一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜的制作方法

本发明涉及智能眼镜领域，尤其是涉及一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜。

背景技术：

在已知技术中，眼镜是以矫正视力或保护眼睛为目的而制作的简单光学器件，一般由镜片、镜架等构件组成。目前市面上的眼镜一般采用透明镜片，当这种透明镜片遇到强光时起不到保护眼睛的作用，而拥有减弱强光对眼睛伤害的镜片通常是通过添加卤化银等对光照敏感的物质来改变镜片的透光率，例如太阳眼镜等，这种添加了卤化银的镜片本身呈现较低的透光度，所以在光照较弱的环境下不适合佩戴，且该种镜片改变透光度的速度较慢，不适合在光照强度变化频繁的场景下佩戴。

现有部分眼镜通过使用电控变色玻璃的制作镜片的方式调节透光率，虽然达到了改变镜片透光度的效果，但对外界光照变化检测的灵敏度较差，往往需要手动进行透光度调节，镜片普遍较为厚重，对鼻梁等部位造成压迫，且受限于镜框结构，镜片的安装更换十分麻烦。所以有必要发明一种续航时间长、能自动且灵敏调节镜片透光率、能方便安装和更换各种自定义镜片且续航时间长的眼镜。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜，其结构合理，具有结构简单、使用方便、续航时间长、灵敏度高、智能化程度高等优点，有效解决现有眼镜在强光照下对眼睛保护效果不佳的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜，包括镜框、具有空腔且与镜框相互铰接的镜腿以及设置在镜腿内腔的电源模块和微控制器，所述的镜框上设置有用于卡接安装变色镜片的凹槽以及连通凹槽的通孔，所述凹槽的内壁上设置有第一电极对、与通孔位置对应的光线传感器以及与微控制器连接用于控制眼镜系统的开关；中空结构有利于减轻本发明的整体重量。

所述的变色镜片包括由上至下设置的第一基层、第一ITO导电膜层、聚合物液晶层、第二ITO导电膜层、第二基层；所述第一基层上设有与所述第一ITO导电膜层电性连接的第一传输电极，所述第二基层上设有与所述第二ITO导电膜层电性连接的第二传输电极；所述第一传输电极、第二传输电极分别与所述第一电极对卡接；

变色镜片被夹持于第一电极对之间，即第一电极对具有一定的固定变色镜片的功能，变色镜片与第一电极对直接卡接即可完成ITO导电膜层与控制电路的连接，利于镜片的更换、维修、保养。

所述微控制器是分别与电源模块、光线传感器、第一电极对相互电性连接。

在一种实施例中，所述的第一电极对是由具有弹性的金属导电介质、非金属导电介质或其组合制成，凡是能达到具有一定弹性能将变色镜片夹持住，并将ITO导电膜层与控制电路连通即可。

在一种实施例中，所述的开关是单独设置在镜框与其中一条镜腿的连接处的至少一个，或者分别设置在镜框与两条镜腿的连接处的至少两个。

在一种实施例中，所述的镜腿与镜框连接处设置有用于旋转点按开关的凸块，所述的凸块与开关数量相适配。

通过镜腿的旋转带动凸块旋转，凸块在旋转过程中点按或拨动开关，通过开关设置的位置、数量的不同，配合凸块的点按、拨动顺序产生不同的电信号组合，微控制器通过该种组合生成一定的命令并执行。

在一种实施例中，所述的镜腿内腔还设置有集成GPS模块、气压传感器、陀螺仪以及加速度计的PCB板，所述的GPS模块、气压传感器、陀螺仪以及加速度计与微控制器相互电性连接。各传感器所收集的信号作为微控制器控制各部件工作的依据，同时也可通过连接外部设备工作，如连接手机查看当前气压值等。

在一种实施例中，所述的镜腿或镜框上还设置有与所述微控制器电性连接的亮度调节按键。方便用户手动调节变色镜片的透光率。

在一种实施例中，所述的变色镜片是通过第一加固装置或者第二加固装置加固。

在一种实施例中，所述的镜框与鼻梁接近的一侧上还活动设置有近视镜片。该近视镜片通过卡接于镜框的支架与本发明连接，方便有近视的人员使用本产品。进一步地，卡板上还可以设置有鼻托，使用上更加舒适。

在一种实施例中，所述的第一加固装置包括卡板，并在卡板上设置有半圆形卡槽，其中卡板的一端是与镜片相互卡接，卡板的另一端是与镜框相互卡接，镜框上设置有第一凹槽，并在第一凹槽内设置有弹片，所述半圆形卡槽的内壁是与弹片相互抵接固定。

在一种实施例中，所述的第二加固装置是与镜框外表面相适应的一块压板，压板的一端是通过铰轴与镜框相互铰接，压板的另一端是通过卡扣与镜框相互卡接，第二加固装置的下端设置有与变色镜片下端相互卡接的卡槽，第二加固装置的上端是与镜框抵接，且压板在对应通孔的位置设置有第二通孔。

以上两种加固装置是在第一电极对夹持变色镜片的基础上对变色镜片的进一步固定，避免在剧烈振动中镜片脱落、移位、以及损坏，且均采用“易拆”的设计，方便用户对本发明各部件进行保养、维护、更换等工作。

本发明的有益效果是：一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜，包括镜框、镜腿以及变色镜片，其中的镜框和镜腿具有中空结构，中空结构减轻眼镜的整体重量，此外镜腿内设置有PCB板、亮度调节按键以及电源模块，PCB板上集成了微控制器以及电压控制子模块，镜框上设置有用于检测外部光照强度的光线传感器，光线传感器的检测结果作为系统调节镜片的透光度的依据，加强透光度调节的灵敏度；变色镜片采用亚克力材料封装聚合物液晶和ITO导电膜制成，减轻镜片重量，镜片中的ITO导电膜通过传输电极引出并与镜框凹槽内的第一电极卡接，第一电极与PCB板上的电压控制子模块连接，电压控制电路通过电压的控制改变聚合物液晶分子的朝向以达到改变镜片透光度的目的；在镜框与镜腿铰接处设置有微动开关，通过镜腿的开合旋转点按微动开关达到启闭系统的目的，减少眼镜在不使用时的耗电，提高续航时间；镜框与鼻梁接近的一侧上还活动设置有近视镜片。该近视镜片通过卡接于镜框的支架与本发明连接，方便有近视的人员使用本产品。其结构合理，具有结构简单、使用方便、续航时间长、灵敏度高、智能化程度高等优点，有效解决现有眼镜在强光照下对眼睛保护效果不佳的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜的整体结构示意图；

图2是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜的镜框A部局部剖面结构示意图；

图3是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜的镜片剖面结构示意图；

图4是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜的镜框与镜腿连接结构示意图；

图5是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜采用第一加固装置的整体结构示意图；

图6是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜采用第一加固装置的镜框结构示意图；

图7是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜采用第一加固装置的镜片与镜框连接结构剖面示意图；

图8是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜采用第一加固装置的镜框结构剖面示意图；

图9是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜的第一加固装置剖面示意图；

图10是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜采用第二加固装置的整体结构示意图；

图11是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜的第二加固装置结构示意图。

附图中标记分述如下：1、镜框，11、通孔，12、光线传感器，13、开关，14、凹槽，15、第一电极对，16、第一凹槽，17、弹片，2、镜腿，23、PCB板，24、亮度调节按键，25、电源模块，26、凸块，3、变色镜片，311、第一传输电极，312、第二传输电极，321、第一基层，322、第二基层，331、第一ITO导电膜层，332、第二ITO导电膜层，34、聚合物液晶层，4、第一加固装置，41、卡板，42、鼻托，43、半圆形卡槽，5、第二加固装置，50、铰轴，51、第二通孔，52、卡扣，53、卡槽。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明创造提供一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜，包括具有中空结构的镜框1、具有中空结构的镜腿2以及变色镜片3。图2为图1的A部分的剖面示意图，如图2所示，镜框1上设置有凹槽14以及连通凹槽14的通孔11，凹槽14的内壁上设置有第一电极对15；镜片3图中未示出卡接安装在凹槽14内；镜框1在通孔11对应的内腔设置有光线传感器12。

镜框1和镜腿2具有中空结构，中空结构除了减轻眼镜的整体重量，还可以十分方便的将本发明的元器件放入其中空内腔。

如图3所示，为本发明创造提供的一种变色镜片3的剖面结构示意图。变色镜片3包括由上至下设置的第一基层321、第一ITO导电膜层331、聚合物液晶层34、第二ITO导电膜层332、第二基层322；第一基层321上设有与第一ITO导电膜层331电性连接第一传输电极311，第二基层322上设有与第二ITO导电膜层332电性连接第二传输电极312。在本发明创造中，第一传输电极311、第二传输电极312分别与第一电极对15卡接。

如图4所示，镜腿2中空结构所形成的中空内腔中还设有微控制器图中未示出、电源模块25、PCB板23，PCB板23上集成了微控制器以及电压控制子模块图中未示出、GPS模块图中未示出、气压传感器图中未示出、陀螺仪图中未示出以及加速度计图中未示出，微控制器分别与电源模块25、光线传感器12、第一电极对15电性连接。电压控制子模块用于控制变色镜片3上施加的电场强度，GPS模块、气压传感器、陀螺仪以及加速度计所得数据则作为微控制器的控制依据，同时可与外部设备连接使用。

镜框1上设置有用于检测外部光照强度的光线传感器12，根据光线传感器的检测结果，来调节变色镜片3的透光度。因此，本发明创造提供的眼镜，对外界光照变化十分灵敏，具有很高的检测的灵敏度。

所述的镜框和所述镜腿铰接，且在所述镜框与镜腿连接处的凹槽内壁上设置有用于控制眼镜系统的开关13。

在一种可能的实施方式中，光线传感器12检测到光照强度变化，例如，使用者佩戴本发明由昏暗环境转到明亮环境，光线传感器12将检测结果传送到微控制器，微控制器发出相应的调节指令到电压控制子模块，调节聚合物液晶层34中的聚合物液晶分子的朝向，从而改变变色镜片3透光度，达到保护眼睛的效果。

在一种可能的实施方式中，可以在镜框1上设置多个通孔11，从而在多个通孔11的对应位置安装多个光线传感器12，以应对不同的环境或用户需要。例如，可以在图1所示的镜框1的另一侧对称的设置通孔11并安装光线传感器12。

通孔11的形状可以为圆形、椭圆形、多边形等，只要不影响光线传感器12的正常运行即可。

在一种可能的实施方式中，第一基层321、第二基层322由透明材料制成。例如，可以为透明玻璃、或透明树脂、或透明亚克力材料。

在一种可能的实施方式中，第一基层321、第二基层322由有色材料制成。例如，可以为有色玻璃、或有色树脂、或有色亚克力材料。变色镜片3采用亚克力材料封装聚合物液晶和ITO导电膜制成，可以减轻镜片重量，此外亚克力材料具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性、易染色、易加工、外观优美等优点。

在一种可能的实施方式中，第一基层321、第二基层322可以为板型、带有弧度的板材、凹镜型、凸镜型，或其他形状，只要该镜片形状可以卡接安装在凹槽14内，或者该镜片形状的边缘可以卡接安装在凹槽14内即可。

在一种可能的实施方式中，第一电极对15是由具有弹性的金属导电介质、非金属导电介质或其组合制成。第一电极对15，用于固定变色镜片3，同时作为导电介质，连接ITO导电膜，因此需要具有一定的弹性。例如在具有弹性的塑料基板上镶嵌铜合金板材制成第一电极对15，塑料基板固定于镜框上，而铜合金板材则与ITO导电膜上引出的传输电极相互抵接，一方面塑料基板和铜合金板材具有一定的弹性，能很好地将变色镜片3固定与镜框1上，另一方面塑料作为很好的绝缘体能避免铜合金板材向镜框1方向漏电，而铜合金作为良好的导体，有利于电能的传导。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，变色眼镜的中空内腔内还设置有与所述微控制器电性连接的亮度调节按键24，通过按动、拨动、触摸等方式对亮度调节按键24，可以让用户自行调节镜片的透光度。这样，用户除了可以通过自动调节透光度外，还可以进行手动调节。

在一种可能的实施方式中，亮度调节按键24、电源模块25可以单独设置在其中一条镜腿2的中空内腔，也可以分散设置在两条镜腿2的中空内腔。

微控制器根据光线传感器12的检测结果、或亮度调节按键的调节指令，发出相应的控制指令，通过电压控制子模块调整电压，从而通过电压的控制改变聚合物液晶层34中的聚合物液晶分子的朝向以达到改变镜片透光度的目的。

电压控制子模块，可以为电压控制电路，也可以为其他电压控制元器件，只要可以达到电压控制的目的即可。

在一种可能的实施方式中，变色镜片3可以通过第一加固装置4加固。如图5所示，为本发明创造提供的变色眼镜采用第一加固装置的整体结构示意图。如图6所示，为本发明创造提供的变色眼镜采用第一加固装置的镜框结构示意图。

如图7是本发明创造提供的变色眼镜采用第一加固装置的镜片与镜框连接结构剖面示意图、图8是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜采用第一加固装置的镜框结构剖面示意图、图9是本发明所述一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜的第一加固装置剖面示意图。具体地，第一加固装置4包括卡板41以及设置在卡板41上的半圆形卡槽43，其中卡板41的一端是与变色镜片3相互卡接，卡板41的另一端是与镜框1相互卡接，镜框1上设置有第一凹槽16，并在第一凹槽16内设置有弹片17，所述半圆形卡槽43的内壁是与弹片17相互抵接固定。

在一种可能的实施方式中，所述的第一加固装置4还包括设置在卡板41上的鼻托42。另外，在所述的镜框1与鼻梁接近的一侧上还可以根据用户实际需要，活动设置有近视镜片，能使用多场景的应用。

在这种情况下，变色镜片3除了在上部受到凹槽14内的第一电极对15的夹持力外，还可以在侧面受到第一加固装置4的承托力和夹持力，因此使镜片更加牢固的安装在镜框上。

在一种可能的实施方式中，变色镜片3可以通过第二加固装置5加固。如图10所示，为本发明创造提供的变色眼镜采用第二加固装置的整体结构示意图。

如图11所示，为本发明创造提供的变色眼镜采用第二加固装置的镜框结构示意图。具体地，所述的第二加固装置5是与镜框1外表面相适应的一块压板，压板的一端是通过铰轴50与镜框1相互铰接，压板的另一端是通过卡扣52与镜框1相互卡接，第二加固装置5的下端设置有与变色镜片3下端相互卡接的卡槽53，第二加固装置5的上端是与镜框1抵接，且压板在对应通孔11的位置设置有第二通孔51。

在这种情况下，变色镜片3除了在上部受到凹槽14内的第一电极对15的夹持力外，还可以在侧面和底部受到第二加固装置5的承托力和夹持力，因此使镜片更加牢固的安装在镜框上。

在一种可能的实施方式中，所述的镜框1与所述镜腿2铰接，且在所述镜框1与镜腿2连接处的凹槽14内壁上设置有用于控制眼镜系统开关的开关13。所述的开关13是微动开关、翘板开关或者其他可以通过点按发送一定电信号或者通过拨动改变电路工作状态的开关，且镜腿2与镜框1铰接的一端上设置有凸块26，通过镜腿2的旋转带动凸块26点按或者拨动开关13，所述的凸块26与开关13数量相适配，即凸块26的设置数量应与开关13的数量相等或凸块26的数量略多于开关13的数量。

在一种可能的实施例中，所述的开关13是单独设置在镜框1与其中一条镜腿2的连接处的至少一个，或者分别设置在镜框1与两条镜腿2的连接处的至少两个，与之对应的凸块26数量应与开关13的数量相等或者略多于开关13的数量。

微控制器通过读取开关13的点按次数以及顺序生成一定的系统指令并依照指令执行，例如在一实施例中，分别设置于两个左右镜腿与镜框连接处的两个开关13，分别由左右镜腿上的凸块26负责点按，假设本发明创造初始状态是左右镜腿2收起，则当一段时间内依次转动左右镜腿2点按对应的开关13则生成开机指令并开机；又例如本发明创造处于开机状态时，单独收起右侧镜腿2则生成系统休眠指令并休眠。这种控制方式简单方便，省去额外连接手机等外部设备进行控制的麻烦。

在一种可能的实施方式中，镜框1与所述镜腿2铰接，镜腿内腔中各电子元件与镜框上各电子元件相互连接的线缆是从镜腿一端穿出，并在镜框凹槽内设置有固定线缆的线槽，或者直接通过注塑工艺将线缆封装于凹槽14内。

本发明所述的一种自适应光感控制的电子变色智能眼镜，包括镜框、镜腿以及变色镜片，其中的镜框和镜腿具有中空结构，中空结构减轻眼镜的整体重量，此外镜腿内设置有PCB板、亮度调节按键以及电源模块，PCB板上集成了微控制器以及电压控制子模块，镜框上设置有用于检测外部光照强度的光线传感器，光线传感器的检测结果作为系统调节镜片的透光度的依据，加强透光度调节的灵敏度；变色镜片采用亚克力材料封装聚合物液晶和ITO导电膜制成，减轻镜片重量，镜片中的ITO导电膜通过传输电极引出并与镜框凹槽内的第一电极卡接，第一电极与PCB板上的电压控制子模块连接，电压控制电路通过电压的控制改变聚合物液晶分子的朝向以达到改变镜片透光度的目的；在镜框与镜腿铰接处设置有微动开关，通过镜腿的开合旋转点按微动开关达到启闭系统的目的，减少眼镜在不使用时的耗电，提高续航时间；镜框与鼻梁接近的一侧上还活动设置有近视镜片。该近视镜片通过卡接于镜框的支架与本发明连接，方便有近视的人员使用本产品。其结构合理，具有结构简单、使用方便、续航时间长、灵敏度高、智能化程度高等优点，有效解决现有眼镜在强光照下对眼睛保护效果不佳的问题。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。