CN212586661U - 一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜 - Google Patents
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Abstract
一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，包含单面自由曲面变焦镜片模组、智能变焦控制系统、智能显屏系统、智能触碰操控系统、电路控制系统和镜架；单面自由曲面变焦镜片模组，包括两组完全相同的单面变焦镜片组，每组单面变焦镜片组包括两块单面变焦镜片，每块单面变焦镜片是由一表面为平面另一表面为自由曲面变焦面组成的，所述一组中的两块单面变焦镜片中，其中一块的单面变焦镜片的长度比另一块单面变焦镜片的长度要长；本实用新型通过智能变焦的方式为近视眼、远视眼和正视眼人群到了一定年龄老花后配镜不方便的问题，该类人群不愿意接受传统老花镜解决老花问题，单光老花镜的佩戴很容易暴露佩戴者的年龄，双光镜的跳像问题和外观问题使得中老年不愿意佩戴，渐进多焦镜不管在设计层面的缺陷还是成本方面都大大限制了其在老花人群中的广泛应用。
Description
技术领域
本实用新型属于智能眼镜技术领域，具体涉及的是一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜。
背景技术
所谓“老花”是指上了年纪的人，逐渐产生近距离阅读或工作困难的情况。这是人体机能老化的一种现象。人在40～45岁左右眼睛会感到看细小字迹模糊不清，必须要将手机、书本和报纸拿远才能看清上面的字迹。老花眼是人体生理上的一种正常现象，是身体开始衰老的信号。随着年龄增长，眼球晶状体逐渐硬化、增厚，而且眼部肌肉的调节能力也随之减退，导致变焦能力降低。因此，当看近物时，由于影像投射在视网膜时无法完全聚焦，看近距离的物件就会变得模糊不清。即使注意保护眼睛，眼睛老花的度数也会随着年龄增长而增加。老花眼如果不戴眼镜，即使勉强看清近方目标，也会由于强行调节、睫状肌过度收缩，产生种种眼睛疲劳现象，如头痛、眉紧、眼痛、视物模糊等视力疲劳症状。
传统的老花镜主要有三种,即单光镜,双光镜和渐进多焦镜；单光镜只能用于看近,看远时需要摘掉眼镜，而且随着老花度数的加深需要不断更换老花镜，给中老年人带来生活中的不便及经济成本；双光镜是指上半镜片用于看远,下半镜片用于看近,但这种老花镜在上下半镜片切换视物时有跳跃现象,外形也不美观；渐进多焦镜可以满足远中近不同距离视物需求，但也有一些不可忽视的缺陷；第一，初戴者适应时间较长。一般需要一个月左右的适应期,但适应期的长短因人而异,走路过程中容易头晕。第二，由于镜片的两侧是像散紊乱区，无法正常清晰视物，看两边物体通过光转眼球是看不清楚的,需要同时转动脖子和眼球才能看清；第三，下楼时，眼镜要戴低一些，尽量从上方远用区看出去,否则很难看的清视野；第四，很难设计大范围视野、宽变焦通道和大变焦范围的镜片，始终无法突破两侧盲区的缺陷；第五，渐进多焦镜成本较高，普通中老年难以承受。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，该智能老花镜通过智能变焦的方式为近视眼、远视眼和正视眼人群到了一定年龄老花后配镜不方便的问题，该类人群不愿意接受传统老花镜解决老花问题，单光老花镜的佩戴很容易暴露佩戴者的年龄，双光镜的跳像问题和外观问题使得中老年不愿意佩戴，渐进多焦镜不管在设计层面的缺陷还是成本方面都大大限制了其在老花人群中的广泛应用。
所述的智能老花镜，在整体外观上、光学设计上、视觉体验上都极大程度解决了传统老花镜的各类问题。
本实用新型技术方案，一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，包含单面自由曲面变焦镜片模组、智能变焦控制系统、智能显屏系统、智能触碰操控系统、电路控制系统和镜架；所述智能变焦控制系统及电路控制系统分别安装在镜架内部，智能显屏系统安装在镜架的上端内侧面，智能触碰操控系统安装在镜架的两镜腿上。
所述的单面自由曲面变焦镜片模组，包括两组完全相同的单面变焦镜片组，并且每组单面变焦镜片组包括两块单面变焦镜片，每块单面变焦镜片是由一表面为平面另一表面为自由曲面变焦面组成的，所述一组中的两块单面变焦镜片中，其中一块的单面变焦镜片的长度比另一块单面变焦镜片的长度要长。
所述单面变焦镜片组中其中一组的两块单面变焦镜片分别定义为第一镜片和第二镜片；单面变焦镜片组中其中另一组的两块单面变焦镜片，分别定义为第三镜片和第四镜片。
所述单块单面变焦镜片中的自由曲面变焦面上，包括两个光学顶点，分别为自由曲面最高点和自由曲面最低点；并且自由曲面最高点到自由曲面最低点呈波浪式变化设置而成。
所述第一镜片与第二镜片构成一组，第一镜片与第二镜片各自的平面毗邻相对，且中间留有0.2mm间隙；所述第一镜片的自由曲面变焦面的最高点与第二镜片的自由曲面变焦面的最低点同一方向放置；所述第一镜片的自由曲面变焦面的最低点与第二镜片的自由曲面变焦面的最高点同一方向放置；并且第一镜片比第二镜片长，第三镜片比第四镜片长。
同样，所述第三镜片与第四镜片构成另一组，所述第三镜片与第四镜片各自的平面毗邻相对，中间留有0.2mm间隙；所述第三镜片的自由曲面变焦面的最高点与第四镜片的自由曲面变焦面的最低点同一方向放置，所述第三镜片的自由曲面变焦面的最低点与第四镜片的自由曲面变焦面的最高点同一方向放置。
所述第一镜片与第三镜片关于中轴面呈镜面轴对称；第二镜片与第四镜片关于中间面中点呈镜面轴对称。
所述的单面变焦镜片包括P点、C区、N点和A区，其中P点为最大正度数对应的光学中心点，即自由曲面最高点对应位置；N点为最大负度数对应的光学中心点，即自由曲面最低点对应位置；C区为连续变焦通道，从P点最大正度数到N点最大负度数的过渡区域，即自由曲面最高点到自由曲面最低点之间连线的过渡区域；A区为周边像散区域，即自由曲面最高点、自由曲面最低点以及自由曲面最高点和自由曲面最低点之间过渡区域之外的区域。
所述自由曲面变焦面最高点的厚度、自由曲面变焦面最低点的厚度、自由曲面变焦面最高点与最低点的距离三者的比值范围在10:0.5:50～20:1.8:120之间。
所述单面变焦镜片的自由曲面最高点屈光度范围为+2.50D～+5.00D，所述单面变焦镜片的自由曲面最低点屈光度范围为-2.50D～-5.00D。
所述两个单面变焦镜片组成的单面变焦镜片组屈光度范围为+5.00D～-5.00D线性变焦。
所述的第二镜片通过传动机构与电机一相连接传动，实现第二镜片的左右平移移动，而第一镜片是固定安装在镜架上。
所述的第四镜片通过传动机构与电机二相连接传动，实现第四镜片的左右平移移动；而第三镜片是固定安装在镜架上。
所述智能变焦控制系统，包含电机一和电机二、两个编码器及设置有芯片的控制电路板；所述其中之一的编码器与第二镜片相连接起来，另一编码器与第四镜片相连接起来，并且第二镜片通过传动机构与电机一连接传动，而第四镜片通过传动机构与电机二连接传动；所述第二镜片和第四镜片为各自单独运动，两者互不影响。
所述的编码器与控制电路板电连接而成。
所述智能显屏系统，包括一个显示器，该显示器安装在镜架的上端内侧面。
所述智能触碰操控系统，主要包括四个智能触碰开关，分别为左外侧面触碰开关、左上侧面触碰开关、右外侧面触碰开关及右上侧面触碰开关；所述左外侧面触碰开关、左上侧面触碰开关分别与第二镜片相连接，并且固定安装在镜架左侧的镜腿上；所述的右外侧面触碰开关、右上侧面触碰开关分别与第四镜片相连接，并且固定安装在镜架右侧的镜腿上。
所述左外侧面触碰开关控制第二镜片向左侧(颞侧)运动，左上侧面触碰开关控制第二镜片向右侧(鼻侧)运动。
所述右外侧面触碰开关控制第四镜片向右侧(颞侧)运动，右上侧面触碰开关控制第四镜片向左侧(鼻侧)运动。
所述电路控制系统，包括控制运动的电路板、微型控制单元(MCU)、电路传输系统、供电系统和传感器系统。
本实用新型技术效果体现在：与现有技术相比，本实用新型通过智能变焦的方式为近视眼、远视眼和正视眼人群到了一定年龄老花后配镜不方便的问题。该类人群不愿意接受传统老花镜解决老花问题，单光老花镜的佩戴很容易暴露佩戴者的年龄。双光镜的跳像问题和外观问题使得中老年不愿意佩戴。渐进多焦镜不管在设计层面的缺陷还是成本方面都大大限制了其在老花人群中的广泛应用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式进一步的具体说明。
图1为单面变焦镜片主视图。
图2为图1的侧视图。
图3为图1的立体图。
图4为单面自由曲面变焦镜片模组示意图。
图5为图4中的单面变焦镜片组中的自由曲面最高点重合示意图。
图6为本实用新型中的老花镜前侧视图。
图7为图6的立体图。
图中，1、第一镜片；2、第二镜片；3、第三镜片；4、第四镜片；5、最高点；6、左外侧面触碰开关；7、左上侧面触碰开关；8、右外侧面触碰开关；9、右上侧面触碰开关；10、最低点；11、C区；12、A区；13、电机一；14、电机二；15、显示器。
F、单面变焦镜片；F01、自由曲面变焦面；F02、平面。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明。
一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，包含单面自由曲面变焦镜片模组、智能变焦控制系统、智能显屏系统、智能触碰操控系统、电路控制系统和镜架；所述智能变焦控制系统及电路控制系统分别安装在镜架内部，智能显屏系统安装在镜架的上端面，智能触碰操控系统安装在镜架的两镜腿上。
如图2及图4所示，所述的单面自由曲面变焦镜片模组，包括两组完全相同的单面变焦镜片组，并且每组单面变焦镜片组包括两块单面变焦镜片，每块单面变焦镜片F是由一表面为平面F02另一表面为自由曲面变焦面F01组成的，所述一组中的两块单面变焦镜片F中，其中一块的单面变焦镜片的长度比另一块单面变焦镜片的长度要长。
所述单面变焦镜片组中其中一组的两块单面变焦镜片F分别定义为第一镜片1和第二镜片2；单面变焦镜片组中其中另一组的两块单面变焦镜片，分别定义为第三镜片3和第四镜片4。
所述单块单面变焦镜片中的自由曲面变焦面上，包括两个光学顶点，分别为自由曲面最高点5和自由曲面最低点10；并且自由曲面最高点5到自由曲面最低点10呈波浪式变化设置而成,且构成C区11；自由曲面变焦面F01竖直方向(Y轴)含有一个山峰结构和一个山谷结构，山峰最高点即为自由曲面最高点5，山谷最低点即为自由曲面最低点10；自由曲面变焦面F01最高点5到平面F02的距离为3.25mm，自由曲面变焦面F01最低点10到平面F02的距离为0.25mm。
如图4所示，所述第一镜片1与第二镜片2构成一组，第一镜片1与第二镜片2各自的平面F02毗邻相对，且中间留有0.2mm间隙；所述第一镜片1的自由曲面变焦面的最高点与第二镜片2的自由曲面变焦面的最低点同一方向放置；所述第一镜片1的自由曲面变焦面的最低点与第二镜片2的自由曲面变焦面的最高点同一方向放置。
同样，如图4所示，所述第三镜片3与第四镜片4构成另一组，所述第三镜片3与第四镜片4各自的平面毗邻相对，中间留有0.2mm间隙；所述第三镜片3的自由曲面变焦面的最高点与第四镜片4的自由曲面变焦面的最低点同一方向放置，所述第三镜片3的自由曲面变焦面的最低点与第四镜片4的自由曲面变焦面的最高点同一方向放置。
所述第一镜片1与第三镜片3关于中轴面呈镜面轴对称；第二镜片2与第4镜片4关于中间面中点呈镜面轴对称。
如图1所示，所述的单面变焦镜片F包括P点、C区、N点和A区，其中P点为最大正度数对应的光学中心点，即P点为自由曲面最高点5对应位置；N点为最大负度数对应的光学中心点，即N点为自由曲面最低点10对应位置；C区11为连续变焦通道，从P点最大正度数到N点最大负度数的过渡区域，即自由曲面最高点5到自由曲面最低点10之间连线的过渡区域；A区12为周边像散区域，即自由曲面最高点、自由曲面最低点以及自由曲面最高点和自由曲面最低点之间过渡区域之外的区域。
所述连续变焦C区11的屈光度变化率δ计算公式如下：
δ＝(DP-DN)/L，
其中DP代表最高点的屈光度，DN代表最低点的屈光度。L代表最高点到最低点的距离。
所述自由曲面变焦面F01最高点5的厚度、自由曲面变焦面F01最低点10的厚度、自由曲面变焦面F01最高点5与最低点10的距离三者的比值范围在10:0.5:50～20:1.8:120之间。
所述单面变焦镜片F的自由曲面最高点5屈光度范围为+2.50D～+5.00D，所述单面变焦镜片F的自由曲面最低点10屈光度范围为-2.50D～-5.00D。
所述两个单面变焦镜片组成的单面变焦镜片组屈光度范围为+5.00D～-5.00D线性变焦。
所述单面变焦镜片F的自由曲面最高点5屈光度范围为+2.50D～+5.00D，所述单面变焦镜片F的自由曲面最低点10屈光度范围为-2.50D～-5.00D。
所述两个单面变焦镜片组成的单面变焦镜片组屈光度范围为+5.00D～-5.00D线性变焦。
所述的第二镜片2通过传动机构与电机一13相连接传动，实现第二镜片2的左右平移移动，而第一镜片1是固定安装在镜架上,当第二镜片2作左右移动时，第一镜片1是固定不动的。
所述的第四镜片4通过传动机构与电机二14相连接传动，实现第四镜片4的左右平移移动；而第三镜片3是固定安装在镜架上，当第四镜片4作左右移动时，第三镜片3是固定不动的。
所述两组单面变焦镜片组通过电机一13和电机二14分别各自控制第二镜片2和第四镜片4左右平移运动，当第二镜片2的自由曲面最高点朝第一镜片1的自由曲面最高点方向移动时，两镜片重叠区域呈现正度数增加趋势，移动到最末端度数正度数最大；当第二镜片2的自由曲面最低点朝第一镜片1的自由曲面最低点方向移动时，两镜片重叠区域呈现负度数增加趋势，移动到最末端度数负度数最大。
所述两组单面变焦镜片组通过电机一13和电机二14分别各自控制第二镜片2和第四镜片4左右平移运动，当第四镜片4的自由曲面最高点朝第三镜片3的自由曲面最高点方向移动时，两镜片重叠区域呈现正度数增加趋势，移动到最末端度数正度数最大；当第四镜片4的自由曲面最低点朝第三镜片3的自由曲面最低点方向移动时，两镜片重叠区域呈现负度数增加趋势，移动到最末端度数负度数最大。
所述在两组单面变焦镜片分别独自左右平移运动过程中，通过控制电机一13或电机二14运行步长来控制实际变焦量；但第二镜片2和第四镜片4的动作各自独立，互不影响。
所述智能变焦控制系统，包含电机一13和电机二14、两个编码器(图中未示出)及设置有芯片的控制电路板；该编码器及控制电路板分别安装在镜架内；所述其中之一的编码器与第二镜片2相连接起来，另一编码器与第四镜片4相连接起来，并且第二镜片2通过传动机构与电机一13连接传动，而第四镜片4通过传动机构与电机二14连接传动；所述第二镜片2和第四镜片4为各自单独运动。
所述的编码器与控制电路板电连接而成。
所述智能显屏系统，包括一个显示器，该显示器中的显示屏分别显示第一镜片1与第二镜片2重叠区域和第三镜片3与第四镜片4重叠区域的屈光度；该屈光度由运动控制单元编码器中移动的距离换算而来，编码器最小识别移动长度为0.1mm，对应屈光度为0.10D，即10度。
如图7所示，所述智能触碰操控系统，主要包括四个智能触碰开关，分别为左外侧面触碰开关6、左上侧面触碰开关7、右外侧面触碰开关8及右上侧面触碰开关9；所述左外侧面触碰开关6、左上侧面触碰开关7分别与第二镜片2电连接，并且固定安装在镜架左侧的镜腿上；所述的右外侧面触碰开关8、右上侧面触碰开关9分别与第四镜片4电连接，并且固定安装在镜架右侧的镜腿上。
所述左外侧面触碰开关6控制第二镜片2向左侧(颞侧)运动，左上侧面触碰开关7控制第二镜片2向右侧(鼻侧)运动。
所述右外侧面触碰开关8控制第四镜片4向右侧(颞侧)运动，右上侧面触碰开关9控制第四镜片4向左侧(鼻侧)运动。
所述触碰开关的控制分三种情况，单次触碰完成0.1mm运动，实现精确屈光度调整；当移动到某一位置时，长按3秒钟完成位置记忆功能，同一时间最多只记忆不超过两个位置，方便后续快速切换；三次连续触碰(不超过2秒完成)自动移动到记忆位置，完成屈光度快速切换。
所述电路控制系统，包括控制运动的电路板、微型控制单元(MCU)、电路传输系统、供电系统和传感器系统。
所述自由曲面变焦面F01为复杂曲面，单面变焦镜片F为横向放置于人眼表前，不再设计有视远区、中间过渡区和视近区域；而是横向设计正屈光度最大位置、负屈光度最大位置以及正负最大位置中间的连续变焦通道，该通道的长度达到50mm以上；同时，该自由曲面变焦面F01打破传统渐进多焦点单面设计的局限，实现单面对称变焦，从而大大增加屈光度变化范围，实现大范围连续变焦，且不产生像跳现象。
透镜对光线的聚散程度称为屈光力，单位为屈光度(Diopter,国际简称D),镜片顶焦度的定义：一个镜片含有两个顶焦度，前顶焦度和后顶焦度。其中后顶焦度指以米为单位测得的近轴后顶点焦距的倒数，即
其中，
表示了该镜片的后顶焦度，单位m-1；符号D,正透镜后顶点度数为正，负透镜后顶点焦度为负。
对于单面变焦镜片F而言后顶焦度不能作为镜片屈光度参数的唯一指标，还应分析表面光焦度的分布；具体如下：
单面变焦镜片F将镜片设计为P点(正度数最高点，Positive point)、C区11(连续变焦通道，Continuous zooming)、N点(负度数最低点,Negative point)和A区12(周边像差区域，Aberration Astigmation)；所述的P点即为最高点5，N点即为最低点10。
单面变焦镜片F中的C区11的屈光度变化率公式为：δ＝(DP-DN)/L，单位为D/mm，代表本单面自由曲面变焦镜片的连续变焦区屈光度变化程度；详细变焦数据见表1。
表1
单面变焦镜片F同普通的球面镜与非球面镜片最大的差别是镜片有无数个屈光度，并且屈光度是连续变化。戴用者感觉不到像跳现象，能实现屈光度平稳过渡。球面屈光度计算方式为：当一束光束从一种介质通过单球面界面进入另一种介质时，不同介质之间光线的聚散度将发生改变，假设光束从折射率为n1的介质，通过曲率K(等于曲率半径倒数，即1/r)的球面，进入折射率为n2的介质，则此球面的屈光度为：
就单面变焦镜片F而言，其屈光度由前后表面形态决定,镜片的设计主要是表面形态的设计，其屈光度的连续变化就是局部表面曲率半径连续变化的结果；根据球面透镜屈光度计算公式，推算出单面自由曲面变焦镜片C区表面任意点屈光度为：
上述公式中，K前是自由曲面该点处的前表面曲率(具体数值为曲率半径的倒数)，K后是该点处后表面曲率(曲率半径的倒数)，n是该镜片介质的折射率，d为该点处镜片的厚度。通常认为，当镜片厚度小于一个厘米时，镜片为薄透镜，可忽略镜片厚度导致的屈光度变化。由上述公式可知，镜片点屈光度只与前后表面的曲率半径及镜片本身的折射率相关；
单面自由曲面变焦镜片的点屈光度可以简化为：
通过d趋近零的极限计算得出：
Dthin＝(n-1)(K前-K后)……………………………………………………………(004)
同时，由于单面自由曲面变焦镜片的另一个面采用平面设计，没有曲率，即没有屈光度，所以K后＝0。则该点的屈光度值为：
Dthin＝(n-1)K前………………………………………………………………(005)
对于自由曲面数学函数设计如下：
假设一条光线，通过该单面自由曲面镜片上的某点时，由于该面为非平面，会出现无数条法线平面，这些法线平面会与自由曲面相交后重叠出无数条截交曲线。在这些截交曲线中，会有两条截交曲线最为特殊：一条截交线的曲率半径最大，曲率记为K1，另外一条截交线的曲率半径最小，曲率记为K2。同时，两条截交曲线互相垂直。
根据高斯曲率计算公式和平均曲率计算公式得出：
以高斯曲率K和平均曲率H分别为此矩阵行列式：
通过单面自由曲面镜片各点屈光度分布，可对整个曲面镜片的表面进行数学模型拟合。镜片表面屈光度连续变化，适合用B样条函数拟合和径向基函数拟合。由于B样条函数拟合曲线在所有节点内部都是无限可微的；单面自由曲面变焦镜片单面采用内B样条函数拟合，B样条曲线描述单自由曲面镜片为：
Ni，k(u)，Ni，k(v)为B样条曲面拟合数学模型中x，y方向上的基函数，di，j为自由曲面的控制顶点。
通过以上B样条曲面拟合数学模型，计算机模拟出设定的屈光度变化的自由曲面模型；通过模具打样加工造模，模具生产后的浇筑数控切削；制备出单面自由曲面连续变焦镜片；单面变焦量为{+5.00D～-5.00D}，镜片检测数据见表1。
所述第一镜片1长度为49.8mm，高度为29.9mm；单片镜片最高点厚度为3.25mm，单片镜片最低点厚度为1.25mm，最高点与最低点之间的间距为43mm；本实用新型变焦镜片的核心比值：最高点厚度：最低点厚度：最高点与最低点距离＝13:5:172。
所述第二镜片2长度为39.2mm，高度为29.8mm。单片镜片最高点厚度为3.25mm，单片镜片最低点厚度为1.25mm，最高点与最低点之间的间距为33mm；本实用新型变焦镜片的核心比值：最高点厚度：最低点厚度：最高点与最低点距离＝13:5:132
如图4所示，两组镜片交错叠放与组合，第一镜片1宽度较第二镜片2宽10mm，完全重叠时，第二镜片2左右两端到第一镜片1左右两端各距离5mm；第三镜片3宽度较第四镜片4宽10mm，完全重叠时，第四镜片4左右两端到第三镜片3左右两端各距离5mm；两镜片重叠区域屈光度为零。
如图5所示，第一镜片1固定不动，通过控制电机一13驱动第二镜片2高点向第一镜片1最高点移动，至两个镜片端点平齐，两镜片重叠区域屈光度为+5.00D；第三镜片3固定不动，通过控制电机二14驱动第四镜片4最高点向第三镜片3高点移动，至两个镜片端点平齐，两镜片重叠区域屈光度为+5.00D。
同理，第一镜片1固定不动，通过控制电机一13驱动第二镜片2低点向第一镜片1低点移动，至两个镜片端点平齐，两镜片重叠区域屈光度为-5.00D；第三镜片3固定不动，通过控制电机二14驱动第四镜片4低点向第三镜片3低点移动，至两个镜片端点平齐，两镜片重叠区域屈光度为-5.00D。
所述两个传动机构和电机一、电机二连结成两个运动控制单元，分别连接第二镜片2和第四镜片4左右平移运动，通过编码器控制两镜片单独精确左右移动。
所述编码器控制两个镜片单独精确左右移动在芯片和电路板的控制下完成。
所述智能显屏系统包括一个显示器15，该显示器安装在镜架的上端面部位；显示器15内的显示屏分别显示第一镜片1与第二镜片2重叠区域和第三镜片3与第四镜片4重叠区域的屈光度。
所述显示屏屈光度显示的屈光度由运动控制单元编码器中移动的距离换算而来，编码器最小识别移动长度为0.1mm，对应屈光度为0.10D，即10度。
所述触碰开关的控制分三种情况，单次触碰完成0.1mm运动，实现精确屈光度调整；当移动到某一位置时，长按3秒钟完成位置记忆功能，同一时间最多只记忆不超过两个位置，方便后续快速切换；三次连续触碰(不超过2秒完成)自动移动到记忆位置，完成屈光度快速切换。
本实用新型共检测14片单面变焦镜片F，每片镜片从最高点到最低点进行逐一屈光度检测，每隔1mm进行检测，共检测11个点屈光度。14组镜片每个点位的屈光度变化差异控制在0.1D范围内。最高点屈光度为1号点，屈光度为+5.00D；最低点屈光度为11号点，屈光度为-5.00D。
单面变焦镜片在中央上下4mm范围内连续变焦，散光控制在0.50D以内，该变焦技术的应用使得绝大多数屈光不正人群老花后，单纯老花人群能在不佩戴自身的框架眼镜情况下，通过智能老花镜本身实现屈光矫正功能。
本实用新型具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围；本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，包含单面自由曲面变焦镜片模组、智能变焦控制系统、智能显屏系统、智能触碰操控系统、电路控制系统和镜架；所述智能变焦控制系统及电路控制系统分别安装在镜架内部，智能显屏系统安装在镜架的上端面，智能触碰操控系统安装在镜架的两镜腿上；其特征在于：
所述的单面自由曲面变焦镜片模组，包括两组完全相同的单面变焦镜片组，并且每组单面变焦镜片组包括两块单面变焦镜片，每块单面变焦镜片是由一表面为平面另一表面为自由曲面变焦面组成的，所述一组中的两块单面变焦镜片中，其中一块的单面变焦镜片的长度比另一块单面变焦镜片的长度要长；
所述单面变焦镜片组中其中一组的两块单面变焦镜片分别定义为第一镜片和第二镜片；单面变焦镜片组中其中另一组的两块单面变焦镜片，分别定义为第三镜片和第四镜片。
2.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：所述单块单面变焦镜片中的自由曲面变焦面上，包括两个光学顶点，分别为自由曲面最高点和自由曲面最低点；并且自由曲面最高点到自由曲面最低点呈波浪式变化设置而成。
3.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：所述第一镜片与第二镜片构成一组，第一镜片与第二镜片各自的平面毗邻相对，且中间留有0.2mm间隙；所述第一镜片的自由曲面变焦面的最高点与第二镜片的自由曲面变焦面的最低点同一方向放置；所述第一镜片的自由曲面变焦面的最低点与第二镜片的自由曲面变焦面的最高点同一方向放置；并且第第一镜片比第二镜片长。
4.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：所述第三镜片与第四镜片构成另一组，所述第三镜片与第四镜片各自的平面毗邻相对，中间留有0.2mm间隙；所述第三镜片的自由曲面变焦面的最高点与第四镜片的自由曲面变焦面的最低点同一方向放置，所述第三镜片的自由曲面变焦面的最低点与第四镜片的自由曲面变焦面的最高点同一方向放置，第三镜片比第四镜片长。
5.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：所述第一镜片与第三镜片关于中轴面呈镜面轴对称；第二镜片与第四镜片关于中间面中点呈镜面轴对称。
6.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：单面变焦镜片包括P点、C区、N点和A区，其中P点为最大正度数对应的光学中心点，即自由曲面最高点对应位置；N点为最大负度数对应的光学中心点，即自由曲面最低点对应位置；C区为连续变焦通道，从P点最大正度数到N点最大负度数的过渡区域，即自由曲面最高点到自由曲面最低点之间连线的过渡区域；A区为周边像散区域，即自由曲面最高点、自由曲面最低点以及自由曲面最高点和自由曲面最低点之间过渡区域之外的区域。
7.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：自由曲面变焦面最高点的厚度、自由曲面变焦面最低点的厚度、自由曲面变焦面最高点与最低点的距离三者的比值范围在10:0.5:50～20:1.8:120之间；单面变焦镜片的自由曲面最高点屈光度范围为+2.50D～+5.00D，所述单面变焦镜片的自由曲面最低点屈光度范围为-2.50D～-5.00D；两个单面变焦镜片组成的单面变焦镜片组屈光度范围为+5.00D～-5.00D线性变焦。
8.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：所述智能变焦控制系统，包含电机一和电机二、两个编码器及设置有芯片的控制电路板；所述其中之一的编码器与第二镜片相连接起来，另一编码器与第四镜片相连接起来，并且第二镜片通过传动机构与电机一连接传动，第一镜片是固定安装在镜架上，第四镜片通过传动机构与电机二连接传动，第三镜片是固定安装在镜架上；所述第二镜片和第四镜片为各自单独运动，两者互不影响。
9.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：智能显屏系统，包括一个显示器，该显示器安装在镜架的上端面；智能触碰操控系统，主要包括四个智能触碰开关，分别为左外侧面触碰开关、左上侧面触碰开关、右外侧面触碰开关及右上侧面触碰开关；所述左外侧面触碰开关、左上侧面触碰开关分别与第二镜片相连接，并且固定安装在镜架左侧的镜腿上；所述的右外侧面触碰开关、右上侧面触碰开关分别与第四镜片相连接，并且固定安装在镜架右侧的镜腿上。
10.根据权利要求1所述的一种单面镜片组水平移动变焦式的智能老花镜，其特征在于：电路控制系统，包括控制运动的电路板、微型控制单元(MCU)、电路传输系统、供电系统和传感器系统。
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