專利名稱：強光削弱鏡片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更進一步涉及一種削弱強光，而不影響弱光的鏡片。
現(xiàn)有的削弱光線的鏡片很多，如墨鏡，小孔眼鏡，變色眼鏡等，它們是靠吸收光線或利用光的衍射來減小光強。但它們均存在一個缺點，就是削弱強光的同時，本來弱的光也會被削的更弱。比如，晚上在路上行走，路面上行人，車輛均能辯認，但突然迎面開來一輛汽車時，其強烈的車燈光掩蓋了其它事物射來的光線，這時只見一片眩目的亮光而其它一無所見，如果此時戴上上述眼鏡，車燈光線變暗了，但周圍本來不亮的景、物變得更暗，因此，這時同樣不能很好分辯眼前景物。實際上，只削弱車燈光線是問題所在。在此基礎(chǔ)上，有人設(shè)計了一種鏡片，它在普通透明無色鏡片上，在正對人眼瞳孔的上部的一小片區(qū)域做成深色。在遇見車燈時，只需偏轉(zhuǎn)頭部，使車燈落入深色區(qū)域，即車燈、深色區(qū)域，眼球成一直線，這樣深色區(qū)域削弱車燈光線，而其它景物未落入深色區(qū)而其射來光線未變削弱，此設(shè)計的目的是達到了，但它使用不便。由于強光可能隨時來自四面八方，而它只能削弱來自一個方向的光線。
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點。提供一種強光削弱鏡片，此鏡片利用光的直線傳播，輻射光投影和變色鏡遇光變暗原理來實現(xiàn)其功能的。它與普通變色鏡的區(qū)別在于，普通變色鏡片遇強光照射時，整塊鏡片都會受光，因此整塊鏡片全變暗；而此發(fā)明則在普通變色鏡片前加一層孔陣層，使光線只能照射到一小塊區(qū)域，此區(qū)域是光源與眼球的連線與鏡片曲面相交的小區(qū)域，只有此區(qū)域變暗，而其它區(qū)域不受強光源照射，故不變暗。
本實用新型由保護層、孔陣層、感光層組成。保護層位于外層，孔陣層位于中間層，感光層位于內(nèi)層。保護層和孔陣層及感光層均為球面，孔陣層上布有多個圓柱形小孔，所有孔的軸線均匯聚于孔陣層的主光軸上一點，相鄰兩孔圓心間距離為孔徑的5/4倍。保護層的內(nèi)表面曲率與孔陣層外表面曲率相同，孔陣層內(nèi)表面曲率與感光層外表面曲率相同。保護層、孔陣層、感光層在邊緣區(qū)域用膠合劑膠合成一體，且各層的主光軸重合。
保護層與孔陣層均由有機玻璃或樹脂制成，感光層由有機玻璃或樹脂中加入感光材料如液晶等制成。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型孔陣層的放大圖。
圖3為本實用新型三層膠合時的外形圖。
圖1中1為外層，也即為保護層。它是一層由有機玻璃或樹脂制成，厚為1mm左右的曲面層。其主要作用是保護孔陣層，以免灰塵、雜物進入堵塞小孔而阻礙光線。其次，由于光線在進入保護層時會折射，因此，它可起到凹透鏡作用，擴大視野。
圖1中2為中間層，也即為孔陣層，它是實現(xiàn)光線射入人眼時具有方向性的主要部分，也是區(qū)別于其它小孔眼鏡和普通變色鏡的本質(zhì)所在?？诪閳A柱形孔，所有圓柱的軸線匯交于一點O點，即人眼球如圖4所示；這樣，使得人眼球位于球心上，而小孔軸線即是徑向方向。假設(shè)人眼為光源，光線可通過小孔射向任一方向，反之，由光路可逆原理，人眼也可無阻礙地看見各方向的事物，而當視野中有一點光源S時，它的光線要射入人眼則只能通過光源點S所在的以眼球O點為球心的徑向方向上的小孔。
為了減小光反射的影響，孔的內(nèi)表面應(yīng)為毛面，使光線發(fā)生漫反射，減弱因反射而進入感光層的光線強度。
圖1中3為內(nèi)層，也即為感光層(變色層)。它是本鏡片的削光部分。要實現(xiàn)此鏡片的功能，對此層有一定的要求，當光線強度很小，小于人眼所能承受的最大強度時，此層為無色透明；當光強達到并超過最大承受強度時，此層變暗，且其暗度隨光強變化顯一次線性變化，此關(guān)系可由圖8的曲線描述。其次，對此層還有一要求，即它對光線應(yīng)很敏感，反應(yīng)速度很快，當光線照射時，它立刻變暗；當光線消失時，它又立刻恢復(fù)原透明無色狀態(tài)。其它方向則被其它小孔擋住。這樣，光線的射入具有方向性，不同位置的光源點的光線只能通過唯一的與之相對應(yīng)的小孔射入人眼。
以上討論是在孔無限小時，而實際上孔是有一定直徑的，且直徑的大小對它攔截光線有很大影響。
首先，從微觀上考慮，對一個孔進行研究。
如圖5所示，假設(shè)人眼球所在點為O點，人眼球所在主光軸與鏡片交點為A點，OA＝L，孔直徑為d。則人眼通過小孔看出去的范圍為一錐體，反之，此錐體內(nèi)任意處光源都可通過此小孔射入人眼。此時，人眼視角θ，即錐頂角為
。且顯然，看得越遠，所視范圍越大，即OB距離越大，B所在的圓錐底面積越越大，一但此范圍內(nèi)有一點強光源，此小孔對應(yīng)的感光層變暗，則B所在的底面將全變暗，這不利于只削弱這點強光源。因此，希望孔徑越小越好。為了保證人眼看出100m時，B點所在錐直徑d’不超過1m則小孔直徑d為
設(shè)人眼距鏡片距離OA＝30mm(OA為估計數(shù)值)，則，小孔直徑d≤0.3mm。
其次，從宏觀上考慮，即許多孔組合在一起時的情況。
設(shè)小孔的軸線長度為l，孔徑為d。一束平行于眼球光軸的平行光射向鏡面。如圖6，設(shè)光線剛好不能通過小孔射入感光層時，此小孔所在視角為α，此時，有α2=tg-1dl=tg-1CAOA]]>此時，在α視角內(nèi)的孔都能通過光線，而使鏡面上以A為圓心，AC為半徑的圓面積變暗，此區(qū)域顯然大于一個小孔的底面積，這也不利于只削弱光源。顯然，影響此區(qū)域大小的因素為OA、l、d、在OA、d一定時，應(yīng)盡可能增大l，即增大孔陣層厚度，應(yīng)保證，
l≥10d＝3mm，因此，孔陣層越厚越好，但也應(yīng)考慮到其重量。
為了使眼睛能通過小孔看到外界越清楚越全面，孔在鏡面上應(yīng)越密越好，且應(yīng)合理分布，以下討論孔在鏡面上分布。
取A向圖中孔分布的最小單元，如圖7，孔圓心間距離為D，為了光線盡可能多地穿過小孔，也考慮孔陣層的強度，正三角形中，光線穿過的面積應(yīng)大于不穿過光線的區(qū)域的面積，即
取
圖3為三層的膠合情況圖。據(jù)鏡片形狀，距其邊緣約留有5mm寬的膠合區(qū)，如圖中陰影部分。由于各層間的曲率相同，因此，各層間應(yīng)緊密地貼在一起。
此鏡片可用樹脂或玻璃等材料制成，各層分別制造，而后膠合而成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點1.削光具有選擇性，它只對超過某一強度的強光進行削弱，而對其它光源射來的光線無影響。
2.削光范圍大。它可同時削弱來自視野中不同方向不同強度(均超過某一強度)的光源射來的光線。
3.對光線響應(yīng)迅速。由于液晶對光線很敏感，其響應(yīng)速度約為幾十毫秒，因此，它更有利于保護眼睛。
4.使用方便。此鏡片可與普通鏡片一樣，裝于鏡框中。
此鏡片的主要用途是，消除眩光，避免強光對眼睛的刺激，保護眼睛。尤其利于提高夜間行車安全。
權(quán)利要求強光削弱鏡片，由保護層、孔陣層及感光層組成，其特征在于，保護層位于外層，孔陣層位于中間層，感光層位于內(nèi)層，保護層、孔陣層及感光層均為球面，在邊緣區(qū)域用膠合劑膠合成一體，孔陣層上布有多個圓柱形小孔，所有小孔的軸線均匯聚于孔陣層的主光軸上一點，相鄰兩孔之間距離為孔徑的
倍，保護層的內(nèi)表面曲率與孔陣層外表面曲率相同，孔陣層內(nèi)表面曲率與感光層外表面曲率相同，各層的主光軸重合。
專利摘要一種光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的強光削弱鏡片,由保護層、孔陣層及感光層組成,保護層位于外層,孔陣層位于中間層、感光層位于內(nèi)層、保護層、孔陣層及感光層均為球面,并在邊緣區(qū)域用膠合劑膠合成一體,孔陣層上布有多個圓柱形小孔,本實用新型結(jié)構(gòu)簡單,可以避免強光對眼睛的刺激,尤其利于提高夜間行車安全。
文檔編號G02C7/10GK2387560SQ99234490
公開日2000年7月12日 申請日期1999年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月30日
發(fā)明者歐永存 申請人:歐永存