技术摘要：
一种智能变焦增强现实眼镜主要包括安装镜框内部的自由曲面变焦镜片模组、AR光波导模组镜片、变焦控制系统、AR主机模组、连接AR的蓝牙手柄、连接AR的蓝牙鼠标和连接AR的蓝牙键盘；自由曲面变焦镜片模组靠近AR眼镜的近眼侧，AR光波导模组镜片与自由曲面变焦镜片模组相邻  全部
背景技术：
增强现实(Augmented  Reality)技术，是一种将虚拟视觉信息与真实物理世界有 机融合的技术，该技术运用计算机生成的2D/3D视听信息、三维空间建模、人机智能交互、智 能物理传感等多种技术手段，将虚拟信息应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现 对真实世界的“增强”。AR技术具有颠覆性和革命性的意义，现如今AR技术已逐步扩展到多 个领域，如在线教育、远程医疗、工业制造、遗产保护、游戏娱乐等；AR的应用使人类视觉获 得了全方位体验。 然而，全球约有14亿近视，中国近视人口就接近7亿。面对AR时代趋势，如何解决近 视及其他屈光不正人群佩戴AR舒适度和视觉健康问题，以至于不会出现AR视物模糊和视觉 眩晕，如何克服此类问题是一大技术难点。 中国专利201910488056.9《可调焦的增强现实AR眼镜》设计了一种L型管道内密封 连接的两个凸透镜以及一个位于两个凸透镜之间的凹透镜，凹透镜通过一移动机构与L型 管道连接，使得通过移动机构的运动驱动凹透镜运动进行调焦。该种设计最主要的问题在 于变焦范围较小，需要根据不同屈光状态的用户调整两端凸透镜的屈光度和物理距离，以 及中间凹透镜的屈光度和物理距离。极大地降低人群使用AR眼镜的普适性和便捷性。同时， 单眼AR成像技术，对于复眼单视的人类视觉存在无法融像的情况。 中国专利201910445419.0《一种增强现实眼镜》设计了液体变焦透镜和透光电极 对，透光电极对设置在液体变焦镜的相反表面，通过电压改变液体透镜表面曲率，从而实现 变焦功能；该种变焦难点在于变焦范围小(可调焦距范围短)、电压控制难度大。 目前的增强现实(AR)眼镜仍没有完美的解决变焦问题，由此导致AR产品的普适性 和体验感欠佳。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种智能变焦增强现实眼镜，是将智能变焦的技术加持在 现有的AR眼镜中，通过智能变焦的方式实现各类屈光不正人群佩戴AR眼镜后的屈光矫正功 能；同时，该种智能变焦AR眼镜的有效利用还能还能为相当一部分视功能低下人群实现眼 的调节训练。 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能变焦增强现实眼镜，主要包 括安装镜框内部的自由曲面变焦镜片模组、AR光波导模组镜片、变焦控制系统、AR主机模 组、连接AR的蓝牙手柄、连接AR的蓝牙鼠标和连接AR的蓝牙键盘；该自由曲面变焦镜片模组 靠近AR眼镜的近眼侧，AR光波导模组镜片与自由曲面变焦镜片模组相邻安装；所述的镜框 边缘设置有磁条，且自由曲面变焦镜片模组通过磁力与镜架相吸连接而成。 4 CN 111610646 A 说　明　书 2/9 页 所述的自由曲面变焦镜片模组是由两组相同的双面变焦镜片组组成，所述的每一 组的双面变焦镜片组包括有两块相同的双面变焦镜片。 所述的两组相同的双面变焦镜片组分别各自连接电机。 所述其中一组的双面变焦镜片组的两块双面变焦镜片名称分别定义为：第一镜片 和第二镜片；另一组的双面变焦镜片组的两块双面变焦镜片分别定义为第三镜片和第四镜 片。 所述的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片其中的任意一块镜片的变焦曲面 均为自由曲面，该自由曲面包括两个光学顶点，分别为自由曲面的最高点和最低点；其最高 点到最低点为波浪式变化；所述任意一块镜片的边缘上均包埋有磁条。 所述的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片其中的任意一块镜片上下表面本 身包括了两个结构相同且完全对称的镜像设计的变焦曲面，即在上表面上的变焦曲面的最 高点与下表面上变焦曲面的最高点完全对称，上表面上的变焦曲面的最低点与下表面上变 焦曲面的最低点完全对称设置而成，构成一块完整的单个双面变焦镜片。 所述单个双面变焦镜片包括有P点、C区、N点和A区，其中的P点为最大正度数对应 的光学中心点，即自由曲面最高点对应位置；N点为最大负度数对应的光学中心点，即自由 曲面最低点对应位置；C区为连续变焦通道，从P点最大正度数到N点最大负度数的过渡区 域，即最高点到最低点之间连线的过渡区域；A区为周边像差区域，即镜片最高点、最低点以 及最高点和最低点之间过渡区域之外的区域。 所述的双面变焦镜片的各尺寸之间比值：最高点厚度：最低点厚度：最高点与最低 点距离＝13:1:108。 所述C区的屈光度变化率δ计算公式如下： δ＝2*(DP-DN)/L， 其中DP代表最高点的屈光度，DN代表最低点的屈光度；L代表最高点到最低点的距 离。 所述双面变焦镜片自由曲面最高点的厚度、自由曲面最低点的厚度、自由曲面最 高点与最低点的距离三者的比值范围在10:0.5:50～20:1.8:120之间。 优先地，所述的双面变焦镜片的各尺寸之间比值：最高点厚度：最低点厚度：最高 点与最低点距离＝13:1:108。 所述自由曲面最高点屈光度范围为 5.00D～ 10.00D，所述自由曲面最低点屈光 度范围为-10.00D～-20.00D。 所述两个对称的镜像设计的变焦曲面组成的双面变焦镜片屈光度范围为 20.00D ～-40.00D线性变焦。 所述的变焦控制系统，包括有与双面变焦镜片相连接的传动机构及PCB控制板；该 传动机构主要是由电机一、电机二及传动轴构成；PCB控制板主要设置有芯片及信息储存 器；所述电机一的传动机构与第一镜片和第三镜片相连接传动，电机二的传动机构与第二 镜片和第四镜片相连接传动。 所述的AR主机模组，主要包括有CPU、GPU、RAM、ROM、轴传感器、Wifi模组、蓝牙模 块、控制按键。 本发明的另一目的是提供一种智能变焦增强现实眼镜镜片组合方法，所述两组相 5 CN 111610646 A 说　明　书 3/9 页 同的双面变焦镜片组包括四块双面变焦镜片，该四块双面变焦镜片的具体放置顺序为第一 镜片变焦曲面的最高点与第二镜片变焦曲面的最低点同一方向放置，第一镜片变焦曲面的 最低点与第二镜片变焦曲面的最高点同一方向放置；同理，第三镜片变焦曲面的最高点与 第四镜片变焦曲面的最低点同一方向放置，第三镜片变焦曲面的最低点与第四镜片变焦曲 面的最高点同一方向放置；即第一镜片与第四镜片以中间面中心点呈中心对称设置；第二 镜片与第三镜片以中间面中心点呈中心对称设置。 所述的电机二控制第一镜片和第三镜片以同一方向同一速度同时运动，而电机一 控制第二镜片和和第四镜片以同一方向同一速度同时运动；但是第一镜片和第三镜片的运 动方向与第二镜片和和第四镜片的运动方向相反。 所述第一镜片和第三镜片朝同一方向运动后，而第二镜片和和第四镜片背离相反 方向运动后，该四块镜片运动过程中产生的交错运动，使得第一镜片的变焦曲面的最高点 与第二镜片的变焦曲面的最高点重合，第三镜片的变焦曲面的最高点与第四镜片的变焦曲 面的最高点重合，此时曲面等效屈光度值最大为 20.00D。 所述第一镜片和第三镜片与第二镜片和和第四镜片交错运动向另一个方向达到 最大范围时，即第一镜片的变焦曲面的最低点与第二镜片的变焦曲面的最低点重合，第三 镜片的变焦曲面的最低点与第四镜片的变焦曲面的最低点重合，等效屈光度为-40.00D，从 而实现{ 20.00D～-40.00D}连续变化的屈光度；在两组双面变焦镜片交错运动过程中，通 过控制电机运行步长来控制实际变焦率。 本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明结构设计合理，通过两组电机分别 带动四块曲面镜片交错运动后，产生变焦曲面的最高点相重合产生最大等效屈光度，而通 过变焦曲面的最低点重合来产生最小等效屈光度的连续变化，从而很好地实现了各类屈光 不正人群佩戴AR眼镜后的屈光矫正功能；同时，还能还能为相当一部分视功能低下人群实 现眼的调节训练。 附图说明 图1为本发明中的单个双面变焦镜片主视图。 图2为图1的立体图。 图3为图1的俯视图。 图4为本发明中的自由曲面变焦镜片模组各组镜片完全重合示意图。 图5为本发明中的自由曲面变焦镜片模组各组镜片的低点重合示意图。 图6为本发明中的自由曲面变焦镜片模组各组镜片的高点重合示意图。 图7为图4的立体图。 图8本发明安装示意图。 图中：1、最高点；2、最低点；3、双面变焦镜片；4、第一镜片；5、第三镜片；6、第二镜 片；7、第四镜片；8、中心点；9、电机二；10、镜框；11、镜架；12、AR光波导模组镜片；13、电机 一。 301、上表面；302、下表面。 A、周边像差区域；C、连续变焦通道。 6 CN 111610646 A 说　明　书 4/9 页