CN105122094A - 受热影响的可改变的着色装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种装置。所述装置包含：基本眼用光学元件；可改变的着色元件，其安置于所述基本眼用元件上方；以及透明的加热元件，其适用于对所述可改变的着色元件加热。所述透明的加热元件优选地适用于对所述可改变的着色元件的整个区域加热。

Description

受热影响的可改变的着色装置

发明背景

现有技术光致变色眼镜仍具有众多严重限制，这些限制甚至在光致变色商业化40年或以上之后尚未被适当地满足。问题是，当在室内呈足够清晰的形式时，眼镜在室外永不会变得足够黑暗且在室外变暗的切换时间太慢且在室内切换成清晰状态时太慢。另外，当在室外且在高温环境中时，变暗效应变得降低。众所周知，环境温度环境越高，光致变色吸收和或阻隔效应越低。

另外，光致变色在汽车或其它车辆的挡风罩后面决不会切换成足够黑暗的状态，其中挡风罩滤除紫外线波长的光。已知光致变色眼镜吸收UV光且在某些情况下也吸收长波长的蓝光。

总是存在与光致变色光学元件和/或镜片的限制的性能平衡。所述平衡为在室外变暗切换越快，光致变色光学元件和/或镜片对室外的环境热或高温越敏感(此因为太阳的辐射而加重)，因而限制光致变色光学元件和/或镜片变暗的程度以及其可变暗的速度。这是因为一旦镜片被高的室外温度加热到某一变暗水平，镜片材料软化且一种或多种光致变色剂达到最大变暗点，在最大变暗点光致变色剂开始褪色。本文中公开的实施方案解决光致变色光学元件或镜片的此长期性能限制问题。

尽管消费者购买光致变色眼镜，光致变色在美国眼镜市场的渗透的百分比在过去的30年或以上保持大致平稳且为大约15％到20％。这归因于这些光致变色眼镜的成本增加，而且也归因于上文已论述的严重的限制。另外，在欧洲有消费者因为当一个人从外面进入里面时的着色的清晰化时间而抵制光致变色镜片。

另外，其它电子的可改变的着色装置在商业成功和接受度方面也较滞后。可改变的着色液晶装置遇到了有限的商业成功，这归因于在一段时间内驱动装置所需的电力的量且也归因于缺乏在组装这些装置之后塑形的能力。这是因为大多数(如果不是所有)可改变的着色液晶装置不是电双稳态的，且另外一旦在组装之后自定义塑形会遭遇液晶泄漏且影响性能。最后，可改变的着色电致变色装置被证明在可接受的性能对比/动态范围、超快切换时间和电力使用方面为难以捉摸的。因此，需要一种增强可改变的着色装置以提供驱动装置所需的较低电力要求，改善从一个颜色状态(光#1的透射)切换到另一颜色状态(光#2的透射)且再次切换回来(光#1的透射)的速度等等的构件。

发明概要

在一个实施方案中，提供一种装置。所述装置包含：基本眼用光学元件；可改变的着色元件，其安置于基本眼用元件上方；以及透明的加热元件，其适用于对所述可改变的着色元件加热。所述透明的加热元件优选地适用于对所述可改变的着色元件的整个区域加热。术语眼用光学元件包含眼镜片、隐形镜片、眼内镜片、角膜植入物、角膜高嵌体、角膜嵌体、眼内望远镜。装置可为容纳透射光的镜片、元件或光学元件的任何装置，和/或镜片或光学元件本身。还提供具有非眼用光学元件的实施方案。

在一个实施方案中，装置为眼镜。眼镜包含热管理系统。热管理系统包含：透明的加热元件；传感器；控制器，其电连接至所述传感器，其中所述控制器适用于检测来自所述传感器的输入，且基于来自所述传感器的输入控制所述透明的加热元件；以及能源，其电连接至所述透明的加热元件。

在一个实施方案中，可改变的着色元件为光致变色的。

在一个实施方案中，传感器为光检测器。

在一个实施方案中，传感器为光传感器。

在一个实施方案中，传感器为热传感器。

在一个实施方案中，装置还包含计时器。

在一个实施方案中，控制器接通和切断加热元件。计时器可与控制器通信以接通加热元件持续一段时间。

在一个实施方案中，可改变的着色元件包括聚合物层。加热器使聚合物层的温度升高至高于聚合物的玻璃化转变温度持续一段时间且接着允许聚合物层的温度降低至低于聚合物层的玻璃化转变温度。

在一个实施方案中，传感器为热传感器。热传感器与控制器通信以接通或切断加热元件。

在一个实施方案中，传感器为热传感器。热传感器与控制器通信以调高或调低加热元件的热度。

在一个实施方案中，传感器为热传感器，且装置不包含光检测器。

在一个实施方案中，可改变的着色元件包括为光致变色剂的材料层。

在一个实施方案中，加热元件能够将聚合物层加热至高于其玻璃化转变温度。

在一个实施方案中，光学元件由玻璃构成。

在一个实施方案中，光学元件由塑料构成。

在一个实施方案中，光学元件由复合材料构成。

在一个实施方案中，光学元件为窗体。

在一个实施方案中，光学元件是挡风罩的光学元件。

在一个实施方案中，光学元件为眼用镜片。

在一个实施方案中，光学元件为眼镜镜片。

在一个实施方案中，光学元件为电子镜片。

在一个实施方案中，光学元件为眼内镜片。

在一个实施方案中，光学元件为隐形镜片。

在一个实施方案中，热管理系统包含：传感器、计时器和透明的加热元件。

在一个实施方案中，聚合物层包括具有在30C与140C之间的玻璃化转变温度的材料。

在一个实施方案中，光学元件包括具有在30C与140C之间的玻璃化转变温度的材料。

在一个实施方案中，加热元件适用于向可改变的着色元件提供1C至25C的温度上升。

在一个实施方案中，加热元件适用于向光致变色剂提供1C至25C的温度上升。

在一个实施方案中，一旦热传感器感测到包括光致变色剂的光学元件或层的在1C至25C的范围内的温度上升，计时器就在1毫秒至5分钟的范围内的时段之后切断加热器。

在一个实施方案中，一旦加热元件向可改变的着色元件提供在1C至25C的范围内的温度上升，控制器就切断加热元件。

在一个实施方案中，其中传感器为UV传感器，且一旦UV传感器感测到UV光和或长波长的蓝光透射率改变5％至30％，控制器就接通加热元件。

在一个实施方案中，UV传感器位于可改变的着色元件的最靠近UV光源的一侧上。这意味着传感器相比于光致变色体更靠近UV源，使得光致变色体不会阻隔UV传感器。这并不意味着传感器直接安置在光致变色体上。

在一个实施方案中，热管理系统包括开关。作为非限制性实例，开关可为以下项中的一者：手动开关、触摸开关、电容开关以及光开关。

在一个实施方案中，光学元件包括第一光致变色层以及第二光致变色层，其中第一光致变色层相比于第二光致变色层更靠近用户的眼睛。第二光致变色层相比于第一光致变色层可更具光反应性。或者第一光致变色层相比于第二光致变色层可更具光反应性。

在一个实施方案中，传感器相比于可改变的着色元件定位得更靠近用户的眼睛。

在一个实施方案中，传感器相比于可改变的着色元件定位得更远离用户的眼睛。

在一个实施方案中，传感器位于第一光致变色层与第二光致变色层之间。

在一个实施方案中，透明的加热元件位于第一光致变色层与第二光致变色层之间。

在一个实施方案中，光学元件包含在所述光学元件的前表面上的加热元件且定位成靠近第一光致变色层。“靠近”意味着加热元件优选地邻近第一光致变色层，但可存在插入层，只要那些层不会显著地减少从加热元件到第一光致变色层的热传递。

在一个实施方案中，光传感器直接地或间接地与加热元件通信以便响应于由光传感器检测到的光而接通或切断加热元件。

在一个实施方案中，控制器使加热元件在一段时间内循环接通和切断持续至少两个循环。

在一个实施方案中，计时器使加热元件在一段时间内循环接通和切断持续至少两个循环。

在一个实施方案中，装置还包含覆盖透明的加热元件的SiO2层。SiO2层优选地具有2微米与20微米之间的厚度。

在一个实施方案中，能源为以下项中的一者或多者：可再充电电池、非可再充电电池、太阳能电池、燃料电池以及动能能源。

在一个实施方案中，光致变色的可改变的着色元件包含促成灰色着色的光致变色剂，且其中装置在室外在华氏100度的环境温度下实现20％的变暗透射率且在室内在华氏70度的室内环境温度下时在2分钟内实现85％的清晰化透射率。

在一个实施方案中，光致变色的可改变的着色元件包含促成灰色着色的光致变色剂，且其中装置在室外在华氏95度的环境温度下实现30％的变暗透射率且在室内在华氏70度的室内环境温度下时在2分钟内实现85％的清晰化透射率。

在一个实施方案中，装置还包含独立的电子元件模块。模块可在眼镜镜架外部且附接至眼镜镜架。模块可嵌入眼镜镜架中。模块优选地为防潮的。

在一个实施方案中，装置包括可热切换的偏振元件或层。

在一个实施方案中，热管理系统包括电子冷却元件。

在一个实施方案中，装置包含具有1微米至1.5mm的厚度的聚合物层。聚合物层优选地包含可改变的着色元件。

在一个实施方案中，提供一种应用热管理系统的方法。所述方法包含：

a)提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片；

b)将所述光致变色镜片镶边成眼镜镜架的形状；

c)将包括加热元件的热管理系统应用于所述镜片；

d)将抗划伤涂层应用至所述镜片；

e)将所述加热元件的正极和负极电连接至能源。

在最广泛意义上，这些步骤可按多种不同顺序执行，且可添加额外步骤。本文中描述了优选顺序以及额外步骤。

在一个实施方案中，提供一种光致变色物品。所述光致变色物品包含加热元件、聚合物基质以及促成可改变的着色的光致变色剂。所述光致变色物品在室外在华氏100度的环境温度下实现20％的变暗透射率且在室内在华氏70度的室内环境温度下时在2分钟内实现85％的清晰化透射率。

在一个实施方案中，提供一种光致变色物品。所述光致变色物品包含加热元件、聚合物基质以及促成灰色着色的光致变色剂，借此所述光致变色物品在室外在华氏95度的环境温度下实现30％的变暗透射率且在室内在华氏70度的室内环境温度下时在2分钟内实现85％的清晰化透射率。

在一个实施方案中，提供一种用于增强光学元件的性能的系统。所述系统包含光学元件、光致变色剂、加热元件、计时器以及传感器。

在一个实施方案中，提供一种光致变色镜片。所述光致变色镜片包含具有光致变色剂的基质，借此所述基质具有超过50的TG，其中所述光致变色镜片在室外日光下变暗15分钟之后具有2分钟或更少的清晰化时间，借此所述清晰化时间提供80％的光透射率。

在一个实施方案中，提供一种眼用镜片。所述镜片包含冷却元件、光致变色层以及加热元件，借此所述光致变色层位于冷却元件与加热元件之间。

在一个实施方案中，提供一种眼用镜片。所述镜片包含可热切换的偏振层、加热元件以及光致变色层，借此所述加热元件位于光致变色层与可切换的偏振层之间。

在一个实施方案中，提供一种独立的电子元件模块。所述模块的一端在外部附接至眼镜镜架，借此柔性电子电缆将容纳于所述模块内的电子元件电连接至位于所述眼镜镜架中所容纳的镜片内的加热元件的电子元件。

在一个实施方案中，提供一种独立的电子元件模块。所述模块的一端在外部附接至眼镜镜架，其中柔性电子电缆将容纳于所述模块内的电子元件电连接至位于所述眼镜镜架中所容纳的镜片内的冷却元件的电子元件。

在一个实施方案中，提供一种装置。所述装置包含光学元件，所述光学元件具有第一表面和第二表面，且包含光致变色剂。第一电极安置于第一表面上。第二电极安置于第二表面上。电压源连接至第一电极以及第二电极，使得电位可应用至光致变色剂。

在一个实施方案中，可改变的着色元件为固态的。

在一个实施方案中，可改变的着色元件包含液体。

在一个实施方案中，可改变的着色元件为聚合物分散二色性液晶。

在一个实施方案中，可改变的着色元件为电致变色的。

附图简述

图1展示具有单一光致变色层及单一加热层的装置100。

图2展示具有光致变色光学元件及两个加热层的装置200。

图3展示具有光致变色光学元件及一个加热层的装置300。

图4展示具有单一光致变色层及两个加热层的装置400。

图5展示具有单一光致变色层、SiO2层及单一加热层的装置500。

图6展示具有两个光致变色层及单一加热层的装置600。

图7展示具有单一光致变色层、SiO2层及单一加热层的装置700。

图8展示具有单一光致变色层、SiO2层及单一加热层的装置800。

图9展示电阻线圈900。

图10展示电阻连续表面加热元件1000。

图11展示夹在第一加热元件1120与第二加热元件1130之间的聚合物层1110。

图12展示具有热管理系统的光致变色眼镜1200。

图13展示具有热管理系统的光致变色眼镜1300。

图14展示电子元件可容纳于眼镜中且电连接至具有加热元件的光致变色镜片的一种方式。

图15说明电子元件模块至具有加热元件的光致变色镜片的连接的细节。

图16展示电子冷却元件1600。

图17展示并入冷却元件、加热元件、光学元件和光致变色层的镜片1700。

图18展示并入可热切换的偏振层、加热元件、光学元件和光致变色层的镜片1800。

图19为展示四个状态系统的流程图，四个状态系统为许多光致变色材料借以变暗和变亮的机制。

图20还说明许多光致变色光学元件借以变暗的机制。

图21展示用于提供具有加热元件和光致变色的镜片的两个选项。

图22为提供用于图21的结构的额外优选层规范的表。

图23为提供图21，选项1的结构的能量要求和充电之间的天数的表。

图24为提供图21，选项2的结构的能量要求和充电之间的天数的表。

图25展示第一过程流。

图26展示第二过程流。

图27展示具有嵌入的电子元件模块2720的镜腿2710的照片。

图28展示眼镜的具有夹式电子元件模块的一部分的俯视图。

图29展示适用于与具有非电子镜架的常规眼镜一起使用，以向眼镜提供电子能力的模块。

图30说明向消费者提供具有热管理系统的光致变色镜片的一种途径。

图31为实施方案12的第一方法的流程图。

图32为实施方案12的第二方法的流程图。

图33为实施方案12的第三方法的流程图。

图34为实施方案12的第四方法的流程图。

图35为实施方案12的第五方法的流程图。

图36为实施方案12的第六方法的流程图。

图37为实施方案12的第七方法的流程图。

图38为实施方案12的第八方法的流程图。

图39为实施方案12的第九方法的流程图。

图40为实施方案12的第十方法的流程图。

图41为实施方案12的第十一方法的流程图。

图42为实施方案12的第十二方法的流程图。

图43展示并入液晶的可改变的着色元件的装置。

图44展示可与图43的装置一起使用的电极配置。

图45展示可与图43的装置一起使用的电极配置。

图46展示固态电致变色装置。

具体实施方式

本文中公开的实施方案提供用于包括热管理系统的眼镜的多层光学元件，其中多层光学元件包括基本光学元件、可改变的着色元件、聚合物层及透明的加热元件。透明加热器直接地或间接地对可改变的着色元件或试剂加热。聚合物层可包括可改变的着色元件或与可改变的着色元件相关联。当借助透明加热器将热应用到聚合物时，其允许可改变的着色元件比不应用热时更迅速地切换其黑暗水平(抑制光透射的速度和程度)或其清晰水平(透射光的速度和程度)。实施方案涵盖控制器、传感器及控制加热如何及何时发生的其它适当的电子元件。实施方案还涵盖借助特定环境温度(其中将利用光学元件)选择聚合物层的特定聚合物，以及还考虑以下中的至少一者：可改变的着色元件或试剂的类型及聚合物的玻璃化转变温度(TG)。在大多数(但不是所有)实施方案中，光学系统容纳于或附接到包括电子元件的眼镜。

本文中公开的实施方案提供用于包括热管理系统的眼镜的多层光学元件，其中多层光学元件包括基本光学元件、可改变的着色元件、聚合物层及透明的加热元件。透明加热器直接地或间接地对可改变的着色元件或试剂加热。聚合物层可包括可改变的着色元件或与可改变的着色元件相关联。当借助透明加热器将热应用到聚合物时，其允许可改变的着色元件比不应用热时更迅速地切换其黑暗水平(抑制光透射的速度和程度)或其清晰水平(透射光的速度和程度)。眼镜包括热管理系统，其中热管理系统包括加热元件、控制器、传感器、计时器及能源中的两者或两者以上。

实施方案还涵盖借助特定环境温度选择聚合物层的特定聚合物(其中将利用光学元件)，以及考虑以下中的至少一者：可改变的着色元件或试剂的类型及聚合物的TG。可改变的着色元件或试剂可为(仅举例来说)；光致变色的、热致变色的、聚合物分散二色性液晶的、电致变色的。聚合物层可具有1微米至1.5毫米的厚度。在大多数(但不是所有)实施方案中，光学系统容纳于或附接到包括电子元件的眼镜。聚合物层在光致变色装置的情况下可为单片层，在液晶装置的情况下可为聚合物分散液晶层，且在电致变色装置的情况下可为固态热塑性电解质。聚合物层一般来说(但并不总是)将含有可改变的着色元件。在某些实施方案中，聚合物层并入于主塑料镜片毛坯、镜片、光学元件或装置内。在其它实施方案中，聚合物层并入于主玻璃镜片毛坯、镜片、光学元件或装置内。当为镜片毛坯时，镜片毛坯可为半成品镜片毛坯、成品镜片毛坯或成品镜片。镜片可为非处方镜片、太阳镜镜片或处方镜片。镜片可具有任何屈光力，包含无屈光力，即平光的。镜片或镜片毛坯可用所有普通的光学涂层涂布，包含(仅举例来说)；抗反射涂层、硬的抗划伤涂层。涂层可按照例可实现的顺序位于镜片或镜片毛坯上。

本文中使用的术语眼镜(eyeglass)意指与眼镜(eyewear)相同。眼镜意指戴在头上或周围的包括镜架及镜片或光学元件(处方或非处方)的任何装置，其中镜片或光学元件与佩戴者的视线成一直线。眼用镜片可为(仅举例来说)半成品镜片毛坯、镜片毛坯、成品镶边镜片、眼镜镜片。如本文中使用的UV和蓝光意味着在约380纳米与480纳米的范围内。如本文中使用的术语透明的意味着大部分或主要地为透明的。“透明”元件无需100％透明，只要所透射的光的任何衰减足够小，以致不会使眼镜变得不适合用于其期望的目的。术语抗划伤层包含硬涂层。术语“电组件(电子元件)”意指(仅举例来说)以下中的任一者或多者：控制器、计时器、电源、传感器、感应线圈、开关。术语可改变的着色元件为能够动态地改变、调整或切换其颜色或着色的元件或试剂；仅举例来说，光致变色元件或试剂、二色性液晶元件或试剂、电致变色元件或试剂。聚合物层可为(仅举例来说)同质聚合物层、聚合物基质层、非同质聚合物层、聚合物分散层及包括可改变的着色元件或试剂的聚合物层中的一者或多者。聚合物层可为热塑性的。另外，应理解，尽管在本文中教示的实施方案中的许多利用光致变色的可改变的着色元件或试剂，但实施方案不应限于光致变色的可改变的着色元件或试剂。光致变色元件可在一层、多层中或贯穿基质。光致变色元件可提供于(仅举例来说)用液体(例如油)微囊封的单体中、油中。在一些实施方案中，可使用任何和所有可改变的着色元件或试剂，其中温度更改颜色和/或光透射切换速度。

本文中公开的实施方案可用于任何和所有光学元件或眼镜物品，例如(仅举例来说)摩托车头盔面罩、滑雪护目镜、运动眼镜、静态聚焦、动态聚焦、电子聚焦的非处方眼镜、处方眼镜的眼用镜片、眼内镜片、隐形镜片、角膜高嵌体和角膜嵌体。

本文中公开的实施方案将允许当从室内走到室外及从室外走到室内时光致变色眼镜镜片或其它光学元件的更快速的切换。取决于容纳光致变色剂的材料，清晰化或变亮速度(从暗到亮)可为5X至10X或比如今的现有技术的光致变色眼镜镜片快，且清晰化或变亮时间对应地较小。另外，与如今的现有技术光致变色镜片相比，实施方案允许在室外在温暖环境中实现较暗镜片的能力。实施方案通过新颖的大部分为光学透明的热管理系统加上(结合)在某些实施方案中的基质化学处理实现此性能改善，从而与市售的光致变色镜片或光学元件中目前利用的相比提供包括一种或多种光致变色剂的基质的较高TG或软化点。热管理系统可包括各种电子组件，电子组件包含大部分透明的加热元件(图9、10及11)和/或大部分透明的冷却元件(图16)中的一者或多者。

先前，总是存在与光致变色光学元件和/或镜片的限制的性能平衡。所述平衡为在室外变暗改变越快，光致变色光学元件和/或镜片对室外的环境热或高温越敏感(此因为太阳的热辐射或光化辐射效应而加重)，因而限制光致变色光学元件和/或镜片变暗的程度及其可变暗的速度。这是因为一旦镜片被加热到某一变暗水平，镜片材料软化且一种或多种光致变色剂达到最大变暗点，在最大变暗点光致变色剂开始褪色。本文中公开的实施方案解决了光致变色光学元件和/或镜片的此长期性能限制问题。如本文中使用的术语“改变”或“切换”含义相同。术语褪色意指着色清晰化或变亮。术语TG意指材料的玻璃化转变温度或软化点。然而，材料可在软化点之前的温度开始软化。

实施方案包含光致变色镜片或光学系统，其将允许眼镜(图12、13及14)或光学元件变暗至比目前的光致变色更暗的状态，甚至在汽车或其它车辆的UV阻隔或滤光挡风罩后面时也这样。在某些实施方案中，可利用与实施方案相关联的大部分透明的加热元件来接通热激活的偏振元件或层。这在光致变色着色的水平降低的UV阻隔或滤光挡风罩或窗体后面尤其有帮助。当在UV阻隔或滤光挡风罩后面利用时，热激活的偏振元件或层提供眩光减少及轻微着色。此组合为驾驶员或乘客的眼睛提供额外视觉舒适性。应指出，对于在UV阻隔或滤光的大部分透明的物件(例如，仅举例来说，窗体、挡风罩、面罩等)后面使用的任何类型的镜片或光学元件情况也是这样。

一些实施方案可包括大部分透明的冷却元件。此大部分透明的冷却元件为(仅举例来说)珀尔帖冷却器。大部分透明的冷却元件可经利用以(仅举例来说)：#1)改变热激活的偏振元件或层的相序，#2)在室外对光致变色层或光学元件的内部温度提供冷却以在较长的一段时间内将其在室外的内部温度维持于低于其褪色点的温度，且因此允许光致变色物品或镜片在室外保持较暗且对较高的室外环境温度具有较小的温度敏感性。因此，与目前的光致变色体相比，使用透明的冷却系统的光致变色镜片或光学元件系统的实施方案可在较高的室外温度下保持黑暗，同时还比所有目前市售的光致变色体更快地变亮或清晰化。还应指出实施方案提供利用比通常使用的具有较高TG的聚合物的聚合物层。在这些实施方案之前，使用具有高TG的聚合物层将在室外在华氏90度以上的温度下提供较暗颜色，但接着将导致颜色从室外的变暗的颜色至室内的较清晰的颜色的切换极其缓慢。因此这在商业上不可接受。利用透明的加热元件的实施方案允许使用较高TG的聚合物层，因而允许光致变色镜片在高于华氏90度的高温下保持较暗，但在从UV光环境移动至非UV光环境时提供着色清晰化的快速切换时间。

历史上，光致变色层或光学元件的TG越高，光学元件或镜片在曝光于室外的紫外光(UV)时变得越暗，但当在室内不曝光于UV光时，镜片的光学元件清晰化或着色变亮也越慢。此重要的折中(限制)已成为所有市售的光致变色体的困扰。镜片、光学元件和光致变色体制造商一直以来不得不选择容纳光致变色剂的聚合物基质的TG及硬度与当从室外走到室内时清晰化或着色变亮的所要速度的平衡。因为一些实施方案包括在从室外进入室内时对光致变色基质(无论是光致变色层还是到处具有光致变色剂的光致变色镜片毛坯)加热的透明的加热元件。此加热效应加快光致变色着色清晰化或变亮的时间。归因于具有对包括光致变色剂的聚合物基质加热的能力，包括光致变色剂的聚合物基质可由具有较高TG的聚合物材料构成且因此相比于先前的市售的光致变色体较硬。因此，关于光致变色物品的变暗，光致变色物品的实施方案对室外温度较不敏感(对华氏80度和以上的温度)。

一些实施方案的光致变色物品与最好的现有技术市售的光致变色体相比将变得较暗且更迅速地清晰化或变亮，且在某些实施方案中在温度上对较高环境温度较不敏感。而且最后，一些实施方案通过提供眩光或反射光减少及保护来提供在UV阻隔或滤光的大部分透明的挡风罩或面罩后面时改善日光下的视觉舒适性的方式。本文中公开的实施方案可提供增强的光致变色性能、增强的光致变色偏振性能、增强的偏振性能。本文中公开的实施方案的(多个)可改变的着色元件(也称作(多种)试剂)可为(仅举例来说)能够导致可改变的着色的染料、试剂、材料组分。多种着色颜色可通过光致变色行业中众所周知的方式来调配。

图19为展示四个状态系统的流程图，四个状态系统为许多光致变色材料借以变暗和变亮的机制。

图20还说明许多光致变色光学元件借以变暗的机制。初始光吸收相当低，小于0.15。当曝光于明亮的日光时，无色形式以电子方式被激发，且转换为有色形式。光吸收增加，从而使光学元件的加热速率及光吸收增加。加热及吸收两者导致相互转换速率进一步增大。上升的温度使基质软化，且使逆转换速率增大。光吸收的水平达到最大阈值，从而导致图20中说明的S形曲线。在曲线顶部，温度和光吸收处于均衡及固定的环境照度级。在图20中，X轴或时间轴没有用特定时间长度标记，而是经包含以展示在所描述的情况下吸收随着时间的经过大体上表现的方式。

热的应用在激活辐射不存在时通过两种机制加速有色形式的去激活且加快返回至无色状态。一种机制为基质的软化，从而允许分子内重排。第二机制为激活重排过程。此过程对于薄层(50至100微米)中应用的光致变色体工作最佳，但对于大块中的光致变色体也有效。

加热层中耗散的热将导致其温度上升。但热也将通过热传导扩散到邻近的冷却层中。这意味着温度上升将从加热层扩展到邻近层。此过程是需要的，因为其允许加热器对邻近的光致变色层加热。过程继续直到最终堆叠中的所有层具有相同温度。对于任何层堆叠，温度通过热扩散跨越堆叠的此扩展在特有扩展时间内发生。对于我们的实施例中的堆叠，大约为2至6秒。

注入至个别层中的能量可计算为温度增加、层的体积与材料的比热的乘积。当温度增加为均匀的时，大部分能量被注入至聚合物镜片中，因为其到目前为止具有最大体积。为了使可改变的着色元件或层(例如，举例来说，光致变色元件或层、热致变色元件或层、聚合物分散二色性液晶元件或层、固态电致变色元件或层)清晰化，严格地说，对可改变的着色层加热将为足够的。但注入在可改变的着色层中的能量比容纳层的聚合物镜片中的少得多，因为其比聚合物镜片薄得多。因此，在比扩展时间长的时间间隔内加热光致变色镜片是无效的；热能中的大部分在其对于使可改变的着色元件或层清晰化无帮助的地方结束。

本文中公开的一些实施方案在显著地比扩展时间短的热爆(即，1s)中耗散对可改变的着色元件或层加热所需的能量。用这种方式，耗散的能量将集中于加热层和光致变色层周围，从而导致局部较高温度。此效应持续比扩展时间短的某一时间。在某些实施方案中，热爆可按可被编程至微处理器中的定时序列重复若干次。因此，一连串快速爆发或能量及所得温度尖峰可提供对本专利申请案内教示的各种实施方案的可改变的着色元件加热的最节能的方式。

针对一些实施方案提供堆叠设计。通过在眼镜的前表面上应用ITO及SiOx的涂层来制造产品。可使用两种途径中的一者。在第一种途径中，以成品眼镜光学元件(例如，硬涂布的)开始，可能应用透明的ITO导电层以充当第一电极，接着提供光致变色层，接着第二ITO层以充当第二电极(见图21，选项1)。也可在应用ITO层之前应用SiOx电阻层以便提供稳定性以防破裂。在第二种途径中，以上面已应用有光致变色层的现有的眼镜光学元件(例如，变色镜片)开始，可能用连接至在正端子递送3.5v的电路的透明的ITO或SnOx/ITO导电层涂刷光致变色层(见图21，选项2)。在大多数(但不是所有)情况中，SiOx层或硬涂层应用在ITO层之上。尽管在大多数实施方案中，ITO用于透明的导电层，但应指出可使用任何透明的导电材料，例如(仅举例来说)导电聚合物。类似地，可使用除了SiOx之外的电阻材料。透明加热器埋置得越多且离可改变的着色元件越近，装置变得越节能。尽管应用至外表面的透明的加热元件将影响可改变的着色元件的性能，但此透明加热器将不节能，因为大部分热将迅速耗散。本文中公开的实施方案教示位于某一类型的外层下方的透明的加热元件。

图21展示用于提供具有加热元件和光致变色的镜片的两个选项。在选项1中，在应用ITO之后应用光致变色层。按顺序应用以下层。AR涂层2101、SiOx层2102、ITO层2103、SiOx层2104、ITO层2105、SiOx层2106、光致变色层2107及SiOx层2108。在选项2中，现有光致变色层经受进一步处理。SiOx层2112及2113可应用至现有光致变色层2111的两侧。经图案化的ITO层2114、SiOx层2115及AR涂层2116按顺序应用在SiOx层2113上方。光致变色层2111优选地厚度为50至250微米。SiOx层2112及2113优选地厚度为100至150nm，且希望为电阻的。在本申请案中此处及其它地方，其中SiOx或SiO2被公开为在两个电极之间，SiOx希望为电阻的。还可使用其它适当的透明电阻材料。经图案化的ITO层2114优选地厚度为20nm。SiOx层2115优选地厚度为2至3微米，且可充当硬涂层。层2108及2115为任选的。图21中公开的层堆叠在镜片毛坯上。

图22为提供用于图21的结构的额外优选层规范的表。

图23为提供图21，选项1的结构的能量要求和充电之间的天数的表。计算是基于关于热源的一维热传递方程，且散热器(基本镜片)保持于室温。

图24为提供图21，选项2的结构的能量要求和充电之间的天数的表。计算是基于关于热源的一维热传递方程，且散热器(基本镜片)保持于室温。

图25展示第一过程流。在第一步骤2501中，以光致变色镜片毛坯(例如，依视路变色镜片毛坯)开始。在第二步骤2502中，(例如)通过沉积添加专有的透明的加热元件。在第三步骤2503中，添加硬涂层。在第四步骤2504中，将所得镜片运到镜片实验室、镜片制造商处或放入库存中。

图26展示第二过程流。在第一步骤2601中，以光致变色镜片毛坯(例如，依视路变色镜片毛坯)开始。在第二步骤2602中，添加硬涂层。在第三步骤2603中，(例如)通过沉积添加专有的透明的加热元件，且接着添加硬涂层。在第四步骤2604中，将所得镜片运到镜片实验室、镜片制造商处或放入库存中。

电子光致变色眼镜是常规的光致变色眼镜，其还包括用于镜片的热管理系统且使得电子元件能够和电子镜架一样位于镜架内或和非电子镜架一样附接至镜架。

电子光致变色眼镜提供极大地增强如今的光致变色体的性能的能力。其提供加快变暗的切换时间的能力。以及通过使用在过去将不会恰当地起作用的基质化学处理而实现的变暗的程度。其提供“显著地”加快清晰化的切换时间的能力。其提供不影响变暗阈值的能力且事实上可增加峰值变暗。其提供增强的黑暗/温度关系。

借助电子光致变色体，镜片可镶边为任何形状。镜片可镶边为任何大小。其将与包括恰当的电子元件的任何电子镜架合作。其将在具有外部的电子元件模块可附接至的镜腿的任何非电子镜架中工作。

举例来说，不具有加热的常规的变色6(T6)光致变色镜片具有一清晰化时间，使得在15分钟的曝光之后，T6花费大约9+/-分钟来清晰化至73％的透射率。通过如本文中公开的加热，T6将在大约2分钟或更短内清晰化至大约80％的透射率。此将在不影响变暗状态、变暗的速度或黑暗/温度关系的情况下发生。

举例来说，常规的T6光致变色镜片：在典型的室内条件下在约12分钟内清晰化至80％+的透射率，当曝光于光时在95F的环境温度下在约1分钟内变暗至约31％的透射率(室外日照条件)，在室外日照条件下在95F下最终变暗至27％的透射率，且当在具有AR涂层的镜片中使用时在典型的室内条件下最终清晰化至95％的透射率。具有如本文中公开的热管理系统的相同镜片具有类似参数，但显著差异在于其在2分钟或更短内清晰化至约80％的透射率。

更改光致变色元件的基质以使用较高TG材料且使用具有热管理系统的那个光致变色元件还允许黑暗程度在热的室外日照条件下在高于华氏90度的温度下为15％的透射率。通过使用较高TG聚合物，镜片或光学元件将具有较高温度稳定性且将在较高温度下在较长的一段时间内维持较暗颜色而不褪色至较亮的颜色。然而，在合理的一段时间内从黑暗状态切换至明亮状态的能力仅通过本文中公开的实施方案而成为可能；热管理系统的应用包括透明的加热元件。

本文中公开的实施方案包括多种排列的层和/或元件中的任一者或组合，所述层或元件影响可切换的可改变的着色物品和/或可切换的偏振物品的性能。这些元件为(不按任何顺序列出)#1)加热元件、#2)冷却元件、#3)偏振元件、#4)(多个)可改变的着色元件、#5)聚合物层、#6)聚合物基质TG。在某些实施方案中，提供可改变的着色元件，例如(仅举例来说)；聚合物分散二色性液晶元件或层，在其它实施方案中，提供电致变色元件或层，在某些实施方案中提供热致变色元件或层，且在又其它实施方案中提供光致变色元件或层。在本文中公开的实施方案中，利用包括透明加热器的热管理系统来增强可改变的着色元件的性能。

本文中公开的实施方案为性能增强的光致变色光学元件或物品，其中其性能通过应用产热的透光构件或元件结合能源、传感器且在某些实施方案中为控制器而增强。透明的加热元件可包括(仅举例来说)氧化铟锡(ITO)层，ITO层具有在每平方2Ω至>200Ω的范围内，其中优选范围为5Ω至50Ω的电阻。应注意，也可使用导电聚合物和/或具有导电纳米粒子的导电聚合物。这会产生具有提供最佳的加热性能的恰当密度的最优的涂层。出于本公开的目的，词语极、连接电极及端子含义相同。仅举例来说，透明的加热元件可包括正极和负极、正连接电极及负连接电极或正端子及负端子。术语抗划伤涂层及硬涂层含义也相同。

图9及10展示(仅举例来说)可应用的许多类型的加热元件设计中的两者。图9为类似于烤炉的电阻线圈。然而，所使用的导电和电阻材料为ITO。归因于应用是针对光学元件或镜片的事实，导电和电阻材料为透明的。在一些实施方案中，考虑到当利用线圈加热元件时ITO不会在表面上方均匀地展开，线圈包括薄的且非常近地盘绕的导电特征。这是因为对于一些实施方案，UV光激活下方的光致变色层或光学元件。如果任何UV光被线圈滤除，那么不均匀的变暗可发生。因此，实施方案涵盖此导电电阻线圈，其为紧密设计的线圈。当加热元件经建构以为覆盖镜片的表面的非均匀导电的电阻涂层时，涂层是(仅举例来说)通过遮蔽用具有所要设计的ITO涂布的表面，或通过蚀刻用ITO涂布之后的表面而制成。仅存在制造类似于烤炉的导电电阻线圈涂层的方式的两个实施例。

图9展示电阻线圈900。线圈900包含透明电极910。透明电极910可由任何合适的透明导体或半导体制成，包含氧化铟锡(ITO)、导电聚合物、碳纳米管及类似材料。线圈优选地尽可能精细及靠近，这导致较高电阻及更有效的加热元件。线圈优选地延伸至镜片外围920。

图10为覆盖镜片的整个表面的导电的电阻层。在两者彼此绝缘的任一侧上存在两个连接电极(正极和负极)。应指出，尽管这两个连接电极展示于形成加热元件层的表面之上，但其也可位于层的最靠近光学元件或镜片的外围边缘的侧边上。在某些实施方案中，连接至热管理系统的这两个连接电极可包括(仅举例来说)银线、金、导电聚合物、ITO、碳纳米管构成。

图10展示电阻连续表面加热元件1000。加热元件1000包含绝缘体1010、第一电连接器1020、第二电连接器1030及连续电阻层1040。连续电阻层可由任何合适的透明导体或半导体制成，包含氧化铟锡(ITO)、导电聚合物、碳纳米管及类似材料。

图11展示夹在第一加热元件1120与第二加热元件1130之间的聚合物层1110。聚合物层1110包括一种或多种光致变色剂。第一加热元件1120及第二加热元件1130可各自包含ITO层、导电聚合物或碳纳米管。

层的排列及厚度被视为本文中公开的一些实施方案的一部分。在某些实施方案中，加热元件可位于如图1中提供的光致变色层或光学元件后面，在其它实施方案中加热元件可在如图3中提供的光致变色层或光学元件前面，或在其它实施方案中，两个加热元件可位于如图2中提供的光致变色层或光学元件前面和后面。在又其它实施方案中，加热元件可包括具有光致变色层的三层，光致变色层除了光致变色着色之外还提供如图4及图15中所提供的电阻。当光致变色层用以提供电阻时(除了其光致变色着色属性之外)，其位于两个大部分透明的电极层之间。在某些情况(但不是所有情况)下，非常小的导电粒子可在包括一种或多种光致变色剂的聚合物层的基质内混合/分散。因此，在此实施方案中加热元件包括三层；第一，第一导电的大部分透明的电极层；第二，光致变色电阻层，及第三，第二大部分透明的导电电极层。大部分透明的导电电极层可由(仅举例来说)ITO(氧化铟锡)、导电聚合物、碳纳米管构成。

图1展示具有单一光致变色层及单一加热层的装置100。光致变色层与光学元件分离。装置100按从离佩戴者最近到最远的顺序包含第一抗划伤层110、光学元件120、加热元件层130、光致变色层140及第二抗划伤层150。光学元件前面125为光学元件120的安置得离佩戴者最远的一侧。

图2展示具有光致变色光学元件及两个加热层的装置200。装置200按从离佩戴者最近到最远的顺序包含第一抗划伤层210、第一加热元件层220、光致变色光学元件230、第二加热元件层240及第二抗划伤层250。光学元件前面235为光致变色光学元件230的安置得离佩戴者最远的一侧。

图3展示具有光致变色光学元件及一个加热层的装置300。装置300按从离佩戴者最近到最远的顺序包含第一抗划伤层310、光致变色光学元件320、第二加热元件层330及第二抗划伤层340。光学元件前面325为光致变色光学元件320的安置得离佩戴者最远的一侧。

图4展示具有单一光致变色层及两个加热层的装置400。光致变色层与光学元件分离。装置400按从离佩戴者最近到最远的顺序包含第一抗反射涂层410、第一硬涂层420、光学元件430、第二硬涂层440、第一加热层450、光致变色层460、第二加热层470、硬涂层480及第二抗反射涂层490。

图5展示具有单一光致变色层、SiO2层及单一加热层的装置500。光致变色层与光学元件分离。装置500按从离佩戴者最近到最远的顺序包含第一抗划伤层510、光学元件520、SiO2层530、加热层540、光致变色层550及第二抗划伤层560。光学元件前面525为光致变色光学元件520的安置得离佩戴者最远的一侧。

图6展示具有两个光致变色层及单一加热层的装置600。光致变色层与光学元件分离。装置600按从离佩戴者最近到最远的顺序包含第一抗划伤层610、光学元件620、第一光致变色层630、加热元件层640、第二光致变色层650及第二抗划伤层660。光学元件前面625为光学元件620的安置得离佩戴者最远的一侧。

图7展示具有单一光致变色层、SiO2层及单一加热层的装置700。光致变色层与光学元件分离。光学元件具有屈光力。装置700按从离佩戴者最近到最远的顺序包含第一抗划伤层710、光学元件720、硬涂层730、加热元件层740、SiO2层750、光致变色层760及第二抗划伤层770。

图8展示具有单一光致变色层、SiO2层及单一加热层的装置800。光致变色层与光学元件分离。装置800按从离佩戴者最近到最远的顺序包含第一抗划伤层810、光学元件820、第二抗划伤层830、光致变色层840、SiO2层850、加热元件层860及第三抗划伤层870。

光致变色聚合物层装载导电粒子的程度允许能够将电阻调整为考虑所需的电阻的程度时可接受的电平。包括一种或多种光致变色剂的聚合物层的厚度也促进电阻的电平。导电粒子可为(仅举例来说)碳纳米管、导电聚合物、纳米粒子。在某些实施方案中，包括一种或多种光致变色剂的聚合物基质包括导电聚合物。在某些情况下，不利用导电粒子。包括光致变色电阻层的加热元件的实施方案提供对光致变色层加热的非常有效的方式。

除了光致变色层以外或替代于光致变色层，某些实施方案包括可热切换的偏振元件或层。而且某些实施方案利用光致变色偏振层或元件。此偏振元件或层在以参考方式并入本文中的美国专利7,978,391和US7,505,189中进行教示。然而，与通过如美国专利7,978,391和US7,505,189中教示的高度可变的(不可靠且不可预测)的光化辐射提供的热相比，本文中公开的实施方案利用非常精确和可靠的加热元件及热管理系统。本文中公开的一些实施方案提供包括一个或多个大部分透明的电子加热元件、能源、光学元件、光致变色层或光学元件、控制器、开关及一个或多个传感器的系统。在本文中公开的某些实施方案中，并入了计时器。在本文中公开的其它实施方案中，包含可热切换的偏振元件。且在本文中公开的又其它实施方案中，电子冷却元件或层包含在光致变色物品内或邻近光致变色物品。可利用电子冷却元件或层来将偏振层切换回到其非热切换状态。另外，电子冷却元件或层可在室外环境中被电激活以允许光致变色层或光学元件在高温室外环境中保持为较暗的。

在一些实施方案中，电子冷却元件或层包括大部分透明的热电冷却器(TEC)(有时称作热电模块或珀尔帖模块)，TEC为充当小的热泵的基于半导体的电子组件。通过将低电压DC电源应用到TEC，热经由半导体元件从一面流动到另一面。电流使一面冷却且同时对相反面加热。因此，通过颠倒所应用的电流的极性，装置的给定面可用于加热或冷却。TEC的特性使其高度适合于精确的温度控制应用以及空间限制和可靠性是极为重要的或不需要制冷剂的地方。

一些实施方案中利用的大部分透明的热电冷却器包括第一ITO层、第二硅层、第三锗层、第四ITO层。见图16。硅层和锗层的厚度范围各自从200埃至2,000埃。所述层通过沉积(例如，仅举例来说，溅射)而沉积。应指出，如果需要，薄的SiO2层也可提供在一个或多个ITO层上方。此外，与ITO相比，可提供其它大部分透明的导电材料以用于外部电极层，例如，仅举例来说，导电聚合物。

通过将正电荷放置得与锗邻接且将负电荷放置得与硅邻接，热的流动将从锗到硅。将正电荷放置得与硅邻接且将负电荷放置得与锗邻接且将热的流动颠倒为在相反方向上也是可能的。因此，通过将大部分透明的热电冷却器定位成(仅举例来说)其最靠近光致变色层的一侧具有正电荷，有可能在外面在日光下将热从光致变色层吸走(因此使其冷却)且因此帮助降低光致变色聚合物层的内部温度。这将接着允许镜片在日光下在室外保持较暗且进一步对温度较不敏感。大部分透明的热电冷却器也可定位成与热激活的偏振层或元件邻接。在此情况下，可利用热电冷却器以通过冷却来热切换液晶的顺序，因而接通或切断偏振状态。通过颠倒热电冷却器的电荷或极性，其将变成加热器且可对热偏振层或元件加热。对于对光致变色层加热情况也可如此以加速清晰化或变亮时间。

1C至50C的温度差异可通过此方法获得。除了硅和锗之外，也可使用其它双金属电偶，例如(仅举例来说)硅化镉-碲化镉。当用于眼镜的镜片或光学元件时，这些堆叠可沿着垂直于入射光的方向的平面或平行于入射光的方向应用。或者用另一方式说可应用于镜片的边缘或镜片的侧面以与眼睛的视线进行光通信。包括一种或多种光致变色剂的层或光学元件的内部温度将比外部环境温度热且因此热可从光致变色层或光学元件朝着在镜片的前面或侧面的眼镜周围的空气吸取/输送，或其可从光致变色层或光学元件朝着镜片的最靠近佩戴者的眼睛的后面向回吸取/输送。

图16展示电子冷却元件1600。热从镜片1610的前面流动到镜片1620的后面。冷却元件按顺序包含第一ITO层1630、硅层1640、锗层1650及第二电极1660。可使用其它适当的透明材料。

图17展示并入冷却元件、加热元件、光学元件和光致变色层的镜片1700。镜片1700从镜片的后面(最靠近眼睛)到前面包含第一抗反射涂层1705、第一硬涂层1710、光学元件1720、第二硬涂层1730、冷却元件1740、光致变色层1750、加热元件1760、硬涂层1770及第二抗反射涂层1780。冷却元件1740可具有进一步层，例如图16中说明的层。图17对应于第十实施方案。

图18展示并入可热切换的偏振层、加热元件、光学元件和光致变色层的镜片1800。镜片1800从镜片的后面(最靠近眼睛)到前面包含第一抗反射涂层1805、第一硬涂层1810、光学元件1820、第二硬涂层1830、可热切换的偏振层1840、光致变色层1850、加热元件1860、硬涂层1870及第二抗反射涂层1880。图18对应于第十一实施方案。

本文中公开的实施方案包括包含光致变色光学元件或层及相关联的电子元件的系统。尽管本文中公开的一些实施方案将包括一种或多种光致变色剂的光学元件或层论述为聚合物层，但在某些实施方案中此层或光学元件可为玻璃。一些实施方案为解决紧迫的长期未满足的需要的极好的方式。应理解，当在本专利申请案中使用术语光学元件时，其意指透射光的任何光学元件。仅举例来说；车辆挡风罩、窗体、摩托车头盔面罩、静态聚焦及电子聚焦的非处方眼镜、处方眼镜、眼内镜片、隐形镜片。取决于光致变色填充的水平和或染料化学处理，实施方案也可用于产生可在所要光透射水平或所要阻隔的上下的范围内移动的透射光谱的光更改范围。

一些实施方案涵盖计时器的使用。可添加计时器以自动接通和切断加热构件或元件。在某些情况下，加热元件连续地在接通与切断之间循环。切换的时间也可取决于消费者需要或要求而更改。因此，汽车或其它车辆的挡风罩后面的光致变色光学元件的黑暗或明亮的量可由佩戴者手动地更改或控制或可置于自动模式。计时器的目的在于不允许加热元件或构件将容纳光致变色剂的光学元件的基片材料加热至超出材料变得过软且光致变色剂开始褪色的水平。通过不允许包括光致变色剂的材料变得过热(意指加热超出特定点)，变暗的水平和变暗的速度可优化。

这归因于加热元件或构件允许变暗和变亮这两个状态之间的更快速的切换的事实，但使加热元件变暗或变亮的程度达到最大必须强烈考虑容纳光致变色剂的光学元件的基片的温度及与其相关联的聚合物材料的TG。

一些实施方案涵盖可能或可能不结合计时器使用的温度传感器。一旦对于包括光致变色剂的给定光学元件的基片实现加热温度(此可在其表面上或表面内部测量)，就切断加热元件或构件。且一旦温度回落至较低水平，如果需要，可再次接通加热元件。此循环可在预设的一段时间内连续或手动地设置及更改。需要时，此可再次自动实现(意指，仅举例来说，不用手的)。一些实施方案涵盖热电偶的使用。

电力可通过提供此电力的任何适用的能源构件(例如，仅举例来说，燃料电池、电池、可感应充电的电池、AC电流、DC电流、太阳能电池、运动、动能、化学的、机械的)供应。关于眼镜应用，已发现对于每一光致变色镜片，两个小的瓦尔塔V6HR电池在需要再次充电之前将允许将ITO加热元件加热到环境室温以上摄氏10度约25次。能源可位于光学元件、镜片或物品内，光学元件、镜片或物品上或从光学元件、镜片或物品移除。应指出，对于眼镜应用，除了加热元件之外的电子元件的大部分(如果不是所有)都可卸下且含有/容纳于(仅举例来说)眼镜镜架、滑雪护目镜、摩托车头盔内。

出于本公开的目的，术语光学元件、基片、镜片都具有相同含义。如本文中使用的术语褪色与光致变色的着色层或基质的清晰化或变亮具有相同含义。

在第一实施方案中，包括加热元件(仅举例来说，大部分透明的电启用的加热表面或层)的性能增强的光致变色光学元件定位成靠近或邻近包括光致变色剂的材料层。大部分透明的电启用的加热表面或层包括(仅举例来说)在其表面上具有或其内埋置有加热元件或构件的薄的玻璃或塑料层。构件的加热元件可为(仅举例来说)能够通过应用电力而激励或激活且通过移除电力而去激励或去激活的氧化铟锡(ITO)。任何导电材料(包含导电聚合物)可用以制作加热元件，只要其符合用于光学元件的性能的透明性需要。在优选实施方案(见例如图1)中，加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的最靠近用户的眼睛或离入射的UV光波最远的一侧上。在另一优选实施方案中，使用两个加热元件使得在包括光致变色剂的层或光学元件的每一侧上有一个加热元件。在又一实施方案中，一个加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的一侧上且最靠近入射的UV和/或长波长的蓝光。电力可通过提供此电力的任何适用的构件(例如，仅举例来说，燃料电池、电池、可感应充电的电池、AC电流、DC电流、太阳能电池、运动、动能、化学的、机械的)供应。在此第一实施方案中，加热元件由用户接通或切断；这意味着使用光学元件的人可取决于所要的光致变色性能的水平而任意地简单地接通或切断加热元件。

在第二实施方案中，包括加热元件(仅举例来说，大部分透明的电启用的加热表面或层)的性能增强的光致变色光学元件定位成靠近或邻近包括光致变色剂的材料层。大部分透明的电启用的加热表面或层包括(仅举例来说)在其表面上具有或其内埋置有加热元件或构件的薄的玻璃或塑料层。加热元件或构件可为(仅举例来说)能够通过应用电力而激励或激活且通过移除电力而去激励或去激活的氧化铟锡。任何导电材料(包含导电聚合物)可用以制作加热元件，只要其符合用于光学元件的性能的透明性需要。在优选实施方案中，加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的最靠近用户的眼睛或离入射的UV光波最远的一侧上。在另一优选实施方案(见例如图2)中，使用两个加热元件使得在包括光致变色剂的层或光学元件的每一侧上有一个加热元件。在又一实施方案中，一个加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的一侧上且最靠近入射的UV和/或长波长的蓝光。电力可通过提供此电力的任何适用的构件(例如，仅举例来说，燃料电池、电池、可感应充电的电池、AC电流、DC电流、太阳能电池、运动、动能、化学的、机械的)供应。

在此第二实施方案中，加热元件通过位于光致变色层的一侧或最靠近用户的表面上的光检测器或光传感器接通或切断。光传感器可(但并不总是必须)连接至控制器。控制器可为(仅举例来说)ASIC。传感器确定光透射或阻隔的水平且将此水平传送至控制器。控制器接着接通或切断加热元件。

在第三实施方案中，包括加热元件(仅举例来说，大部分透明的电启用的加热表面或层)的性能增强的光致变色光学元件定位成靠近或邻近包括光致变色剂的材料层。大部分透明的电启用的加热表面或层包括(仅举例来说)在其表面上具有或其内埋置有加热元件或构件的薄的玻璃或塑料层。构件的加热元件可为(仅举例来说)能够通过应用电力而激励或激活且通过移除电力而去激励或去激活的氧化铟锡。任何导电材料(包含导电聚合物)可用以制作加热元件，只要其符合用于光学元件的性能的透明性需要。在优选实施方案中，加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的最靠近用户的眼睛或离入射的UV光波最远的一侧上。在另一优选实施方案(见例如图2)中，使用两个加热元件使得在包括光致变色剂的层或光学元件的每一侧上有一个加热元件。使用两个加热元件(光致变色层的每一侧上一个)允许光致变色层提供在光致变色层的前面和后面上的ITO层所需的电阻。在又一实施方案(见例如图3)中，一个加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的一侧上且最靠近入射的UV和/或长波长的蓝光。电力可通过提供此电力的任何适用的构件(例如，仅举例来说，燃料电池、电池、可感应充电的电池、AC电流、DC电流、太阳能电池、运动、动能、化学的、机械的)供应。

在此第三实施方案中，加热元件通过位于光致变色层的一侧或最靠近用户的表面上的光检测器或光传感器接通或切断。光传感器可(但并不总是必须)连接至控制器。控制器可为(仅举例来说)ASIC。传感器确定光透射或阻隔的水平且将此水平传送至控制器。控制器接着接通或切断加热元件。此第三实施方案还包括计时器作为控制器的部分或与控制器分离。计时器可设置正在进行的连续循环的时序或计时器可经设置以在一旦达到光透射或阻隔的所要水平就在规定的一段时间之后接通和切断加热元件。

在第四实施方案(未说明)中，具有包括一种或多种光致变色剂的两层或两个光学元件的复合光学元件经放置以使得两者都在紫外线辐射和/或紫色(长的蓝色波长)辐射的光学路径中。这两层或光学元件经定位以使得层#1或光学元件#1最靠近入射的UV辐射且层#2或光学元件#2位于层#1或光学元件#1后面且较远离入射的UV和/或长的蓝色波长的光波长且最靠近用户的眼睛。层#1或光学元件#1比层#2或光学元件#2对UV光和/或长的蓝光波长较具反应性或较敏感，且由具有比层#2或光学元件#2低的TG的材料构成或具有在其较高TG材料结构内的较低TG材料的范围，所述范围允许光致变色剂比层#2或光学元件#2对UV光和/或长的蓝光波长(在所述范围内)更具反应性或更敏感。另外，加热元件靠近或邻近层#1或光学元件#1的表面。

在此第四实施方案中，加热元件通过耦合至传感器的控制器接通或切断。在某些情况下，控制器使加热元件交替接通和切断以允许UV光和/或长波长的蓝光的周期性透射以足够的透射量穿透层#1或光学元件#1，因而到达较暗的层#2或光学元件#2。通过此操作，复合光学元件的净变暗归因于光致变色层增强而增强且变暗及清晰化时间也增强。层#1或光学元件#1的TG的厚度经优化以在应用热后允许此透射，因而使层#1或光学元件#1的温度升高。

在第五实施方案(未说明)中，包括加热元件(仅举例来说，大部分透明的电启用的加热表面或层)的性能增强的光致变色光学元件定位成靠近或邻近包括光致变色剂的材料层。大部分透明的电启用的加热表面或层包括(仅举例来说)在其表面上具有或其内埋置有加热元件或构件的薄的玻璃或塑料层。构件的加热元件可为(仅举例来说)能够通过应用电力而激励或激活且通过移除电力而去激励或去激活的氧化铟锡。任何导电材料(包含导电聚合物)可用以制作加热元件，只要其符合用于光学元件的性能的透明性需要。在优选实施方案中，加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的最靠近用户的眼睛或离入射的UV光波最远的一侧上。在另一优选实施方案中，使用两个加热元件使得在包括光致变色剂的层或光学元件的每一侧上有一个加热元件。在又一实施方案中，一个加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的一侧上且最靠近入射的UV和/或长波长的蓝光。

在此第五实施方案中，加热元件通过定位成邻近包括光致变色剂的光学元件的基片的表面或埋置在包括光致变色剂的光学元件的基片内的热传感器接通或切断(直接地或间接地)。光传感器可(但并不总是必须)连接至控制器。控制器可为(仅举例来说)ASIC。传感器确定包括光致变色剂的光学元件的基片材料的温度且将此水平传送至控制器。控制器接着接通或切断加热元件。此动作在正在进行的循环中或在特定时间间隔内可为连续的。

在第六实施方案(见图6)中，具有层#1或光学元件#1及层#2或光学元件#2的复合光学元件具有相同TG，但任一者或两者可具有镜片材料内的范围，使得层#2或光学元件#2比层#1或光学元件#1对较低能级的光更具光反应性/敏感。在某些情况下，在此第六实施方案中，加热元件放置于层#1或光学元件#1与层#2或光学元件#2之间。在其它情况下，在此第五实施方案中，加热元件位于层#1或光学元件#1的前表面上或附近。耦合至传感器的控制器导引加热元件接通和切断以允许UV光和/或长波长的蓝光适当透射至较暗的层#2或光学元件#2以及层#1或光学元件#1。通过此操作，复合光学元件的净变暗归因于光致变色层增强而增强且变暗及清晰化时间也增强。层#1或光学元件#1的TG的厚度经优化以在应用热后允许此透射，因而使层#1或光学元件#1的温度升高。层#1对应于图6的第一光致变色层630，且层#2对应于第二光致变色层650。图6说明光致变色层与光学元件分离的情况，但相同概念可在存在两个光致变色光学元件(光学元件#1及光学元件#2)的情况下应用。

在第七实施方案(见例如图4)中，跨越包括光致变色剂的材料层应用电位。此层必须具有相对低的动态粘度或模数，使得组成光致变色剂的分子自由地滚动或旋转以便使其与所应用的电位的方向对准。电位由两个大部分透明的电极产生，每一电极在容纳光致变色剂的层或光学元件的相对侧上。通过将电位应用至光致变色剂，有可能以积极的方式更改光致变色剂的性能及因此光学元件的变亮的变暗。实施方案七的结构不仅提供跨越光致变色层而应用的电位，还提供热的产生。

在第八实施方案(见例如图7)中，复合镜片或光学元件包括商业上应用于镜片毛坯(半成品或成品)的厚度为2微米到5微米的外部抗划伤层。在此硬涂层下面从镜片的前面开始向内及向后进行的层为：厚度在约25微米与200微米之间，其中较优选的厚度为约30微米到125微米的光致变色聚合物层；约2微米到20微米，其中较优选厚度为约3微米到10微米的SiO2层；厚度为0.1微米到1.0微米且较优选为0.1微米到0.5微米的ITO加热元件(其在其所沉积的硬涂层(仅举例来说SiO2)的表面上可为连续的或呈类似烤炉的设计的形式(见图)；可在1微米与10微米之间，其中较优选厚度为1微米与5微米的硬涂层。硬涂层定位成邻近光学元件的前表面，光学元件包括组成镜片的大部分的大块厚度基质。光学元件(仅举例来说)是折射率为1.67的MR10(三井生产的)。在刚刚提到的所有层应用于镜片上时，此光学元件的前面设置镜片的前曲面的曲率。这是因为添加至光学元件的前表面的层中的全部主要是以保形方式应用的。光学元件的后表面可为非加工表面(当用作半成品镜片毛坯时或在用作成品镜片毛坯时为加工的)，其还包括接着可还应用至前表面及后表面的硬涂层及抗反射涂层。

在利用实施方案#8的实验中，当室外温度为华氏95度时，含有包括促成灰色着色的光致变色剂的光致变色层的第一光致变色物品在外面在日光下变暗至其最暗状态。完全变暗的第一光致变色物品经测量以具有约30％的透射率。第一光致变色物品包括如图7中说明的层状结构。一旦第一光致变色物品变暗至其最暗状态，即在室外在日光下约30％的透射率，光致变色物品返回环境温度为华氏70度的室内。图7中所示的加热元件在返回室内后立即激活以在2分钟的时段内将变暗的第一光致变色涂层加热至约120F或比70F的室内环境室温高10C的温度。变暗的涂层(及因此第一光致变色物品)在约2分钟内在其着色颜色上变亮或清晰化以具有85％的光透射率。为了提供比较，接着对第二光致变色物品重复相同的实验而不激活加热元件(因此不应用热)且清晰化至光透射率的相同点的时间超过15分钟。此比较的所有变量完全相同，例外在于第一光致变色物品包括加热元件。

在第九实施方案中，其与包括加热元件的光致变色物品的实施方案#8相同，例外在于包括第一光致变色物品的聚合物基质具有比第二光致变色物品高的TG。因此，对含有包括促成灰色着色的光致变色剂的光致变色层的光致变色物品重复实施方案#8的实验，当室外温度为华氏100度时，光致变色物品在外面在日光下变暗至其最暗水平。完全变暗的第一光致变色物品经测量以具有约20％的透射率。第一及第二光致变色物品包括如图7中说明的层状结构。一旦第一光致变色物品在室外在日光下变暗至约20％的透射率的最暗水平，光致变色物品返回环境温度为华氏70度的室内。图7中所示的加热元件在返回室内后立即激活以在2分钟的时段内将变暗的第一光致变色涂层加热至约120F或比70F的室内环境室温高10C的温度。变暗的涂层(及因此第一光致变色物品)在约2分钟内在其着色颜色上变亮或清晰化以具有85％的光透射率。为了提供比较，接着对第二光致变色物品重复相同的实验而不激活加热元件(因此不应用热)，且清晰化至光透射率的相同点的时间超过15分钟。此比较的所有变量完全相同，例外在于加热元件及聚合物基质的TG。第一光致变色物品包括加热元件及容纳光致变色剂的较高TG聚合物基质。第二光致变色物品不包括加热元件且TG比第一光致变色物品低。

在第十实施方案中，电子冷却元件位于光致变色镜片内。电子冷却元件经定位以使得其负电荷或极性面向镜片的后面且正电荷或极性面向光致变色层。在此实施方案中，加热元件位于光致变色层前面较靠近镜片的前面且电子冷却元件位于光致变色层后面(在光致变色层的后面)，但非常靠近(如果不是邻近)光致变色层。因此，第十实施方案提供允许对光致变色镜片加热的光致变色镜片或物品，仅举例来说，当#1从室内走到室外时(需要时)稍微软化光致变色层的基质以加快变暗效应及/或#2从外面进入里面以加热且使由光致变色层提供的变暗效应褪色，因而加快室内光透射或用另一方式说加快着色清晰化时间。另外，电子冷却元件提供(仅举例来说)在80F及以上的高温室外环境中在较长的一段时间内在室外维持变暗程度。见图17。应指出，对于冷环境，有可能将冷却元件放在光致变色层前面且将加热元件放在光致变色层后面较靠近镜片的后面。

在第十一实施方案中，可热切换的偏振元件位于光致变色镜片内。在此第十一实施方案中，可热切换或激活的偏振层位于光致变色层后面。加热元件位于光致变色层与可热切换的偏振层之间。可热切换的层包括聚合物分散二色性液晶而无光致变色剂。一种或多种光致变色剂并入到光致变色聚合物层中。光致变色层位于可热切换的偏振层前部或前面。因此，第十一实施方案提供允许对光致变色镜片加热的光致变色镜片或物品，仅举例来说，当#1从室内走到室外时(需要时)稍微软化光致变色层的基质以加快变暗效应，及/或#2从外面进入里面以加热且使由光致变色层提供的变暗效应褪色，因而加快室内光透射或用另一方式说加快着色清晰化时间，及/或#3在汽车或车辆中在UV阻隔或滤光挡风罩后面时提供热以热切换偏振层。

另外，热偏振层提供(仅举例来说)#1除了光致变色层的着色变暗贡献之外，在室外在日光下时减少眩光及反射光的偏振层，及/或#2不存在使光致变色层恰当地变暗所需的UV光的恰当量时(例如，在UV阻隔或滤光挡风罩后面)可热接通和切断的偏振层。见图18。

放置在光致变色层上方的外部保护层可为保护涂层的非限制性实施例，其可包含：包括有机硅烷的耐磨涂层、包括辐射固化的基于丙烯酸盐的薄膜的耐磨涂层、基于无机材料(例如，二氧化硅、二氧化钛、氧化锆)的耐磨涂层、可紫外光固化的类型的有机耐磨涂层、氧屏障涂层、UV屏蔽涂层及其组合。举例来说，保护涂层可包括辐射固化的基于丙烯酸盐的薄膜的第一涂层及包括有机硅烷的第二涂层。商业保护涂层的非限制性实施例包含分别可自SDCCoatings,Inc.及PPGIndustries,Inc.购得的SILVUE.RTM.124及HI-GARD.RTM涂层。

在第十二实施方案中，将包括加热元件的透明的热管理系统应用于已被制造为佩戴者需要的屈光力的镶边或非镶边镜片。加热元件或构件可为(仅举例来说)能够通过应用电力而激励或激活且通过移除电力而去激励或去激活的氧化铟锡(见例如图9及10)。任何导电电阻材料(包含导电聚合物)可用以制作加热元件，只要其符合用于光学元件或镜片以及加热元件的性能的导电、电阻及透明性需要。另外，与一种或多种光致变色剂所定位的层或基质相比，如果导电材料向前朝着镜片的前面应用，那么加热元件必须允许UV光的透射。这意味着需要UV光的缓行透射来撞击光致变色镜片中发现的一种或多种光致变色剂，其中UV光在撞击一种或多种光致变色剂之前穿过加热元件。因此，热管理系统内利用的导电电阻材料必须经选择以透射足够的UV光以使光致变色剂更改其着色变暗。

在第十二实施方案的某些(但不是所有)情况中，包括光致变色剂的镶边镜片(光致变色镜片)可通过眼镜店(opticalshop或opticaldispensary)(其销售眼镜镜架和镜片)从不在眼镜店的现场的光学实验室订购，眼镜店打磨并抛光佩戴者的处方镜片且接着将其镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状。应指出，在单视觉镜片和某些双焦点或渐进多焦点镜片以成品屈光力形式储备的情况下，无需对处方打磨和抛光或数字表面加工(自由曲面)。而且在某些情况下，光学实验室可位于眼镜店现场。而且在某些情况下，眼镜店可为因特网上可获得的商业位置。在又其它情况下，在已从眼镜店、光学实验室、因特网中的一者收到其光致变色眼镜(光致变色镜片和容纳光致变色镜片的眼镜镜架)之后，光致变色镜片的佩戴者决定增强其光致变色眼镜的性能。在此情况下，佩戴者可将其光致变色眼镜发送至转换者，在转换者处应用透明的热管理系统。

图30中说明向消费者提供具有热管理系统的光致变色镜片的一种途径。在第一步骤3001中，消费者从眼保健提供者(ECP)订购电子光致变色镜片。在第二步骤3002中，实验室根据处方和边缘处理标准的(无加热元件)光致变色毛坯，且与镜架一起发送至转换者。在第三步骤3003中，转换者将镜片转换成电子光致变色镜片。转换者可添加其它光学层，例如抗反射涂层。转换者将镜片电连接至控制器，且将镜片安装至镜架中。转换者将镜片运到ECP。在第四步骤3004中，ECP将镜片分配给病人。此过程仅为许多转换途径中的一者。

然而，热管理系统的订购无论是通过眼镜店、批发光学实验室、因特网、镜片制造商还是佩戴者实现，都遵循添加热管理系统的以下方法。将热管理系统添加至佩戴者的包括屈光力的成品的(两个表面包括正确的曲率)光致变色眼镜镜片在本文中被描述为“将传统光致变色眼镜转换成电子光致变色眼镜”或“将光致变色镜片转换成电子光致变色镜片”。

一旦包括光致变色剂的镜片(称作光致变色镜片)被镶边，在某些情况下，其被涂布有抗划伤涂层，在其它情况下，镶边镜片不被硬涂布。在任一情况下，在被镶边成镜架所需的恰当形状之后的光致变色镜片被制备以收纳透明的热管理系统。在某些情况(但不是所有情况)下，光致变色镜片由镜片制造行业中已知的清洁工艺仔细地清洁。在某些情况(但不是所有情况)下，一旦光致变色镜片被清洁，就在外表面上应用SiO2层(通过沉积)。

包括加热元件的透明的热管理系统应用于包括佩戴者所需的屈光力的镜片的顶部外部前表面上。在第十二实施方案的情况下，通过应用导致层加热的电力，ITO或导电聚合物涂层通过沉积以电阻导电层的形式应用。加热元件可呈例如(仅举例来说)烤炉状或涂层的形状，其覆盖镜片的整个表面而最靠近光致变色剂。在应用加热元件之后，通过浸渍涂布来应用硬的抗划伤涂层。在某些情况下(但不是所有情况)下，接着在硬的抗划伤涂层上应用抗反射涂层。

应指出，当转换已根据佩戴者的光学处方(具有佩戴者所需的屈光力)精加工且在其外表面上已应用有抗划伤涂层的光致变色镜片或镜片毛坯时，在某些实施方案中，热管理系统(加热元件)直接应用于包括抗划伤涂层的表面上，只要镜片的外表面在应用热管理系统之前被仔细地清洁。在一些情况下，抗划伤涂层的外表面被化学蚀刻，在其它情况下，表面通过离子处理而制备。化学蚀刻和/或离子处理用以促进热管理系统结合至其所应用的外表面。在某些其它实施方案中，当被转换成包括热管理系统的光致变色体的光致变色镜片或镜片毛坯的最外涂层是抗反射涂层时，在大多数(但不是所有)情况下，抗反射涂层在应用加热元件之前被剥离。此剥离可通过化学浴实现。

一旦镶边镜片已应用了加热元件，已收纳覆盖其外表面的抗划伤涂层，且在某些(但不是所有)情况下，可收纳抗反射涂层，接着就制备镶边镜片以用于电连接至能源。电连接可通过穿透其外表面且与加热元件的正极和负极(端子)连接的连接电极或通过经由镶边镜片的外围边缘连接正极和负极的连接电极。在某些(但不是所有)情况下，连接可(仅举例来说)通过使用可压缩的电接点，例如(仅举例来说)导电橡胶，当使用导电橡胶时，使用两片，其中一者与热管理系统的正极和负极(端子)进行连接。在其它情况下，在镶边镜片的外围边缘上或镶边镜片的表面上使用导电弹簧支承的销。在其它情况下，导电带提供于镜片的外围边缘或表面上，其连接至加热元件的正极和负极(或端子)且导电电极连接至导电带。且在又其它情况下，利用导电聚合物或导电环氧树脂。

一旦进行了电连接，接着将包括加热元件的镶边的光致变色镜片安装至佩戴者选择的眼镜镜架中。在某些情况下，此镜架将为包括电子元件的镜架(见例如图12)(称作电子镜架)。在其它情况下，镜架为非电子镜架，其中外部电模块或适配器(见例如图14及15)已应用于眼镜镜架的一个或两个镜腿内部。在某些实施方案中，一个外部模块可为包括热管理系统的两个光致变色镜片工作。在其它实施方案中，一个外部模块用于容纳在非电子眼镜镜架中的两个光致变色镜片中的每一者。当一个外部模块用以电连接至两个光致变色镜片时，电导线必须应用或附接至非电子镜架以提供适当的电连接性。

图12展示具有热管理系统的光致变色眼镜1200。电组件1210被说明为容纳于眼镜的镜腿1220内。电连接件1230将电组件1220电连接至镜片1240。电组件1210被说明为容纳于眼镜的两个镜腿内。但所有电组件1210可容纳于单一位置，且使电连接从那个位置进行到两个镜片。镜片1240包含至少一个光致变色层及至少一个加热层，且可具有本文中描述的特定结构或相关结构中的任一者。

图13展示具有热管理系统的光致变色眼镜1300。电组件1310被说明为容纳于光致变色镜片1320内的外围处。在此实施方案中，眼镜镜架无需包含电组件。镜片1320包含至少一个光致变色层及至少一个加热层，且可具有本文中描述的特定结构或相关结构中的任一者。

图14展示电子元件可容纳于眼镜中且电连接至具有加热元件的光致变色镜片的一种方式。眼镜1400包含镜腿1410。镜腿1410通过镜腿铰链1415连接至光致变色镜片1420。鼻梁架1425将镜片1420连接至另一镜片(未展示)。说明了左镜腿1410的内部及镜片1420的后面。电子元件容纳于独立模块1430中，独立模块1430可在镜腿1410外部或嵌入于镜腿1410中。模块1430容纳控制器1432。控制器1432电连接至光传感器1431、开关1433、电池1434及感应线圈1435。取决于来自光传感器1431及开关1433的输入，控制器1432将电力提供至镜片1420中的加热器。模块1430通过电子挠曲电缆1440电连接至镜片1420，电子挠曲电缆1440具有至少两根导线，绝缘导线1450及导电橡胶1460。

图15说明电子元件模块至具有加热元件的光致变色镜片的连接的细节。模块1500包含密封外壳1510。外壳1510具有允许光到达外壳1510内部的传感器的透明窗体120。外壳1510可容纳电子元件的任何适当组合。图14中说明了电子元件的一种适当组合。具有两根导线1535的电子挠曲电缆1530将信号从外壳1510携载至柔性绝缘导线1540。导线1540电连接至导电橡胶1550，导电橡胶1550又电连接至透明电极层的边缘，如线1590所说明。图15的加热元件1559包含第一电极1561、光致变色层1562及第二电极1563。当激励时，电压应用在光致变色层1562上。

图27展示具有嵌入的电子元件模块2720的镜腿2710的照片。还展示了一角硬币2730以作比例尺。

图28展示眼镜的具有夹式电子元件模块的一部分的俯视图。眼镜2810包含镜腿2850及镜片2860。夹式模块2820夹在镜腿2820上。电连接通过柔性电缆2830及电子导线2840提供于模块2820与镜片2860之间。

图29展示适用于与具有非电子镜架的常规眼镜一起使用，以向眼镜提供电子能力的模块。模块2910容纳电子元件，且可附接至眼镜镜架。柔性电缆2920及电子导线2930可用以将信号及/或电力从模块携载至镜架中的镜片。

通过实施方案十二教示的第一方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#3：将包括加热元件的热管理系统应用于镶边镜片

步骤#4：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#5：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#6：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图31为实施方案12的第一方法的流程图。步骤1-6在方框3110、3120、3130、3140、3150及3160中进行说明。

实施方案十二的第二方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：将包括加热元件的热管理系统应用于非镶边的但为成品的镜片

步骤#3：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#4：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#5：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#6：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图32为实施方案12的第二方法的流程图。步骤1-6在方框3210、3220、3230、3240、3250及3260中进行说明。

通过实施方案十二教示的第三方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：将包括加热元件的热管理系统应用于非镶边的但为成品的镜片

步骤#3：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#4：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#5：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#6：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图33为实施方案12的第三方法的流程图。步骤1-6在方框3310、3320、3330、3340、3350及3360中进行说明。

通过实施方案十二教示的第四方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#3：清洁包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#4：将包括加热元件的热管理系统应用于镶边镜片

步骤#5：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#6：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#7：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图34为实施方案12的第四方法的流程图。步骤1-7在方框3410、3420、3430、3440、3450、3460及3470中进行说明。

通过实施方案十二教示的第五方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：步骤#2：清洁包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#3：将包括加热元件的热管理系统应用于非镶边的但为成品的镜片

步骤#4：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#5：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#6：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#7：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图35为实施方案12的第五方法的流程图。步骤1-7在方框3510、3520、3530、3540、3550、3560及3570中进行说明。

通过实施方案十二教示的第六方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：清洁包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#3：将包括加热元件的热管理系统应用于非镶边的但为成品的镜片

步骤#4：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#5：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#6：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#7：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图36为实施方案12的第六方法的流程图。步骤1-7在方框3610、3620、3630、3640、3650、3660及3670中进行说明。

通过实施方案十二教示的第七方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#3：清洁包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#4：将SiO2层应用至光致变色镜片的将应用加热元件的表面上

步骤#5：将包括加热元件的热管理系统应用于镶边镜片

步骤#6：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#7：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#8：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图37为实施方案12的第七方法的流程图。步骤1-8在方框3810、3820、3830、3840、3850、3860、3870及3880中进行说明。

通过实施方案十二教示的第八方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：清洁包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#3：将SiO2层应用至光致变色镜片的将应用加热元件的表面上

步骤#4：将包括加热元件的热管理系统应用于非镶边的但为成品的镜片

步骤#5：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#6：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#7：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#8：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图38为实施方案12的第八方法的流程图。步骤1-8在方框3810、3820、3830、3840、3850、3860、3870及3880中进行说明。

通过实施方案十二教示的第九方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：清洁包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#3：将SiO2层应用至光致变色镜片的将应用加热元件的表面上

步骤#4：将包括加热元件的热管理系统应用于非镶边的但为成品的镜片

步骤#5：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#6：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#7：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#8：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图39为实施方案12的第九方法的流程图。步骤1-8在方框3910、3920、3930、3940、3950、3960、3970及3980中进行说明。

通过实施方案十二教示的第十方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#3：将SiO2层应用至光致变色镜片的将应用加热元件的表面上

步骤#4：将包括加热元件的热管理系统应用于镶边镜片

步骤#5：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#6：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#7：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图40为实施方案12的第十方法的流程图。步骤1-7在方框4010、4020、4030、4040、4050、4060及4070中进行说明。

通过实施方案十二教示的第十一方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：将SiO2层应用至光致变色镜片的将应用加热元件的表面上

步骤#3：将包括加热元件的热管理系统应用于非镶边的但为成品的镜片

步骤#4：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#5：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#6：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#7：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图41为实施方案12的第十一方法的流程图。步骤1-7在方框4110、4120、4130、4140、4150、4160及4170中进行说明。

通过实施方案十二教示的第十二方法如下：

步骤#1：提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片

步骤#2：将SiO2层应用至光致变色镜片的将应用加热元件的表面上

步骤#3：将包括加热元件的热管理系统应用于非镶边的但为成品的镜片

步骤#4：将抗划伤涂层应用于加热元件的外表面上

步骤#5：在某些(但不是所有)情况下应用抗反射涂层

步骤#6：将光致变色镜片镶边为佩戴者选择的眼镜镜架的形状

步骤#7：将加热元件的正极和负极电连接至能源

图42为实施方案12的第十二方法的流程图。步骤1-7在方框4210、4220、4230、4240、4250、4260及4270中进行说明。

对于上文公开的用于实施方案十二的十二种方法，步骤应以所列的顺序执行。在其它实施方案中也可使用其它顺序。

热管理系统的应用可通过眼镜店现场的光学实验室、批发光学实验室，或通过包括所需存放物和电子元件设备的独立设施提供。

应理解，本文中公开的光学元件可为成品镜片毛坯或半成品镜片毛坯。镜片可为意指按佩戴者所需的屈光力处理或制造的成品镜片。如果是半成品镜片毛坯，那么毛坯被表面加工和抛光或自由曲面或数字表面加工以实现最终屈光力或所需处方。在此之后，镜片被镶边且安装至包括启用加热元件的所需电子元件的眼镜镜架中。当除了加热元件之外的电子元件位于镜片外部时，容纳于眼镜内的电子元件必须电连接至位于镜片或镜片毛坯内的加热元件。在某些其它情况下，电子元件可都并入于光学元件、镜片或镜片毛坯内。镜片毛坯可处理为佩戴者所需的任何光学处方，包含平屈光力。

适合用作光致变色物品的光学基片的光学元件或光学基片包含(仅举例来说)：(a)可包含技术中已知的塑料光学基片中的任一者且可包含非塑料基片，例如玻璃。塑料光学基片的合适的实施例可包含(仅举例来说)：由MitsuiCorporation登记商标的MR7、MR8、MR10产品，多元醇(烯丙基碳酸酯)单体，例如烯丙基二乙二醇碳酸酯，例如二甘醇双(烯丙基碳酸酯)，所述单体由PPGIndustries,Inc以商标CR.RTM.-39进行销售；聚脲-聚氨酯(聚脲聚氨酯)聚合物，其是(例如)通过异氰酸酯官能聚氨酯预聚物与二元胺固化剂的反应制备，是由PPGIndustries,Inc以商标TRIVEX.RTM.进行销售的一种此聚合物的组成；多元醇(甲基)丙烯酰封端的碳酸酯单体；二乙二醇二甲基丙烯酸酯单体；乙氧基化苯酚甲基丙烯酸酯单体；二异丙烯基苯单体；乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体；乙二醇二甲基丙烯酸酯单体；聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯单体；聚氨酯丙烯酸酯单体；聚(乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯)；聚(乙酸乙烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(氯乙烯)；聚(偏二氯乙烯)；聚乙烯；聚丙烯；聚氨酯；聚硫氨酯；热塑性聚碳酸酯，例如由双酚A和光气衍生的碳酸酯相连的树脂，以商标LEXAN进行销售的一种此材料；聚酯，例如以商标MYLAR进行销售的材料；聚(对苯二酸乙二醇酯)；聚乙烯基丁醛；聚(甲基丙烯酸甲酯)，例如以商标PLEXIGLAS进行销售的材料，及通过使多官能异氰酸酯与多硫醇或聚环硫单体反应而制备的聚合物，其与多硫醇、聚异氰酸酯、聚异硫氰酸酯及任选地烯键不饱和单体或卤化的含芳香族的乙烯基单体为均聚的或共聚和/或三聚的。还涵盖了这些单体的共聚物以及所描述的聚合物及共聚物与其它聚合物的混合，例如以形成互相贯穿的网络产品。

实施方案的光学物品中使用的光致变色材料可通过如上文论述的吸液附加至光学基片。另外，光致变色剂可微囊封于液体(例如，仅举例来说，油)内，且被外部聚合物壳环绕。或者，光致变色材料可作为涂层组合物涂布至光学基片以在光学基片的表面上形成至少部分光致变色涂层。常规光致变色涂层的非限制性实施例包含包括上文详细论述的常规光致变色化合物中的任一者的涂层。举例来说，尽管本文中不限制，但光致变色涂层可为光致变色聚氨酯涂层，例如美国专利No.6,187,444中描述的涂层；光致变色聚酰胺塑料树脂涂层，例如美国专利No.4,756,973，6,432,544及6,506,488中描述的涂层；光致变色聚硅烷涂层，例如美国专利No.4,556,605中描述的涂层；光致变色聚(甲基)丙烯酸酯涂层，例如美国专利No.6,602,603、6,150,430及6,025,026以及WIPO公开案WO01/02449中描述的涂层；聚酸酐光致变色涂层，例如美国专利No.6,436,525中描述的涂层；光致变色聚丙烯酰胺涂层，例如美国专利No.6,060,001中描述的涂层；光致变色环氧树脂涂层，例如美国专利No.4,756,973及6,268,055中描述的涂层；以及光致变色聚(脲-氨酯)涂层，例如美国专利No.6,531,076中描述的涂层。上述美国专利及国际公开案的说明书在此特别地以引用的方式并入本文中。

应理解，对于本文中公开的各种实施方案，光致变色剂可为任何一种或多种光致变色剂。这些试剂及其化学及材料组成是众所周知的且在文献内进行描述。此些光致变色剂为那些光致变色剂，仅举例来说，光致变色剂可为本领域技术人员已知的任何光致变色化合物。术语“光致变色剂”被给与其在技术中的一般含义且指在曝光于光时展现可逆的颜色改变的任何化合物。在一些情况下，光为紫外光和或长波长的蓝光。光致变色剂可包含以下材料类别：色烯(例如，萘并吡喃、30苯并吡喃、茚并萘并吡喃、菲并吡喃)，螺吡喃(例如，螺(苯并二氢吲哚)萘并吡喃、螺(二氢吲哚)苯并吡喃、螺(二氢吲哚)萘并吡喃、螺(二氢吲哚)喹诺吡喃、螺(二氢吲哚)吡喃，恶嗪(例如，螺(二氢吲哚)吩恶嗪、螺(二氢吲哚)吡啶并苯并恶嗪、螺(苯并二氢吲哚)吡啶并苯并恶嗪、螺(苯并二氢吲哚)吩恶嗪、螺(二氢吲哚苯并恶嗪)，双硫踪汞，俘精酸酐，俘精酰亚胺，等等，或其组合。在特定实施方案中，光致变色剂为6'-(2，3二氢-1H-吲哚-1-基)-1，3-二氢-3，3-二甲基- I-丙基-螺[2H-吲哚-2，3'-(3H)萘并(2，1-b)(1，4)噁嗪，一种螺吩恶嗪。

如本文中所使用，“光致变色量”意指在激活后至少足以产生肉眼可辨别的光致变色效应的光致变色剂的量。光致变色剂在可聚合混合物中的浓度可基于若干因素选择，例如光致变色化合物的光致变色效率、光致变色化合物的溶解度(例如，在可聚合材料中、材料或物品(例如，镜片)的厚度，以及曝光于光时材料或物品(例如，镜片)的所要暗度。通常，并入至物品中的光致变色剂越多，色彩强度越大直到某一限制。一般来说，可存在一点，在所述点之后添加更多光致变色剂也不会具有显著的效应。可聚合混合物或物品可包含一种以上光致变色剂。另外，光致变色剂在物品或材料中的浓度可在物品的不同位置变化，如本文中所描述。最后，在一些实施方案中有可能提供具有不同光谱的不同光致变色剂。除了加快变暗及变亮效应，此可允许更改最终准许的成品镜片的颜色。

光致变色剂可在一层、多层内找到，靠近或邻近光学元件或嵌入于光学元件内。包括光致变色剂的所述一层、多层或光学元件可经制造以具有适当的TG(玻璃化转变温度或材料软化点)以及提供对热的最优或所要敏感性因而提供最优性能的材料。具有各种TG的材料在行业内为已知的且在文献中进行教示。实施方案涵盖在30C至140C，优选地在50C至100C的范围内的(光致变色层或光学元件的)光致变色聚合物基质TG。这是优选的，因为不仅提供热以用积极的方式更改所要光致变色性能为优选的，一旦达到所要光致变色性能就移除热以便将光致变色激活或去激活的水平维持于所要水平也是优选的。仅举例来说，在室内加热至变亮的着色或清晰状态后，切断加热元件以节省电池或电力。当走向室外时，如果首先使用加热器，那么加热元件不将基质加热至褪色发生的点为优选的。

当从里面(室内)走到外面(室外)时情况绝对如此，且当从外面走到里面时情况很少如此。当从里面走到外面时通过接通加热元件或构件，光致变色剂和/或光学元件的变暗加快且维持峰值暗度，假设在此峰值暗度实现之后很快或之前不久切断加热元件。在大多数内部环境中，需要尽可能地移除光致变色着色。因此当再次从外面走到里面时，加热元件或构件接通，但考虑到内部环境，加热元件或构件的转变对时间不是那么敏感。但如上文对于实施方案所指示，当从里面走到外面日光下时，不仅需要迅速切换为变暗的光致变色状态，而且需要维持变暗的光致变色状态的水平且甚至看到此状态变得甚至更暗。因此，在此外部环境中，接通加热元件，但接着在变暗或光阻隔的某一水平实现之后切断加热元件，使得光致变色剂和/或容纳光致变色剂的材料的化学处理可允许光致变色剂接着将其光致变色活性稳定于此水平或使其光致变色活性或阻隔从此水平增加。

本文中公开的实施方案充当(仅举例来说)光致变色活性的加速器(更迅速地变暗，在较长的一段时间内维持峰值暗度，更迅速地变亮回来)。这通过以下的组合而实现：1)加热元件，2)接通和切断加热元件的适当时序结合3)适当的光致变色化学处理及4)容纳光致变色剂的适当材料TG。传感器、多个传感器、计时器、多个计时器、控制器、多个控制器中的一者或多者有助于实现光致变色光学元件的优化以用于其预期用途。

已知容纳光致变色剂的材料的TG越低，从室内走到室外及从室外走到室内时镜片将改变得越迅速。问题在于较低TG材料在高的室外热量下将不会保持其最大峰值暗度。本文中公开的实施方案允许向镜片或光学元件提供比先前可能的更迅速的变暗和变亮效应的能力。与容纳在高温环境中褪色因而降低变暗效应的光致变色剂的低TG材料相比，本文中公开的实施方案通过加热元件的应用提供专有的方式以允许使用较高TG材料来迅速地切换或改变光致变色剂的变暗或变亮，同时在高温室外环境中保留峰值最大暗度。

这是本文中公开的教示的优选方面。目前的光致变色制造商始终在致力于寻找物品的聚合物基质TG与相同物品的室内的光致变色切换时间的可接受平衡。实施方案允许使用比室内及室外使用的市售的产品(例如，仅举例来说，眼镜镜片)中提供的高的TG。目前市售的包括一种或多种光致变色剂的聚合物基质TG在40C至80C的范围中。本文中公开的实施方案允许80C至90C及更高的聚合物基质TG，同时提供室外及室内的较快切换时间。借助这些材料TG，与目前市售的光致变色镜片相比，光致变色着色的褪色在较高温度发生。因此，其对温度较不敏感且在较高环境温度下允许较暗及较持久的着色。

仅举例来说，如果现有光致变色材料的TG为50C/122F，那么其可在40C/104F的内部基质温度(不是室外环境)下开始褪色。实施方案允许，仅举例来说，使用80C/176FTG材料，因此与40C/104F相比在较高内部基质温度70C/158F下开始褪色。为了清楚起见，应指出当在室外在日光下时，即使环境室外温度为(仅举例来说)95F/35C，内部聚合物基质温度将变得远超过95F/35C。再次实施方案允许使用包括比市售的及可接受的光致变色产品高的TG的基质材料的理由为加热元件提供对基质材料加热以允许光致变色褪色及因此光致变色着色在室内的快速清晰化的能力。与加热元件组合的此较高TG基质接着允许室外的较暗及较不依赖于温度的光致变色着色以及室内的较快清晰化。

在利用较高TG材料的某些实施方案中，当从室内走到室外时加热元件暂时地接通。加热元件可经导引以通过控制器响应于一个或多个传感器而接通，所述传感器感测(仅举例来说)UV光能级的改变、UV光的能级和/或可见光能级，环境温度的水平，环境温度的改变中的一者或多者。加热元件对光致变色层加热以便开始软化高TG基质以增加一种或多种光致变色剂的活动性。在此实施方案中，加热不进行至褪色开始发生的水平为优选的。因此，仔细控制加热器以接通持续定义的时间且接着切断，或在热传感器感测到光致变色层已达到低于其TG的某一温度之后切断。此暂时加热的结果为允许较高TG基质加快一种或多种光致变色剂的变暗。一旦变暗，较高TG基质与较低TG基质相比时将对温度更不敏感且因此将较久地且在较高室外温度下维持其黑暗。

在从室外重新进入室内后，加热元件再次接通，但此次加热至较高水平和/或持续较长的一段时间，且直至光致变色层被加热得接近或在其软化点，在软化点时层或光学元件褪色至大部分清晰或变亮的状态。再次感测(仅举例来说)UV光能级的改变、UV光的能级和/或可见光能级、环境温度的水平、环境温度的改变中的一者或多者的一个或多个传感器可与控制器通信以接着在从室外走到室内时接通加热器。而且，一旦镜片或光学元件褪色至消费者或佩戴者可接受的水平，相同传感器可切断加热器。加热器切断的点也可(仅举例来说)通过计时器、UV传感器、可见光传感器、热传感器中的一者或多者控制。另外，热偏振层也可通过相同传感器、计时器和/或控制器中的一者或多者用热的方式接通和切断。热切换可由加热元件和/或冷却元件激活。

以下是展示如今的市售的光致变色产品的各种TG范围、变暗及清晰化时间的表。

*应指出，实施方案可将光致变色着色的室内清晰化的时间加快至小于1分钟，甚至小于30秒。清晰化的速度可加快得甚至更迅速，这取决于基质的TG和向光致变色层提供较高温度的加热元件。借助热的应用，较低TG基质比较高TG基质清晰化得更快。而且通过提供超过60C的加热温度将使光致变色着色的清晰化时间加快得比(仅举例来说)50C的加热温度更快。

在某些实施方案中，除了较高TG基质及加热元件之外，还提供冷却元件或层。这允许维持此些实施方案的聚合物基质TG以在较长的一段时间内保持在低于其褪色点的温度，因而允许光致变色物品或镜片更暗且在温度上更稳定。

在某些使用或应用中，例如(仅举例来说)在汽车或车辆的挡风罩后面佩戴光致变色眼镜，眼镜的光致变色活性或变暗水平通常对于所有实际目的非常低(如果有任何作用的话)，这归因于车辆的挡风罩滤除紫外光波长。通过利用实施方案且接通加热元件，此些实施方案使光致变色剂对不仅UV光，而且对较长光波长(例如，仅举例来说，不会被汽车或车辆的挡风罩完全滤除的长波长的蓝光)更敏感及有效。另外，当还提供可热切换的偏振元件或层时，加热元件可用以用热的方式接通偏振元件或层，因而减少反射光。可热切换的偏振元件或层可结合光致变色层或光学元件或在没有光致变色层或光学元件的情况下使用。在一种或多种光致变色剂不能恰当地激活或变暗的某些环境中，可热切换的偏振元件通过减少眩光或反射光来向人的眼睛提供舒适性。当不在日光或UV光下时可通过本文中教示的加热元件提供热来切换可热切换的偏振元件。当汽车的内部空调系统在作用中时需要通过加热元件在延长的一段时间内应用热以用于(仅举例来说)在汽车的挡风罩后面使用时，一些实施方案提供将电子光致变色眼镜插入至(仅举例来说)汽车的点烟器中。这允许不从容纳于电子光致变色眼镜内的电池汲取电荷。因此当在汽车或车辆(在挡风罩后面)佩戴光致变色眼镜时通过接通和切断加热元件的组合，有可能显著地增强电子光致变色眼镜的性能。

在此实施方案中，提供电开关或机电开关以将眼镜和/或控制器从感测及对从外面走到里面或里面走到外面起反应切换为在里面(仅举例来说，在车辆的UV阻隔挡风罩后面)时接通加热元件。开关可为手动开关、触摸开关、电容开关、光开关。对于在UV和/或长波长的蓝光滤光挡风罩后面佩戴光致变色眼镜的此特定使用/应用，加热元件较频繁地接通和切断，或保持接通比涉及从里面走到外面或外面到里面的实施方案更久。进行此操作是因为热必须应用持续较长的一段时间，且在某些情况(但不是所有情况)下，以交替方式应用以在UV滤光挡风罩后面维持光致变色剂对长波UV光波长的适当敏感性和/或在适用时接通可热切换的偏振元件或层。应理解，当在此专利申请案内论述时，无论#1)在较长的一段时间内还是#2)以交替方式应用热，#1或#2应用的热可呈热能的快速爆发或热能的一系列爆发的形式。

控制器经编程以提供导引此行动机制。在大多数(但不是所有)情况下，控制器与传感器进行通信，传感器是热传感器、光传感器和UV传感器中的一者。在某些情况下控制器还可控制计时器；仅举例来说，如果计时器用于在连续的一段时间或指定的一段时间内循环接通和切断，或如果计时器用于在连续的一段时间或指定的一段时间内循环接通和切断(接通、切断、接通、切断等)，同时考虑包括光致变色剂的光学元件的基片材料的温度。计时器用于在连续的一段时间或指定的一段时间内循环接通和切断，同时考虑穿过光学元件的光透射能级等。计时器可以或可以不与控制器通信。

大部分透明的加热元件可位于一层、多层内或邻近可改变的着色元件或试剂。在优选实施方案中，加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的最靠近用户的眼睛或离入射的UV光和长波长的蓝光最远的一侧上。在另一优选实施方案中，使用两个加热元件使得在包括光致变色剂的层或光学元件的每一侧上有一个加热元件。在又一实施方案中，一个加热元件位于包括光致变色剂的层或光学元件的一侧上且最靠近入射的UV和/或长波长的蓝光。已知温度增加5C可使光致变色分子的互换速率增加25％至80％，优选地35％至65％。加热元件可提供在(仅举例来说)0.1至5.0焦耳/分钟的范围中，其中优选范围为0.1至2.0焦耳/分钟的热能，从而导致温度上升在1C至25C，较优选地从7C至10C的范围内。对于眼镜应用，每镜片1.2焦耳已提供温度增加10C。加热元件可由微处理器控制以提供电爆的预编程计时序列，因而导致热的一连串热爆。爆发可维持定义的一段时间或可排序为一系列快速的短期爆发。实施方案还涵盖加热元件的手动控制，使得佩戴者可手动地接通和切断加热元件。当使用手动控制的加热元件时，加热元件可再次被编程以提供维持直到切断的一系列有序的爆发或恒定爆发。

加热元件一般来说可使包括光致变色剂的层、基质或光学元件的温度增加1C至25C的温度。在房间环境温度70F以上增加温度10C可在加快像变色镜片(由TransitionsOptical制造)一样的光致变色镜片的清晰化方面具有显著效应。仅举例来说，当室外环境温度为凉爽(例如，小于70F)时情况尤其如此，且在室外环境温度为32F或更低的冬季时间甚至更显著。在这些室外温度环境中，光致变色物品将在室外环境温度上花费时间。此较冷的温度将接着使光致变色物品在来到室内时花费甚至更久来清晰化。因此在这些温度条件下，加热元件在来到室内时在加快光致变色着色的清晰化或变亮方面具有极深的效果。

控制器可位于光学元件内、光学元件的表面上或光学元件外部。光传感器或检测器在首先从里面走到外面或从外面走到里面时感测光透射率的改变以接通加热元件。控制器可在包括光致变色剂的层或光学元件的温度上升摄氏1至25度时切断加热器。当从室内走到室外时，控制器可在传感器感测到光透射率下降到50％光透射率以下时切断加热器，当从外面走到里面时，控制器可在传感器感测到光透射率增加到80％光透射率以上时切断加热元件。在某些实施方案中，还提供UV传感器以感测UV光的能级且进而与控制器通信，使得控制器将接通和切断加热元件。当从里面走到外面及从外面走到里面时，使用长波长的UV和蓝光传感器(380至480纳米)非常有用。在大多数(但不是所有)情况下，当UV光、长波长的蓝光透射率中的一者改变在5％至30％的范围内时，传感器(直接地或间接地)传达至控制器。当使用传感器时，UV传感器通常(但并不总是)位于光致变色剂的定位成最靠近入射的UV和长波长的蓝光且离用户的眼睛最远的一侧上。

计时器可为控制器的部分或与控制器分离。当与控制器分离时，计时器可位于光学元件内、光学元件的表面上和光学元件外部。应理解，术语计时器可为任何计时元件、机构或软件，无论是在控制器内还是控制器外面。一旦热传感器感测到包括光致变色剂的层或光学元件的温度上升在1C至25C的范围内，计时器就可传达至控制器以在1毫秒至5分钟的一段时间之后切断加热元件。计时器还可提供热能的一连串或一系列快速的短期爆发，每一爆发将在温度达到峰值，将具有所要热效应。

传感器可位于光学元件内、光学元件的表面上或光学元件外部。传感器可为光传感器或光检测器、热传感器、UV光传感器、长波长的蓝光传感器。在优选实施方案中，光传感器或光检测器位于包括光致变色剂的层或光学元件后面。在另一优选实施方案中，光传感器提供为面向上的以测量来自上方的环境光。这允许测量环境光的等级或强度。在此情况下，光传感器可感测室内光与室外光相比于来自包括一种或多种光致变色剂的镜片或光学元件的光的强度之间的差异。通过感测知道装置是在室外还是室内，控制器将知道何时激活加热器及热管理系统。光传感器可为UV光传感器和/或可见光传感器。如果需要，也可使用多个光传感器。

当使用热传感器时，热传感器将感测加热元件、光学元件、光致变色层或光致变色光学元件中的一者或多者的温度水平。在感测到某一温度已实现后，控制器可接着接通或切断加热元件或构件和/或增加或减少加热元件的热。热传感器可位于包括光致变色剂的层或光学元件的任一侧上。除了光传感器之外还可利用热传感器。在另一优选实施方案中，热传感器定位成邻近光致变色层。提供电能的电源可位于光学元件内、光学元件的表面上或光学元件外部。电源可为(仅举例来说)可再充电电池、多个可再充电电池、非可再充电电池、多个非可再充电电池、太阳能电池、多个太阳能电池、燃料电池、多个燃料电池、动能能源、多个动能能源中的一者或多者。注意：在某些实施方案中，电源和/或电组件位于眼镜镜架的一个或多个组件内或上，在其它实施方案中，电源位于眼镜镜片内，且在又其它实施方案中，电源位于眼镜镜架及镜片两者内。

在一个优选的实施方案中，恰当地提供能量、感测、控制和计时所需的电子元件都位于容纳于眼镜镜架的镜腿内的模块内。在另一优选的实施方案中，电子元件中的某些容纳于眼镜镜架的镜腿内所容纳的模块内且电子元件中的某些位于模块外部在镜片上或镜片中或在眼镜镜架的表面上。

在图14及15的又一优选实施方案中，独立的外部电子元件模块附接至眼镜镜架的内部镜腿。可附接此模块的方式可为任何方式，例如(仅举例来说)磁性的、粘合剂、维可牢搭扣、螺钉、机械压力或力。在此实施方案中，独立的电子元件模块含有所有(或大多数)所需的电子元件且提供对外部环境的高度防潮屏障。独立的外部电子元件模块还包括光传感器，其容纳于独立的模块内且经定位以通过透明但防潮的密封窗体进行感测，还定位为独立的模块的部分以用于感测环境光的能级。传感器可为UV传感器和/或可见光传感器。

独立的外部电子元件模块还包括柔性的绝缘构件，其从独立的外部模块突出且包括也连接至外部的高度防潮电子元件模块内的电子元件(直接地或间接地)的两根电导线。此柔性构件(仅举例来说，绝缘的电子柔性电缆)进入或连接至独立的外部模块的方式再次提供密封的防潮连接。两根电导线从柔性构件的末端中突出较远离独立的外部电子元件模块。这两根电导线接着连接至电子光致变色镜片内含有的加热元件，因而提供所需电力。

图14及15的此优选实施方案允许将电子光致变色镜片安装于非电子眼镜镜架(意指不含有电子元件的眼镜镜架)中。通过将独立的外部高度防潮、耐盐及防汗的电子元件模块附接至不具有电子元件和/或电子元件连接性的眼镜镜架的镜腿，此优选实施方案向位于容纳于非电子眼镜镜架内的光致变色镜片内的加热元件提供需要的/所需的电力及电连接性。这可通过以下操作而实现：通过具有绝缘的柔性构件的眼镜镜架的铰链从而允许眼镜镜架镜腿开启及关闭同时维持与光致变色镜片的电连接。应指出，尽管图14展示可再充电电池源，但此电池可为非可再充电的，或电源(而不是电池)，可为(仅举例来说)燃料电池和/或太阳能电池，或可再充电电池、非可再充电电池、燃料电池、太阳能电池和动能能源中的一者或多者的任何组合。

使用液晶可改变的着色元件的实施方案

通过以热的方式将液晶单元内的聚合物控制为处于、高于及低于其TG，液晶可被主动地控制，使得所述单元从电力要求角度变成双稳态单元且从液晶定向角度变成多稳态定向单元。如本文中所使用，多稳态定向意指控制液晶使得在实现液晶的某一定向后，液晶可主动冻结在适当位置或从那个位置释放。仅举例来说，一旦聚合物的温度处于或高于聚合物的TG且电位被应用至液晶单元以按任何量重定向液晶取向或定位，液晶的新取向或位置可通过将聚合物的温度降低至低于其TG而冻结且稍后通过使聚合物的温度升高至处于或高于其TG而释放来进一步更改其取向或定位，或重新建立其早期位置。另外，一旦液晶冻结，电位就可移除(切断电力)且液晶将保持于其冻结取向或位置。

因此实施方案的属性允许装置被制造为(仅举例来说)能够提供以下中的一者或多者：#1)双稳态(接通&切断)，#2)多稳态液晶定向，#3)选择性地调整液晶的折射率，#4)选择性地调整双折射，#5)使大多数(如果不是所有)液晶能够变成双稳态，#6)电力节省，因而较节能，#7)能够在液晶被冻结(低于聚合物的TG)时塑形而不会害怕液晶泄漏及破环或影响功能性，#8)使液晶装置具有包括液晶的多个不同区域(每一区域具有不同的所要液晶取向或定位)且在所述区域之间具有或不具有壁的情况下进行此操作的能力，#9)提供用于产生折射率梯度的构件，#10)提供用于在较广的温度范围内增加存储器装置的鲁棒稳定性的构件，#11)提供增加每一像素的存储器存储同时维持兆赫水平或较高速度，从而导致增加的带宽而不会不适当地影响切换速度或速率。

本文中公开的实施方案允许包含聚合物的一个或多个液晶单元，其中液晶单元为双稳态的，其中液晶单元的双稳态主要是通过将聚合物的温度控制得低于、处于或高于聚合物的TG而控制的。这些实施方案可还提供以热的方式将液晶单元内的聚合物控制为处于、高于及低于其TG。这允许液晶被主动地控制，使得单元从电力角度变成双稳态单元且从液晶定向角度变成多稳态单元。如本文中所使用，多稳态意指控制液晶使得在实现液晶的某一定向后，液晶可主动冻结在适当位置或从那个位置释放。仅举例来说，一旦聚合物的温度处于或高于聚合物的TG且电位被应用至液晶单元以按任何量重定向液晶取向或定位，液晶的新取向或位置可通过将聚合物的温度降低至低于其TG而冻结且稍后通过使聚合物的温度升高至处于或高于其TG而释放来进一步更改其取向或定位，或重新建立其早期位置。另外，一旦液晶冻结，电位就可移除(切断电力)且液晶将保持于其冻结取向或位置。

取决于应用及因此所使用的液晶的类型：仅举例来说，胆甾型或气动型，双稳态通过聚合物在低于聚合物的TG时将液晶稳定于一个定向和/或取向且在处于或高于聚合物的TG时将液晶稳定于不同的定向和/或取向来实现。如本文中使用的术语单体稳定液晶可为聚合物稳定液晶。

取向大大地受一个或多个取向层影响。仅举例来说，在某些实施方案中，当使聚合物稳定液晶稳定的聚合物的温度处于或高于聚合物的TG时应用电位。电位提供液晶的某一定向和/或取向。一旦使聚合物稳定液晶稳定的聚合物的温度下降到低于聚合物的TG，就可移除电位且液晶将锁定或冻结于应用电位的时间时的定向和/或取向。如果需要液晶的定向和/或取向的改变，那么将使聚合物稳定液晶稳定的聚合物的温度升高至处于或高于聚合物的TG。一旦达到此温度，可重新应用电位以更改液晶的定向和/或取向或可不应用电位(无论需要哪一种)。

应指出，液晶的此定向和/或取向影响液晶的折射率。因而双稳态可提供以下中的一者或多者：电位与无电位之间的切换，接通及切断电力以提供电位，使液晶的定向和/或取向在两个状态之间更改，使液晶的取向在成一直线与不成一直线(紊乱的)之间更改，使液晶的折射率在两个状态之间更改，使双折射在两个状态之间更改，使穿过聚合物稳定液晶单元的液体的透射率在两个状态之间更改，以及液晶锁定或冻结为一个定向和/或取向的状态对当液晶可自由移动时的不同状态。

本文中公开的实施方案允许将(仅举例来说)#1)单体稳定液晶和/或#2)聚合物稳定液晶沉积至电单元中以产生聚合物稳定液晶单元(见图43)。在优选实施方案中，利用3个电极，其中两个提供在Z轴上产生电位且一个可在X轴上产生电位。在另一优选实施方案中，利用4个电极；其中两个提供在Z轴上产生电位且其中两个可在Z轴上产生电位。使用3个或4个电极的目的为可产生电位以在一个方向上对液晶分子取向，因而提供变暗的颜色(较少光透射率)，接着同时沿着(仅举例来说)Z轴维持电位，接着将聚合物的温度降低至低于聚合物的TG以冻结分子的液晶取向。一旦温度低于聚合物的TG，接着就移除电位。当需要使颜色变亮(增加光透射率)时，接着将温度升高至处于或高于聚合物的TG且沿着(例如)X轴产生电位，且一旦分子的此下一液晶取向发生，就将聚合物的温度降低至低于聚合物的TG，且接着移除电位，因而冻结液晶分子以提供变亮的颜色(增加的光透射率)。

当将单体稳定液晶沉积于电单元内时，单体稳定液晶(仅举例来说)通过光和/或热固化，从而导致单体变成聚合物。在固化之后，聚合物稳定液晶单元可以热的方式被控制、编程和再编程。当将聚合物稳定液晶沉积至电单元中时，聚合物稳定液晶在用以使液晶稳定的处于或高于聚合物的TG的温度下沉积。

在任一情况下，如果自由移动，液晶在首先沉积后首先定向和取向。在单体稳定液晶的情况下，一旦单体变成聚合物(在固化之后)且聚合物为低于其TG的温度，液晶就变成稳定的。且在处于或高于聚合物的TG的温度下沉积的聚合物稳定液晶的情况下，一旦温度下降至低于聚合物的TG，液晶就变成稳定的。在大多数(但不是所有)情况下，应用电位以在单体的固化期间对液晶分子取向。另外，应用电位以在聚合物的温度处于或高于其TG的温度的时段期间对液晶分子取向。一般来说，(但并不总是)当单体已固化为聚合物时不应用电位，且当聚合物的温度低于其TG时一般来说也不(但并不总是)应用电位。

此实施方案最佳地利用的聚合物分散液晶满足以下准则：

·双稳态的产生需要在LC与聚合物之间有足够的锚固力，其足以抑制处于玻化相的LC的相变

·聚合物与LC之间的可混合性必须减到最小以便产生小液滴(～5微米)

·当聚合物链移动性减小时，液滴表面之间的锚固能量必须足以在场不存在的情况下将液滴维持于对准状态

以上可(仅举例来说)通过使用两性分子聚合物以及具有能够氢键结合从而形成囊封LC液滴的胶束的基团的LC实现。普流尼克酸、PEG-磷脂偶合物、PEGb-聚酯、PEG-b-聚氨基酸。

如果聚合物的温度通过加热器升高至高于使液晶稳定的聚合物的TG，那么液晶自由地改变其在单元内的取向或定向。一旦聚合物稳定液晶单元中提供的聚合物的温度下降至低于其TG，液晶变成被截留，因为聚合物返回至凝固状态。此可通过(仅举例来说)环境冷却温度或使用珀尔帖冷却器而实现。

本文中教示的实施方案第一次提供塑形、镶边和切割为包括液晶的光学元件或装置中的一者或多者的能力。这允许能够将此单元或装置塑形为需要的任何形状而无液晶泄漏且所述单元或装置不会变得在外观上有缺陷或功能上受影响，只要聚合物维持于低于其TG的温度。塑形可通过任何电、机械或光构件(例如，仅举例来说，车床、光学修边器、研磨机、抛光机和激光器)发生。

图43至45说明使用液晶可改变的着色元件的实施方案。

图43展示并入液晶可改变的着色元件的装置。将以下按顺序安置在镜片毛坯4380上方：SiOx层4370；加热元件4360；基片层4350；液晶单元4340；基片4330；硬涂层4320；以及抗反射涂层4310。SiOx层4370充当密封剂和/或硬涂层，且也可使用其它适当材料。此处和别处情况如此，其中SiOx或SiO2被公开为用作密封剂和/或硬涂层。加热元件4360可具有本文中教示的多种结构及其变体中的任一者。液晶单元是众所周知的。液晶单元4340包含各种子结构，例如光学取向层、电极及液晶本身。液晶单元4340的电极优选地为如图44或45中所说明及其变体。“基片”4330及4350被称作“基片”是因为其可充当在上面建造液晶单元的结构元件。

图44展示液晶单元4340的电极配置。公开了第一电极配置4400及第二电极配置4450。

第一电极配置4400包含第一电极结构4410及第二电极结构4420。第二电极结构4420具有两个分离的“E”形电极4425。在液晶单元中，第一电极结构4410与第二电极结构4420安置为彼此平行，液晶之间具有间隔(未图示)。当在第一电极结构4410与第二电极结构4420之间应用电位时，所得电场使液晶定向为垂直于电极结构的平面。当在“E”形电极4425之间应用电位时，所得电场使液晶沿着“E”的三条线的方向(即，在图44中从右到左)且平行于电极结构的平面而定向。

第二电极配置4450类似于第一电极配置4400。第二电极配置包含第一电极结构4460及第二电极结构4470，其类似于第一电极结构4410及第二电极结构4420。第二电极结构4470具有两个分离的“E”形电极4475，其类似于“E”形电极4425。第二电极配置4450与第一电极配置4400不同之处在于“E”形电极放置得不同。第二电极配置按与第一电极配置4400相同的方式操作。

图45展示液晶单元4340的电极配置。公开了第三电极配置4500及第二电极配置4550。

第三电极配置4500类似于第一电极配置4400。第三电极配置包含第一电极结构4510及第二电极结构4520，其类似于第一电极结构4410及第二电极结构4410。第二电极结构4520具有两个分离的“E”形电极4525，其类似于“E”形电极4425。第一电极结构4520与第一电极结构4420不同之处在于第一电极结构4520也包含“E”形电极4525。在配置4500(及4550)中，当需要横向地定向液晶时，可在相同方向上在电极4525上方及电极4515上方应用电位。

第四电极配置4550类似于第三电极配置4500。第四电极配置包含第一电极结构4560及第二电极结构4570，其类似于第一电极结构4510及第二电极结构4510。第一电极结构4560具有两个分离的“E”形电极4565，且第二电极结构4570各自具有两个分离的“E”形电极4575，其类似于第一电极结构4510及第二电极结构4520。第四电极配置4550与第三电极配置4500不同之处在于“E”形电极放置得不同，但两个电极配置以类似的方式操作。

尽管图43至45中说明了特定几何形状，但本领域技术人员将了解，其它几何形状可用于产生类似效应。举例来说，“E”形仅为实现平行于电极的平面的电场(图式中为从左到右)的若干方式中的一种，且合适的变化对于本领域技术人员应易于显而易见。

使用电致变色可改变的着色元件的实施方案

电致变色装置的性能可通过利用本文中公开的实施方案而增强。见图46。通过使用透明加热器，有可能使固态热塑性聚合物电解质提供增强的性能。这可通过将热塑性聚合物的温度升高至处于或高于热塑性聚合物的TG的温度而实现。当聚合物电解质的温度处于或接近聚合物的TG时，电解质将向装置提供增加的切换速度以及增加的电力效率(意指其将花费较少电力来驱动装置)。实施方案还提供使用固态聚合物电解质，除非温度处于或高于所使用的聚合物的TG，否则固态聚合物电解质将不会更改装置的颜色或光透射率。因此，当温度低于固态聚合物电解质的TG时，光透射的颜色不改变且其颜色和/或光透射率保持冻结，使得电力可移除，但当温度升高至处于或高于固态聚合物电解质的TG时，其允许颜色和/或光透射率的改变。一旦新的所要颜色和/或光透射率出现，接着固态聚合物电解质的温度就降低，使得颜色和/或光透射率冻结且接着移除电力。

图46展示固态电致变色装置。所述装置包含光学元件4650、透明加热器4640、第一电极4630、固态聚合物电解质4620及第二电极4610。还可包含与本文中的公开一致的其它层。

所附说明不希望为受自身限制的。各种层的位置存在许多其它组合，其也将落入实施方案的范围内。可在应用加热元件或构件之前硬涂布光学元件。实施方案涵盖一个或多个SiO2层的使用。实施方案涵盖通过行业中已知及适当的方式(例如，仅举例来说，沉积、溅射、真空系统、自旋、浸渍涂布、模内转印、吸液等)放置的各种层和电极。本说明书内提供的时间、温度范围、TG(玻璃化转变温度或材料软化点)也不希望受自身限制。术语“透明的”(例如，如“透明的加热器”中所使用的)不意味着要求100％透明。而是，整个装置在其清晰状态应至少80％透明，且优选85％透明或90％透明，且最优选95％透明。任何给定层(例如，透明电极)因足够透明使得可满足这些整体透明性。常用的透明导体，例如沉积为透明导体的行业中常用的厚度的ITO层，应视为透明的。实施方案还涵盖借助特定环境温度选择聚合物层的特定聚合物(其中将利用实施方案)，以及考虑以下中的至少一者；可改变的着色元件或试剂的类型及聚合物的TG。可改变的着色元件或试剂可为(仅举例来说)：光致变色的、热致变色的、聚合物分散二色性液晶的及电致变色的。聚合物层可具有1微米至1.5毫米的厚度。在大多数(但不是所有)实施方案中，光学系统容纳于或附接至包括电子元件的眼镜。另外，应理解，尽管本文中教示的实施方案可使用光致变色的可改变的着色元件或试剂，但实施方案不应限于光致变色的可改变的着色元件或试剂。另外，尽管先前公开的大多数实施方案教示光致变色的可改变的着色层或元件，但可用热致变色的、聚合物分散二色性液晶元件或固态电致变色的可改变的着色层或元件进行取代，当然其具有所需构造及与其相关联的启用电子元件。光致变色层、热致变色层、液晶单元、电致变色装置中的每一者的构造是已知的。本文中公开的发明不意在仅限于眼用镜片或眼用光学元件。预期透射光的任何光学元件或装置可包括本发明。

如本文中所使用，术语“包括”用以描述还可包含其它元件的元件的列表-所述术语描述开放的列表。“包括”元件A、元件B及元件C的装置必须包含那些元件，但还可包含未特定地陈述的其它元件。词语包括的这个用法在专利权利要求书中是普通的及普遍的。

如本文中所使用，术语“实施方案”及“发明”指发明活动的实施例。这些术语不希望限制本文中公开的整体发明的范围。本文中描述的各种实施方案可能具有或可能不具有重叠。本发明的公开也不希望必然被标记为“实施方案”。本文中描述的实施方案可以各种排列进行组合，如对于本领域技术人员应易于显而易见。

Claims (96)

1.一种装置，其包括：

基本眼用光学元件；

可改变的着色元件，其安置于所述基本眼用元件上方；以及

透明的加热元件，其适用于对所述可改变的着色元件加热。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述装置是眼镜，且其中所述眼镜包含热管理系统，所述热管理系统包括：

所述透明的加热元件；

传感器；

控制器，其电连接至所述传感器，其中所述控制器适用于检测来自所述传感器的输入，且基于来自所述传感器的输入控制所述透明的加热元件；以及

能源，其电连接至所述透明的加热元件。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述可改变的着色元件是光致变色的。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述传感器为光检测器。

5.如权利要求3所述的装置，其中所述传感器为光传感器。

6.如权利要求2所述的装置，其中所述传感器为热传感器。

7.如权利要求2所述的装置，其还包括计时器。

8.如权利要求2所述的装置，其中所述控制器接通和切断所述加热元件。

9.如权利要求7所述的装置，其中所述计时器与所述控制器通信以接通所述加热元件持续一段时间。

10.如权利要求2所述的装置，其中所述可改变的着色元件包括聚合物层，且其中所述加热器使所述聚合物层的温度升高至高于所述聚合物的玻璃化转变温度持续一段时间且接着允许所述聚合物层的所述温度降低至低于所述聚合物层的玻璃化转变温度。

11.如权利要求2所述的装置，其中所述传感器为热传感器，且其中所述热传感器与所述控制器通信以接通或切断所述加热元件。

12.如权利要求2所述的装置，其中所述传感器为热传感器，且其中所述热传感器与所述控制器通信以调高或调低所述加热元件的热度。

13.如权利要求2所述的装置，其中所述传感器为热传感器，且其中所述装置不包含光检测器。

14.如权利要求1所述的装置，其中所述可改变的着色元件包括为光致变色剂的材料层。

15.如权利要求1所述的装置，其中所述加热元件能够将所述聚合物层加热至高于其玻璃化转变温度。

16.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件由玻璃构成。

17.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件由塑料构成。

18.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件由复合材料构成。

19.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件为窗体。

20.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件是挡风罩的光学元件。

21.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件为眼用镜片。

22.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件为眼镜镜片。

23.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件为电子镜片。

24.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件为眼内镜片。

25.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件为隐形镜片。

26.如权利要求2所述的装置，其中所述热管理系统包括：所述传感器、所述计时器以及所述透明的加热元件。

27.如权利要求1所述的装置，其中所述聚合物层包括具有在30C与140C之间的玻璃化转变温度的材料。

28.如权利要求1所述的装置，其中所述光学元件包括具有在30C与140C之间的玻璃化转变温度的材料。

29.如权利要求1所述的装置，其中所述加热元件适用于向所述可改变的着色元件提供1C与25C之间的温度上升。

30.如权利要求3所述的装置，其中所述加热元件适用于向所述光致变色剂提供1C与25C之间的温度上升。

31.如权利要求7所述的装置，其中一旦所述热传感器感测到包括所述光致变色剂的所述光学元件或层的在1C至25C的范围内的温度上升，所述计时器就在1毫秒至5分钟的范围内的时段之后切断所述加热器。

32.如权利要求2所述的装置，其中一旦所述加热元件向所述可改变的着色元件提供在1C至25C的所述范围内的温度上升，所述控制器就切断所述加热元件。

33.如权利要求2所述的装置，其中所述传感器为UV传感器，且一旦所述UV传感器感测到UV光和或长波长的蓝光透射率改变5％至30％，所述控制器就接通所述加热元件。

34.如权利要求33所述的装置，其中所述UV传感器位于所述可改变的着色元件的最靠近UV光源的一侧上。

35.如权利要求2所述的装置，其中所述热管理系统包括开关。

36.如权利要求35所述的装置，其中所述开关为以下项中的一者：手动开关、触摸开关、电容开关以及光开关。

37.如权利要求2所述的装置，其中所述光学元件包括第一光致变色层和第二光致变色层，其中所述第一光致变色层相比于所述第二光致变色层更靠近用户的眼睛。

38.如权利要求37所述的装置，其中所述第二光致变色层相比于所述第一光致变色层更具光反应性。

39.如权利要求37所述的装置，其中所述第一光致变色层相比于所述第二光致变色层更具光反应性。

40.如权利要求2所述的装置，其中所述传感器相比于所述可改变的着色元件定位得更靠近用户的眼睛。

41.如权利要求2所述的装置，其中所述传感器相比于所述可改变的着色元件定位得更远离用户的眼睛。

42.如权利要求37所述的装置，其中所述传感器位于第一光致变色层与第二光致变色层之间。

43.如权利要求37所述的装置，其中所述透明的加热元件位于第一光致变色层与第二光致变色层之间。

44.如权利要求37所述的装置，借此所述光学元件包括在所述光学元件的前表面上的加热元件且定位成靠近所述第一光致变色层。

45.如权利要求5所述的装置，其中所述光传感器直接地或间接地与所述加热元件通信以便响应于由所述光传感器检测到的光而接通或切断所述加热元件。

46.如权利要求2所述的装置，其中所述控制器使所述加热元件在一段时间内循环接通和切断持续至少两个循环。

47.如权利要求9所述的装置，其中所述计时器使所述加热元件在一段时间内循环接通和切断持续至少两个循环。

48.如权利要求1所述的装置，其包括覆盖所述透明的加热元件的SiO2层。

49.如权利要求48所述的装置，其中所述SiO2层具有在2微米与20微米之间的厚度。

50.如权利要求2所述的装置，其中所述能源为以下项中的一者或多者：可再充电电池、非可再充电电池、太阳能电池、燃料电池以及动能能源。

51.如权利要求3所述的装置，其中所述光致变色的可改变的着色元件包含促成灰色着色的光致变色剂，且其中所述装置在室外在华氏100度的环境温度下实现20％的变暗透射率且在室内在华氏70度的室内环境温度下时在2分钟内实现85％的清晰化透射率。

52.如权利要求3所述的装置，其中所述光致变色的可改变的着色元件包含促成灰色着色的光致变色剂，且其中所述装置在室外在华氏95度的环境温度下实现30％的变暗透射率且在室内在华氏70度的室内环境温度下时在2分钟内实现85％的清晰化透射率。

53.如权利要求2所述的装置，其包括独立的电子元件模块。

54.如权利要求53所述的装置，其中所述模块在眼镜镜架外部且附接至眼镜镜架。

55.如权利要求53所述的装置，其中所述模块为防潮的。

56.如权利要求2所述的装置，其中所述装置包括可热切换的偏振元件或层。

57.如权利要求2所述的装置，其中所述热管理系统包括电子冷却元件。

58.如权利要求1所述的装置，其包括具有1微米至1.5mm的厚度的聚合物层。

59.一种应用热管理系统的方法，其包括：

a)提供包括佩戴者所需的屈光力的光致变色镜片；

b)将所述光致变色镜片镶边成眼镜镜架的形状；

c)将包括加热元件的热管理系统应用于所述镜片；

d)将抗划伤涂层应用至所述镜片；

e)将所述加热元件的正极和负极电连接至能源。

60.如权利要求59所述的方法，其中所述方法包括按以下顺序执行以下操作：

a)提供包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片；

b)将所述光致变色镜片镶边成眼镜镜架的所述形状；

c)将包括加热元件的所述热管理系统应用于所述镶边镜片；

d)将所述抗划伤涂层应用于所述加热元件的外表面上；

e)将所述加热元件的所述正极和负极电连接至所述能源。

61.如权利要求60所述的方法，其还包括在应用所述抗划伤涂层之后应用抗反射涂层。

62.如权利要求59所述的方法，其中所述方法包括按以下顺序执行以下操作：

a)提供包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片；

b)在所述镜片被修整之后且在所述镜片被镶边之前，将包括加热元件的所述热管理系统应用于所述镜片；

c)将所述抗划伤涂层应用于所述加热元件的所述外表面上；

d)将所述光致变色镜片镶边成眼镜镜架的所述形状；

e)将所述加热元件的所述正极和负极电连接至所述能源。

63.如权利要求62所述的方法，其还包括在对所述光致变色镜片镶边之后且在电连接之前应用抗反射涂层。

64.如权利要求59所述的方法，其中所述方法包括按以下顺序执行以下操作：

a)提供包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片；

b)在所述镜片被修整之后且在所述镜片被镶边之前，将包括加热元件的所述热管理系统应用于所述镜片；

c)将所述抗划伤涂层应用于所述加热元件的所述外表面上；

d)将所述光致变色镜片镶边成眼镜镜架的所述形状；

e)将所述加热元件的所述正极和负极电连接至能源。

65.如权利要求64所述的方法，其还包括在应用所述抗划伤涂层之后且在对所述镜片镶边之前应用抗反射涂层。

66.如权利要求60所述的方法，其还包括：

在镶边之后且在应用所述热管理系统之前，清洁包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片。

67.如权利要求61所述的方法，其还包括：

在镶边之后且在应用所述热管理系统之前，清洁包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片；

68.如权利要求62所述的方法，其还包括：

在提供所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前，清洁包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片。

69.如权利要求63所述的方法，其还包括：

在提供所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前，清洁包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片。

70.如权利要求64所述的方法，其还包括：

在提供所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前，清洁包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片。

71.如权利要求65所述的方法，其还包括：

在提供所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前，清洁包括佩戴者所需的屈光力的所述光致变色镜片。

72.如权利要求66所述的方法，其还包括：

在清洁所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

73.如权利要求67所述的方法，其还包括：

在清洁所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

74.如权利要求68所述的方法，其还包括：

在清洁所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

75.如权利要求69所述的方法，其还包括：

在清洁所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

76.如权利要求70所述的方法，其还包括：

在清洁所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

77.如权利要求71所述的方法，其还包括：

在清洁所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

78.如权利要求60所述的方法，其还包括：

在对所述镜片镶边之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

79.如权利要求61所述的方法，其还包括：

在对所述镜片镶边之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

80.如权利要求62所述的方法，其还包括：

在提供所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

81.如权利要求63所述的方法，其还包括：

在提供所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

82.如权利要求64所述的方法，其还包括：

在提供所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

83.如权利要求65所述的方法，其还包括：

在提供所述镜片之后且在应用所述热管理系统之前将SiO2层应用至所述光致变色镜片的所述表面上，其中将所述热管理系统应用于所述SiO2层。

84.一种光致变色物品，其包括加热元件、聚合物基质以及促成可改变的着色的光致变色剂，借此所述光致变色物品在室外在华氏100度的环境温度下实现20％的变暗透射率且在室内在华氏70度的室内环境温度下时在2分钟内实现85％的清晰化透射率。

85.一种光致变色物品，其包括加热元件、聚合物基质以及促成灰色着色的光致变色剂，借此所述光致变色物品在室外在华氏95度的环境温度下实现30％的变暗透射率且在室内在华氏70度的室内环境温度下时在2分钟内实现85％的清晰化透射率。

86.一种用于增强包括光致变色剂的光学元件的性能的系统，借此所述系统包括光学元件、光致变色剂、加热元件、计时器以及传感器。

87.一种包括基质的光致变色镜片，所述基质包括光致变色剂，借此所述基质具有超过50的TG，借此所述光致变色镜片在室外日光下变暗15分钟之后具有2分钟或更少的清晰化时间，借此所述清晰化时间提供80％光透射率

88.一种眼用镜片，其包括冷却元件、光致变色层以及加热元件，借此所述光致变色层位于所述冷却元件与加热元件之间。

89.一种眼用镜片，其包括可热切换的偏振层、加热元件以及光致变色层，借此所述加热元件位于所述光致变色层与所述可切换的偏振层之间

90.一种独立的电子元件模块，借此所述模块的一端在外部附接至眼镜镜架，借此柔性电子电缆将容纳于所述模块内的电子元件电连接至位于所述眼镜镜架中所容纳的镜片内的加热元件的电子元件。

91.一种独立的电子元件模块，借此所述模块的一端在外部附接至眼镜镜架，借此柔性电子电缆将容纳于所述模块内的电子元件电连接至位于所述眼镜镜架中所容纳的镜片内的冷却元件的电子元件。

92.一种装置，其包括：

光学元件，其具有第一表面和第二表面，且包含光致变色剂；

第一电极，其安置于所述第一表面上；

第二电极，其安置于所述第二表面上；

电压源，其连接至所述第一电极和所述第二电极，使得电位可应用至所述光致变色剂。

93.如权利要求1所述的装置，其中所述可改变的着色元件是固态的。

94.如权利要求1所述的装置，其中所述可改变的着色元件包含液体。

95.如权利要求1所述的装置，其中所述可改变的着色元件是聚合物分散二色性液晶。

96.如权利要求1所述的装置，其中所述可改变的着色元件是电致变色的。