一种头戴设备的制作方法

1.本技术属于通信技术领域，具体涉及一种头戴设备。


背景技术：

2.头盔、智能眼镜等头戴设备可以用于搭载虚拟现实、增强现实和混合现实等系统，因此，被广泛的应用于医疗、学校教学、运动健身、游戏、电商等场景。具体的，头戴设备通常会搭载头戴显示器，头戴显示器可以用于将虚拟图像和/或现实图像投射到用户的视网膜上，使得用户可以看到虚拟图像和/或现实图像，实现虚拟现实、增强现实或者混合现实等显示功能。
3.然而，现有的头戴设备在使用过程中，头戴显示器的成像焦点仅能落在具有正常视力的用户的视网膜上。对于近视眼用户或者老花眼用户来说，头戴显示器的成像焦点则会落在近视眼用户的视网膜前或者老花眼用户的视网膜后，这样，很容易导致近视眼用户和老花眼用户的视网膜上呈现出模糊图像，甚至，看不清图像，严重的影响到了用于对于头戴设备的使用体验。


技术实现要素：

4.本技术旨在提供一种头戴，以解决现有穿戴设备本容易呈现出模糊图像的问题。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.本技术公开了一种头戴设备，所述头戴设备包括：
7.设备本体；
8.液态镜头，所述液态镜头连接于所述设备本体，所述液态镜头包括第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片围合形成容纳腔，所述容纳腔内设有导电的第一液体和非导电的第二液体，所述第一液体和所述第二液体之间形成工作界面，所述工作界面的曲率与所述第一液体的电压对应；
9.以及电压控制模块，所述电压控制模块设置于所述设备本体，且与所述第一液体电连接，所述电压控制模块用于向所述第一液体输出电压，以调节所述工作界面的曲率。
10.本技术实施例中，所述头戴设备上设置有液态镜头。所述液态镜头具体包括第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片围合形成容纳腔，所述容纳腔内设有导电的第一液体和非导电的第二液体，所述第一液体和所述第二液体之间形成工作界面，所述工作界面的曲率与所述第一液体的电压对应。这样，对于不同视力的用户来说，通过调节所述电压控制模块向所述第一液体输出的电压，即可改变所述工作界面的曲率。通过改变所述工作界面的曲率，即可调整所述液态镜头的焦距，使得经所述液态镜头的光线的成像焦点能够落在用户的视网膜上，以在用户的视网膜上呈现出清晰的图像，提升不同视力的用户对于所述头戴设备的使用体验。
11.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
12.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
13.图1是本技术申请实施例所述的一种头戴设备的结构示意图；
14.图2是图1所示的头戴设备的透视结构示意图；
15.图3是图1所示的头戴设备中的液态镜头的结构示意图之一；
16.图4是图1所示的头戴设备中的液态镜头的结构示意图之二；
17.图5是图1所示的头戴设备中的液态镜头的结构示意图之三；
18.图6是本技术实施例所述的一种焦点检测调节模块的工作状态示意图之一；
19.图7是本技术实施例所述的一种焦点检测调节模块的工作状态示意图之二；
20.图8是本技术实施例所述的一种焦点检测调节模块的工作状态示意图之三。
21.附图标记：10-设备本体，101-镜框，102-镜腿，11-液态镜头，111-第一镜片，112-第二镜片，113-第一液体，114-第二液体，115-工作界面，126-导电件，127-绝缘件，12-电压控制模块，13-操作件，14-焦点检测调节模块，141-光源，142-检测器，143-第三镜片，144-驱动件，15-摄像头，20-眼睛，201-视网膜，30-成像焦点。
具体实施方式
22.下面将详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.本技术实施例提供了一种头戴设备，所述头戴设备可以包括头盔、智能眼镜以及防护眼镜中的至少一种，本技术实施例仅以所述头戴设备为智能眼镜为例进行说明，其他类型的头戴设备参照执行即可。
27.参照图1，示出了本技术申请实施例所述的一种头戴设备的结构示意图，参照图2，示出了图1所示的头戴设备的透视结构示意图，参照图3，示出了图1所示的头戴设备中的液态镜头的结构示意图之一，参照图4，示出了图1所示的头戴设备中的液态镜头的结构示意图之二，参照图5，示出了图1所示的头戴设备中的液态镜头的结构示意图之三。
28.具体的，所述头戴设备具体可以包括：设备本体10；液态镜头11，液态镜头11连接于设备本体10，液态镜头11可以包括第一镜片111和第二镜片112，第一镜片111和第二镜片112围合形成容纳腔，所述容纳腔内设有导电的第一液体113和非导电的第二液体114，第一液体113和第二液体114之间形成工作界面115，工作界面115的曲率与第一液体113的电压对应；以及电压控制模块12，电压控制模块12设置于设备本体10，且与第一液体113电连接，电压控制模块12可以用于向第一液体113输出电压，以调节工作界面115的曲率。
29.本技术实施例中，所述头戴设备上设置有液态镜头11。液态镜头11具体可以包括第一镜片111和第二镜片112，第一镜片111和第二镜片112围合形成容纳腔，所述容纳腔内设有导电的第一液体113和非导电的第二液体114，第一液体113和第二液体114之间形成工作界面115，工作界面115的曲率与第一液体113的电压对应。这样，对于不同视力的用户来说，通过调节电压控制模块12向第一液体113输出的电压，即可改变工作界面115的曲率。通过改变工作界面115的曲率，即可调整液态镜头11的焦距，使得经液态镜头11的光线的成像焦点能够落在用户的视网膜上，以在用户的视网膜上呈现出清晰的图像，提升不同视力的用户对于所述头戴设备的使用体验。
30.需要说明的是，为了便于在第一液体113和第二液体114之间形成工作界面115，第一液体113和第二液体114需要为不能互相混合的液体。在实际应用中，第一液体113可以为亲水液体，第二液体114可以为亲油液体；或者，第一液体113为亲油液体，第二液体114为亲水液体，以在二者之间形成工作界面15。
31.具体的，在所述头戴设备为智能眼镜的情况下，设备本体10具体可以包括镜框101以及与镜框101连接的镜腿102；液态镜头11连接于镜框101，电压控制模块12连接于镜腿102，以通过镜框101支撑液态镜头11，并通过镜腿102支撑电压控制模块12。在实际应用中，电压控制模块12可以通过导线、柔性电路板等部件电连接于液态镜头11的第一液体113，本技术实施例对于电压控制模块12与第一液体113的电连接方式不做具体限定。
32.示例地，电压控制模块12可以包括但不局限于变压芯片、变压器以及变压电路中的至少一种，以输出可变化的电压。本技术实施例对于电压控制模块12的具体类型不做限定。
33.在本技术的一些可选实施例中，所述头戴设备还可以包括摄像头15，摄像头15设置于所述镜框101，摄像头15可以用于获取现实景物的图像，以便于用户获取现实图像。在实际应用中，在所述头戴设备用于增强现实或者混合现实的场景中时，需要应用摄像头15获取现实图像。而在所述头戴设备用于虚拟显示的场景中时，则无需应用摄像头15。
34.具体的，液态镜头11可以用于将光线投射至用户的视网膜上，并在用户的视网膜上成像，以便于用户能够看到图像，所述图像可以包括虚拟图像或者现实图像中的至少一种，本技术实施例对此不做限定。
35.本技术实施例中，液态镜头11具体可以包括第一镜片111和第二镜片112，第一镜片111和第二镜片112可以围合形成用于容纳工作液体的容纳腔。第一镜片111和第二镜片
112可以采用玻璃制成，以使得第一镜片111和第二镜片112既具备足够的强度支撑所述工作液体，同时，又具有较好的透光性能。
36.本技术实施例中，液态镜头11内的工作液体可以包括导电的第一液体113和非导电的第二液体114这两种，其中，第一液体113为导电的水性液体，第二液体114为非导电的油性液体。这样，在第一液体113没有通入电压的情况下，第一液体113可以表现出亲水性，第二液体114则表现出抗水性，因此，第一液体113和第二液体114不混合，二者之间会形成光滑的像透镜一样的工作界面115。而且，工作界面115的聚焦特性可通过向第一液体113施加电压而变化(电润湿效应)。所述电压可以改变第一液体114表面与第二液体115表面的相互作用的方式，从而改变工作界面115的曲率。
37.具体地，第二液体115的抗水表面的湿润效果可以通过施加在第一液体114上的电压来改变(即电润湿)，使其表面变得更亲水(湿润)或更抗水。由于原先抗水(或亲水)的表面现在变得更吸水(或抗水)，第二液体114的表面不得不改变其形式，因此，通过调整在第一液体113两端的电压，就可以改变两种不同的工作液体交接处的工作界面115的曲率，实现焦距的调整。这样，就可以使得经液态镜头11的光线的成像焦点能够落在用户的视网膜上，以在用户的视网膜上呈现出清晰的图像
38.示例地，第一液体113可以包括但不局限于氯化钠、氯化钾溶液等能够导电且亲水的液体，第二液体114可以为氟油等不能够导电且抗水的液体。
39.可选地，第一液体113和第二液体114的折射率不同，这样，在第一液体113与第二液体114之间的工作界面115的曲率发生变化的情况下，可以改变液态镜头11的聚焦参数，从而，改变液态镜头11的焦距。
40.在实际应用中，第一液体113的折射率可以大于第二液体114的折射率，或者，第一液体113的折射率还可以小于第二液体114的折射率，本技术实施例对此不做限定。
41.如图3至图5所示，第一液体113可以靠近第一镜片111，第二液体114可以靠近所述第二镜片112，以使得第一液体113和第二液体114可以依次设置在第一镜片111和第二镜片112之间。在光线经过液态镜头11时，需要依次经过第一液体113、工作界面115以及第二液体114，这样，通过工作界面115的曲率的改变，即可改变液态镜头11的聚焦参数，从而，改变液态镜头11的焦距。
42.液态镜头11具有图3所示的平面镜状态、图4所示的凹镜状态以及图5所示的凸镜状态，电压控制模块12可以向第一液体113输出电压，以控制液态镜头11在所述平面镜状态、所述凹镜状态以及所述凸镜状态之间切换。其中，在所述平面镜状态，工作界面115为平面；在所述凹镜状态，工作界面115凹陷至第二液体114侧；在所述凸镜状态，工作界面115凹陷至第一液体113侧。在实际应用中，通过液态镜头11在不同状态之间的切换，可以使得液态镜头11可以适用不同视力的用户，在不同视力的用户的视网膜上皆可呈现出清晰的图像。
43.例如，在用户为正常视力用户的情况下，电压控制模块12可以向第一液体113输出第一电压，以使工作界面115的曲率变化直至工作界面115变成平面，即图3所示的平面镜状态。在图3所示的平面镜状态下，液态镜头11相当于一个平面镜，通过液态镜头11的光线的成像焦点可以落在用户的视网膜上。
44.又如，在用户为远视眼用户的情况下，电压控制模块12可以向第一液体113输出第
二电压，以使工作界面115的曲率变化直至工作界面115凹陷至第二液体114侧，即图4所示的凹镜状态。在图4所示的凹镜状态下，液态镜头11相当于一个凹透镜，通过所述凹透镜的调整功能，可以使得经液态镜头11的光线的成像焦点落在用户的视网膜上。
45.再如，在用户为近视眼用户的情况下，电压控制模块12可以向第一液体113输出第三电压，以使工作界面115的曲率变化直至工作界面115凹陷至第一液体113侧，即图5所示的凸镜状态。在图5所示的凸镜状态下，液态镜头11相当于一个凸透镜，通过所述凸透镜的调整功能，可以使得经液态镜头11的光线的成像焦点落在用户的视网膜上。
46.示例的，所述第一电压可以为中电压，所述第二电压可以为低电压，所述第三电压可以为高电压。即所述第一电压可以大于所述第二电压，并小于所述第三电压。这样，通过调节电压控制模块12向第一液体113输出的电压的大小，即可使得液态镜头11在所述平面镜状态、所述凹镜状态以及所述凸镜状态之间切换。
47.如图3、图4和图5所示，液态镜头11还可以包括导电件126和绝缘件127。其中，导电件126与第一液体113连接，导电件126可以用于与电压控制模块12电连接，通入电压控制模块12输出的电压。绝缘件127可以设置在导电件126与第二镜片112之间，用于实现导电件126与第二镜片112之间的绝缘，避免漏电的缺陷。
48.在本技术的一些可选实施例中，所述头戴设备还可以包括操作件13，操作件13设置于设备本体10的镜腿102，操作件13可以用于接收用户的操作；电压控制模块12与操作件13电连接，电压控制模块12可以基于用户在操作件13上的操作，向第一液体113输出电压，以调节工作界面115的曲率。以使得通过液态镜头11的光线的成像焦点可以落在用户的视网膜上，提升用户对于所述头戴设备的使用体验。
49.示例的，操作件13可以包括光电感应键、按键以及拨轮中的至少一种，本技术实施例对于操作件13的具体形式不做限定。
50.本技术实施例中，通过在设备本体10上设置操作件13，用户在佩戴了所述头戴设备之后，在看到的图像不清楚的情况下，可以通过在操作件13上的操作调节电压控制模块12向第一液体113输出的电压，改变工作界面115的曲率，直至通过液态镜头11的光线的成像焦点落在用户的视网膜上，用户看到的图像为清晰图像为止，以提高用户对于所述头戴设备的使用体验。
51.在具体的应用中，在所述头戴设备中设置有操作件13的情况下，用户可以通过在操作件13上的滑动、点击或者旋转等操作来获得清晰的图像，满足用户的个性化需求。而且，无需引入额外的检测装置或判断逻辑，实现方式简单，可以极大的简化所述头戴设备的结构，并降低所述头戴设备的成本。
52.在本技术实施例所述的另一些可选实施例中，所述头戴设备还可以包括：焦点检测调节模块14，焦点检测调节模块14设置于设备本体10的镜框101；焦点检测调节模块14可以用于获取成像焦点的位置。电压控制模块12与焦点检测调节模块14电连接，电压控制模块12可以用于，基于所述成像焦点的位置，确定向第一液体113输出的电压，以调节工作界面115的曲率。以使得通过液态镜头11的光线的成像焦点可以落在用户的视网膜上，提升用户对于所述头戴设备的使用体验。
53.在具体的应用中，焦点检测调节模块14可以用于获取成像焦点的位置，并将所述成像焦点的位置发给电压控制模块12。所述成像焦点的位置通常包括以下三种情况，即，所
述成像焦点位于用户的视网膜上(正常视力)、位于用户的视网膜前(近视眼)或者位于用户的视网膜后(远视眼)。电压控制模块12在接收到所述成像焦点的位置之后，可以基于所述成像焦点的位置，向第一液体113输出对应的电压，以使得液态镜头11根据所述成像焦点的位置相应切换至所述平面状态、所述凹镜状态或者所述凸镜状态。
54.本技术实施例中，在所述头戴设备中设置有焦点检测调节模块14的情况下，焦点检测调节模块14可以自动获取成像焦点的位置，电压控制模块12则可以基于所述成像焦点的位置确定用户需要的液态镜头11的状态，并输出相应的电压直至液态镜头11切换至需要的状态，使用户无需进行任何操作的情况下即可获得良好的视觉体验，自动化程度较高，可以极大的提高用户对于所述头戴设备的使用体验。
55.参照图6，示出了本技术实施例所述的一种焦点检测调节模块的工作状态示意图之一，参照图7，示出了本技术实施例所述的一种焦点检测调节模块的工作状态示意图之二，参照图8，示出了本技术实施例所述的一种焦点检测调节模块的工作状态示意图之三。
56.如图6、图7、图8所示，焦点检测调节模块14具体可以包括：光源141、检测器142、第三镜片143以及驱动件144；其中，光源141、第三镜片143相对间隔设置，检测器142与光源141设置于第三镜片143的同一侧；光源141可以用于向用户的眼睛20发射光线，检测器142可以用于检测所述光线经第三镜片143折射后，在用户的眼睛20内的成像焦点30的位置；驱动件144与第三镜片143连接，驱动件144可以用于，驱动第三镜片143朝向或者远离光源141移动，直至成像焦点30的位置落在用户的视网膜201上，并记录第三镜片143的位移量；电压控制模块12与驱动件144电连接，电压控制模块12可以用于，基于第三镜片143的位移量，确定向第一液体113输出的电压，以调节工作界面115的曲率。以使得通过液态镜头11的光线的成像焦点30可以落在用户的视网膜201上，提升用户对于所述头戴设备的使用体验。
57.具体的，在用户佩戴了所述头戴设备之后，光源141可以向用户的眼睛20发射光线，所述光线经第三镜片143折射后，可以在用户的眼睛20内成像，检测器142可以用于检测成像焦点30的位置。
58.如图6所示的，在成像焦点30位于用户的视网膜201上的情况下，则可以认为用户的视力正常。此时，驱动件144无需控制的第三镜片143移动，电压控制模块12仅需向第一液体113输出能够使得工作界面115保持平面的电压即可。
59.如图7所示，在成像焦点30位于用户的视网膜201前的情况下，则可以认为用户为近视眼。此时，驱动件144可以控制第三镜片143朝向光源141移动(图7中箭头所示方向)，直至成像焦点30的位置落在用户的视网膜201上，并记录第三镜片143的位移量。电压控制模块12可以基于第三镜片143的位移量，确定向第一液体113输出的电压，以使工作界面115的曲率变化直至工作界面115凹陷至第一液体113侧，即图5所示的凸镜状态。在图5所示的凸镜状态下，液态镜头11相当于一个凸透镜，通过所述凸透镜的调整功能，可以使得经液态镜头11的光线的成像焦点30落在用户的视网膜201上。
60.如图8所示，在成像焦点30位于用户的视网膜201后的情况下，则可以认为用户为远视眼。此时，驱动件144可以控制第三镜片143远离光源141移动(图8中箭头所示方向)，直至成像焦点30的位置落在用户的视网膜201上，并记录第三镜片143的位移量。电压控制模块12可以基于第三镜片143的位移量，确定向第一液体113输出的电压，以使工作界面115的曲率变化直至工作界面115凹陷第二液体114侧，即图4所示的凹镜状态。在图4所示的凹镜
状态下，液态镜头11相当于一个凹透镜，通过所述凹透镜的调整功能，可以使得经液态镜头11的光线的成像焦点30落在用户的视网膜201上。
61.需要说明的是，第三镜片143的位移量具体可以包括移动的方向和移动的距离。第三镜片143的位移量与所述电压的对应关系可以预先存储在电压控制模块12中。这样，在电压控制模块12获取到第三镜片143的位移量之后，即可根据所述位移量确定向第一液体113输出的电压，电压的确定逻辑简单且效率较高。
62.综上，本技术实施例所述的头戴设备至少可以包括以下优点：
63.本技术实施例中，所述头戴设备上设置有液态镜头。所述液态镜头具体包括第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片围合形成容纳腔，所述容纳腔内设有导电的第一液体和非导电的第二液体，所述第一液体和所述第二液体之间形成工作界面，所述工作界面的曲率与所述第一液体的电压对应。这样，对于不同视力的用户来说，通过调节所述电压控制模块向所述第一液体输出的电压，即可改变所述工作界面的曲率。通过改变所述工作界面的曲率，即可调整所述液态镜头的焦距，使得经所述液态镜头的光线的成像焦点能够落在用户的视网膜上，以在用户的视网膜上呈现出清晰的图像，提升不同视力的用户对于所述头戴设备的使用体验。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
65.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。