，该厚度约为60μm至180μm。这使得设于第一表面114的电子元器件12相较于第一表面114凸起，凸起的电子元器件12的外表面与第一表面114之间存在断差，在后续加工过程中，位于该断差处17的气体不易排出，进而容易在膜层内部产生气泡造成产品不良。因此，在后续步骤S2中需要使用匹配材料131填充断差处17，以解决这一问题。
在本实施例中，电子元器件12包括垂直腔面发射激光器及红外发光二极管中的至少一种。
可以理解的，垂直腔面发射激光器及红外发光二极管可以应用于眼球追踪眼镜10，将垂直腔面发射激光器及红外发光二极管设置于眼球追踪眼镜10的周边区域，并将连接垂直腔面发射激光器及红外发光二极管的走线向外侧引出至眼球追踪眼镜10的边缘，可实现对佩戴者眼球的追踪。
于一实施例中，电子元器件12还可以包括与垂直腔面发射激光器及红外发光二极管连接的具有信号中继功能的元器件(图未示)，用于镜片15与外部电路的电连接。
在本实施例中，基板部11还包括承载板111及匹配膜112，匹配膜112设于承载板111的表面，功能膜113设于匹配膜112远离承载板111的表面，第一表面114为功能膜113远离匹配膜112的表面。功能膜113与匹配膜112可分离地接触，电子元器件12位于功能膜113远离匹配膜112的一侧。功能膜113的材质包括聚酰亚胺(PI)。
可以理解的，功能膜113在后续制程后会贴附于镜片15的表面，功能膜113应选用光学效果较好的材质(例如聚酰亚胺，PI)，同理，为了尽可能降低功能膜113对镜片15光学性能的影响，功能膜113优选为较薄的膜状材料。但较薄的膜状材料其本身的支撑性能可能较差，会使得加工过程难度较大，或对整体的加工效率产生负面影响。因此需要引入硬质的承载板111，该承载板111可以选用玻璃材质；功能膜113承载于硬质的承载板111，便于后续其他加工以及电子元器件12的布设。考虑到玻璃材质的承载板111与聚酰亚胺材质的功能膜113之间贴附可能存在问题，例如，功能膜113受温度变化影响在承载板111表面收缩产生褶皱。因此需要进一步引入介于承载板111与功能膜113之间的匹配膜112，使功能膜113可以更好地贴附于承载板111表面，且不易发生形变。同时，匹配膜112的选材主要考虑承载板111与功能膜113之间的粘附效果，其光学性能或难以符合镜片15的需求，因此需要将匹配膜112与功能之间设置为可分离地接触，一方面使匹配膜112本身可以脱离功能膜113，另一方面便于功能膜113与承载板111的分离。
步骤S2：进一步结合图3及图7至图9所示，通过喷雾的方式朝第一表面114喷涂匹配材料131，匹配材料131至少堆积于第一表面114与电子元器件12连接的断差处17。
可以理解的，电子元器件12与第一表面114之间存在断差处17，为了解决如前所述的气泡问题，需要通过喷雾的方式将颗粒化的匹配材料131直接导向断差处17，并持续喷出使匹配材料131堆积于断差处17以达到预定的厚度，从而实现对电子元器件12外表面与第一表面114之间断差高度的缩减。对于不同的电子元器件12及其对应的不同高度的断差处17，可以调整喷涂过程的具体参数，以达到合适的堆积效果。
于一实施例中，通过喷雾的方式朝第一表面114喷涂匹配材料131的过程中，提供一遮罩(图未示)使匹配材料131透过所述遮罩喷涂于第一表面114。
可以理解的，所述遮罩可以包括实体部以及开设于实体部上的开口部，所述实体部用于阻挡匹配材料131通过，避免匹配材料131设置于非指定区域；所述开口部用于允许匹配材料通过，保证匹配材料131可以更精准地堆积于断差处17或其他预设的位置；从而在保证匹配材料131堆积效果的同时，避免对眼球追踪眼镜10的整体光学性能造成负面影响。
进一步结合图8所示，于一实施例中，匹配材料131设于第一表面114形成匹配层132。电子元器件12的侧面121被匹配层132包裹，电子元器件12远离第一表面114的至少部分端部经匹配层132裸露。
在本实施例中，匹配层132的厚度小于电子元器件12相较于第一表面114凸起的高度。
可以理解的，匹配层132可以被设置一个连续平坦的层状结构，通过相对均匀的喷涂过程即可形成连续的匹配层132。一方面，该连续的匹配层132可以降低匹配层132的成型难度；另一方面，在后续步骤中，连续的封贴层14通过该连续的匹配层132与功能膜113连接，封贴层14、匹配层132、功能膜113三者构成的复合光学膜层各处结构及厚度相差较小，可以提升其整体的光学均匀性。
进一步结合图9所示，于一实施例中，匹配材料131环绕电子元器件12形成匹配部133。匹配部133主要设置于电子元器件12与第一表面114的断差处17，匹配部133包括位于其最外侧的倾斜连接面134，倾斜连接面134被构造为倾斜连接电子元器件12的侧面121与第一表面114，匹配部133的其他部分则填充于倾斜连接面134、侧面121及第一表面114所构成的区域内，使电子元器件12与第一表面114之间的直接断差被缩减。
可以理解的，通过针对断差处17直接堆积形成匹配部133，并将倾斜连接面134被构造为倾斜连接电子元器件12的侧面121及第一表面114，可以从一定程度上消除断差。缩小匹配材料131的设置区域，使匹配材料131以匹配部133的形式存在，在消除断差的同时还可以避免匹配材料131覆盖功能膜113的更多其他区域。进而避免因设置多层不同折射率的材质，而对眼球追踪眼镜10的整体光学性能造成负面影响。
于一实施例中，匹配材料131堆积于第一表面114的高度小于30μm。
可以理解的，匹配材料131采取喷涂方式形成，喷涂方式相较于直接贴膜的方式，其成型效率一般不够高，控制匹配材料131的高度小于30μm，在尽量避免断差处17产生气泡的同时，也可以使眼球追踪眼镜10的制备过程维持有较高的效率。
步骤S3：进一步结合图4至图7所示，提供封贴层14，使封贴层14覆盖第一表面114及设于第一表面114的电子元器件12及匹配材料131。
可以理解的，封贴层14可以为DAF(Die Attach Film)。
于一实施例中，匹配材料131或封贴层14包括光学胶或光学水胶，具体可以为OCA(Optically Clear Adhesive)或OCR(Optical Clear Resin)。
于一实施例中，匹配材料131或封贴层14的折射率大于或等于1。
于一实施例中，匹配材料131或封贴层14的折射率的范围为1.48至1.53。
可以理解的，控制匹配材料131或封贴层14的折射率大于或等于1，优选为1.48至1.53，可使眼球追踪眼镜10整体具有较好的光学性能。控制匹配材料131或封贴层14的折射率具体可以为1.49、1.50、1.51及1.52。
可以理解的，匹配材料131与封贴层14的折射率应尽量相同；优选的，匹配材料131与封贴层14的折射率相同；更优选的，匹配材料131、封贴层14与功能膜113的折射率均相同。
步骤S4：进一步结合图4至图7所示，提供镜片15，使镜片15通过封贴层14与功能膜113及电子元器件12连接。
于一实施例中，进一步结合图5所示，提供镜片15，将镜片15压合于封贴层14的表面。待压合过程到位后，使用例如加热或光固化等方式使封贴层14固化，实现镜片15与功能膜113及电子元器件12的连接。
于一实施例中，进一步结合图6所示，去除功能膜113及封贴层14超出镜片15边缘的多余部分，并对其进行整形。
可以理解的，在设置功能膜113、匹配材料131以及封贴层14的过程中，功能膜113、匹配材料131以及封贴层14的尺寸可以设置为大于承载板111或镜片15，贴附完成后需要对多余的部分进行整形。
于一实施例中，进一步结合图7所示，使电子元器件12与外接电路板16电连接，并对镜片15周缘进行封边。
可以理解的，实现电路板16与电子元器件12的连接后，进一步还可通过连通的线路对电路进行测试，以保证产品可以正常通电工作。
可以理解的，本申请提供的眼球追踪眼镜10的制备方法中，采用喷涂工艺使匹配材料131填充至第一表面114与电子元器件12连接的断差处17，一方面可以降低电子元器件12与第一表面114之间的断差，另一方面可以填充电子元件与功能膜113连接的转折处，降低后续贴附封贴层14过程中产生气泡的可能性，提升眼球追踪眼镜10制备过程的良率。
可以理解的，本申请图2至图9所示的内容用于帮助展示各元件的相对位置关系，并不对各元件的尺寸、厚度、比例等进行限定，图中所展示的各元件之间的厚度或大小的比例可以根据实际情况在可行范围内进行变更。
上文中，参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本申请的范围的情况下，还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供基板部，所述基板部包括功能膜，所述功能膜位于所述基板部最外侧的表面为第一表面，所述第一表面凸起设置有电子元器件；
通过喷雾的方式朝所述第一表面喷涂匹配材料，所述匹配材料至少堆积于所述第一表面与所述电子元器件连接的断差处；
提供封贴层，使所述封贴层覆盖所述第一表面及设于所述第一表面的所述电子元器件及所述匹配材料；
提供镜片，使所述镜片通过所述封贴层与所述功能膜及所述电子元器件连接。
2.如权利要求1所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，所述匹配材料设于所述第一表面形成所述匹配层，所述电子元器件的侧面被所述匹配层包裹，所述电子元器件远离所述第一表面的至少部分端部经所述匹配层裸露。
3.如权利要求2所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，所述匹配层的厚度小于所述电子元器件相较于所述第一表面凸起的高度。
4.如权利要求1所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，所述匹配材料环绕所述电子元器件形成匹配部，所述匹配部填充所述电子元器件与所述第一表面的断差处，所述匹配部包括倾斜连接面，所述倾斜连接面被构造为倾斜连接所述电子元器件的侧面与所述第一表面。
5.如权利要求1所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，通过喷雾的方式朝所述第一表面喷涂匹配材料的过程中，提供一遮罩，使所述喷涂材料透过所述遮罩喷涂于所述第一表面，所述遮罩遮挡所述电子元器件远离所述第一表面的顶面，所述电子元器件的侧面经所述遮罩暴露。
6.如权利要求1所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，所述匹配材料堆积于所述第一表面的高度小于30μm。
7.如权利要求1所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，所述匹配材料或所述封贴层包括光学胶或光学水胶。
8.如权利要求1所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，所述匹配材料或所述封贴层的折射率大于或等于1。
9.如权利要求1所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，所述匹配材料或所述封贴层的折射率的范围为1.48至1.53。
10.如权利要求1所述的眼球追踪眼镜的制备方法，其特征在于，所述电子元器件包括垂直腔面发射激光器及红外发光二极管中的至少一种，所述镜片为凹透镜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310861539.5A CN117117005A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 眼球追踪眼镜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN117117005A true CN117117005A (zh) | 2023-11-24 |
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Family Applications (1)
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| CN202310861539.5A Pending CN117117005A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 眼球追踪眼镜的制备方法 |
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2023
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