本發(fā)明屬于監(jiān)控?cái)z像機(jī)部件領(lǐng)域,具體涉及一種用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)的雙面增透鍍層電致變色片及其控制系統(tǒng)和控制方法。
背景技術(shù):
1、當(dāng)前,監(jiān)控?cái)z像機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,有大量監(jiān)控?cái)z像機(jī)需要安裝在室外環(huán)境中使用。比如,車輛自動(dòng)駕駛技術(shù)正在快速普及,車輛上配套使用的監(jiān)控?cái)z像機(jī)性能對(duì)于安全駕駛至關(guān)重要。由于車輛要滿足全天候行駛的要求,車外陽(yáng)光強(qiáng)度隨晝夜、季節(jié)變化明顯,監(jiān)控?cái)z像機(jī)在午間光照強(qiáng)烈時(shí)容易出現(xiàn)曝光過(guò)度,在夜間低光照時(shí)容易出現(xiàn)畫面模糊、有暗區(qū)等問(wèn)題,嚴(yán)重影響正常的攝像功能,進(jìn)而可能會(huì)帶來(lái)自動(dòng)駕駛車輛的安全隱患。盡管監(jiān)控?cái)z像機(jī)能夠通過(guò)鏡頭光圈、圖像傳感器感光度對(duì)拍攝畫面進(jìn)行調(diào)節(jié),但是出于成本考慮,監(jiān)控?cái)z像頭通常不會(huì)配備高性能的光圈和感光元件,調(diào)節(jié)能力有限。因此需要設(shè)計(jì)其它方法,消除上述的攝像機(jī)“明效影”現(xiàn)象,使攝像機(jī)能在不同光照條件下錄制清晰的畫面。
2、電致變色(electrochromic-ec)現(xiàn)象,是指材料的光學(xué)屬性(反射率、透過(guò)率、吸收率等)在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆變化的現(xiàn)象。電致變色玻璃目前已廣泛應(yīng)用于建筑玻璃幕墻、車窗玻璃、汽車防眩后視鏡等領(lǐng)域。然而,在如相機(jī)、監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭等產(chǎn)品中目前沒有應(yīng)用。如果要將現(xiàn)有的電致變色片安裝在攝像機(jī)鏡頭前,存在以下問(wèn)題:
3、1.目前電致變色片的應(yīng)用領(lǐng)域通常只需要切換透光和不透光兩檔即可滿足應(yīng)用需求,而如果用作攝像機(jī)鏡頭前的調(diào)光片,則需要精確調(diào)控電致變色片的透光度變化,以實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)接收到的光照強(qiáng)度進(jìn)行精確控制。
4、2.攝像機(jī)在低光照條件進(jìn)行畫面拍攝時(shí),對(duì)鏡片的最大透光度的要求很高,現(xiàn)有的電致變色片不能滿足要求。
5、3.現(xiàn)有的電致變色片通常將導(dǎo)電層直接鍍?cè)阽R片上,由于導(dǎo)電層材料對(duì)添加了增透鍍層的玻璃附著性不好,二者之間容易松動(dòng)脫落或者附著不緊形成空腔,空氣滲入空腔后在鏡片內(nèi)形成氣泡,影響鏡片的透光性;如果在基材玻璃上先加工導(dǎo)電層再加工增透鍍層,雖然能提高各鍍層間的附著性,但在電致變色層與導(dǎo)電層之間增加了導(dǎo)電性差的增透鍍層,使電阻增大,從而導(dǎo)致電致變色層變色速度慢。
6、4.現(xiàn)有電致變色片在從有色狀態(tài)恢復(fù)透明狀態(tài)時(shí),通常將外加電場(chǎng)移除,電致變色片自然放電直至恢復(fù)透明,放電過(guò)程通常需要數(shù)秒甚至數(shù)十秒,不能滿足攝像機(jī)快速調(diào)控的功能要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種最大透光度高、能自動(dòng)控制、準(zhǔn)確快速調(diào)整透光度的電致變色片。
2、為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種雙面增透鍍層電致變色片,包括第一鏡片和第二鏡片,所述第一鏡片和第二鏡片為長(zhǎng)方形多層薄片,第一鏡片上邊沿兩側(cè)各加工一個(gè)第一凸出座,第二鏡片下邊沿兩側(cè)各加工一個(gè)第二凸出座;第一鏡片包括第一基材,第一基材兩面分別設(shè)置第一外增透鍍層和第一內(nèi)增透鍍層;第一內(nèi)增透鍍層上設(shè)置第一中間鍍層,第一中間鍍層上設(shè)置第一導(dǎo)電層;第二鏡片包括第二基材,第二基材兩面分別設(shè)置第二外增透鍍層和第二內(nèi)增透鍍層,第二內(nèi)增透鍍層上設(shè)置第二中間鍍層,第二中間鍍層上設(shè)置第二導(dǎo)電層;所述第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層相鄰平行對(duì)向放置,第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間留有狹縫,狹縫四周設(shè)置封裝膠框,封裝膠框與第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的邊沿固定連接,狹縫中灌注流動(dòng)性的電致變色材料構(gòu)成電致變色層;兩個(gè)第一凸出座的第一導(dǎo)電層側(cè)面各固定安裝一個(gè)第一電極,兩個(gè)第二凸出座的第二導(dǎo)電層側(cè)面各固定安裝一個(gè)第二電極。
3、優(yōu)選的,所述第一外增透鍍層、第一內(nèi)增透鍍層、第二外增透鍍層和第二內(nèi)增透鍍層均為氮化硅鍍層;第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層為氧化銦錫鍍層;第一中間鍍層和第二中間鍍層為氧化錫鍍層;所述電致變色材料為紫羅精類材料。
4、本發(fā)明還提供一種雙面增透鍍層電致變色片控制系統(tǒng),用于控制前述的雙面增透鍍層電致變色片,包括主控模塊,所述主控模塊分別與電源調(diào)壓模塊、光敏模塊和電致變色驅(qū)動(dòng)模塊電性連接,所述電源調(diào)壓模塊分別與標(biāo)準(zhǔn)電源和電致變色驅(qū)動(dòng)模塊電性連接,所述電致變色驅(qū)動(dòng)模塊與雙面增透鍍層電致變色片電性連接。
5、優(yōu)選的,包括按鍵開關(guān)模塊和過(guò)溫保護(hù)模塊,所述主控模塊分別與按鍵開關(guān)模塊和過(guò)溫保護(hù)模塊電性連接,所述電源調(diào)壓模塊分別與按鍵開關(guān)模塊和過(guò)溫保護(hù)模塊電性連接;所述電致變色驅(qū)動(dòng)模塊包括正壓控制電路和負(fù)壓控制電路,所述正壓控制電路電性連接第一電極,負(fù)壓控制電路電性連接第二電極。
6、優(yōu)選的,所述主控模塊包括單片機(jī),單片機(jī)引腳p0.5與過(guò)溫保護(hù)模塊連接,單片機(jī)引腳p0.6分別與連接器con8引腳3和電阻r42一端連接,單片機(jī)引腳p0.7與連接器con8引腳2和電阻r40一端連接,電阻r42另一端和電阻r40另一端連接5v電源;連接器con8引腳1連接5v電源,連接器con8引腳4接地;單片機(jī)引腳p2.0與電阻r33一端、電容c34一端和連接器con5引腳4連接,單片機(jī)引腳p1.6與電阻r10一端和連接器con5引腳2連接,單片機(jī)引腳p0.2與電阻r11一端和連接器con5引腳3連接;電阻r33另一端、電阻r10另一端和電阻r11另一端連接5v電源;連接器con5引腳1連接5v電源,連接器con5引腳5接地,電容c34另一端接地;單片機(jī)引腳p1.7連接電源調(diào)壓模塊,單片機(jī)引腳vdd與分別電阻r12一端、電容c15一端和電容c16一端連接,電阻r12另一端與電容c5一端和5v電源連接;電容c5另一端、電容c15另一端和電容c16另一端接地;單片機(jī)引腳p3.0、引腳p1.5、引腳p1.4、引腳p1.1、引腳p1.0和引腳p0.0分別與電致變色驅(qū)動(dòng)模塊連接;單片機(jī)引腳p0.3連接按鍵開關(guān)模塊;單片機(jī)引腳p0.4連接光敏模塊。
7、優(yōu)選的,所述光敏模塊包括光敏傳感器d8,光敏傳感器d8正極與5v電源和電容c18一端連接,光敏傳感器d8負(fù)極與電阻r26一端、電阻r29一端和電容c22一端連接,電阻r26另一端分別與主控模塊單片機(jī)引腳p0.4和電容c24一端連接,電容c18另一端、電容c22另一端、電容c24另一端和電阻r29另一端均接地;所述按鍵開關(guān)模塊包括按鍵開關(guān)s1,按鍵開關(guān)s1一端與瞬態(tài)抑制二極管tvs5、電阻r4一端、電阻r51一端和電容c43一端連接,電阻r51另一端連接5v電源,電阻r4另一端分別與主控模塊單片機(jī)引腳p0.3、電阻r5一端和電容c41一端連接;按鍵開關(guān)s1、瞬態(tài)抑制二極管tvs5、電容c43另一端、電容c41另一端和電阻r5另一端均接地;所述過(guò)溫保護(hù)模塊包括熱敏電阻ntc1,熱敏電阻ntc1一端與電阻r34一端、電阻r35一端和電容c9一端連接,電阻r35另一端與5v電源連接,電阻r34另一端分別與主控模塊單片機(jī)引腳p0.5和電容c35一端連接,電容c9另一端、電容c35另一端和熱敏電阻ntc1另一端均接地。
8、優(yōu)選的,所述電源調(diào)壓模塊接入dc12v標(biāo)準(zhǔn)電源,dc12v標(biāo)準(zhǔn)電源與瞬態(tài)抑制二極管tvs1一端、保險(xiǎn)電阻fr1一端和電容c6一端連接;保險(xiǎn)電阻fr1另一端與電容c7一端和穩(wěn)壓二極管d9正極連接;穩(wěn)壓二極管d9負(fù)極與電容c26一端、電阻r30一端、電阻r6一端、三極管q8集電極和三極管q7集電極連接;三極管q8發(fā)射極與三極管q7基極連接;電阻r30另一端與電阻r32一端、電容c32一端和主控模塊單片機(jī)引腳p1.7連接;電阻r6另一端與電阻r8一端和電阻r45一端連接;電阻r8另一端與電容c33一端、三極管q8基極和穩(wěn)壓二極管d10負(fù)極連接;三極管q7發(fā)射極與電容c28一端、電容c29一端和穩(wěn)壓器ic3輸入端連接;穩(wěn)壓器ic3輸出端引出5v電源;穩(wěn)壓器ic3輸出端與電容c30一端和電容c31一端連接;電容c6另一端、電容c7另一端、電容c26另一端、電容c32另一端、電容c33另一端、電容c28另一端、電容c29另一端、電容c30另一端、電容c31另一端、電阻r32另一端、電阻r45另一端、瞬態(tài)抑制二極管tvs1另一端、穩(wěn)壓二極管d10正極和穩(wěn)壓器ic3接地端均接地。
9、優(yōu)選的,所述正壓控制電路包括電阻r114,電阻r114一端連接主控模塊單片機(jī)引腳p0.0,電阻r114另一端連接電阻r9一端、電阻r116一端和電容c128一端,電阻r9另一端與電容c2一端、電阻r15一端、三極管q1基極和三極管q14集電極連接,電阻r116另一端、電容c128另一端和電容c2另一端均接地,三極管q1集電極、三極管q10集電極與電阻r1一端連接,電阻r1另一端連接5v電源,電阻r15另一端與三極管q1發(fā)射極、三極管q10基極和電阻r13一端連接,三極管q14發(fā)射極接地,主控模塊單片機(jī)引腳p1.5與電阻r49一端、電阻r115一端和電阻r117一端連接,電阻r49另一端與三極管q14基極連接,電阻r115另一端與電容c4一端、電容c127一端和三極管q13基極連接,電阻r117另一端、電容c127另一端和三極管q13發(fā)射極接地,電容c4另一端與電阻r13另一端、三極管q13集電極、三極管q10發(fā)射極、電阻r16一端、電阻r53一端、電容c113一端和電容c1一端連接,電阻r16另一端分別與主控模塊單片機(jī)引腳p3.0和電容c8一端連接,電阻r53另一端、電容c113另一端、電容c1另一端和電容c8另一端接地,三極管q10發(fā)射極與連接器con2引腳1連接,連接器con2引腳1連接第一電極(13);所述負(fù)壓控制電路包括電阻r14,電阻r14一端連接主控模塊單片機(jī)引腳p1.0,電阻r14另一端與電阻r17一端、電阻r18一端和電容c12一端連接,電阻r17另一端與電容c13一端、電阻r19一端、三極管q3集電極和三極管q4基極連接,電阻r18另一端、電容c12另一端和電容c13另一端均接地,三極管q4集電極連接電阻r7一端,電阻r7另一端連接5v電源,主控模塊單片機(jī)引腳p1.4與電阻r20一端、電阻r22一端和電阻r23一端連接,電阻r20另一端連接三極管q3基極,三極管q3發(fā)射極接地,電阻r22另一端與電容c14一端、電容c20一端和三極管q2基極連接,電阻r23另一端和電容c20另一端接地,三極管q2發(fā)射極接地,電容c14另一端與電阻r19另一端、三極管q2集電極、電阻r21一端、三極管q4發(fā)射極、電阻r54一端、電容c17一端和電容c19一端連接,電阻r21另一端分別與主控模塊單片機(jī)引腳p1.1和電容c21一端連接;電容c21另一端、電阻r54另一端、電容c17另一端和電容c19另一端接地,三極管q4發(fā)射極與連接器con2引腳2連接,連接器con2引腳2與第二電極(14)連接。
10、前述的雙面增透鍍層電致變色片控制系統(tǒng)的控制方法,包括以下步驟:
11、光敏模塊將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送至主控模塊,主控模塊根據(jù)預(yù)編程的參數(shù),對(duì)電致變色片進(jìn)行調(diào)控;同時(shí)電致變色驅(qū)動(dòng)模塊引出一路控制反饋電壓發(fā)送至主控模塊,控制電致變色片的透光度。
12、優(yōu)選的,當(dāng)光敏模塊檢測(cè)到光照強(qiáng)度偏高時(shí),主控模塊發(fā)送正壓驅(qū)動(dòng)信號(hào),電致變色驅(qū)動(dòng)模塊為第一導(dǎo)電層通入正電壓,兩導(dǎo)電層之間產(chǎn)生正向電場(chǎng),電致變色層發(fā)生變色,透光度減小,使電致變色片后方的光照強(qiáng)度減小,直至光照強(qiáng)度降回到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值范圍;
13、當(dāng)光敏模塊檢測(cè)到光照強(qiáng)度偏低時(shí),主控模塊發(fā)送負(fù)壓驅(qū)動(dòng)信號(hào),電致變色驅(qū)動(dòng)模塊為第二導(dǎo)電層通入負(fù)電壓,兩導(dǎo)電層之間產(chǎn)生反向電場(chǎng),電致變色層恢復(fù)透明,透光度增大,使電致變色片后方的光照強(qiáng)度增大,直至光照強(qiáng)度回升到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值范圍;
14、當(dāng)選擇關(guān)閉自動(dòng)調(diào)控時(shí),按鍵開關(guān)模塊發(fā)送信號(hào)至主控模塊,主控模塊同時(shí)發(fā)送正壓關(guān)斷信號(hào)和負(fù)壓關(guān)斷信號(hào),電致變色驅(qū)動(dòng)模塊停止為電致變色片通電;
15、當(dāng)過(guò)溫保護(hù)模塊檢測(cè)到實(shí)際溫度偏高時(shí),或電源調(diào)壓模塊檢測(cè)到輸入電源異常時(shí),主控模塊停止運(yùn)行。
16、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:所述雙面增透鍍層電致變色片具有極高的最大透光度,其控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)根據(jù)光照變化,精確快速地調(diào)整透光度,使攝像機(jī)在不同光照條件下都能錄制清晰的圖像。夜間監(jiān)控時(shí),高透過(guò)率的鏡片能夠?qū)θ四?、人眼及車牌等畫面?nèi)容實(shí)現(xiàn)高清晰度地抓取和識(shí)別;白天強(qiáng)陽(yáng)光下監(jiān)控時(shí),自動(dòng)減光的鏡片降低了畫面過(guò)曝,也能實(shí)現(xiàn)高清晰度地抓取和識(shí)別,將監(jiān)控?cái)z像機(jī)和電致變色完美的整合在一起,進(jìn)而使監(jiān)控?cái)z像機(jī)做到日夜無(wú)差的狀態(tài)。