專利名稱：光敏流體變色眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體變色眼鏡，特別涉及一種光敏流體變色眼鏡，屬于微流體控制應用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，市場上廣泛應用的自動變色眼鏡是以變色玻璃為材質(zhì)制造的固體變色眼鏡，其變色實現(xiàn)方式是采用在適當波長光的輻照下能夠改變顏色，而移去光源后則恢復其原來顏色的玻璃材料。固體變色眼鏡的基本原理是在玻璃原料中加入光色材料，此材料具有兩種不同的分子或電子結(jié)構(gòu)狀態(tài)，在可見光區(qū)有兩種不同的吸收系數(shù)，在強光源的作用下，可從一種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變到另一種結(jié)構(gòu)，而去掉光源后，則恢復原來的結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)顏色的可逆變化。目前常見的固體變色眼鏡采用在玻璃中加入鹵化銀的光敏變色材料，但這種基于光敏變色材料的眼鏡變色速度慢，使用壽命不高，且價格昂貴，變色單一，不能實現(xiàn)手動及程序控制，可控性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前的變色眼鏡變色速度較慢，不能實現(xiàn)自動控制，可控性差的問題，本發(fā)明提供一種光敏流體變色眼鏡。本發(fā)明的一種光敏流體變色眼鏡，它包括眼鏡框、變色鏡片和兩個變色裝置，兩個變色裝置固定在變色鏡片的眼鏡框上；兩個變色裝置的結(jié)構(gòu)相同，每個變色裝置包括光敏傳感器、控制電路、執(zhí)行機構(gòu)和儲液裝置，光敏傳感器的檢測信號輸出端與控制電路的檢測信號輸入端連接，控制電路的控制信號輸出端與執(zhí)行機構(gòu)的控制信號輸入端連接；每片變色鏡片內(nèi)分布有變色流道，所述流道流通面積占變色鏡片總面積30 % 80%，位于每片變色鏡片內(nèi)的變色流道分別與兩個變色裝置的儲液裝置的出液口連通，且所述變色流道與儲液裝置形成一個封閉的腔體，所述腔體內(nèi)裝有有色流體，執(zhí)行機構(gòu)控制儲液裝置的有色流體向變色流道流出或吸回。本發(fā)明還提供一種光敏流體變色眼鏡，它包括眼鏡框、變色鏡片和變色裝置，變色裝置固定在變色鏡片的眼鏡框上；變色裝置包括光敏傳感器、控制電路、執(zhí)行機構(gòu)和儲液裝置，光敏傳感器的檢測信號輸出端與控制電路的檢測信號輸入端連接，控制電路的控制信號輸出端與執(zhí)行機構(gòu)的控制信號輸入端連接；每片變色鏡片內(nèi)分布有變色流道，所述流道流通面積占變色鏡片總面積54% 70%，位于每片變色鏡片內(nèi)的變色流道均與變色裝置的儲液裝置的出液口連通，且所述變色流道與儲液裝置形成一個封閉的腔體，所述腔體內(nèi)裝有有色流體，執(zhí)行機構(gòu)控制儲液裝置的有色流體向變色流道流出或吸回。本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明利用流體的流動實現(xiàn)眼鏡顏色對于環(huán)境光線強弱的自動變化。在強光下執(zhí)行機構(gòu)可自動將有色流體從儲液裝置注入變色流道內(nèi)使變色鏡片顏色變暗，從而減少射入人眼的可見光。在弱光下執(zhí)行機構(gòu)也可自動將有色流體傳送回儲液裝置中使變色鏡片恢復透明。因此通過有色流體自動傳輸可以方便的改變變色鏡片的顏色從而保護人眼不受強光的傷害，變色過程時間快，很容易實現(xiàn)變色的自動控制，也易于控制。


圖1為本發(fā)明所述的光敏流體變色眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的所述的變色裝置的電氣原理示意圖。圖3為為本發(fā)明具體實施方式
八所述的控制電路的原理示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一:結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述的光敏流體變色眼鏡，它包括眼鏡框1、變色鏡片2和兩個變色裝置，兩個變色裝置固定在變色鏡片2的眼鏡框I上；兩個變色裝置的結(jié)構(gòu)相同，每個變色裝置包括光敏傳感器3、控制電路4、執(zhí)行機構(gòu)5和儲液裝置6，光敏傳感器3的檢測信號輸出端與控制電路4的檢測信號輸入端連接，控制電路4的控制信號輸出端與執(zhí)行機構(gòu)5的控制信號輸入端連接；每片變色鏡片2內(nèi)分布有變色流道7，所述流道流通面積占變色鏡片總面積30% 80%，位于每片變色鏡片2內(nèi)的變色流道7分別與兩個變色裝置的儲液裝置6的出液口連通，且所述變色流道7與儲液裝置6形成一個封閉的腔體，所述腔體內(nèi)裝有有色流體，執(zhí)行機構(gòu)5控制儲液裝置6的有色流體向變色流道7流出或吸回。本實施方式中變色流道I形成變色鏡片。變色流道I內(nèi)部可以實現(xiàn)有色流體流通，作為可變色層。兩個鏡片設(shè)置在鏡框內(nèi)，儲液裝置6內(nèi)儲存著有色流體并通過管路和鏡片上的變色流道7相連。光敏傳感器3安裝固定在眼鏡框上，光敏傳感器2安裝固定在眼鏡框上，能直接接觸陽光的位置，用于檢測環(huán)境光線強弱，以采集控制電路4的檢測輸入信號?？刂齐娐?對執(zhí)行機構(gòu)5實現(xiàn)簡單邏輯控制功能。從而在執(zhí)行機構(gòu)的作用下，有色流體可以由儲液裝置6進入變色鏡片上的變色流道7內(nèi)，也可以返回到儲液裝置6中。當有色流體進入到變色鏡片上的變色流道7內(nèi)并充滿整個變色流道時，眼鏡就會變成有色流體的顏色，當流體返回到儲液裝置6中時，變色鏡片又會恢復原來的顏色。
具體實施方式
二:本實施方式所述的光敏流體變色眼鏡，它包括眼鏡框1、變色鏡片2和變色裝置，變色裝置固定在變色鏡片2的眼鏡框I上；變色裝置包括光敏傳感器3、控制電路4、執(zhí)行機構(gòu)5和儲液裝置6，光敏傳感器3的檢測信號輸出端與控制電路4的檢測信號輸入端連接，控制電路4的控制信號輸出端與執(zhí)行機構(gòu)5的控制信號輸入端連接；每片變色鏡片2內(nèi)分布有變色流道7，所述流道流通面積占變色鏡片總面積30% 80%，位于每片變色鏡片2內(nèi)的變色流道7均與變色裝置的儲液裝置6的出液口連通，且所述變色流道7與儲液裝置6形成一個封閉的腔體，所述腔體內(nèi)裝有有色流體，執(zhí)行機構(gòu)5控制儲液裝置6的有色流體向變色流道7流出或吸回。
本實施方式中變色流道I形成變色鏡片。變色流道I內(nèi)部可以實現(xiàn)有色流體流通，作為可變色層。兩個鏡片設(shè)置在鏡框內(nèi)，儲液裝置6內(nèi)儲存著有色流體并通過管路和鏡片上的變色流道7相連。光敏傳感器3安裝固定在眼鏡框上，光敏傳感器2安裝固定在眼鏡框上，能直接接觸陽光的位置，用于檢測環(huán)境光線強弱，以采集控制電路4的檢測輸入信號?？刂齐娐?對執(zhí)行機構(gòu)5實現(xiàn)簡單邏輯控制功能。從而在執(zhí)行機構(gòu)的作用下，有色流體可以由儲液裝置6進入兩個變色鏡片上的變色流道7內(nèi)，也可以返回到儲液裝置6中。當有色流體進入到變色鏡片上的變色流道7內(nèi)并充滿整個變色流道時，眼鏡就會變成有色流體的顏色，當流體返回到儲液裝置6中時，變色鏡片又會恢復原來的顏色。
具體實施方式
三:本實施方式是對具體實施方式
一或二所述的光敏流體變色眼鏡的進一步說明，所述執(zhí)行機構(gòu)5為電加熱裝置或電磁機構(gòu)或電滲裝置或電泳裝置或微型注射器。所述執(zhí)行機構(gòu)5為電加熱裝置:光敏傳感器輸出的檢測信號與參考電壓進行比較，當環(huán)境光強大于光敏傳感器3預先設(shè)定閾值時，控制電路4輸出一個控制信號，接通電加熱裝置的開關(guān)，儲液裝置6內(nèi)的有色流體被加熱并膨脹，從而將有色流體推入變色流道7內(nèi)，實現(xiàn)變色功能。當環(huán)境光強小于光敏傳感器3預先設(shè)定閾值時，控制電路4的輸出一個控制信號，切斷電加熱裝置的開關(guān)，加熱裝置的容腔內(nèi)的有色流體冷卻并收縮，從而將有色流體吸回到儲液裝置內(nèi)，實現(xiàn)恢復眼鏡透明功能。所述電加熱裝置利用加熱膜或加熱棒加熱氣體容腔，通過氣體體積變化驅(qū)動有色流體。所述執(zhí)行機構(gòu)5為電磁機構(gòu):當控制電路4的輸出一個控制信號使電磁機構(gòu)的線圈通電時，產(chǎn)生磁場，使處于磁場中的導磁體在磁場力的作用下產(chǎn)生運動，從而將有色流體推入變色流道7內(nèi)，實現(xiàn)變色功能。當控制電路4的輸出一個控制信號使得線圈斷電時，斷開磁場，處于磁場中的導磁體又回到原位，從而將有色流體抽回到儲液裝置6內(nèi)，實現(xiàn)恢復眼鏡透明功能。所述執(zhí)行機構(gòu)5為電滲裝置:當控制電路4的輸出一個控制信號使電滲裝置的兩個電極通電并產(chǎn)生正向電壓時，處于電場中的有色流體在電場的作用下產(chǎn)生正向運動，從而有色流體從儲液裝置6內(nèi)流入到變色流道7內(nèi)，實現(xiàn)變色功能。當控制電路4輸出一個控制信號使電滲裝置的兩個電極通電并產(chǎn)生反向電壓時，處于電場中的有色流體在電場的作用下產(chǎn)生反向運動，從而有色流體又從變色流道7流入儲液裝置6內(nèi)，實現(xiàn)恢復眼鏡透明功能。光敏流體變色眼鏡利用有色流體在執(zhí)行機構(gòu)、儲液裝置和變色流道7之間的流動來實現(xiàn)眼鏡的變色，具有變色速度快，時間短，價格低廉，可根據(jù)使用者的意愿實現(xiàn)變色，可控性強的特點。而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種顏色的變化和個性化的流道設(shè)計。它是為強光環(huán)境下保護視力而實現(xiàn)的一種快速自動改變眼鏡鏡片顏色的方法。
具體實施方式
四:本實施方式是對具體實施方式
一或二所述的光敏流體變色眼鏡的進一步說明，它還包括現(xiàn)有鏡片，現(xiàn)有鏡片與變色鏡片緊密壓接，或成為一體結(jié)構(gòu)。變色流道7覆蓋在常規(guī)眼鏡鏡片之上，變色流道7內(nèi)部可以實現(xiàn)液體流通，作為可變色層。
具體實施方式
五:本實施方式是對具體實施方式
一或二所述的光敏流體變色眼鏡的進一步說明，所述光敏傳感器3位于變色鏡片2邊緣的眼鏡框上。
具體實施方式
六:結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式
一或二所述的光敏流體變色眼鏡的進一步說明，所述執(zhí)行機構(gòu)5為微型注射器，所述控制電路4包括放大器、電阻R1、電阻R2、雙向穩(wěn)壓管Dz、發(fā)光二極管和電機M,放大器的信號輸出端與電阻R2的一端連接,該電阻R2的另一端同時與雙向穩(wěn)壓管Dz的一端和電機M的控制端連接，電阻Rl的一端與發(fā)光二極管的陽極連接，該電阻Rl的另一端與放大器的正向信號輸入端以及供電電源VCC連接，發(fā)光二極管的陰極和雙向穩(wěn)壓管Dz的另一端均接供電電源地，放大器的反向信號輸入端為控制電路4的檢測信號輸入端，電機M用于控制微型注射器向變色流道7流出或吸回有色液體。圖3中UR端用于連接光敏傳感器，Ucc端用于供電電源VCC。當環(huán)境光強大于光敏傳感器3預先設(shè)定閾值時,光敏傳感器3輸出低電平信號,該低電平信號進入控制電路4中的電壓比較器與參考電壓進行比較，此時，控制電路4輸入信號電平低于參考電壓，控制電路4輸出負壓,帶動電機正轉(zhuǎn)，驅(qū)動連桿機構(gòu)使微型注射器推進，將有色流體從儲液裝置6內(nèi)充入變色流道7中，實現(xiàn)變色功能；當環(huán)境光強小于光敏傳感器3預先設(shè)定閾值時，光敏傳感器3輸出高電平信號，該高電平信號進入控制電路4中的電壓比較器與參考電壓進行比較，此時，控制電路4輸入信號電平高于參考電壓，控制電路4輸出正壓，帶動電機反轉(zhuǎn)，驅(qū)動連桿機構(gòu)使微型注射器抽回，形成負壓，將有色流體由變色流道I中吸回到儲液裝置6內(nèi)，實現(xiàn)恢復眼鏡透明功能。
具體實施方式
七:本實施方式是對具體實施方式
一或二或四所述的光敏流體變色眼鏡的進一步說明，變色鏡片采用聚二甲基硅氧烷PDMS或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或玻璃或高分子樹脂PC制作。變色流道7采用聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯或玻璃或高分子樹脂。變色流道7可以是聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、高分子樹脂等薄膜材料或薄片材料，流道構(gòu)型根據(jù)實際需求情況不同，可以實現(xiàn)個性化設(shè)計。變色流道7可以在以玻璃或聚甲基丙烯酸甲脂或高分子樹脂或PC為材料的鏡片內(nèi)，也可以設(shè)置在兩片玻璃鏡片之間的聚二甲基硅氧烷PDMS膜片內(nèi)，單層或多層。
具體實施方式
八:本實施方式是對具體實施方式
一或二所述的光敏流體變色眼鏡的進一步說明，變色流道7沿鏡片厚度方向的長度為0.05mm 0.5mm,寬度為0.025mm 0.25mm0變色流道7的形狀為長方形或橢圓形或三角形或任意個性化不規(guī)則形狀，均勻或不均勻分布在鏡片上，可以為單層或多層。
具體實施方式
九:本實施方式是對具體實施方式
一或二所述的光敏流體變色眼鏡的進一步說明，所述變色裝置固定在變色鏡片2兩側(cè)的眼鏡框I上或固定在變色鏡片2周圍的眼鏡框上或固定在連接兩個變色鏡片2的眼鏡框上。
具體實施方式
十:本實施方式是對具體實施方式
一或二所述的光敏流體變色眼鏡的進一步說明，所述有色流體為任意顏色的液體或氣體。所述有色流體可以是水、油、空氣、乙醇、氮氣、其它化學溶劑等各種液體或氣體。
權(quán)利要求
1.光敏流體變色眼鏡，其特征在于，它包括眼鏡框(I)、變色鏡片(2)和兩個變色裝置，兩個變色裝置固定在變色鏡片(2)的眼鏡框(1)上； 兩個變色裝置的結(jié)構(gòu)相同，每個變色裝置包括光敏傳感器(3)、控制電路(4)、執(zhí)行機構(gòu)(5)和儲液裝置(6)，光敏傳感器(3)的檢測信號輸出端與控制電路⑷的檢測信號輸入端連接，控制電路(4)的控制信號輸出端與執(zhí)行機構(gòu)(5)的控制信號輸入端連接； 每片變色鏡片(2)內(nèi)分布有變色流道(7)，所述流道流通面積占變色鏡片總面積30% 80%，位于每片變色鏡片(2)內(nèi)的變色流道(7)分別與兩個變色裝置的儲液裝置(6)的出液口連通，且所述變色流道(7)與儲液裝置(6)形成一個封閉的腔體，所述腔體內(nèi)裝有有色流體，執(zhí)行機構(gòu)(5)控制儲液裝置￠)的有色流體向變色流道(7)流出或吸回。
2.光敏流體變色眼鏡，其特征在于，它包括眼鏡框(I)、變色鏡片(2)和變色裝置，變色裝置固定在變色鏡片(2)的眼鏡框(I)上； 變色裝置包括光敏傳感器(3)、控制電路(4)、執(zhí)行機構(gòu)(5)和儲液裝置￠)，光敏傳感器⑶的檢測信號輸出端與控制電路⑷的檢測信號輸入端連接，控制電路⑷的控制信號輸出端與執(zhí)行機構(gòu)(5)的控制信號輸入端連接； 每片變色鏡片(2)內(nèi)分布有變色流道(7)，所述流道流通面積占變色鏡片總面積30% 80%，位于每片變色鏡片(2)內(nèi)的變色流道(7)均與變色裝置的儲液裝置(6)的出液口連通，且所述變色流道(7)與儲液裝置(6)形成一個封閉的腔體，所述腔體內(nèi)裝有有色流體，執(zhí)行機構(gòu)(5)控制儲液裝置￠)的有色流體向變色流道(7)流出或吸回。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光敏流體變色眼鏡，其特征在于，所述執(zhí)行機構(gòu)(5)為電加熱裝置或電磁機構(gòu)或電滲裝置或電泳裝置或微型注射器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光敏流體變色眼鏡，其特征在于，它還包括現(xiàn)有鏡片，現(xiàn)有鏡片與變色鏡片緊密壓接，或成為一體結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光敏流體變色眼鏡，其特征在于，所述光敏傳感器(3)位于變色鏡片(2)邊緣的眼鏡框上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光敏流體變色眼鏡，其特征在于， 所述執(zhí)行機構(gòu)(5)為微型注射器，所述控制電路(4)包括放大器、電阻R1、電阻R2、雙向穩(wěn)壓管(Dz)、發(fā)光二極管和電機(M),放大器的信號輸出端與電阻R2的一端連接,該電阻R2的另一端同時與雙向穩(wěn)壓管(Dz)的一端和電機M的控制端連接，電阻Rl的一端與發(fā)光二極管的陽極連接，該電阻Rl的另一端與放大器的正向信號輸入端以及供電電源VCC連接，發(fā)光二極管的陰極和雙向穩(wěn)壓管(Dz)的另一端均接供電電源地，放大器的反向信號輸入端為控制電路(4)的檢測信號輸入端，電機(M)用于控制微型注射器向變色流道(7)流出或吸回有色流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的液體自動變色眼鏡，其特征在于，變色鏡片(2)采用聚二甲基硅氧烷PDMS或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或玻璃或高分子樹脂PC制作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光敏流體變色眼鏡，其特征在于，變色流道(7)沿鏡片厚度方向的長度為0.05mm 0.5mm,寬度為0.025mm 0.25mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光敏流體變色眼鏡，其特征在于，所述變色裝置固定在變色鏡片(2)兩側(cè)的眼鏡框(I)上或固定在變色鏡片(2)周圍的眼鏡框上或固定在連接兩個變色鏡片(2)的眼鏡框上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光敏流體變色眼鏡，其特征在于，有色流體為任意顏色的液體或氣 體。
全文摘要
光敏流體變色眼鏡，屬于微流體控制應用領(lǐng)域。為了解決目前的變色眼鏡變色速度較慢，不能實現(xiàn)自動控制，可控性差的問題。它包括眼鏡框、變色鏡片和變色裝置，變色裝置固定在變色鏡片的眼鏡框上；變色裝置包括光敏傳感器、控制電路、執(zhí)行機構(gòu)和儲液裝置；根據(jù)光敏傳感器對光強的感應，控制電路控制執(zhí)行機構(gòu)使有色流體在儲液裝置和變色流道之間流動，使眼鏡變色，所述變色流道分布在每片變色鏡片內(nèi)，所述流道流通面積占變色鏡片總面積30％～80％。它用于遮擋陽光。
文檔編號G02C7/10GK103197437SQ20131013798
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者李松晶, 任剛, 薛心智, 張敏, 蘇顯宇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學