【技术实现步骤摘要】
本技术涉及近眼显示设备的，尤其是涉及一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜和光波导镜片。
技术介绍
1、增强现实（ar）和虚拟现实（vr）作为目前大热的虚拟感官交互科技，已逐渐渗入娱乐、教育、医疗等行业，目前实现ar/vr技术的主要平台设备是近眼显示（ned）。ned是玻璃或护目镜式可穿戴显示设备，由微型显示面板和成像光学器件组成，靠近眼睛的微显示面板发出的光通过成像光学器件进行准直，从而在眼睛可以舒适聚焦的远距离处形成虚像。作为贴近眼睛的可穿戴设备，ned还需要具有宜佩戴、重量轻、宽视场和较大眼动范围的特点。在ned显示中，虚拟图像与真实对象的光学匹配对于其所成的像和用户之间的自然交互非常重要，但常规的ar/vr镜片是针对屈光正常的人进行设计，并没有考虑需要矫正的近视/远视度数，因此对于需要佩戴眼镜进行视力矫正的人群而言较为不便，进而阻碍了ned的推广应用。
2、授权公告号为cn106662759b的中国专利公开了一种智能眼镜的处方镜片，其通过将智能眼镜和处方镜片通过胶合、卡扣、磁吸等方式简单贴合使用，以允许佩戴者清晰地看见所显示图像和周围环境。由于现有的ar镜片通常为没有度数的平板光波导，其两面贴合玻璃覆盖层进行保护，天然是无法附加近视/远视/散光等矫正度数的，目前的一般解决方案为，ar眼镜厂商与眼镜镜片厂商合作，在用户验光、配镜后，通过上述方式在玻璃覆盖层的远人眼侧添加处方镜片。
3、上述现有技术的不足之处在于：（1）智能眼镜和处方镜片组合后的重量较大，影响用户的佩戴体验感，并且受处方镜片自身重量的影响、
4、授权公告号为cn220019993u的中国专利公开了一种近眼显示模组、近眼显示设备，其采用全息波导作为光学模块，全息波导使用超薄的感光聚合物薄膜代替传统的波导镜片中的棱镜，将图像光引导入人眼，以降低光学模块的厚度，并在远人眼侧的眼镜外框和光学模块之间插接固定菲涅尔透镜，以起到视力矫正的效果。这种方式虽然降低了ar镜片的整体重量，但是不适用于衍射光波导的减重减薄，并且依然存在制造难度大、菲涅尔透镜难以替换和价格高昂等问题。
5、授权公告号为cn105759424b的中国专利公开了一种用菲涅尔镜片调节屈光度的头戴式虚拟现实光学系统，其基于传统的vr眼镜的光路要求——要使用多片透镜组合，采用菲涅尔透镜以降低整体重量是一个非常流行的方案，如psvr2、meta quest 2、pico neo3等产品均采用了菲涅尔透镜代替普通透镜的方案，将光路中固有的菲涅尔透镜改变结构，以匹配用户的视力矫正度数。虽然ar和vr都需要通过近眼显示设备实现，但是由于菲涅尔透镜与vr光路绑定，又由于菲涅尔透镜并不能预制在ar光路中，上述vr眼镜的视力矫正方案不能简单类推于ar方案中，并且同样也存在着菲涅尔透镜难以替换和价格高昂等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本技术的第一个目的在于提供一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其用于粘附在ar眼镜的近人眼侧、并可根据成像位置和瞳孔距离进行视力矫正，具有材质轻薄、便于拆装、价格低廉且机械性能好的优点。
2、本技术的第二个目的在于提供一种光波导镜片，其具有适用于屈光不正的用户使用、便于ar眼镜推广应用的优点。
3、为实现上述第一个目的，本技术提供了如下技术方案：
4、一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，包括沿厚度方向顺次连接的粘附层、薄膜衬底层和菲涅尔透镜层，所述薄膜衬底层沿长度方向依次分为近瞳距区段、中间瞳距区段和远瞳距区段，所述菲涅尔透镜层设置于所述中间瞳距区段上。
5、通过采用上述技术方案，相对于将处方镜片固定于ar眼镜的远人眼侧、将菲涅尔透镜插接于远人眼侧的镜框和全息波导之间、或者调整vr光路中的菲涅尔透镜尺寸的方式，本技术可通过粘附层将菲涅尔透镜薄膜可拆卸连接于ar眼镜的近人眼侧，以达到视力矫正的目的；其中，
6、菲涅尔透镜薄膜的厚度在百μm级别，与普通的手机贴膜厚度类似，能做到以远薄于普通透镜的厚度，达到与普通平凸/平凹透镜相同的聚焦效果，且几乎不对成像质量造成影响；
7、菲涅尔透镜薄膜的薄膜柔性材质和可粘附特性，使得用户可以根据自己的视力一次购买多张，自行贴于ar眼镜的近人眼侧，从波导片出射的平行光经过保护层后仍为平行光，再经过菲涅尔透镜薄膜后聚焦或发散，以适配用户的矫正度数；如需更换，将该菲涅尔透镜薄膜揭掉，更换新的菲涅尔透镜薄膜即可；
8、菲涅尔透镜薄膜便于根据用户度数进行设计，对用户不同的矫正度数，菲涅尔透镜的凸起结构、尺寸有所不同，需要根据预定的计算规则进行设计，但是一旦针对±50/100/150/…/1000度等固定度数预先设计好，就可以进行大量生产；
9、ar眼镜在设计时会对所有的瞳距做普适性的设计，即在光波导镜片的显示区域内，无论远近瞳距，用户都可以看到图像，但是瞳距不同会导致人眼焦点在焦平面上的位置改变，所对应的处方镜片的配置有所差别，所以不同瞳距的人，即便眼镜度数相同，也往往不能使用对方的处方镜片，而本技术的菲涅尔透镜薄膜在一个较大薄膜的中心位置制造菲涅尔透镜层，根据客户提供的瞳距信息，进行近瞳距区段和/或远瞳距区段的裁剪以匹配瞳距。
10、具体地，在本技术的菲涅尔透镜薄膜中，
11、所述“粘附层”的具体含义是指可以通过粘结固定、化学吸附、磁性吸附、静电吸附、和/或真空吸附等方式将菲涅尔透镜薄膜粘附于光波导镜片的近人眼侧的结构，非限定地例如可为热融性粘结片、热塑性胶水涂层、树脂粘结剂层、化学介质涂层、光固化树脂涂层、静电吸附层、和/或真空吸盘等；
12、所述“薄膜衬底层”的具体含义是指由塑料、胶粘剂、橡胶或其他材料制成的透明薄片，非限定地例如可为光学薄膜、复合薄膜、超导薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、和/或塑料薄膜等；
13、所述“菲涅尔透镜层”的具体含义是指由压印材料注压而成的螺纹透镜，其靠近薄膜衬底层的一侧表面近似为光滑平面、另一侧表面压印形成同心圆结构，以完成光线的调整，非限定地例如可为正菲涅尔透镜或负菲涅尔透镜；在材质上，可以为热固性树脂或光固化树脂，菲涅尔透镜层非限定地例如可为聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）、聚碳酸酯（pc）、聚氯乙烯（ pvc）、聚对苯二甲酸（pet）、聚酰胺 （pa）、聚苯乙烯 （ps） 中的一种或几种的组合物。
14、进一步地，所述菲涅尔透镜薄膜的厚度为100~500μm；其中，所述薄膜衬底层的厚度为100~300μm，所述菲涅尔透镜层的厚度不超过1μm。
15、进一步地，所述菲涅尔透镜层包括多个呈同心圆阵列布置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：包括沿厚度方向顺次连接的粘附层(1)、薄膜衬底层(2)和菲涅尔透镜层(3)，所述薄膜衬底层(2)沿长度方向依次分为近瞳距区段、中间瞳距区段和远瞳距区段，所述菲涅尔透镜层(3)设置于所述中间瞳距区段上。
2.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述粘附层(1)为热融性粘结片、热塑性胶水涂层、树脂粘结剂层、化学介质涂层、光固化树脂涂层、静电吸附层、和/或真空吸盘。
3.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述薄膜衬底层(2)为光学薄膜、复合薄膜、超导薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、和/或塑料薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述菲涅尔透镜层(3)由热固性树脂或光固化树脂组成。
5.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述菲涅尔透镜层(3)由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸、聚酰胺 、和/或聚苯乙烯组成。
6.根据权利要求1所述的一种
7.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述菲涅尔透镜层(3)包括多个呈同心圆阵列布置的环形单元(31)，每个环形单元(31)包括多个呈同心圆阵列布置的像素环(311)，所述多个像素环(311)的顶面之间的连线呈弧线型，以使所述环形单元(31)的顶面近似呈环形曲面，且所述多个环形单元(31)的环形曲面的曲率半径与用于视力矫正的预定曲率半径一一对应设置。
8.根据权利要求7所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述像素环(311)的横截面呈矩形。
9.一种光波导镜片，其特征在于：包括沿光线出射方向顺次连接的波导片(4)、保护层(5)和根据权利要求1~8任一所述的菲涅尔透镜薄膜，所述粘附层(1)设置于所述保护层(5)上。
...【技术特征摘要】
1.一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：包括沿厚度方向顺次连接的粘附层(1)、薄膜衬底层(2)和菲涅尔透镜层(3)，所述薄膜衬底层(2)沿长度方向依次分为近瞳距区段、中间瞳距区段和远瞳距区段，所述菲涅尔透镜层(3)设置于所述中间瞳距区段上。
2.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述粘附层(1)为热融性粘结片、热塑性胶水涂层、树脂粘结剂层、化学介质涂层、光固化树脂涂层、静电吸附层、和/或真空吸盘。
3.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述薄膜衬底层(2)为光学薄膜、复合薄膜、超导薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、和/或塑料薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述菲涅尔透镜层(3)由热固性树脂或光固化树脂组成。
5.根据权利要求1所述的一种用于视力矫正的菲涅尔透镜薄膜，其特征在于：所述菲涅尔透镜层(3)由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸、聚酰胺 、和/或聚苯...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜凯凯，蔡璐，陈醒，
申请(专利权)人：慕德微纳杭州科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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