透镜模组及头戴式设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备的技术领域，具体是涉及一种透镜模组及头戴式设备。


背景技术：

2.随着智能眼镜的不断发展和普及，智能眼镜所能够实现的功能愈发全面，人们使用智能眼镜的概率也大幅度增加。然而，在面对存在近视或远视等视力问题的人群时，现有的智能眼镜往往不能够满足该部分人群的使用需求。因此，如何使得存在视力问题的人群也能够正常使用智能眼镜，已经成为了业内人员的主要关注对象。


技术实现要素：

3.本技术实施例一方面提供了一种透镜模组，所述透镜模组包括：视力矫正镜片；光学胶层，贴附于所述视力矫正镜片上。
4.本技术实施例还提供了一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：设备本体、显示模组以及上述的透镜模组；所述显示模组设置于所述设备本体上，所述光学胶层还贴附于所述显示模组的出光面上。
5.本技术实施例提供的透镜模组，通过在视力矫正镜片上贴附光学胶层，可以利用光学胶层将视力矫正镜片贴附于头戴式设备上，使得头戴式设备可以具有视力矫正功能，以便于存在近视或远视等视力问题的人群进行使用。同时，相较于针对存在视力问题的人群定制头戴式设备的方案，本实施例提供的透镜模组使用方便且生产成本低，在配合头戴式设备使用时，还无需额外的固定机构与头戴式设备进行固定，有利于减轻用户在佩戴头戴式设备时所受的压力，提升用户的佩戴舒适度。
附图说明
6.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
7.图1是本技术实施例提供的头戴式设备10的结构示意图；
8.图2是图1中显示模组200和透镜模组300的装配示意图；
9.图3是图1中显示模组200和透镜模组300沿
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线的部分截面结构示意图；
10.图4是图2中透镜模组300的叠层结构示意图；
11.图5是图1中显示模组200和透镜模组300沿
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线的另一部分截面结构示意图；
12.图6是图1中显示模组200和透镜模组300沿
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线的又一部分截面结构示意图。
具体实施方式
13.下面结合附图和实施例，对本技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施
例仅用于说明本技术，但不对本技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
14.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
15.本技术阐述了一种头戴式设备，该头戴式设备可以为增强现实(ar)或虚拟现实(vr)设备，例如增强现实或虚拟现实眼镜。当然，头戴式设备除了可以增强现实或虚拟现实外，其也可以具有如照明和摄像等其他功能，在此不一一赘述。下面仅以头戴式设备为增强现实或虚拟现实的智能眼镜为例进行详细阐述。
16.在增强现实或虚拟现实眼镜的示例中，头戴式设备可被配置成通过信号连接将数据传递到外部处理设备并从外部处理设备接收数据，信号连接可以是有线连接、无线连接或其组合。然而，在其他情形中，头戴式设备可用作独立设备，即在头戴式设备自身进行数据处理。信号连接可以被配置成承载任何种类的数据，诸如图像数据(例如，静止图像和/或完全运动视频，包括2d和3d图像)、音频、多媒体、语音和/或任何其他类型的数据。外部处理设备可以是例如游戏控制台、个人计算机、平板计算机、智能电话或其他类型的处理设备。信号连接可以是例如通用串行总线(usb)连接、wi-fi连接、蓝牙或蓝牙低能量(ble)连接、以太网连接、电缆连接、dsl连接、蜂窝连接(例如，3g、lte/4g或5g)等或其组合。附加地，外部处理设备可以经由网络与一个或多个其他外部处理设备通信，网络可以是或包括例如局域网(lan)、广域网(wan)、内联网、城域网(man)、全球因特网或其组合。
17.头戴式设备中可安装显示组件、光学器件、传感器和处理器等。在增强现实或虚拟现实眼镜的示例中，显示组件被设计成，例如，通过将光投影到用户眼睛中实现虚拟现实眼镜的功能，或者通过将光投影到用户眼睛中，在用户对其现实世界环境的视图上覆盖图像实现增强现实眼镜的功能。头戴式设备还可包括环境光传感器，并且还可包括电子电路系统以控制上述部件中的至少一些并且执行相关联的数据处理功能。电子电路系统可包括例如一个或多个处理器和一个或多个存储器。
18.请参阅图1至图2，图1是本技术实施例提供的头戴式设备10的结构示意图，图2是图1中显示模组200和透镜模组300的装配示意图。
19.本技术实施例提供的头戴式设备10可以用于实现虚拟现实或增强现实环境的功能。如图1至图2所示，头戴式设备10可以包括：设备本体100、显示模组200以及透镜模组300。其中，显示模组200可以设置于设备本体100上，并可在设备本体100的控制下呈现虚拟现实或增强现实环境。透镜模组300可以设置于显示模组200的出光面201上，其可以用于调整显示模组200的屈光度，以便于存在近视或远视等视力问题的人群使用头戴式设备10。在本实施例中，透镜模组300可以具有使用方便且生产成本低的优点。同时，透镜模组300在与显示模组200配合进行使用时，还无需额外的固定机构与显示模组200进行固定，有利于减轻用户在佩戴头戴式设备10时所受的压力，提升用户的佩戴舒适度。
20.可以理解的是，前述出光面201具体可以是显示模组200靠近用户眼部的一面，显示模组200显示的图像光线可以通过出光面201射出，并进入到用户眼中进行成像。
21.请参阅图3，图3是图1中显示模组200和透镜模组300沿
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线的部分截面结构示意图。
22.透镜模组300可以设置于显示模组200的出光面201上，其可以用于改变光线的传播路径，以调整显示模组200的屈光度，使得头戴式设备10可以具有视力矫正功能。如图3所示，透镜模组300可以包括：视力矫正镜片310、光学胶层320以及保护层330。其中，视力矫正镜片310可以用于调整显示模组200的屈光度，以实现透镜模组300的视力矫正功能。光学胶层320可以贴附于视力矫正镜片310的外表面上，其可以用于将视力矫正镜片310贴附在显示模组200的出光面201上。保护层330可以位于视力矫正镜片310背离光学胶层320的一面，其可以用于提高视力矫正镜片310的耐磨性和耐污性。
23.如此设置，当用户需要使用透镜模组300时，可以利用光学胶层320将视力矫正镜片310贴附在显示模组200的出光面201上，使得头戴式设备10可以具有由视力矫正镜片310带来的视力矫正功能，以便于存在视力问题的人群使用头戴式设备10。相较于针对存在视力问题的人群定制头戴式设备10的方案，本实施例提供的透镜模组300使用方便且生产成本低，便于根据存在视力问题的人群需求进行定制化和批量化生产，以配合不同款式的头戴式设备10进行使用。同时，透镜模组300在配合头戴式设备10使用时，还无需额外的固定机构与显示模组200进行固定，有利于减轻用户在佩戴头戴式设备10时所受的压力，提升用户的佩戴舒适度。
24.视力矫正镜片310的形状大小可以与显示模组200相匹配，以提高显示模组200和透镜模组300的一致性。例如，当显示模组200的出光面201为平面时，视力矫正镜片310贴附有光学胶层320的一面则可以设计为平面，而当显示模组200的出光面201为曲面时，视力矫正镜片310贴附有光学胶层320的一面则可以设计有相同的曲面。同时，视力矫正镜片310在出光面201上的正投影还可以位于出光面201的覆盖范围内，以避免视力矫正镜片310的边沿凸出显示模组200，影响头戴式设备10的外观。
25.优选地，视力矫正镜片310的横向尺寸可以刚好与出光面201的边沿相匹配，或略小于出光面201的边沿，使得用户在贴附透镜模组300时，能够以出光面201的边沿为参照物进行贴附，以便于贴附后视力矫正镜片310的光轴方向能够与显示模组200的光轴方向保持一致，降低贴偏或贴歪的概率。可选地，视力矫正镜片310的形状大小也可以与显示模组200不一致，其具体的形状设计也可以根据需求进行调整。
26.如图3所示，视力矫正镜片310还可以具有光学表面311，且该光学表面311可以用于改变光线的传播路径，以实现视力矫正功能。例如，在面对存在近视问题的人群时，光学表面311可以设计为凹面，而在面对远视人群时，光学表面311可以设计为凸面。其中，当光学表面311为凹面时，视力矫正镜片310则可以为凹透镜，而当光学表面311为凸面时，视力矫正镜片310则可以为凸透镜。如此设置，可以通过调整光学表面311的形状，来匹配不同近视度数或远视度数的人群。
27.具体而言，视力矫正镜片310可以采用高透明度的光学材料制成。例如，视力矫正镜片310可以采用如聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、环烯烃聚合物(cop)、环烯烃共聚物(coc)、三聚氰酸三烯丙酯(tac)等透明树脂材料，通过注塑工艺制成。如此，视力矫正镜片310可以具有重量轻以及生产成本较低的优点，有利于减少透镜模组300的重量和成本。
28.可选地，视力矫正镜片310也可以采用如透明橡胶或凝胶等具有一定柔性的高分子材料制成，具体可以为硅橡胶、乙丙橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯、氯醇橡胶、丁基橡胶、丙烯酸酯类(pvc)等材料，通过橡胶加工常用的工艺，如塑炼、混练、压延、压出、成型、硫化等工艺，制成视力矫正镜片310所需要的形状。
29.可选地，视力矫正镜片310还可以采用如透明玻璃或透明陶瓷等硬质的无机材料制成，且可以优先采用软化点较低的光学玻璃，通过加热模压、机械加工或蚀刻等加工工艺制成视力矫正镜片310所需要的形状。在本实施例中，视力矫正镜片310优选采用透明树脂材料通过注塑工艺制成，可以有效降低生产难度和成本。
30.光学胶层320可以贴附于视力矫正镜片310背离光学表面311的一面，其可以用于将视力矫正镜片310固定在显示模组200的出光面201上。如图3所示，光学胶层320的一面可以与出光面201相贴附，另一面可以与视力矫正镜片310背离光学表面311的一面相贴附，其可以起到填充视力矫正镜片310和显示模组200之间的间隙的作用。其中，光学胶层320可以具有柔软和塑性形变的特点，其还可以进行重复利用，使得透镜模组300能够与显示模组200可拆卸地连接，以提高透镜模组300的使用便利性。而且，特定屈光度的透镜模组300拆下来之后可以替换成另一种屈光度的透镜模组300，从而便于价格昂贵的显示模组200供多个人(例如近视度数不同的一家人)使用。
31.光学胶层320的厚度可以为1至100μm，具体可以为1μm、5μm、10μm、20μm、25μm、30μm、40μm、50μm、70μm以及100μm等。在本实施例中，光学胶层320的厚度优选为5至20μm，具体可以为5μm、10μm以及20μm，此厚度范围内的光学胶层320可以保持较优的粘接性，且不会过多的增加透镜模组300的厚度，有利于将透镜模组300做薄。可选地，光学胶层320不限于贴附在视力矫正镜片310背离光学表面311的一面上，其也可以直接贴附于光学表面311上。
32.保护层330可以设置于视力矫正镜片310的光学表面311上，其可以用于保护暴露于外界环境中的视力矫正镜片310。例如，保护层330具体可以是硬化层或疏水层，也可以是硬化层和疏水层的组合。其中，硬化层可以用于提高视力矫正镜片310的耐磨性，而疏水层可以用于提高视力矫正镜片310的耐污性。当然，除了硬化层和疏水层外，保护层330也可以是其他具有保护作用的叠层或各类叠层的组合，其具体的设计可以根据需求进行选择。例如，当视力矫正镜片310采用透明玻璃的材质制成时，保护层330可以是防爆膜，以避免视力矫正镜片310碎裂时伤害到用户眼部，提高透镜模组300的使用安全性。又或者，保护层330也可以为类似于太阳眼镜的有色膜，不仅可以保护视力矫正镜片310，还可以使得透镜模组300具有太阳眼镜的效果。可选地，为了进一步降低透镜模组300的生产成本，保护层330的设计也可以被取消。
33.请参阅图4，图4是图2中透镜模组300的叠层结构示意图。
34.在用户未将透镜模组300贴附在显示模组200的出光面201之前，为了更好的保存透镜模组300，以延长透镜模组300的使用寿命，透镜模组300还可以设置有离型层340。如图4所示，离型层340可以设置于光学胶层320背离视力矫正镜片310的一面，其可以用于对光学胶层320进行隔离和保护，以降低光学胶层320因积灰或受刮擦而导致粘接性降低的概率，从而有利于光学胶层320的重复使用，达到延长透镜模组300使用寿命目的。相应地，当用户需要使用透镜模组300时，可直接将离型层340从光学胶层320上剥离，使得光学胶层320可以显露出来与显示模组200的出光面201进行粘接。
35.进一步地，离型层340也可以进行重复利用，当用户需要使用透镜模组300时，可将离型层340从光学胶层320上取下，并放置在对应的收纳盒内。当用户不需要透镜模组300时，可将离型层340重新贴附在光学胶层320上，以保护光学胶层320。其中，离型层340的横向尺寸还可以设计为略大于光学胶层320，以便于用户粘贴或者剥离离型层340。可选地，为了进一步降低透镜模组300的生产成本，离型层340的设计也可以被取消，而光学胶层320则可以通过将透镜模组300放置于相应的收纳盒进行保护。
36.通过在视力矫正镜片310背离光学表面311的一面设置光学胶层320，可以利用光学胶层320将视力矫正镜片310贴附至显示模组200的出光面201上，使得头戴式设备10可以具有由视力矫正镜片310带来的视力矫正功能，以便于存在视力问题的人群使用头戴式设备10。相较于针对存在视力问题的人群定制头戴式设备10的方案，本实施例提供的透镜模组300使用方便且生产成本低，便于根据存在视力问题的人群需求进行定制化和批量化生产，以配合不同款式的头戴式设备10进行使用。同时，透镜模组300在配合头戴式设备10使用时，还无需额外的固定机构与显示模组200进行固定，有利于减轻用户在佩戴头戴式设备10时所受的压力，提升用户的佩戴舒适度。
37.请参阅图5，图5是图1中显示模组200和透镜模组300沿
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线的另一部分截面结构示意图。
38.可选地，为了减少透镜模组300的厚度，视力矫正镜片310也可以为菲涅尔镜片。菲涅尔镜片看上去像一片有无数多个同心圆纹路(即菲涅尔带)的玻璃，却能达到凹透镜或凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。相较于前述实施例中的凹透镜和凸透镜，同等条件下菲涅尔镜片具有重量更轻、厚度更薄、体积更小的优点，更有利于透镜模组300的轻薄化设计。其中，菲涅尔镜片的具体光学原理可参现有技术，本实施例在此不予赘述。如图5所示，视力矫正镜片310的一面可以具有光学纹理312，该光学纹理312包括多个同心圆纹理，可以用于改变光线的传播路径，以实现视力矫正功能。同心圆纹理在剖视时呈现为中心线对称的锯齿状结构，中央部分为圆弧部。相应地，光学胶层320则可以贴附于视力矫正镜片310背离光学纹理312的一面，而保护层330则可以覆盖于光学纹理312上，以保护光学纹理312。
39.进一步地，由于光学纹理312是极细微且高精度的锯齿状凹槽，因此在做光学纹理312上做保护层330时，优选采用真空蒸镀或溅射等干法镀膜方法来形成保护层330，以避免光学纹理312的形态在形成保护层330的过程中发生改变。可选地，为了降低成本，保护层330的设计也可以被取消。
40.进一步地，视力矫正镜片310的厚度可以为0.1至3mm，具体可以为0.1mm、0.3mm、0.6mm以及1mm等。在本实施例中，视力矫正镜片310的厚度优选为0.3至1mm，具体可以为0.4mm或0.5mm，此厚度范围内的视力矫正镜片310保持较优的光学性能，且不会过多的增加透镜模组300的厚度。特别是，当视力矫正镜片310的厚度小于0.5mm时，视力矫正镜片310可以成为类似于贴膜的形态，如此可以将透镜模组300的重量减轻到极致。
41.当视力矫正镜片310为菲涅尔镜片时，其材质和工艺制程可以与前述实施例中的视力矫正镜片310相同或类似，与前述实施例不同之处在于，视力矫正镜片310还可以采用压印工艺制成。例如，视力矫正镜片310可以采用透明塑胶薄膜(包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、环烯烃聚合物(cop)、环烯烃共
聚物(coc)、三聚氰酸三烯丙酯(tac)等)作为基板，然后在基板表面均匀涂覆uv固化型的压印胶，将表面有锯齿状凹槽微结构的模具压在压印胶表面上，同时利用uv灯照射以固化压印胶，使得模具上的锯齿状凹槽微结构可以转印在基板表面的压印胶上，脱模后形成带有锯齿状凹槽微结构的视力矫正镜片310。在本实施例中，视力矫正镜片310优选采用透明树脂材料通过注塑工艺或压印工艺制成，可以有效降低生产难度和成本。
42.请参阅图6，图6是图1中显示模组200和透镜模组300沿
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线的又一部分截面结构示意图。
43.如图6所示，光学胶层320除了可以贴附在视力矫正镜片310背离光学纹理312的一面外，其也可以贴附于光学纹理312上，而保护层330则可以设置于视力矫正镜片310背离光学纹理312的一面。即，光学胶层320和保护层330的位置可以互换。当光学胶层320贴附在显示模组200的出光面201上后，光学纹理312则可以朝向显示模组200的出光面201设置，而不会朝向用户的眼部设置。如此，不仅可以避免光学纹理312位于在外侧易受刮擦而损坏的问题，还可以有效降低光学纹理312锯齿状凹槽内积灰的概率，保证视力矫正镜片310的光学性能。
44.进一步地，由于光学胶层320覆盖于光学纹理312上，因此光学胶层320为填充在光学纹理312的锯齿状凹槽内，为了确保视力矫正镜片310的光学性能不受影响，光学胶层320可以具有低于视力矫正镜片310的折射率，并且两者的折射率差距越大越有利于设计合理的光学纹理312。
45.本技术实施例提供的透镜模组300，通过在视力矫正镜片310上贴附光学胶层320，可以利用光学胶层320将视力矫正镜片310贴附于头戴式设备10上，使得头戴式设备10可以具有视力矫正功能，以便于存在近视或远视等视力问题的人群进行使用。同时，相较于针对存在视力问题的人群定制头戴式设备10的方案，本实施例提供的透镜模组300使用方便且生产成本低，在配合头戴式设备10使用时，还无需额外的固定机构与头戴式设备10进行固定，有利于减轻用户在佩戴头戴式设备10时所受的压力，提升用户的佩戴舒适度。
46.以上所述仅为本技术的部分实施例，并非因此限制本技术的保护范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。