三明治式谐衍射Alvarez变焦智能眼镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三明治式谐衍射Alvarez变焦智能眼镜；包括镜架和镜片；镜片都由一个谐衍射Alvarez透镜组构成，一个谐衍射Alvarez透镜组由三个镜片组成；每个镜片都设有一个谐衍射微结构表面，每组镜片的外侧两个透镜固定在镜架上，并组成密封空间，中间的透镜通过滑块固定在镜架的导轨上，中间的透镜沿垂直于光轴的方向滑动；谐衍射微结构表面由Alvarez透镜去除相位差得到，所述的镜架正面两侧分别设有一个或多个距离传感器；实现了根据佩戴者观察目标的距离来自动调节光焦度，使使用者能够以最舒适的状态观察目标，缓解眼部肌肉的疲劳，对于青少年正常的视力使用者来说，可以达到预防近视的目的。

Sandwich Harmonic Diffraction Alvarez Zoom Smart Glasses

【技术实现步骤摘要】
三明治式谐衍射Alvarez变焦智能眼镜
本技术涉及一种智能眼镜，具体涉及一种采用谐衍射Alvarez透镜变焦的智能眼镜。
技术介绍
国家卫健委2018年6月4日举行的专题新闻发布会上透露：我国近视人数已经超过4.5亿，近视发病呈现年龄早、进展快、程度深的趋势。其中，小学生近视发病率约为30％，大学生约为90％。近距离用眼被认为是影响近视发生发展的首位危险因素。目前电子产品越来越多地进入人们的生活中，青少年阶段是屈光状态发育的关键期，也是学习繁重的时期，青少年对于电子产品使用的自控能力较差，造成了青少年近视比重越来越大，近视现象也越来越低龄化。在我国，老花眼现象更使一种普遍现象，老花眼与年龄增长密切相关，通常在45岁前后开始显现，并逐年加深。根据最近针对上海、北京、广州、杭州、南京等地50岁以上居民的一对一调研数据显示，八成50岁以上人群受到老花眼影响，而上海和南京的比例更是高达近90％。更令人担忧的是，我国老花眼人群正在逐渐走向年轻化。眼部自然晶体就好像一部机器，它可能因为使用年份增加而自然老化，也可能因为使用过度而加速老化。由于现代社会人们对电脑、手机、电视等各种电子设备高度依赖，同时生活工作压力不断增大，人们普遍用眼过度，长期处于视觉疲劳状态，因此更容易导致晶体弹性加速减弱，使得老花眼发病年龄不断提前。老花眼患者需要借助渐变多焦镜或多副眼镜交替使用才能满足不同的视觉需求。有些老花眼患者可能同时拥有一副阅读眼镜、一副看电脑眼镜、一副户外眼镜以及一副驾驶眼镜等，更有甚者可能在家里和公司等不同场所各配备一整套眼镜，可想而知，会给正常生活带来极大的麻烦。专利
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出了一种三明治式谐衍射Alvarez变焦智能眼镜。本技术一种三明治式谐衍射Alvarez变焦智能眼镜，包括镜架和镜片；镜片都由一个谐衍射Alvarez透镜组构成，一个谐衍射Alvarez透镜组由三个镜片组成；每个镜片都设有一个谐衍射微结构表面，每组镜片的外侧两个镜片固定在镜架上，并组成密封空间，中间的镜片通过滑块固定在镜架的导轨上，中间的镜片沿垂直于光轴的方向滑动；谐衍射微结构表面由Alvarez透镜去除相位差得到；Alvarez透镜多项式方程为：其中，z为两个多项式表面高度，A为多项式系数，f(x,y)为高阶多项式。f(x,y)＝b1xy4+b2x3y2+b3x5+b4xy6+b5x3y4+b6x5y2+b7x7+…其中，b1,b2,b3,…为高阶多项式系数。产生焦距为：其中，δ为两个Alvarez透镜组合光焦度，A为多项式系数，2δ为两个Alvarez透镜之间的相对移动的距离，n为Alvarez透镜的材料折射率；Alvarez透镜的相位差与光程差的关系是：其中为相位差，λ为波长，Δδ为光程差；将Alvarez透镜去除相位差为2π的整数m倍，剩余的部分便是光程差为2π的m倍的谐衍射Alvarez透镜；m≥2；作为优先，所述的镜架正面两侧分别设有一个或多个距离传感器，所述的距离传感器与控制电路模块连接；所述的控制电路模块与驱动电机连接，所述的驱动电机通过驱动螺纹副驱动滑块滑动。作为优先，每组镜片的外侧两个镜片各含有一个谐衍射微结构表面，且谐衍射微结构表面位于与中间的镜片相邻的表面，远离中间的镜片的表面为平面、球面或者球面非球面；中间的镜片前后两个面均为谐衍射微结构表面。作为优先，每组镜片的外侧两个镜片各含有一个谐衍射微结构表面，且谐衍射微结构表面位于远离中间的镜片相邻的表面，与中间的镜片的相邻表面为平面、球面或者球面非球面；中间的镜片前后两个面均为谐衍射微结构表面。作为优先，每组镜片的外侧两个镜片各含有一个谐衍射微结构表面，外侧两个镜片中的其中一个谐衍射微结构表面位于与中间的镜片相邻的表面，另一个镜片与中间的镜片远离的表面为谐衍射微结构表面；中间的镜片前后两个面均为谐衍射微结构表面；外侧两个镜片的剩余表面为平面、球面或者球面非球面。作为优先，三个镜片的表面均为谐衍射微结构表面。本技术具有如下优点：实现了根据佩戴者观察目标的距离来自动调节光焦度，使使用者能够以最舒适的状态观察目标，缓解眼部肌肉的疲劳，对于青少年正常的视力使用者来说，可以达到预防近视的目的；对于老年人老花眼患者来说，可以方便老花眼患者能够同时清晰看清远处和近处的目标。采用三明治结构形成封闭的镜片结构，避免了灰尘、水汽进入镜片间隙里；同时采用了多个谐衍射微结构表面，使每个谐衍射Alvarez镜片的厚度大大降低，相邻谐衍射Alvarez镜片之间的间隔也大大降低，使得镜片组的厚度也大大降低，整个智能眼镜重量也大大降低。附图说明图1智能变焦眼镜系统结构图。图2三明治结构连续多项式自由曲面Alvarez变焦透镜组工作原理图。图3相位压缩三明治结构连续多项式自由曲面Alvarez透镜变为谐衍射Alvarez透镜。图4多项式自由曲面位于相邻表面的三明治结构Alvarez透镜组(图4(a))经过相位压缩后的谐衍射Alvarez透镜组(图4(b))。图5三明治结构中，三片Alvarez透镜的6个表面均为多项式自由曲面的Alvarez透镜组(图5(a))经过相位压缩后的谐衍射Alvarez透镜组(图5(b))。图6(a)为光焦度为0时三明治结构，前后镜片谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图6(b)为光焦度为正时三明治结构，前后镜片谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图6(c)为光焦度为负时三明治结构，前后镜片谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图7(a)为光焦度为0时三明治结构，前后镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图7(b)为光焦度为正时三明治结构，前后镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图7(c)为光焦度为负时三明治结构，前后镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图8(a)为光焦度为0时三明治结构，前镜片谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片的表面，后镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图8(b)为光焦度为正时三明治结构，前镜片谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片的表面，后镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图8(c)为光焦度为负时三明治结构，前镜片谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片的表面，后镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图9(a)为光焦度为0时三明治结构，前镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面，后镜片的谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图9(b)为光焦度为正时三明治结构，前镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面，后镜片的谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图9(c)为光焦度为负时三明治结构，前镜片谐衍射微结构表面位于远离中间镜片的表面，后镜片的谐衍射微结构表面位于靠近中间镜片的表面的Alvarez变焦透镜组原理图；图10(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三明治式谐衍射Alvarez变焦智能眼镜，其特征在于：包括镜架和镜片；镜片都由一个谐衍射Alvarez透镜组构成，一个谐衍射Alvarez透镜组由三个镜片组成；每个镜片都设有一个谐衍射微结构表面，每组镜片的外侧两个透镜固定在镜架上，并组成密封空间，中间的透镜通过滑块固定在镜架的导轨上，中间的透镜沿垂直于光轴的方向滑动；谐衍射微结构表面由Alvarez透镜去除相位差得到；Alvarez透镜多项式方程为：

【技术特征摘要】
1.三明治式谐衍射Alvarez变焦智能眼镜，其特征在于：包括镜架和镜片；镜片都由一个谐衍射Alvarez透镜组构成，一个谐衍射Alvarez透镜组由三个镜片组成；每个镜片都设有一个谐衍射微结构表面，每组镜片的外侧两个透镜固定在镜架上，并组成密封空间，中间的透镜通过滑块固定在镜架的导轨上，中间的透镜沿垂直于光轴的方向滑动；谐衍射微结构表面由Alvarez透镜去除相位差得到；Alvarez透镜多项式方程为：其中，z为两个多项式表面高度，A为多项式系数，f(x，y)为高阶多项式；f(x，y)＝b1xy4+b2x3y2+b3x5+b4xy6+b5x3y4+b6x5y2+b7x7+…其中，b1，b2，b3，...为高阶多项式系数；产生焦距为：其中，δ为两个Alvarez透镜组合光焦度，A为多项式系数，2δ为两个Alvarez透镜之间的相对移动的距离，n为Alvarez透镜的材料折射率；Alvarez透镜的相位差与光程差的关系是：其中为相位差，λ为波长，Δδ为光程差；将Alvarez透镜去除相位差为2π的整数m倍，剩余的部分便是光程差为2π的m倍的谐衍射Alvarez透镜；m≥2。2.根据权利要求1所述的三明治式谐衍射Alvarez变焦智能眼镜，其特征在于：所述的镜架正面两侧分别设有一个或多个距离传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯昌伦，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33