一种电致变色AR眼镜的制作方法

一种电致变色ar眼镜
技术领域
1.本实用新型涉及ar眼镜技术领域，尤其涉及一种电致变色ar眼镜。


背景技术：

2.ar眼镜是一种便携式智能穿戴显示设备，ar眼镜上设置有波导片以及投影装置，投影装置将图像投射到波导片上的棱镜区域，棱镜区域将图像折射至光栅区域，因此用户可以看到投射的虚拟影像叠加到实体环境中的画面。现有的 ar眼镜通常采用深色或者渐变色遮光片，来屏蔽外界光线对ar眼镜成像质量的影响，然而当外界环境光产生改变时，ar眼镜无法做出适应性调整，影响成像效果，具体举例如下：当外界光线较强时，用户会看不清ar眼镜显示屏上显示的图像；当外界光线较弱时，用户会看不清外界的景色。


技术实现要素：

3.本实用新型意在提供一种电致变色ar眼镜，其具有能够调节镜片的透过率，成像效果好的特点。
4.为达到上述目的，本实用新型的基本方案如下：
5.一种电致变色ar眼镜，包括镜架，两块镜片，投影装置，所述投影装置用于向镜片投射影像，所述镜片包括波导片和变色功能片，所述变色功能片用于在变化电场中产生可逆的透过率改变以调节到达波导片光线强度，所述镜架上设置有用于向所述变色功能片供电的电源装置以及用于调节所述镜片的输入电压的控制器；
6.所述波导片与所述变色功能片之间粘接有光学胶层，所述变色功能片固定连接于所述波导片的远眼一侧，所述镜架上设置有用于安装所述镜片的安装槽和用于安装投影装置的安装空间，所述波导片包括投影区域和成像区域，所述投影区域与所述投影装置相适配并内置于安装空间内，所述成像区域位于安装槽内。
7.进一步地，所述镜架上设置有光传感器，所述光传感器获取外界入射到波导片上的入射光强，所述光传感器与所述控制器电性连接，所述控制器依据不同的所述入射光强调节所述镜片上的输入电压。
8.进一步地，所述镜架上设置有第一按键和第二按键，所述第一按键和第二按键分别与所述控制器电性连接，所述第一按键和第二按键分别对应透光率调高和透光率降低操作。
9.进一步地，所述镜架上设置有声音采集器和音频判断器，所述音频判断器与所述控制器电连接，所述声音采集器与所述音频判断器电连接，所述声音采集器用于采集外界的声音数据，所述音频判断器用于判断声音数据，所述控制器依据不同的声音数据调节所述镜片上的输入电压。
10.进一步地，所述镜架上设置有运动传感器，所述运动传感器与所述控制器电连接，所述运动传感器用于检测使用者发出的动作指令，所述控制器依据不同的动作指令调节所述镜片上的输入电压。
11.进一步地，所述变色功能片包括依次设置的第一透明基板层、第一透明电极层、电致变色层、离子传导层、离子存储层和第二透明电极层，所述第一透明电极层与所述电致变色层电连接，所述第二透明电极层与所述离子存储层电连接，其中所述第二透明电极层设置于所述波导片与所述第一透明基板之间。
12.进一步地，所述变色功能片还包括第二透明基板层，所述第二透明基板层分别与第二透明电极层和所述光学胶层相互粘接。
13.进一步地，所述第一透明基板层远离所述波导片的侧面上设置有增透减反膜。
14.进一步地，所述镜片的边缘封涂有封边层，所述封边层覆盖所述变色功能片。
15.与现有技术相比本方案的有益效果是：
16.通过将镜片设置为波导片和变色功能片，利用变色功能片来改变镜片整体的透过率，当环境光强度高时，可以降低变色功能片的透过率来提高成像显示的效果，而当环境光强度低时，可以提高变色功能片的透过率，避免出现难以看清外界景色的情况，能够平衡虚拟成像能力以及现实可视效果，提高ar眼镜的适用性。
附图说明
17.图1为实施例的整体结构示意图；
18.图2为实施例中镜架的结构示意图；
19.图3为实施例中镜片的结构示意图；
20.图4为实施例一中变色功能片的结构示意图；
21.图5为实施例二中变色功能片的结构示意图。
22.说明书附图中的附图标记包括：
23.1、镜架；11、镜框；111、安装槽；112、安装空间；12、上盖；121、第一按键；122、第二按键；2、镜片；21、波导片；22、光学胶层；23、变色功能片；231、第一透明基板层；232、第一透明电极层；233、电致变色层；234、离子传导层；235、离子存储层；236、第二透明电极层；237、第二透明基板层。
具体实施方式
24.下面结合说明书附图，并通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
25.实施例一：
26.一种电致变色ar眼镜，如图1和图2所示，包括镜架1，两块镜片2，用于向镜片2投射影像的投影装置(图中未示出)，电源装置(图中未示出)和控制器(图中未示出)。其中镜架1包括镜框11和与镜框11可拆卸连接的上盖12，镜框11上开设有两个用于安装镜片2的安装槽111，镜框11与上盖12 之间形成有安装空间112，其中投影装置、电源装置以及控制器均安装于安装空间112内。安装槽111与安装空间112相互连通，镜片2通过安装空间112 进入安装槽111内，且镜片2上的连接线位于安装空间112内。
27.如图3所示，镜片2包括波导片21和变色功能片23，变色功能片23完全覆盖波导片21，波导片21与变色功能片23之间粘接有光学胶层22，变色功能片23固定连接于波导片21的远眼一侧。变色功能片23用于在变化电场中产生可逆的透过率改变以调节到达波导片21光线强度，电源装置用于向变色功能片 23供电，控制器用于控制变色功能片23的输入电压
以改变变色功能片23的透过率。波导片21包括投影区域和成像区域(图中未示出)，投影区域与投影装置相适配并内置于安装空间112内，成像区域位于安装槽111内。
28.如图4所示，变色功能片23包括依次设置的第一透明基板层231、第一透明电极层232、电致变色层233、离子传导层234、离子存储层235和第二透明电极层236，第一透明电极层232与电致变色层233电连接，第二透明电极层 236与离子存储层235电连接，其中第二透明电极层236设置于波导片21与第一透明基板之间。第一透明电极层232和第二透明电极层236分别与供电单元电性连接。第一透明电极层232和第二透明电极层236可采用ito或fto导电薄膜；电致变色层233包含镍的氧化物，镍的氧化物是一种常见的阳极着色材料，其中电致变色层233在制备时可以掺杂钨离子，能够提高变色效率；离子传导层234包含锂离子或者钠离子，理论上参与电化学反应的离子可以是氢离子、锂离子、钠离子等，但是由于氢离子的稳定性差，在外加电压下容易发射管释放氢气和氧气的透明电极反应，从而容易造成膜层的脱落；离子存储层235 包含钨的氧化物，钨的氧化物是一种常见的阴极着色材料，其中电致变色层233 在制备时可以掺杂镍离子，能够提高变色效率。上述电致变色层233和离子存储层235的设置构成了互补型的电致变色器件，能够提高变色效率。第一透明电极层232用于连接电源的正极，第二透明电极层236用于连接电源的负极，当改变电源的输出电压大小时能够改变电致变色层233和离子传导层234的着色程度。
29.第一透明基板层231远离波导片21的侧面上设置有增透减反膜(图中未示出)。增透减反膜是一种减低反射，能让光更完全透过的一种高透光学膜，能够减少或消除棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，使光线最大程度呈现给用户的眼睛，并且还能够避免由波导片21逸出的图像光在第一透明基板上反射回波导片21，从而避免重影的形成，大大提升了观影体验。镜片2的边缘封涂有封边层(图中未示出)，封边层覆盖所述变色功能片 23，也就是封边层覆盖到第一透明基板层231、第一透明电极层232、电致变色层233、离子传导层234、离子存储层235和第二透明电极层236的边缘，主要是起到隔绝水氧的效果，避免水和空气的存在影响到变色功能片23的性能。封边层的宽度和安装槽111的宽度一致，使得封边层能够隐藏在镜框11内，封边层的厚度设置为100-1000um，具体取决于镜片2的厚度。
30.在本实施例中，镜片2的控制方式可以设置为：自动调节方式，按键调节方式，声控方式，以及动作控制方式。在自动调节方式中，镜架1上设置有光传感器，光传感器安装在镜架1的远眼侧，光传感器与控制器电性连接，光传感器获取外界入射到波导片21上的入射光强并输出电信号至控制器，控制器依据不同的入射光强调节镜片2上的输入电压，改变变色功能片23的透光率；在按键调节方式中，变色功能片23上预设有若干个透光率档位，上盖12上设置有第一按键121和第二按键122，第一按键121和第二按键122分别与控制器电性连接，第一按键121对应透光率升高操作，第二按键122对应透光率降低操作，当按下第一按键121或者第二按键122时，对应透光率改变一个档位，用户可以依据直观感受自行调节透光程度，使用便利；在声控方式中，镜架1 上设置有声音采集器和音频判断器，音频判断器与控制器电连接，声音采集器与音频判断器电连接，声音采集器用于采集外界的声音数据并将数据传输至音频判断器，音频判断器用于判断声音数据是否符合预设的操作指令，控制器依据不同的声音数据调节镜片2上的输入电压。在动作控制方式中，镜架1上设置有运动传感器，运动传感器与控制器电连接，运动传感器用于检测使用者发出的动作指令，控制器
依据不同的动作指令调节镜片2上的输入电压。
31.实施例二：
32.与实施例中不同的是，如图5所示，第一透明基板层231上未设置增透减反膜，且变色功能片23还包括第二透明基板层237，第二透明基板层237分别与第二透明电极层236和光学胶层22相互粘接。第二透明基板层237相当于波导片21的双层保护镜片2，对波导片21起到了保护作用，同时还起到了减少反射的效果，避免由波导片21逸出的图像光反射回波导片21，从而避免重影的形成，大大提升了观影体验。
33.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。