专利名称：电子连续变光眼镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液晶光阀技术的变光眼镜，尤其是指电子连续变光眼镜。
在
背景技术：
中，人们佩带的各种遮光眼镜，诸如墨镜、变色眼镜和为数不多的电子变光眼镜，都属固定不变或两极变化的拦光镜，都因各自的缺陷不能使人感到舒适、自然和适应各种光照环境，而这些又恰恰是人们佩带遮光眼镜时，要求满足的必备条件。
本实用新型的技术目的是针对上述背景技术存在的问题，研制一种电子连续变光眼镜，通过大量的试验，由镜架、液晶光阀、驱动电路、光强度检测单元和电源组成，实现无闪烁的连续变化拦光，使眼镜的拦光程度随光照增强而自动增大，随光照减弱而自动减少，达到舒适、自然和适应各种不同光照环境的要求。
本实用新型的技术解决方案如下包括检测外界光强度检测单元4经驱动电路13控制镜架上的液晶光阀12连续变光，其特点是，在驱动电路13中，脉冲方波振荡器1经计数分频器6输出C信号给脉宽调制及驱动输出级3，光强度检测单元4经脉宽变换器5输出D信号给脉宽调制及驱动输出级3，由脉宽调制及驱动输出级3输出A和B信号给液晶光阀12中透光电极9控制液晶层10连续变光。
本实用新型的技术解决方案还包括在脉冲方波振荡器1中，由串联的非门IC1、IC2和并联在非门IC2前后的电阻R0和电容C0组成，其方波周期T≈2.2R0C0，其振荡信号经非门IC3输出。
在计数分频器6中，由N级D触发器串联组成，输出频率为50～150赫兹的方波脉冲，经非门IC4隔离缓冲输出信号给脉宽调制及驱动输出级3，由计数分频器6的N-1端输出经非门IC5隔离缓冲输出信号给脉宽变换器5。
在光强度检测单元4和脉宽变换器5中，由光敏电阻Rp构成光强度检测单元4，光敏电阻Rp输出四路，一路接充电电容C，第二路接场效管FET漏极，第三路经非门IC6连接D触发器R端作反馈信号输入置零，第四路经非门IC7连接或非门IC8，由D触发器Q端输出信号并联或非门IC8输入端和场效应管FET栅极，由或非门IC8输出D信号。
在脉宽调制及驱动输出级3中，输入的C信号经与非门13并联与非门IC14和非门IC9，输入的D信号经并联与非门IC13和IC14，脉宽随光照而变的D信号对输入C信号宽度进行调制，与非门IC14输出端经非门IC11、IC12输出随外界光照变化而变化的矩形脉冲信号B，非门IC9经非门IC10输出随外界光照变化而变化的矩形脉冲信号A，A和B脉冲频率为50～150赫兹。
在液晶光阀12中，可连续变化的液晶层10前面依次装配透光电极9、玻璃基片8和起偏器7，液晶层10后面依次装配透光电极9、玻璃基片8和检偏器11。
脉宽调制及驱动输出级3中A和B输出最佳脉冲频率为60～90赫/秒。
如下图1是本实用新型总体框图。
图2是液晶光阀无脉冲激励时液晶状态工作原理图。
图3是液晶光阀有脉冲激励时液晶状态工作原理图。
图4是驱动电路方框图。
图5是各点波形图。
图6是图4驱动电路集成化原理图上述图中标号说明如下1-脉冲方波振荡器，2-隔离缓冲级，3-脉宽调制驱动输出级，4-光强度检测单元，5-脉宽变换器，6-计数分频器，7-起偏器，8-玻璃基片，9-透光电极，10-液晶层，11-检偏器，12-液晶光阀，13-驱动电路，14-电源。
上述图中的主要元器件型号如下非门型号 CD4049、4009、4069与非门型号CD4011、或非门型号CD4001、4025、D触发器型号CD40174、4017、4040、4024。
场效应管采用N沟道增强型3DJ系列MOS管实现。
光敏电阻Rp为硫化铬光敏电阻，阻值变化范围为几千欧至几百千欧。
下面是本实用新型依附图作进一步的详述参见图1，本实用新型是由液晶光阀12、光强度检测单元4、驱动电路13和电源14组成。其工作原理是当光强度检测单元4侧到某一光照时，它将向驱动电路13传送相应的控制信号，以产生相应的驱动脉冲，使液晶光阀12产生某种程度的拦光，图示的入射光强度大于透过的光强。参见图2，镜架上的镜片中，液晶层10前后部透光电极9接驱动电路13的输出，电极9外层装配玻璃基片8，上面玻璃基片8外层装配起偏器7，下面的玻璃基片8外层装配检偏器11。起偏器7中如箭头所示的偏振方向与检偏器11中偏振方向垂直，图中当无脉冲激励时，入射光经起偏器7的作用，透过平行偏振方向光经玻璃基片8和透光电极9进入液晶层10，光线受液晶层内分子排列的作用，使偏振光被旋转90度后到达底部玻璃基片8，成为垂直纸面的偏振光，经检偏器11射出。由于到达检偏器11光线的偏振方向与检偏器7的偏振方向一致，故液晶层内光线无衰减的透射出。设入射光为自然光，如不计玻璃基片透明电极、液晶层等对入射光损耗及层间反射损耗，则透射光强为入射光强的一半。参见图3，这是液晶光阀受到一定的脉冲激励时，受电场的作用，液晶层10中液晶分子的指向倾向于平行外电场排列，此时液晶层10使入射光偏振面产生的扭曲小于90度，故透射光强会比入射光强的一半还小。理论上，在极限的情况下，透射光为零。参见图4，脉冲方波振荡器1经计数分频器6和隔离缓冲级2输出二路信号，一路以C波信号向脉宽调制及驱动输出级3提供，另一路向脉宽变换器5提供。光强度检测单元4在外界一定光照下，产生一个反映光照的电信号送至脉宽变换器5，与隔离缓冲级2送来的方波脉冲同步，脉宽变换器5产生与光照相应的脉冲传递到脉宽调制级3，对输送的C方波脉冲进行调制，脉宽调制及驱动输出级3同时输出宽度变化的两路脉冲A和B加到液晶光阀12电极上。参见图5，这是A、B、C、D各点波形图，A为脉冲振荡器输出波形，D为在一定光照下脉宽变换器5输出波形，A和B为脉宽调制级输出波形，其之间的逻辑关系为A＝C·D，B＝A·D。参见图6，驱动电路13由脉冲方波振荡器1、计数分频器6、隔离缓冲级2、脉宽调制及驱动输出级3和脉宽变换器5组成。在脉冲方波振荡器1中，非门IC1、IC2和IC3串联，其中非门IC3起缓冲作用，电阻R0上端接非门IC1和IC2的结点，电容C0上端接非门IC2和IC3的结点，R0和C0下端与IC1输出端并接，产生的方波周期T≈2.2R0C0，由于R0和C0均组装在硅片上，其数值不可能很大，振荡周期T很小。脉冲信号经N级计数分频器6，输出所需频率为50～150赫兹的脉冲，由第N级分频器的Q端经非门IC4缓冲输出C波信号给与非门IC13，由第N-1级分频器的D端经非门IC5缓冲连接D触发器CP端。由电阻Rp构成光强度检测单元4，电阻Rp阻值因光照变化而变，所产生的电信号输出四路，一路给充电电容C，第二路给场效管漏极，第三路经非门IC7接或非门IC8，第四路经非门IC6连接D触发器的R端，作为置零端，D触发器的输出端Q并接或非门IC8和场效应管栅极，由或非门IC8输出D波信号是受光照调宽的矩形脉冲。在脉宽调制及驱动输出级3中，D波信号并接与非门IC13和IC14输入端，IC13输出并接IC14和非门IC9，由IC9经非门IC10输出A波矩形脉冲形号，由IC14输出经非门IC11、IC12输出B波矩形脉冲信号。A、B脉冲信号是因光照变化而变化的，其重复频率应大于人眼睛闪烁频率48赫/秒，但又必须小于液晶光阀自身的极限响应频率。A和B频率在50～150之间，最佳频率在60～90之间。
本实用新型的优点和效果如下1、实现了连续变化拦光的目的，使眼镜的拦光程度随光照增强而自动增大，从而实现无闪烁的连续变化遮光，达到了舒适、自然和适应各种不同光照环境的要求。
2、由于电路能够实现模拟集成化结构，所以结构简单，体积小，重量轻，更适合装配在镜架之中。
3、经实验环境光照度为10～500勒克斯时，均适用于本实用新型连续变光，提高了使用范围，适应于人们日常生活中和普通工作环境。
权利要求1.电子连续变光眼镜，包括检测外界光强度检测单元(4)经驱动电路(13)控制镜架上的液晶光阀(12)连续变光，其特征是在驱动电路(13)中，脉冲方波振荡器(1)经计数分频器(6)输出C信号给脉宽调制及驱动输出级3，光强度检测单元(4)经脉宽变换器(5)输出D信号给脉宽调制及驱动输出级(3)，由脉宽调制及驱动输出级(3)输出A和B信号给液晶光阀(12)中透光电极(9)控制液晶层(10)连续变光。
2.根据权利要求1所述的电子连续变光眼镜，其特征是在脉冲方波振荡器(1)中，由串联的非门IC1、IC2和并联在非门IC2前后的电阻R0和电容C0组成，其方波周期T≈2.2R0C0，其振荡信号经非门IC3输出。
3.根据权利要求1所述的电子连续变光眼镜，其特征是在计数分频器(6)中，由N级D触发器串联组成，输出频率为50～150赫兹的方波脉冲，经非门IC4隔离缓冲输出信号给脉宽调制及驱动输出级(3)，由计数分频器(6)的N-1端输出经非门IC5隔离缓冲输出信号给脉宽变换器(5)。
4.根据权利要求1所述的电子连续变光眼镜，其特征是在光强度检测单元(4)和脉宽变换器(5)中，由光敏电阻Rp构成光强度检测单元(4)，光敏电阻Rp输出四路，一路接充电电容C，第二路接场效管FET漏极，第三路经非门IC6连接D触发器R端作反馈信号输入置零，第四路经非门IC7连接或非非门IC8，由D触发器Q端输出信号并联或非门IC8输入端和场效应管FET栅极，由或非门IC8输出D信号。
5.根据权利要求1所述的电子连续变光眼镜，其特征是在脉宽调制及驱动输出级(3)中，输入的C信号经与非门(13)并联与非门IC14和非门IC9，输入的D信号经并联与非门IC13和IC14，脉宽随光照而变的D信号对输入C信号宽度进行调制，与非门IC14输出端经非门IC11、IC12输出随外界光照变化而变化的矩形脉冲信号B，非门IC9经非门IC10输出随外界光照变化而变化的矩形脉冲信号A，A和B脉冲频率为50～150赫兹。
6.根据权利要求1所述的电子连续变光眼镜，其特征是在液晶光阀(12)中，可连续变化的液晶层(10)前面依次装配透光电极(9)、玻璃基片(8)和起偏器(7)，液晶层(10)后面依次装配透光电极(9)、玻璃基片(8)和检偏器(11)。
7.根据权利要求5所述的电子连续变光眼镜，其特征是脉宽调制及驱动输出级(3)中A和B输出最佳脉冲频率为60～90赫/秒。
专利摘要本实用新型涉及液晶电子连续变光眼镜。目的是自动拦光的眼镜更舒适、自然和适应各种不同光照环境的要求。结构是检测外界光强度的检测单元4经驱动电路13控制液晶光阀12连续变光,驱动电路包括脉冲方波振荡器、计数分频器、隔离缓冲级、脉宽调制及驱动输出级和脉宽变换器。优点是使眼镜的拦光程度随光照增强而自动增大,随光照减弱而自动减小,实现无闪烁的连续变化遮化。
文档编号G02C7/10GK2282202SQ96235768
公开日1998年5月20日 申请日期1996年3月29日 优先权日1996年3月29日
发明者亓兰秋, 汤化车, 雷宏宣 申请人:汤化车