温度补偿系统的制作方法

本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种温度补偿系统。

背景技术：

随着科技的进步，电子设备的增多，人们面对电子屏幕的时间越来越长，以及各种不正确的用眼习惯，对眼睛的伤害越来越大，人们对眼镜的需求量越来越多。人眼在观看不同距离物体时，需要的焦距不同，因此在现有的眼镜中安装透镜系统，透镜系统根据距离变化实现焦距的调节。

在温度变化时，会导致透镜系统中的流体体积发生变化，从而使系统的焦距发生变化，给人眼带来不适，用户体验度极差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种温度补偿系统，在温度发生变化时，能够根据温度变化差值实现流体体积的精确补偿，保证薄膜的曲率不变，从而在温度变化时保持系统的焦距不变。

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种温度补偿系统，包括：

壳体，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体上具有第一内通孔，所述第二壳体上具有第二内通孔；

薄膜，所述薄膜封装在所述第一壳体和第二壳体之间，所述第一壳体和薄膜形成第一内空腔，所述第二壳体和薄膜形成第二内空腔，所述第一内空腔和第二内空腔之间密闭；

环形支撑架，套接在所述壳体外圈部，所述环形支撑架内具有环形凸部、第一外通孔和第二外通孔，所述环形凸部将所述壳体抵顶，所述第一壳体和环形支撑架之间形成第一外空腔；所述第二壳体和环形支撑架之间形成第二外空腔，所述第一外空腔和第二外空腔之间密闭；所述第一内空腔通过所述第一内通孔与所述第一外空腔导通，所述第二内空腔通过所述第二内通孔与所述第二外空腔导通；所述第一外通孔与所述第一外空腔相导通，所述第二外通孔与所述第二外空腔相导通；

活塞气液囊，容置有第一流体，并且通过导液管与所述第一外通孔相导通，所述活塞气液囊具有活塞推杆；

温度传感器，测量温度，生成温度数据；

芯片，与所述温度传感器相连接，根据温度传感器发送的温度数据的温度差、所述第一流体的体积膨胀系数以及当前第一内空腔内第一流体的体积计算所述第一流体的体积变化量；根据所述体积变化量产生补偿控制数据；

电动机，与所述活塞推杆相连接，并与所述芯片电连接；

所述电动机根据接收到的补偿控制数据控制所述活塞推杆的第一步进，从而将所述活塞气液囊中第一补偿量的第一流体通过所述导液管经过所述第一外通孔向所述第一外空腔注入，所述第一流体通过所述第一内通孔流入所述第一内空腔，使得温度降低时所述薄膜的曲率保持不变，从而保持所述薄膜的焦距不变；所述第二内空腔中的第二流体在所述薄膜的挤压下从所述第二内通孔中流出至所述第二外空腔，再通过所述第二外通孔流出。

优选的，所述温度补偿系统还包括电池，为所述芯片、温度传感器和电动机供电。

优选的，所述第一内通孔和第二内通孔的数量均为偶数个；多个所述第一内通孔等间隔设置在所述第一壳体上；多个所述第二内通孔等间隔设置在所述第二壳体上。

优选的，所述电动机为步进电动机、直线电动机、旋转电动机或电磁电动机。

优选的，所述第一内通孔和第二内通孔为圆形或锥形。

优选的，所述温度补偿系统还包括盖板，盖合在所述第一壳体外侧，所述盖板为凸透镜。

进一步优选的，所述温度补偿系统还包括底板，盖合在所述第二壳体外侧，并与所述盖板相扣合。

进一步优选的，在所述盖板、底板、薄膜或第一流体中加入感光材料。

进一步优选的，所述盖板、底板、薄膜和活塞气液囊为可更换器件。

优选的，所述电动机控制所述活塞推杆的第二步进，从而使所述第一内空腔中第二补偿量的第一流体通过所述第一内通孔流出至第一外空腔，再通过所述第一外通孔经所述导液管抽入所述活塞气液囊中，使得温度升高时所述薄膜的曲率保持不变，从而保持所述薄膜的焦距不变；所述第二流体通过所述第二外通孔进入所述第二外空腔，再由第二内通孔进入所述第二内空腔。

本实用新型实施例提供的一种温度补偿系统，在温度发生变化时，能够根据温度变化差值实现流体体积的精确补偿，保证薄膜的曲率不变，从而在温度变化时保持系统的焦距不变。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的温度补偿系统的爆炸示意图；

图2为本实用新型实施例提供的温度补偿系统的局部剖面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的温度补偿系统的活塞气液囊的剖面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的温度补偿系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的温度补偿系统的爆炸示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的温度补偿系统包括：壳体1、薄膜2、环形支撑架3、活塞气液囊4、温度传感器8、芯片(图中未示出)和电动机10。

壳体1包括第一壳体11和第二壳体21，第一壳体11上具有第一内通孔111，用于第一流体的流入或流出；第二壳体21上具有第二内通孔121，用于第二流体的流入或流出；其中，第一内通孔111和第二内通孔121为圆形或锥形。

图2为本实用新型实施例提供的温度补偿系统的局部剖面示意图，具体为壳体1、薄膜2以及环形支撑架3装配后的剖面示意图，如图2所示，薄膜2封装在第一壳体11和第二壳体21之间，第一壳体11和薄膜2形成第一内空腔112，第一内空腔112用于容置第一流体；第二壳体21和薄膜2形成第二内空腔122，第二内空腔122用于容置第二流体，第一内空腔112和第二内空腔122之间密闭。其中，薄膜2为圆形或椭圆形的弹性薄膜2。

需要说明的是，第一流体的作用是充入第一内空腔112内，从而使得薄膜2发生形变，从而形成薄膜2曲率；所以可以调节第一流体在第一内空腔112内的注入量，从而调节薄膜2的曲率，进而达到调节焦距的目的。

第二流体的作用是充入第二内空腔122内，是被动的，也就是说随着第一流体填充入第一内空腔112的时候，因为第一内空腔112和第二内空腔122之间是密闭的，第二内空腔122的第二流体的体积随之而改变。

可选的，第一流体可以是液体，例如水、硅油或透明反射性液体；当然也可以是气体，例如空气或惰性气体。

同理，第二流体也可以是气体，例如空气或惰性气体，也可以是液体，例如水、硅油或透明反射性液体。

结合图1和图2所示，环形支撑架3套接在壳体1外圈部，具体的，环形支撑架3内具有环形凸部30，环形凸部30将壳体1抵顶，环形凸部30在环形支撑架3的内侧形成两个凹槽，两个凹槽的外沿分别套接在第一壳体11和第二壳体21的外沿，壳体1的外沿与环形支撑架3之间具有一定间隙，从而使第一壳体11和环形支撑架3之间形成第一外空腔33；第二壳体21和环形支撑架3之间形成第二外空腔34，第一外空腔33和第二外空腔34之间密闭，互不相通；第一内空腔112通过第一内通孔111与第一外空腔33导通，第二内空腔122通过第二内通孔121与第二外空腔34导通。

进一步的，环形支撑架3的外圈部具有第一外通孔31和第二外通孔32，第一外通孔31与第一外空腔33相导通，第二外通孔32与第二外空腔34相导通，这样第一流体通过第一外通孔31流入或流出到第一外空腔33，再通过第一内通孔111流入或流出第一内空腔112，从而使夹在第一内空腔112和第二内空腔122之间的薄膜2在第一流体的压力下产生定量形变，改变薄膜2的曲率，从而实现对系统焦距的调节；在薄膜2发生形变的同时，第二内空腔122内的第二流体根据薄膜2的形变从第二内通孔121流出至第二外空腔34，再通过第二外通孔32流出，或者第二流体通过第二外通孔32流入第二外空腔34，再由第二内通孔121流入第二内空腔122。

为了保证薄膜2的形变均匀，在优选的实施例中，第一内通孔111和第二内通孔121的数量相同，均为偶数个，且多个第一内通孔111根据第一壳体11的中心对称设置，多个第二内通孔121根据第二壳体21的中心对称设置，更为优选的，多个第一内通孔111和多个第二内通孔121等间距设置，这样第一流体可以通过多个对称设置的第一内通孔111从第一外空腔33均匀流入或流出第一内空腔112，从而保证第一流体从第一内空腔112的各个方向均匀对称的流入或流出；相对应的，第二内空腔122内的第二流体可以通过多个对称设置的第二内通孔121均匀流出至第二外空腔34，或者第二外空腔34内的第二流体由多个对称设置的第二内通孔121均匀流入至第二内空腔122，从而保证第二流体从第二内空腔122的各个方向均匀对称的流出或流入，进而保证薄膜2的形变是均匀的，实现焦距的精确调节。

图3为本实用新型实施例提供的温度补偿系统的活塞气液囊的剖面示意图，结合图1至图3所示，活塞气液囊4包括储液腔41和活塞推杆42。储液腔41中容置有第一流体，储液腔41的侧壁上具有连接口，用于连接导液管5的一端，导液管5的另一端与第一外空腔33的第一外通孔31连接；活塞推杆42具有推动部421，推动部421插接在储液腔41中，电动机10与活塞推杆42连接，并控制活塞推杆42，使推动部421沿平行于储液腔41的方向上水平运动，从而改变储液腔41内的液体压强，从而将储液腔41内的第一流体压入导液管5，从而进入第一外空腔33，或者使第一内空腔112的第一流体经第一外空腔33、导液管5流出至储液腔41。为实现第一流体精确定量的导入或导出，储液腔41优选为螺旋状或细长状，螺旋状或细长状的储液腔41的横截面积较小，因而可以实现第一流体精确定量的导入或导出。

再次如图1所示，温度传感器8用于对环境温度的测量，生成温度数据发送给芯片。该测量可以是实时的，也可以根据预设时间间隔或用户输入的测量指令进行测量。

芯片，与温度传感器8相连，根据温度传感器8发送的温度数据的温度差、第一流体的体积膨胀系数以及当前第一内空腔112内第一流体的体积计算第一流体的体积变化量；根据体积变化量产生补偿控制数据。

具体的，当外界的温度发生变化，会导致第一内腔室的第一流体的体积发生变化，使得薄膜2的曲率发生变化，从而改变焦距，给用户的眼部带来不适。为避免外界温度变化带来的焦距的改变给用户的使用带来不适，当芯片接收到的预设时间间隔的温度数据的差值超过预设温度阈值时，芯片根据温度传感器8发送的温度数据的温度差、第一流体的体积膨胀系数以及当前第一内空腔112内第一流体的体积计算第一流体的体积变化量；根据体积变化量和电机参数计算出电动机10步进量，根据电动机10步进量生成补偿控制数据，并发送给电动机10；其中，预设温度阈值是根据第一流体在各个温度下的体积膨胀系数设定的，比如5℃、10℃、20℃。

电动机10，与活塞推杆42相连，并与芯片电连接，用于接收芯片的补偿控制数据，电动机10控制活塞推杆42的步进，从而改变第一内空腔112的第一流体的量，使得温度发生变化而薄膜2的曲率保持不变，从而保持薄膜2的焦距不变，从而避免外界温度变化带来的焦距的改变给用户的使用带来不适。

在优选的实施例中，为实现温度变化时，系统焦距的精确调节，必须控制第一流体的补偿进液量或补偿出液量的精确，因此该系统电动机10优选采用压力电动机10，芯片通过计算电动机10的旋转圈数和活塞推杆42产生压力之间的关系，从而实现储液腔41中第一流体的补偿进液量或补偿出液量的精确调节，进而实现该系统焦距的精确调节。当然，本领域技术人员可以根据需要对电动机10的类型进行选择，比如步进电动机10、直线电动机10、旋转电动机10或电磁电动机10，实现储液腔41中第一流体进液量或出液量的调整。

温度补偿系统还包括盖板6和底板7，盖板6盖合在第一壳体11的外侧，底板7盖合在第二壳体21的外侧，并且盖板6和底板7相扣合，形成密封区域，将壳体1、薄膜2、环形支撑架3、活塞气液囊4、导液管5和电动机10容置在该密封区域内，温度传感器8可以插接在盖板6上。

其中，盖板6和底板7的材质可以为玻璃或树脂，在本例中盖板6为凸透镜，底板7为平镜，需要说明的是，凸透镜和平镜并不限制于盖板6和底板7的透镜类型，本领域技术人员可以根据需要对盖板6和底板7的透镜类型进行选择。

进一步的，盖板6可以为具有度数的凸透镜或凹透镜，使透镜系统可以被用作老花镜或近视镜。

为了系统还具有遮光的功能，在盖板6、底板7、薄膜2或第一流体中加入感光材料，感光材料的颜色可以为多种；也可以混入多种感光材料，在不同光强度下，某一种感光材料占主导作用，从而实现变色，达到遮光效果。盖板6和底板7是可更换的，用户可根据需要更换不同颜色的盖板6、底板7，或不同度数的盖板6；活塞气液囊4也是可更换的，用户可以根据需要更换装有具有不同颜色感光材料第一流体的活塞气液囊4。

本实用新型提供的温度补偿系统可以单独佩戴使用，为使用方便可以将两个温度补偿系统置于眼镜架9中进行使用，具体如图4所示，眼镜架9包括左支架91、右支架92和连接杆93，连接杆93用于连接两个温度补偿系统，两个温度补偿系统中的电动机10和芯片可以置于连接杆93中，也可以分别置于左支架91和右支架92中。

该温度补偿系统的供电可以是通过电池94实现的，电池94可以为两个，分别设置在左支架91和右支架92的内部，两个电池94为并联，同时为温度传感器8、芯片和电动机10进行供电。为了便于长时间使用，延长待机时间，本系统设计有多种充电方式。在晚上休息时，可使用无线座充或USB充电；在电脑前工作时，可使用USB充电；在户外或有灯光的地方活动时，可使用太阳能充电。通过多种充电方式，可保证该温度补偿系统的超长待机。

在对本实用新型的温度补偿系统的结构充分了解的基础上，结合图1至图4所示，对该温度补偿系统的使用状态进行介绍。

温度补偿系统的温度补偿可以分成两种情况，一种是温度由高变低的变化，一种是温度由低变高的变化，下面分别介绍这两种情况。

当外界的温度由高变低时，比如，冬天时从室内到室外，温度传感器8实时对外界温度进行检测，生成温度数据发送给芯片；芯片对接收到的温度和原始温度进行计算得到温度降低值；根据温度降低值、第一流体的体积膨胀系数以及当前第一内空腔112内第一流体的体积计算第一流体的体积缩小量，再根据第一流体的体积缩小量和电机参数计算出电动机10步进量，根据电动机10步进量生成第一补偿控制数据，并发送给电动机10。

电动机10根据第一补偿控制数据控制活塞推杆42向靠近储液腔41方向运动，储液腔41内的压强增大，将储液腔41内的第一补偿量的第一流体定量的压入到导液管5中，经过第一外通孔31注入到第一外空腔33，再由多个第一内通孔111均匀流入第一内空腔112，使得温度降低时，第一内空腔112内的第一流体的体积不变，使薄膜2的曲率保持不变，从而保持薄膜2的焦距不变，其中，第一补偿量即为第一流体的体积缩小量；于此同时，第二内空腔122中的第二流体在薄膜2的形变下从第二内通孔121中均匀流出至第二外空腔34，再通过第二外通孔32流出。

当外界的温度由高变低时，比如，冬天时从室外到室内，温度传感器8实时对外界温度进行检测，生成温度数据发送给芯片；芯片对接收到的温度和原始温度进行计算得到温度升高值；根据温度升高值、第一流体的体积膨胀系数以及当前第一内空腔112内第一流体的体积计算第一流体的体积膨胀量，再根据第一流体的体积膨胀量和电机参数计算出电动机10步进量，根据电动机10步进量生成第二补偿控制数据，并发送给电动机10。

电动机10根据第二补偿控制数据控制活塞推杆42向远离储液腔41方向运动，储液腔41内的压强减少，第一内空腔112内的第二补偿量的第一流体由多个第一内通孔111流出至第一外空腔33，通过第一外通孔31进入导液管5，流出至储液腔41中，使得温度升高时，第一内空腔112内的第一流体的体积不变，使薄膜2的曲率保持不变，从而保持薄膜2的焦距不变，其中第二补偿量即为第一流体的体积膨胀量；于此同时，第二流体由第二外通孔32进入第二外空腔34，再由第二内通孔121均匀进入第二内空腔122。

本实用新型实施例提供的一种温度补偿系统，在温度发生变化时，能够根据温度变化差值实现流体体积的精确补偿，保证薄膜的曲率不变，从而在温度变化时保持系统的焦距不变。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。