CN217213342U - 镜片组件及智能眼镜 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种镜片组件及智能眼镜，镜片组件包括：光波导、矫正镜片以及第一连接件，光波导包括波导基底和光学微结构，波导基底上设置有光学微结构，光学微结构用于将入射光信号导入波导基底；矫正镜片用于进行视力矫正；第一连接件设置于光波导镜片和矫正镜片之间，以连接光波导和矫正镜片，第一连接件的折射率小于波导基底的折射率，以使入射光信号在第一连接件和所述光波导之间进行全反射。通过可使入射光信号发生全发射的且填满于光波导和矫正镜片之间的第一连接件连接光波导和矫正镜片，在实现镜片组件具有视力矫正功能的同时还提高了镜片组件的可靠性。

Description

镜片组件及智能眼镜

技术领域

本申请涉及智能眼镜技术领域，特别涉及一种镜片组件及智能眼镜。

背景技术

智能眼镜作为一种可穿戴设备将最新的IT技术与传统眼镜的功能相结合，以其便于携带、易于使用、功能丰富等优点越来越受消费者的欢迎。

目前，智能眼镜例如增强现实(Augmented Reality，AR)设备，对于有近视/远视等视力障碍的用户而言，在使用智能眼镜时，需要在智能眼镜和眼睛之间增戴一个外挂式的矫正镜片，以看清智能眼镜显示的虚拟图像以及外界真实环境。外挂式的矫正镜片往往通过机械结构连接至智能眼镜的镜架上，矫正镜片与智能眼镜之间存在间隙，在受到撞击或从高处跌落时外挂式的矫正镜片以及智能眼镜容易损坏，可靠性不强。

实用新型内容

本申请实施例提供一种镜片组件和智能眼镜，可以提高具有视力矫正功能的镜片组件的可靠性。

本申请实施例提供一种镜片组件，包括：

光波导，包括波导基底和光学微结构，所述波导基底上设置有所述光学微结构，所述光学微结构用于将入射光信号导入所述波导基底；

矫正镜片，用于进行视力矫正；

第一连接件，设置于所述光波导镜片和所述矫正镜片之间，以连接所述光波导和所述矫正镜片，第一连接件的折射率小于所述波导基底的折射率，以使所述入射光信号在所述第一连接件和所述光波导之间进行全反射。

本申请实施例还提供一种镜片组件，包括：

矫正镜片，用于进行视力矫正，所述矫正镜片包括光波导部和矫正部，所述光波导部包括波导基底和光学微结构，所述波导基底上设置有所述光学微结构，所述光学微结构用于将入射光信号导入所述波导基底；

第一连接件，填充于所述光波导部和所述矫正部之间，以连接所述光波导部和所述矫正部，第一连接件的折射率小于所述波导基底的折射率，以使所述入射光信号在所述第一连接件和所述光波导之间进行全反射。

本申请实施例还提供一种智能眼镜，包括：

镜片组件，所述镜片组件如上所述的镜片组件；

光机，所述光机用于发出所述入射光信号并将所述入射光信号投射至所述镜片组件。

本申请实施例提供一种镜片组件和智能眼镜，镜片组件包括：光波导、矫正镜片以及第一连接件，光波导包括波导基底和光学微结构，波导基底上设置有光学微结构，光学微结构用于将入射光信号导入波导基底；矫正镜片用于进行视力矫正；第一连接件设置于光波导镜片和矫正镜片之间，以连接光波导和矫正镜片，第一连接件的折射率小于波导基底的折射率，以使入射光信号在第一连接件和所述光波导之间进行全反射。通过可使入射光信号发生全发射的第一连接件连接光波导和矫正镜片，可以使入射光信号在光波导的预设区域出射，使用户既可以看清光波导显示的虚拟图像又可以看清外界真实环境，使镜片组件具有视力矫正功能，光波导和矫正镜片通过设置于光波导和矫正镜片之间的第一连接件粘接，可以提高光波导和矫正镜片之间的连接强度，进而提高具有视力矫正功能的镜片组件的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的智能眼镜的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的智能眼镜的应用示意图。

图3为本申请实施例提供的镜片组件的第一结构示意图。

图4为本申请实施例提供的第一连接件与波导基底发生全反射的示意图。

图5为本申请实施例提供的第一连接件折射率和波导基底折射率的关系图

图6为本申请实施例提供的镜片组件的第二结构示意图。

图7为本申请实施例提供的镜片组件的第三结构示意图。

图8为本申请实施例提供的镜片组件的第四结构示意图。

图9为本申请实施例提供的镜片组件的第五结构示意图。

图10为本申请实施例提供的镜片组件的第六结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种智能眼镜，请参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的智能眼镜的结构示意图。图2为本申请实施例提供的智能眼镜的应用示意图。

智能眼镜10可以为增强现实(Augmented Reality，AR)眼镜，智能眼镜10可以包括镜片组件100和光机200，其中，光机200可以包括产生入射光信号的显示器210以及透过入射光信号的透镜结构220，显示器210发出的入射光信号为虚拟图像对应的入射光信号，显示器210可以为Micro-LED显示器或mini-LED显示器等可以发出入射光的显示器。透镜结构220可以包括一个或多个透镜，透镜可以包括凸透镜和/或凹透镜和/或胶合透镜，透镜结构220可以将显示器210发出的入射光信号按照预设的光路投射到镜片组件100。镜片组件100可以导入透镜结构220投射的入射光信号，将虚拟图像对应的入射光投射至人眼。用户通过镜片组件100可以观察到显示的虚拟图像，由于镜片组件100可以透过外界真实环境的光线，用户可以观察到显示的虚拟图像的同时还可以透过镜片组件观察到外界真实场景的图像，AR眼镜可以将虚拟图像信息和真实场景融为一体，互相补充。

对于具有视力障碍的用户来说，例如近视的用户，在使用常规的智能眼镜时，由于智能眼镜的虚拟图像的虚像形成在远处，且镜片不具备视力矫正的功能，会导致近视的用户无法看清楚形成在远处的虚像也无法看清远处的真实场景的图像。若想要看清虚拟图像以及真实场景的图像，用户需要在人眼和常规智能眼镜之间增戴一个矫正镜片，外挂式的矫正镜片往往通过机械结构连接至智能眼镜的镜架上，矫正镜片与智能眼镜之间存在间隙，在受到撞击或从高处跌落时外挂式的矫正镜片以及智能眼镜容易损坏，可靠性不强。

为了提高具有视力矫正功能的智能眼镜的可靠性，本申请提供一种具有视力矫正功能的镜片组件，本申请实施例提供一种镜片组件100，请继续参阅图3和图4，图3为本申请实施例提供的镜片组件的第一结构示意图。图4为本申请实施例提供的第一连接件与波导基底发生全反射的示意图。

镜片组件100包括光波导110、矫正镜片120以及第一连接件130，光波导110包括波导基底101和光学微结构102，波导基底101上设置有光学微结构102，光学微结构102用于将入射光信号导入波导基底，并使导入的入射光信号在光波导的预设区域出射，矫正镜片120用于进行视力矫正，第一连接件130设置于光波导110和矫正镜片120之间，以连接光波导和矫正镜片，第一连接件130的折射率小于波导基底101的折射率，以使入射光信号在第一连接件和波导之间进行全反射。

本申请实施例提供的镜片组件100通过可使入射光光信号发生全发射的第一连接件130连接光波导110和矫正镜片120，可以使入射光信号在光波导110的预设区域出射，使用户既可以看清光波导显示的虚拟图像又可以看清外界真实环境，使镜片组件100具有视力矫正功能，光波导110和矫正镜片120通过设置于光波导110和矫正镜片120之间的第一连接件130粘接，可以提高光波导110和矫正镜片120之间的连接强度，提高具有视力矫正功能的镜片组件的可靠性。

矫正镜片120可以设置于波导基底101背离光学微结构102的一侧，第一连接件130可以填充于波导基底101与矫正镜片120之间。例如，第一连接件130可以为低折射率的粘接胶，通过旋涂的方式涂满近矫正镜片120和/或光波基底背离光学微结构102的表面，波导基底101与矫正镜片120胶合，波导基底101与矫正镜片120之间不存在空隙，可以提高波导基底101与矫正镜片120之间的连接强度，另外，由于第一连接件130的折射率小于波导基底101的折射率，入射光在第一连接件130和波导基底101之间可以发生全反射，入射光按照预设的光路在光波导110内传输，并在光波导110靠近矫正镜片120表面的预设区域出射。

具体的，请参阅图5，图5为本申请实施例提供的第一连接件折射率和波导基底折射率的关系图。本申请实施例要求入射光经光学微结构传播后能在第一折射率和波导基底之间的界面发生全反射，在K域中的分析结果如图5所示，n_wg为波导基底的折射率，n_air为空气折射率，n为第一连接件的折射率，n_wg由点划线、n_air由实线以及n由虚线圆环表示，由于K＝(2π/λ)*θ*n，λ为入射光的波长，θ为入射光的入射角，入射角和出射角存在对应的关系，为了实现全反射，要求视场角的视窗需要落在由波导基底n_wg和第一连接件n所围成的K域圆环内，即可实现贴合界面的全反射。第一连接件的折射率的范围可以为1.3～1.55。光学微结构的光栅需要匹配更小的光栅周期，光线多以更大的角度在波导中传播，以保证全反射的实现条件。

为了提高镜片组件100的可靠性，镜片组件100还包括保护镜片140，保护镜片140设置于波导基底101设置有光学微结构102的一侧，保护镜片140与波导基底101通过第二连接件150粘接，第二连接件150围绕光学微结构102设置。例如，第二连接件150可以为框胶，框胶可以设置于保护镜片的边缘和/或波导基底101设置有光学微结构102的表面的边缘，胶框可以围绕光学微结构102设置。框胶可以将保护镜片140和光波导110贴合，保证光学微结构102和保护镜片140之间形成有入射光的光路传播区域。保护镜片140可以对光学微结构起到保护作用。

在一些实施例中，为了减少镜片组件的厚度以及提高镜片组件的可靠性，保护镜片和光波导之间通过第三连接件粘接，请继续参阅图6，图6为本申请实施例提供的镜片组件的第二结构示意图。

保护镜片140设置于波导基底101设置有光学微结构102的一侧，保护镜片140与波导基底101通过第三连接件160粘接，第三连接件160填充于波导基底101与保护镜片140之间，第三连接件160的折射率小于光学微结构102的折射率。为了保证光学微结构102的传播效率，第三连接件160可以为低折射率的粘接胶，相应的需要设置折射率较高的光学微结构102，以使光学微结构102和第三连接件160之间形成折射率差值，较优的，第三连接件160的折射率可以小于1.45，光学微结构102的折射率可以大于1.7，以使光学微结构102和第三连接件160之间至少形成2.5的折射率差，以保证光学微结构102的效率。

在一些实施例中，为了进一步减少镜片组件的厚度，使镜片组件轻薄化，镜片组件可以不设置保护镜片，请参阅图7，图7为本申请实施例提供的镜片组件的第三结构示意图。矫正镜片120设置于波导基底101设置有光学微结构102的一侧，第一连接件130填充于波导基底101、光学微结构102以及矫正镜片120之间。第一连接件130可以为具有较低折射率的粘接胶，通过旋涂的方式涂满近矫正镜片120和/或光波基底设置有光学微结构102的表面，波导基底101与矫正镜片120胶合，波导基底101与矫正镜片120之间不存在空隙，可以提高波导基底101与矫正镜片120之间的连接强度，另外，由于将矫正镜片120复用为光波导110的保护镜片，减少了保护镜片的设置，可以进一步的减少镜片组件100的厚度。

在一些实施例中为了进一步减少镜片组件的厚度，且增强镜片组件的整体性，还可以将光波导集成在矫正镜片内，请继续参阅图8，图8为本申请实施例提供的镜片组件的第四结构示意图。镜片组件100包括矫正镜片以及第一连接件130，矫正镜片包括光波导部110以及矫正部120，矫正镜片用于进行视力矫正，光波导部110可以集成于矫正镜片内，光波导部110包括波导基底101和光学微结构102，波导基底101上设置有光学微结构102，光学微结构102用于光学微结构用于将入射光信号导入所述波导基底，第一连接件130填充于光波导部110和矫正部120之间，以粘接光波导部110和矫正部120，第一连接件130的折射率小于波导基底101的折射率，以使入射光信号在第一连接件130和波导部101之间发生全反射。

镜片组件100还包括保护镜片140，保护镜片140设置于波导基底101设置有光学微结构102的一侧，保护镜片140与波导基底101通过第二连接件150粘接，第二连接件150围绕光学微结构102设置。第二连接件150可以为如上所述的第二连接件150，通过第二连接件150粘接的保护镜片140和光波导部110粘接后可以形成一整体结构，可以在矫正部120设置一容纳空间，将粘接后的保护镜片140和光波导110通过第一连接件130与矫正部120粘接且设置于容纳空间内。可以理解的是，保护镜片140和光波导部110粘接后可以形成一整体结构的平面与矫正镜片的平面平齐。又或者，可以通过注塑成型的方式将保护镜片140和光波导110粘接后形成一整体结构集成于矫正镜片内部。

在一些实施例中，减少镜片组件的厚度以及提高镜片组件的可靠性，保护镜片和光波导之间通过第三连接件粘接，请继续参阅图9，图9为本申请实施例提供的镜片组件的第五结构示意图。

保护镜片140设置于波导基底101设置有光学微结构102的一侧，保护镜片140与波导基底101通过第三连接件160粘接，第三连接件160填充于波导基底101与保护镜片140之间，第三连接件160可以为如上所述的第三连接件160，通过第三连接件160粘接的保护镜片140和光波导110粘接后可以形成一整体结构，可以在矫正部120设置一容纳空间，将粘接后的保护镜片140和光波导110通过第一连接件130与矫正部120粘接且设置于容纳空间内。

在一些实施例中，为了进一步减少镜片组件的厚度，使镜片组件轻薄化，镜片组件可以不设置保护镜片，请参阅图10，图10为本申请实施例提供的镜片组件的第六结构示意图。波导基底101设置有光学微结构102的一侧设置有第三连接件160，以将波导基底101设置有光学微结构102的一侧与矫正镜片120粘接，波导基底101背离光学微结构102的一侧设置有第一连接件，以将波导基底101背离光学微结构102的一侧与矫正镜片粘接。第一连接件130可以为如上所述的第一连接件130，第三连接件160可以为如上所述的第三连接件160，在一些实施例方式中，第一连接件130与第三连接件160可以为折射率相同的连接件，使得入射光可以在光学微结构102上按照预设光路传播即可。通过连接件将光波导部110粘接在矫正部120内，矫正部120可以复用为光波导部110的保护镜片，减少了保护镜片的设置，可以进一步的减少镜片组件100的厚度。

可以理解的是，本申请实施例提供的光学微结构可以包括耦入光栅、波导光栅以及耦出光栅，从透镜结构射出的光可以射入耦入光栅，光线经过耦入光栅的衍射后在波导光栅中以全反射的形式传播，至耦出光栅时，将全反射光线耦出至空气中，从而射入用户眼球，使人眼看到虚拟影像，而耦入光栅区域本身又可以透过环境光线，从而实现增强现实的效果。

本申请实施例提供一种镜片组件和智能眼镜，镜片组件包括矫正镜片以及第一连接件，矫正镜片用于进行视力矫正，矫正镜片包括光波导部和矫正部，光波导部包括波导基底和光学微结构，波导基底上设置有光学微结构，光学微结构用于将入射光信号导入波导基底；第一连接件设置于光波导部和矫正部之间，以连接光波导部和所述矫正部，第一连接件的折射率小于波导基底的折射率，以使入射光信号在第一连接件和光波导之间进行全反射。通过可使入射光信号发生全发射的第一连接件连接光波导部和矫正部，可以使入射光信号在第一连接件和光波导之间进行全反射，使用户既可以看清光波导显示的虚拟图像又可以看清外界真实环境，不但使镜片组件具有视力矫正功能，还可以提高镜片组件的可靠性，另外矫正镜片集成有矫正部以及波导部，可以减少具有视力矫正功能以及波导功能的镜片组件的尺寸，使镜片组件更加轻薄化。

以上对本申请实施例提供的镜片组件及智能眼镜进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种镜片组件，其特征在于，包括：

光波导，包括波导基底和光学微结构，所述波导基底上设置有所述光学微结构，所述光学微结构用于将入射光信号导入所述波导基底；

矫正镜片，用于进行视力矫正；

第一连接件，设置于所述光波导镜片和所述矫正镜片之间，以连接所述光波导和所述矫正镜片，第一连接件的折射率小于所述波导基底的折射率，以使所述入射光信号在所述第一连接件和所述光波导之间进行全反射。

2.根据权利要求1所述的镜片组件，其特征在于，所述矫正镜片设置于所述波导基底背离所述光学微结构的一侧，所述第一连接件设置于所述波导基底与所述矫正镜片之间。

3.根据权利要求2所述的镜片组件，其特征在于，所述镜片组件还包括保护镜片，所述保护镜片设置于所述波导基底设置有光学微结构的一侧，所述保护镜片与所述波导基底通过第二连接件连接，所述第二连接件围绕所述光学微结构设置。

4.根据权利要求2所述的镜片组件，其特征在于，所述镜片组件还包括保护镜片，所述保护镜片设置于所述波导基底设置有光学微结构的一侧，所述保护镜片与所述波导基底通过第三连接件粘接，所述第三连接件设置于所述波导基底与所述保护镜片之间，所述第三连接件的折射率小于所述光学微结构的折射率。

5.根据权利要求1所述的镜片组件，其特征在于，所述矫正镜片设置于所述波导基底设置有所述光学微结构的一侧，所述第一连接件设置于所述波导基底、光学微结构以及所述矫正镜片之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的镜片组件，其特征在于，所述第一连接件的折射率为1.3～1.55。

7.一种镜片组件，其特征在于，包括

矫正镜片，用于进行视力矫正，所述矫正镜片包括光波导部和矫正部，所述光波导部包括波导基底和光学微结构，所述波导基底上设置有所述光学微结构，所述光学微结构用于将入射光信号导入所述波导基底；

第一连接件，设置于所述光波导部和所述矫正部之间，以连接所述光波导部和所述矫正部，第一连接件的折射率小于所述波导基底的折射率，以使所述入射光信号在所述第一连接件和所述光波导之间进行全反射。

8.根据权利要求7所述的镜片组件，其特征在于，所述矫正部设置有容纳空间，所述光波导部设置于所述容纳空间内。

9.根据权利要求7所述的镜片组件，其特征在于，所述镜片组件还包括保护镜片，所述保护镜片设置于所述波导基底设置有光学微结构的一侧，所述保护镜片与所述波导基底通过第二连接件粘接，所述第二连接件围绕所述光学微结构设置。

10.根据权利要求7所述的镜片组件，其特征在于，所述镜片组件还包括保护镜片，所述保护镜片设置于所述波导基底设置有光学微结构的一侧，所述保护镜片与所述波导基底通过第三连接件粘接，所述第三连接件填充于所述波导基底与所述保护镜片之间，所述第三连接件的折射率小于所述光学微结构的折射率。

11.一种智能眼镜，其特征在于，包括:

镜片组件，所述镜片组件如权利要求1-6任一项所述的镜片组件和/或权利要求7-10任一项所述的镜片组件；

光机，所述光机用于发出所述入射光信号并将所述入射光信号投射至所述镜片组件。

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