CN102081241B - 光控液晶眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光控液晶眼镜，包括液晶镜片(1)，及固定镜片的支架(2)，有控制电路与所述的液晶镜片相连，所述电路串接有电源，开关(5)，一个光敏电阻(6)，一个滑动可变电阻(7)，在可变电阻的一端与液晶镜片的一极相接，另一端通过一个晶体二极管(11)与液晶镜片的另一极相接。本发明的光控液晶眼镜能达到自动遮挡强光，保护眼睛，可作为电焊、冶炼、烧炉，军事等方面的眼睛保护装置，成本低廉，易于制作。

Description

光控液晶眼镜

技术领域

本发明涉及一种人体眼睛防护器械，特别是一种光控液晶眼镜。

背景技术

为避免瞬间强光产生对眼睛的刺激作用，从而产生不必要的事故，人们已发明出各种保护眼睛的装置，中国实用新型专利，专利号93221282.4，名称为“避免瞬间强光射入的液晶防护镜”，公开了一种液晶防护镜，包括液晶眼镜片，及与其一起固定在眼镜框架上的电池，光电转换电路及液晶驱动器组成，所述的光电转换电路由放置在眼镜片前的光电传感器，对电流电压信号进行调节放大的转换放大器，LCD电压控制器及液晶LCD驱动器组成，该防护镜结构过于复杂，仅转换放大器就由三个运算放大器组成，所以眼镜的总体重量必然超重，导致人们戴该眼镜缺乏舒适感，而且增加了眼镜的生产成本，所以有改进的必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能遮蔽瞬间强光，自动调节镜片的明暗，并能作为太阳镜，装饰性墨镜使用的成本低廉，易于制作，佩戴舒适的光控液晶眼镜。

为实现上述目的，本发明的方案为：一种光控液晶眼镜，包括液晶镜片，及固定镜片的支架，有控制电路与所述的液晶镜片相连，其特别之处在于：所述电路串接有电源，开关，一个光敏电阻，一个滑动可变电阻，在可变电阻的一端与液晶镜片的一极相接，另一端通过一个晶体二极管与液晶镜片的另一极相接。

采用上述方案，用很少的电子元件组成的电路，其中的光敏电阻起自动开关的作用，在强光时电阻很小，光暗时电阻变大，滑动可变电阻调节电流大小，以此调节通过液晶镜片的电流，当通过电流大时，液晶镜片变暗，遮挡强光，从而自动调节了液晶镜片的明、暗，实现了本发明的目的。

下面结合图示及实施例对方案作更详细的说明。

附图说明

图1为光控液晶眼镜的结构示意图；

图2为光控液晶眼镜晶片结构图；

图3为光控液晶眼镜的电路图；

图4为图3中滑动可变电阻示意图。

具体实施方式

如图1为本申请的光控液晶眼镜的结构图，包括液晶镜片1，固定镜片的支架2，里面附集成的电子器件和线路，横梁支架3，里面有电路，和液晶镜片相接，在支架的耳挂上设有按钮开关5及钮扣电池盒4，在支架2上还设有滑动变阻器7，光传感器的光敏电阻6。由于造型美观大方，作装饰性的太阳镜，墨镜均可。

如图2所示，是本光控液晶眼镜的晶片结构图，表面为玻璃镜片8，中间夹层为铟锡氧化物9，形成电极X、Y，加在中间的液晶层10上，当通过它的电流大于0.1mA时，液晶不再透明，变得浑浊。

如图3电路图中，如方案所述，电路包括电池盒4形成的电源，本实施例的电源为钮扣电池，电压为E＝1.5V，按钮开关5，光敏电阻6，本实施例的光敏电阻型号为uR-74A，其中暗电阻1MΩ，亮电阻0.7-1.2KΩ，滑动可变电阻7，以上元件皆串接，其中滑动可变电阻的滑动臂与其中一端相连并与液晶镜片的一个正端电极相连，设为Y端，另一端通过一个晶体二极管11与液晶镜片的另一负端电极相连，设为X端，其中晶体二极管为NPN型，开启电压0.7V。

如图3中的滑动可变电阻在电路中的阻值是变化的，如图中标示，虚线12左边线电阻低，虚线13右边线电阻高，电阻范围O-R_7-12-R_7-13-R_7-14对应数字为OΩ-0.61KΩ-0.875KΩ-1MΩ，其中R_7-12为虚线12处电阻，R_7-13为虚线13处电阻，R_7-14为滑动变阻器最大电阻，满足：

$\frac{R_{7-12}}{R_{7-12}+R_{6-1}}\≈\frac{0.7}{1.5}---\left(1\right)$

$\frac{R_{7-13}}{R_{7-13}+R_{6-2}}\≈\frac{0.7}{1.5}---\left(2\right)$

其中R_6-1为光敏电阻6在强光下(如电焊环境中)电阻值，R_6-2为光敏电阻6在黑暗环境或普通光照环境中的电阻值，一般说来，光敏电阻6的电阻值R₆范围为

R_6-1＜R₆＜R_6-2……(3)

即光敏电阻6在强光环境下电阻最小，在黑暗环境或普通光照条件下电阻最大。

当滑动可变电阻7处于某一状态时其电阻值为R₇，光敏电阻的电阻值为R₆，则X、Y的端电压为：

$u_{x\·y}=\frac{R_7}{R_6+R_7}E---\left(4\right)$

当u_xy＞0.7液晶变暗，u_xy越大，越暗，u_xy≤0.7液晶透明，下面讨论滑动变阻器滑片位置变化情况：

a、滑片处于虚线12位置，即

O＜R₇＜R_7-12……(5)

由式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)可知

u_xy＜0.7………(6)

所以无论有无光照X，Y段电压始终小于0.7V，二极管11处于截止状态，无电流流过液晶片，液晶片始终透明。

b、滑片处于12，13两虚线之间区域，有

R_7-12＜R₇＜R_7-13……(7)

由式(1)，(2)，(3)，(4)和(7)可知：

(b₁)在没有光照或普通光照情况下，u_xy始终小于0.7，即二极管11始终处于截止状态。

(b₂)当有光照在光敏电阻6上时，其阻值减小，导致滑动变阻器分压增大，当大于0.7v时，二极管11被击穿，由于液晶壳及二极管11的阻值小，可视为滑动变阻器被短路，较大的电流经过液晶片从而使液晶变暗，实现自动阻挡了光线的目的。

(b₃)在此区间内，滑片右移，滑动变阻器电阻R₇增加，分压增加，所以光敏电阻被微小光照，电阻稍微变小，就会导致滑动变阻器R₇上面分压达到0.7V，将二极管11击通，使液晶变暗，所以滑片在此12，13区域右移，对光照反应敏感，左移对光照反应迟钝。

(b₄)由式(4)可以得到，二极管11被击穿后，当光照强度改变时，光敏电阻阻值也改变，光越强，光敏电阻阻值越小，即使滑片位置不动，电路电流越大，液晶越暗，起到自动调光作用。

c、右滑片处于虚线13右边区域，即

R_7-13＜R₇＜R_7-14……(8)

由式(2)，(3)，(4)和(8)可知u_xy＞0.7V。

所以无论在此区域滑片怎么滑动，u_xy都大于0.7V，二极管11击通，滑动可变电阻7短路，所以液晶一直处于导通状态，液晶镜片一直处于黑暗，且光线越强，光敏电阻的阻值越小，电流越大，镜片越暗，所以也对光线起到自动调节作用。

本方案的光控液晶眼镜能达到自动遮挡强光，保护眼睛，可作为电焊、冶炼、烧炉，军事等方面的眼睛保护装置，成本低廉，易于制作，是一种实用的装置。

Claims (6)

1.一种光控液晶眼镜，包括液晶镜片(1)，及固定镜片的支架(2)，有控制电路与所述的液晶镜片相连，其特征在于：所述电路串接有电源，开关(5)，一个光敏电阻(6)，一个滑动可变电阻(7)，在可变电阻的一端与液晶镜片的一极相接，另一端通过一个晶体二极管(11)与液晶镜片的另一极相接。

2.根据权利要求1所述的一种光控液晶眼镜，其特征在于：所述液晶眼镜的结构包括液晶镜片(1)，固定镜片的支架(2)，里面附集成的电子器件和线路，横梁支架(3)，里面有电路，和液晶镜片相接，在支架的耳挂上设有按钮开关(5)及钮扣电池盒(4)，在支架(2)上还设有滑动变阻器(7)，光传感器的光敏电阻(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种光控液晶眼镜，其特征在于：液晶眼镜的晶片结构包括表面为玻璃镜片(8)，中间夹层为铟锡氧化物(9)，形成电极X、Y，加在中间的液晶层(10)上。

4.根据权利要求1所述的一种光控液晶眼镜，其特征在于：所述的电源为钮扣电池。

5.根据权利要求1所述的一种光控液晶眼镜，其特征在于：光敏电阻(6)型号为uR-74A。

6.根据权利要求1所述的一种光控液晶眼镜，其特征在于：滑动可变电阻(7)的滑动臂与其中一端相连并与液晶镜片的一个正端电极相连，另一端通过一个晶体二极管(11)与液晶镜片的另一负端电极相连。

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