一种AR眼镜以及光线控制方法技术

本发明专利技术提供一种液体透镜、AR眼镜以及光线控制方法，所述AR眼镜包括液体透镜系统以及用于承载所述液体透镜系统的镜架及镜框，所述液体透镜系统与所述镜架及所述镜框连接，通过分光镜组的反射以及折射，将第一光信号以及第二光信号聚焦，增大所述液体透镜系统的应用范围和应用部件的适用性；通过控制虚像与第一透镜组之间的距离，增大了虚像成像的距离范围，避免由于观测者人眼调焦范围较小引起的成像模糊；将液体透镜系统承载于镜架以及镜框上，实现了小型化以及便捷化。

【技术实现步骤摘要】
一种AR眼镜以及光线控制方法
本专利技术涉及光学
，特别是涉及一种液体透镜、AR眼镜以及光线控制方法。
技术介绍
目前，光学系统尤其是光学变焦系统通常由固定焦距的固体透镜制成，为了调节其焦距，光学变焦系统需要使用多组固体透镜，通过机械部件带动固体透镜运动来实现光学变焦系统调焦。尤其在集成光学变焦系统的可穿戴设备中，存在结构复杂、不易小型化以及不便于精确控制的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种液体透镜、AR眼镜以及光线控制方法，用于解决现有技术中AR(增强现实/Augmentedreality)眼镜变焦不便应用的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种液体透镜，包括：壳体，所述壳体包括第一视窗以及第二视窗；第一液体，所述第一液体的材料包含导体材料；第二液体，所述第二液体的材料包含绝缘疏水材料，所述第一液体不溶于所述第二液体，所述第一液体和所述第二液体设于所述壳体内，且所述第二液体靠近所述第二视窗设置；所述壳体内沿着所述第一视窗至所述第二视窗的方向收缩。可选的，所述壳体内堆叠一疏水绝缘层。可选的，所述第一液体的密度与所述第二液体的密度相等。可选的，所述疏水绝缘层的材料包含聚四氟乙烯、聚对二甲苯和全氟环状聚合物的任意一种。一种液体透镜系统，包括：用于产生第一光信号的显示单元；第一透镜组，所述第一透镜组包括所述液体透镜；以及用于分束的分光镜组，所述分光镜组包括一用于光反射的反射面和一用于光折射的折射面，经过所述第一透镜组调焦及所述反射面反射的所述第一光信号与经过所述折射面折射的第二光信号聚焦，目标物体提供所述第二光信号。可选的，所述第一透镜组设置于第一光信号入射光路上，定义所述第一光信号入射光路为所述第一光信号在所述反射面反射之前的光路。可选的，所述液体透镜系统包括一用于调焦的第二透镜组，所述第二透镜组设置于第一光信号反射光路上，定义所述第一光信号反射光路为所述第一光信号在所述反射面反射之后的光路。可选的，所述液体透镜系统包括一用于减少背景光强度的消光模组，所述消光模组设置于第二光信号入射光路上，定义所述第二光信号入射光路为所述第二光信号在所述折射面发生折射之前的光路。可选的，所述液体透镜系统包括一用于反射所述第一光信号的第三透镜组，所述第一透镜组设置于第一光信号发射光路上，所述第三透镜组设置于第一光信号折射光路上，定义所述第一光信号发射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之前的光路，定义所述第一光信号折射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之后的光路。可选的，所述液体透镜系统包括一用于反射所述第一光信号的第三透镜组，所述第一透镜组以及所述第三透镜组设置于第一光信号折射光路上，且所述第一透镜组设置于所述反射面与所述第三透镜组之间，定义所述第一光信号折射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之后的光路。一种AR眼镜，包括：所述液体透镜系统；以及用于承载所述液体透镜系统的镜架及镜框，所述液体透镜系统与所述镜架及所述镜框连接。可选的，所述分光镜组与所述镜框相匹配。可选的，所述AR眼镜包括一用于调焦的第二透镜组，所述第二透镜组与所述镜框相匹配。可选的，所述AR眼镜还包括一用于减少背景光强度的消光模组，所述消光模组与所述镜框相匹配。可选的，所述显示单元以及所述第一透镜组设置在所述镜架上。可选的，所述镜架或者所述镜框上还设有一距离传感器。可选的，所述第二透镜组为液体透镜。可选的，所述镜架或者所述镜框上还包括一用于控制电压的控制器，所述控制器与所述第一透镜组以及所述第二透镜组电路连接。一种光线控制方法，包括：提供所述液体透镜系统或者提供所述AR眼镜；测量目标物体与观测点之间的距离以及测量所述显示单元与所述第一透镜组之间的距离；根据所述目标物体与所述观测点之间的距离调节所述第一透镜组的屈光度；根据所述第一透镜组的屈光度，以及根据所述显示单元与所述第一透镜组之间的距离，调节所述观测点观察到的虚像与所述第一透镜组之间的距离。可选的，qeff与peff及p1(V)的调节关系数学表示为：其中，qeff为所述虚像与所述第一透镜组之间的距离，peff为所述显示单元与所述第一透镜组之间的距离，p1(V)为所述第一透镜组的屈光度。可选的，所述光线控制方法还包括：在第一光信号反射光路上设置一用于调焦的第二透镜组，定义所述第一光信号反射光路为所述第一光信号在所述反射面反射之后的光路。可选的，qeff与peff、p1(V)及p2(V)的调节关系数学表示为：其中，qeff为所述观测点观察到的虚像与所述第一透镜组之间的距离，peff为所述显示单元与所述第一透镜组之间的距离，p1(V)为所述第一透镜组的屈光度，p2(V)为所述第二透镜组的屈光度。可选的，所述光线控制方法还包括：设置所述第一透镜组以及第三透镜组设置于第一光信号折射光路上，且所述第一透镜组设置于所述反射面与所述第三透镜组之间，定义所述第一光信号折射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之后的光路。可选的，所述光线控制方法还包括：设置所述第一透镜组于第一光信号发射光路上，设置第三透镜组于第一光信号折射光路上，定义所述第一光信号发射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之前的光路，定义所述第一光信号折射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之后的光路可选的，所述光线控制方法还包括：设置消光模组于第二光信号入射光路上，定义所述第二光信号入射光路为所述第二光信号在所述折射面发生折射之前的光路。如上所述，在本专利技术的液体透镜、AR眼镜以及光线控制方法中：通过导通第一液体以及壳体，在第一液体以及第二液体的接触界面产生电润湿效应，引起第一液体与第二液体接触界面曲率及焦距的变化，实现对液体透镜的调焦控制，便于小型化，且控制精度较高，反馈速度较快；通过分光镜组的反射以及折射，将第一光信号以及第二光信号聚焦，增大所述液体透镜系统的应用范围和应用部件的适用性；通过控制虚像与第一透镜组之间的距离，增大了虚像成像的距离范围，避免由于观测者人眼调焦范围较小引起的成像模糊；将液体透镜系统承载在在镜架以及镜框上，实现了小型化以及便捷化。附图说明图1显示为本专利技术实施例中液体透镜未导通状态结构示意图。图2显示为本专利技术实施例中液体透镜导通状态结构示意图。图3显示为本专利技术一实施例中液体透镜系统的结构示意图。图4显示为本专利技术一实施例中液体透镜系统的结构示意图。图5显示为本专利技术又一实施例中液体透镜系统的结构示意图。图6显示为本专利技术另一实施例中液体透镜系统的结构示意图。图7显示为本专利技术另一实施例中液体透镜系统的结构示意图。图8显示为本专利技术其他实施例中液体透镜系统的结构示意图。图9显示为本专利技术实施例中AR眼镜的结构示意图。图10显示为本专利技术实施例中光线控制方法流程示意图。零件标号说明1壳体11第一视窗12第二视窗13绝缘疏水层A第一液体B第二液体20显示单元21第一透镜组22第二透镜组23第三透镜组24消光模组25距离传感器26控制器27电池3分光镜组3a反射面3b折射面31第一光信号入射光路32第一光信号反射光路33第二光信号发射光路34第一光信号发射光路35第一光信号折射光路4目标物体41虚像5观测点51实像C镜架D镜框具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体透镜，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括第一视窗以及第二视窗；第一液体，所述第一液体的材料包含导体材料；第二液体，所述第二液体的材料包含绝缘疏水材料，所述第一液体不溶于所述第二液体，所述第一液体和所述第二液体设于所述壳体内，且所述第二液体靠近所述第二视窗设置；所述壳体内沿着所述第一视窗至所述第二视窗的方向收缩。

【技术特征摘要】
1.一种液体透镜，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括第一视窗以及第二视窗；第一液体，所述第一液体的材料包含导体材料；第二液体，所述第二液体的材料包含绝缘疏水材料，所述第一液体不溶于所述第二液体，所述第一液体和所述第二液体设于所述壳体内，且所述第二液体靠近所述第二视窗设置；所述壳体内沿着所述第一视窗至所述第二视窗的方向收缩。2.根据权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述壳体内堆叠一疏水绝缘层。3.根据权利要求2所述的液体透镜，其特征在于，所述疏水绝缘层的材料包含聚四氟乙烯、聚对二甲苯和全氟环状聚合物的任意一种。4.根据权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述第一液体的密度与所述第二液体的密度相等。5.一种液体透镜系统，其特征在于，包括：用于产生第一光信号的显示单元；第一透镜组，所述第一透镜组包括如权利要求1至4任一项所述的液体透镜；以及用于分束的分光镜组，所述分光镜组包括一用于光反射的反射面和一用于光折射的折射面，经过所述第一透镜组调焦及所述反射面反射的所述第一光信号与经过所述折射面折射的第二光信号聚焦，目标物体提供所述第二光信号。6.根据权利要求5所述的液体透镜系统，其特征在于，所述第一透镜组设置于第一光信号入射光路上，定义所述第一光信号入射光路为所述第一光信号在所述反射面反射之前的光路。7.根据权利要求5所述的液体透镜系统，其特征在于，所述液体透镜系统包括一第二透镜组，所述第二透镜组设置于第一光信号反射光路上，定义所述第一光信号反射光路为所述第一光信号在所述反射面反射之后的光路。8.根据权利要求5所述的液体透镜系统，其特征在于，所述液体透镜系统包括一用于减少背景光强度的消光模组，所述消光模组设置于第二光信号入射光路上，定义所述第二光信号入射光路为所述第二光信号在所述折射面发生折射之前的光路。9.根据权利要求5至8任一项所述的液体透镜系统，其特征在于，所述液体透镜系统还包括一用于反射所述第一光信号的第三透镜组，所述第一透镜组设置于第一光信号发射光路上，所述第三透镜组设置于第一光信号折射光路上，定义所述第一光信号发射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之前的光路，定义所述第一光信号折射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之后的光路。10.根据权利要求5至8任一项所述的液体透镜系统，其特征在于，所述液体透镜系统还包括一用于反射所述第一光信号的第三透镜组，所述第一透镜组以及所述第三透镜组设置于第一光信号折射光路上，且所述第一透镜组设置于所述反射面与所述第三透镜组之间，定义所述第一光信号折射光路为所述第一光信号在所述折射面发生折射之后的光路。11.一种AR眼镜，其特征在于，包括：如权利要求5至10任一项所述的液体透镜系统；以及用于承载所述液体透镜系统的镜架及镜框，所述分光镜组与所述镜框相匹配，所述显示单元以及所述第一透镜组设置在所述镜框或者镜架上。12.根据权利要求11所述的AR眼镜，其特征在于，所述AR眼镜包括一用于调焦的第二透镜组，所述第二透...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡立磊，邱承彬，
申请(专利权)人：上海酷聚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31