CN108681103A - 可切换模式的智能变色太阳镜及太阳镜智能变色方法 - Google Patents
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Abstract
一种可切换模式的智能变色太阳镜及太阳镜智能变色方法，该太阳镜包括眼镜框架、两眼镜腿、两液晶镜片和电池，还包括感光接口、电源开关控制器、触控接口、USB接口和集成控制电路板，感光接口处设置有感光电子元件；该太阳镜智能变色方法包括人手触摸触控接口切换工作模式步骤，以及调用相应工作模式的控制调节方案对两液晶镜片的黑度进行调节步骤。本发明通过触摸控制实现车内模式、户外模式两种工作模式的切换，在不同工作模式下，采用不同的控制调节方案对液晶镜片的黑度进行控制调节，从而解决了智能变色太阳镜车内使用与户外使用不兼容的矛盾，让佩戴智能变色太阳镜的人，无论处在车内环境还是户外环境，都能得到最佳的变色效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种可切换模式的智能变色太阳镜及太阳镜智能变色方法。
背景技术
现有的智能变色太阳镜，虽然可以根据太阳光线的强弱对眼镜片的黑度进行自动调节，但是佩戴者佩戴该智能变色太阳镜开车驾驶时，眼镜片自动调节黑度不够黑，智能变色效果不够好，当下午时间14:00～17:00开车向西行驶或者上午时间7:00～9:00开车向东行驶时，即使佩戴智能变色太阳镜依然感到很刺眼；因为在下午14:00～17:00或者上午7:00～9:00，这两个时间段，太阳处于落山或者升起状态，太阳高度较低，开车向西行驶或者向东行驶时，人眼看前方相当于直视太阳，非常刺眼。
另外，现有的智能变色太阳镜，调节镜片黑度方法是根据户外光线强度数据进行控制调节的。晴天有太阳时，户外光线强度范围基本在5000 LUX～100000 LUX，而车内驾驶员位置光线强度范围基本在500 LUX ～5000 LUX；晴天时，户外光线强度范围与车内驾驶员位置的光线强度范围不一样；在这种情况下，如果智能变色太阳镜的镜片黑度按照户外光线强度进行控制调节，那么就会造成车内佩戴太阳镜时，太阳镜镜片不变色或者变色效果差，如果智能变色太阳镜的镜片黑度按照车内光线强度进行控制调节，那么在户外光线不太强的环境佩戴太阳镜时，太阳镜镜片黑度就会较黑，佩戴时会有压抑感，总之两者不能很好的兼容。虽然市场上有些太阳镜产品说是可以自动识别车内环境与车外环境，但要么是不能很好的智能识别，要么只是把控制调节方案进行了折中，车内佩戴体验依然不够好。以上为现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可切换模式的智能变色太阳镜及太阳镜智能变色方法，其通过触摸控制实现车内模式（驾驶模式）、户外模式两种工作模式的切换，在不同工作模式下，采用不同的控制调节方案对液晶镜片的黑度进行控制调节，从而解决了智能变色太阳镜车内使用与户外使用不兼容的矛盾，让佩戴智能变色太阳镜的人，无论处在车内环境还是户外环境，都能得到最佳的变色效果。
本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：
一种可切换模式的智能变色太阳镜，包括眼镜框架、两眼镜腿、两液晶镜片和电池，其特征在于：还包括感光接口、电源开关控制器、触控接口、USB接口和集成控制电路板，感光接口设置在眼镜框架的中间两镜圈连接部位，感光接口处设置有感光电子元件，电源开关控制器和电池同安装在一个眼镜腿内，触控接口设置在另一个眼镜腿内或者眼镜框架内，USB接口设置在另一个眼镜腿上，集成控制电路板安装于该另一个眼镜腿内部，触控接口和USB接口均与集成控制电路板电连接，感光接口处的感光电子元件、两液晶镜片、电源开关控制器和电池均通过FPC柔性电路板与集成控制电路板电连接，电池还通过FPC柔性电路板与电源开关控制器电连接；所述感光接口用于通过感光电子元件接收光线强度量，并将接收的光线强度量，简称光强量转换成相应的电压信号输出；电源开关控制器（3）用于接通电池电源；触控接口用于人手触摸发出模式切换指令信号；USB接口用于为电池充电的接口；集成控制电路板用于控制电池的充电，稳定电池电源电压为系统提供稳定的供电电压，通过模式切换控制器电路接收触控接口发出的模式切换指令信号并将该模式切换指令信号转换成电平信号输出，通过低功耗MCU接收模式切换控制器电路输出的电平信号、根据该电平信号作出相应的模式转换控制，控制太阳镜两种工作模式，即户外模式和车内模式的切换，以及通过低功耗MCU接收感光接口处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号，并针对每种工作模式，根据感光接口处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片的黑度。
本发明所述集成控制电路板由充电控制器电路、电源稳压器电路、模式切换控制器电路、感光控制器电路和低功耗MCU组成，充电控制器电路用于控制电池的充电；电源稳压器电路用于稳定电池电源电压，为模式切换控制器电路、感光控制器电路和低功耗MCU提供稳定的供电电压；模式切换控制器电路用于接收触控接口发出的模式切换指令信号，并将该模式切换指令信号转换成电平信号输出给低功耗MCU；感光控制器电路用于将感光接口处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号输出给低功耗MCU；低功耗MCU用于接收模式切换控制器电路输出的电平信号，并根据该电平信号作出相应的模式转换控制，控制太阳镜两种工作模式，即户外模式和车内模式的切换，接收感光接口处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号，并针对每种工作模式，根据接收到的感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片的黑度；触控接口与集成控制电路板上的模式切换控制器电路电连接，USB接口与集成控制电路板上的充电控制器电路电连接，感光接口处的感光电子元件通过FPC柔性电路板连接到集成控制电路板上的感光控制器电路，两液晶镜片通过FPC柔性电路板与集成控制电路板上的低功耗MCU电连接，电源开关控制器通过FPC柔性电路板与集成控制电路板上的电源稳压器电路电连接，电池的正极通过FPC柔性电路板与集成控制电路板上的充电控制器电路电连接，并同时通过FPC柔性电路板与电源开关控制器电连接，电池的负极接地。
本发明所述感光接口处的感光电子元件为光敏传感器D3；所述电源开关控制器内有霍尔开关IC5、P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2和电阻R1；该智能变色太阳镜还包括有磁石，磁石设置在眼镜框架上，与安装电源开关控制器的一个眼镜腿折叠处相对应的位置；USB接口内有USB接口U1；所述充电控制器电路内有充电电源芯片IC2、电阻R21～R23、发光二极管D1和D2、N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1以及电容C3；电源稳压器电路内有稳压芯片IC3以及电容C4和C5；模式切换控制器电路内有触控芯片IC4、电阻R41和R42以及电容C41～C43；感光控制器电路内有电阻R5；低功耗MCU内有低功耗微控制器IC1、电阻R11和R12以及电容C1；
其电路连接关系为：光敏传感器D3通过FPC柔性电路板连接到集成控制电路板上的感光控制器电路，光敏传感器D3负极经电阻R5接地，正极连接稳压供电电压VCC；在电源开关控制器内，霍尔开关IC5的第2引脚连接P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的栅极和电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的源极，并同时连接霍尔开关IC5的第1引脚，霍尔开关IC5的第3引脚接地；在充电控制器电路内，充电电源芯片IC2第1引脚连接电阻R22的一端、发光二极管D1的负极以及N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的栅极，第2引脚连接N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的源极并接地，第4引脚连接电阻R22的另一端、电阻R23的一端和电容C3的一端，第5引脚连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接电容C3的另一端并接地，N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的漏极连接发光二极管D2的负极，发光二极管D2的正极连接发光二极管D1的正极和电阻R23的另一端；在电源稳压器电路内，稳压芯片IC3第1引脚连接电容C4的一端并接地，第2引脚连接电容C5的一端，并输出稳压供电电压VCC，第3引脚连接电容C4的另一端，电容C5的另一端接地；在模式切换控制器电路内，触控芯片IC4的第1、2引脚分别连接电容C41和C42的一端，电容C42的一端连接电容C41的另一端并接地，电容C42的另一端连接触控芯片IC4的第3引脚和电阻R41的一端，触控芯片IC4的第3引脚连接稳压供电电压VCC，电阻R41的另一端连接至触控芯片IC4的第4引脚，触控芯片IC4的第5、6引脚分别连接电阻R42的一端和电容C43的一端，电容C43的另一端接地，电阻R42的另一端连接触控接口；在低功耗MCU内，低功耗微控制器IC1的第19、20引脚分别连接电阻R12和R11的一端，电阻R12和R11的另一端相互短接后连接电容C1的一端，并同时连接至低功耗微控制器IC1的第21引脚，低功耗微控制器IC1的第21引脚连接稳压供电电压VCC，低功耗微控制器IC1的第22引脚连接电容C1的另一端；USB接口与充电控制器电路之间，USB接口U1第5引脚接地，第1引脚连接到充电电源芯片IC2的第4引脚；电池与充电控制器电路及电源开关控制器之间，电池的第1引脚，即电池的正极通过FPC柔性电路板与充电电源芯片IC2的第3引脚以及霍尔开关IC5的第1引脚相连接，电池的第2引脚，即电池的负极接地；电源开关控制器与电源稳压器电路之间，P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的漏极通过FPC柔性电路板连接到稳压芯片IC3的第3引脚；感光控制器电路与低功耗MCU之间，光敏传感器D3的负极连接到低功耗微控制器IC1的第7引脚；模式切换控制器电路与低功耗MCU之间，触控芯片IC4的第4引脚连接到低功耗微控制器IC1的第13引脚；两液晶镜片与低功耗MCU之间，每个液晶镜片的COM电极和SEG电极都通过FPC柔性电路板分别与低功耗微控制器IC1的第20和第19引脚相连接。
本发明所述USB接口内，USB接口U1为MICRO USB接口；所述电源开关控制器内，霍尔开关IC5的型号为A2312；所述充电控制器电路内，充电电源芯片IC2的型号为BL4054；电源稳压器电路内，稳压芯片IC3的型号为BL8064；模式切换控制器电路内，触控芯片IC4的型号为TC301；低功耗MCU内，低功耗微控制器IC1的型号为BL23M1610。
本发明的电池为聚合物锂电池。
本发明触控接口发出的模式切换指令信号为电容信号。
本发明触控接口接收到人手感应发出的模式切换指令信号，经集成控制电路板上的模式切换控制器电路转换后，转换成的电平信号为低电平信号。
一种应用于可切换模式的智能变色太阳镜的太阳镜智能变色方法，其特征在于包括以下步骤：
电源开关控制器控制电池电源接通后，集成控制电路板上的低功耗MCU默认设置工作模式为户外模式，如果不切换模式，低功耗MCU就保持在户外模式；
如果切换模式，则人手触摸触控接口，当触控接口接收到人手感应时，发出模式切换指令信号给集成控制电路板上的模式切换控制器电路，集成控制电路板上的模式切换控制器电路将该模式切换指令信号转换成电平信号输出给低功耗MCU，低功耗MCU根据该电平信号进行模式转换控制，控制太阳镜工作模式切换为车内模式，调用车内模式控制调节方案对两液晶镜片的黑度进行调节；
当切换为车内模式时，集成控制电路板上的低功耗MCU根据感光接口处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片的黑度；在车内模式时设置光强量与输出给两液晶镜片电压的对应关系为，光强量为500 LUX时，输出给两液晶镜片的电压为AC0.9V，此时两液晶镜片的黑度刚刚黑，透过率范围为30%～40%，光强量为5000 LUX时，输出给两液晶镜片的电压为AC1.8V，此时两液晶镜片的黑度达到最大，透过率范围为5%～8%，输出给两液晶镜片的电压大小与光强量大小呈线性关系；
当保持在默认设置模式户外模式时，或者在车内模式情况下人手再次触摸触控接口，转换车内模式为户外模式时，调用户外模式控制调节方案对两液晶镜片的黑度进行调节，集成控制电路板上的低功耗MCU根据感光接口处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片的黑度；在户外模式时设置光强量与输出给两液晶镜片电压的对应关系为，光强量为5000LUX时，输出给两液晶镜片的电压为AC0.9V，此时两液晶镜片的黑度刚刚黑，透过率范围为30%～40%，光强量为80000 LUX时，输出给两液晶镜片的电压为AC1.8V，此时两液晶镜片的黑度达到最大，透过率范围为5%～8%，输出给两液晶镜片的电压大小与光强量大小呈线性关系。
本发明所述触控接口接收到人手感应时，发出的模式切换指令信号为电容信号。
本发明所述触控接口接收到人手感应发出的模式切换指令信号，经集成控制电路板上的模式切换控制器电路转换后，转换成的电平信号为低电平信号。
本发明的优点是：1）通过触摸控制实现车内模式（驾驶模式）、户外模式两种工作模式的切换，只需要用手轻轻触碰眼镜腿或者眼镜框架，即可实现车内模式、户外模式的快速转换；2）在车内模式、户外模式两种不同工作模式下，采用不同的控制调节方案对液晶镜片的黑度进行控制调节，从而解决了智能变色太阳镜车内使用与户外使用不兼容的矛盾，让佩戴智能变色太阳镜的人，无论处在车内环境还是户外环境，都能得到最佳的变色效果；3）工作时间长，系统电路设计采用低功耗设计，通过USB接口充电，电池供电，冲一次电可以连续工作60小时，如果按每天佩戴4小时计算，可以连续使用15天。
附图说明
图1是可切换模式的智能变色太阳镜的俯视结构示意图；
图2是可切换模式的智能变色太阳镜的主视结构示意图；
图3是可切换模式的智能变色太阳镜的右视结构示意图；
图4是可切换模式的智能变色太阳镜的另一个眼镜腿的结构示意图；
图5是可切换模式的智能变色太阳镜的电路方框图；
图6是可切换模式的智能变色太阳镜的电路原理图；
图7是太阳镜智能变色方法模式切换流程图；
图8是车内模式时，输出给两液晶镜片的电压大小与光强量大小线性关系图；
图9是户外模式时，输出给两液晶镜片的电压大小与光强量大小线性关系图。
具体实施方式
如图1-6所示，一种可切换模式的智能变色太阳镜，包括眼镜框架1、两眼镜腿、两液晶镜片9和电池4，其特征在于：还包括感光接口8、电源开关控制器3、触控接口7、USB接口5和集成控制电路板6，感光接口8设置在眼镜框架1的中间两镜圈连接部位，感光接口8处设置有感光电子元件，电源开关控制器3和电池4同安装在一个眼镜腿内，触控接口7设置在另一个眼镜腿内或者眼镜框架1内，USB接口5设置在另一个眼镜腿上，集成控制电路板6安装于该另一个眼镜腿内部，触控接口7和USB接口5均与集成控制电路板6电连接，感光接口8处的感光电子元件、两液晶镜片9、电源开关控制器3和电池4均通过FPC柔性电路板与集成控制电路板6电连接，电池4还通过FPC柔性电路板与电源开关控制器3电连接；所述感光接口8用于通过感光电子元件接收光线强度量，并将接收的光线强度量，简称光强量转换成相应的电压信号输出；电源开关控制器3用于接通电池电源；触控接口7用于人手触摸发出模式切换指令信号；USB接口5用于为电池4充电的接口；集成控制电路板6用于控制电池4的充电，稳定电池电源电压为系统提供稳定的供电电压，通过模式切换控制器电路接收触控接口7发出的模式切换指令信号并将该模式切换指令信号转换成电平信号输出，通过低功耗MCU接收模式切换控制器电路输出的电平信号、根据该电平信号作出相应的模式转换控制，控制太阳镜两种工作模式，即户外模式和车内模式的切换，以及通过低功耗MCU接收感光接口8处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号，并针对每种工作模式，根据感光接口8处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片9相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片9的黑度。
如图1-6所示，所述集成控制电路板6由充电控制器电路10、电源稳压器电路11、模式切换控制器电路12、感光控制器电路13和低功耗MCU14组成，充电控制器电路10用于控制电池4的充电；电源稳压器电路11用于稳定电池电源电压，为模式切换控制器电路12、感光控制器电路13和低功耗MCU14提供稳定的供电电压；模式切换控制器电路12用于接收触控接口7发出的模式切换指令信号，并将该模式切换指令信号转换成电平信号输出给低功耗MCU14；感光控制器电路13用于将感光接口8处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号输出给低功耗MCU14；低功耗MCU14用于接收模式切换控制器电路12输出的电平信号，并根据该电平信号作出相应的模式转换控制，控制太阳镜两种工作模式，即户外模式和车内模式的切换，接收感光接口8处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号，并针对每种工作模式，根据接收到的感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片9相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片9的黑度；触控接口7与集成控制电路板6上的模式切换控制器电路12电连接，USB接口5与集成控制电路板6上的充电控制器电路10电连接，感光接口8处的感光电子元件通过FPC柔性电路板连接到集成控制电路板6上的感光控制器电路13，两液晶镜片9通过FPC柔性电路板与集成控制电路板6上的低功耗MCU14电连接，电源开关控制器3通过FPC柔性电路板与集成控制电路板6上的电源稳压器电路11电连接，电池4的正极通过FPC柔性电路板与集成控制电路板6上的充电控制器电路10电连接，并同时通过FPC柔性电路板与电源开关控制器3电连接，电池4的负极接地。
如图1-6所示，所述感光接口8处的感光电子元件为光敏传感器D3；所述电源开关控制器3内有霍尔开关IC5、P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2和电阻R1；该智能变色太阳镜还包括有磁石2，磁石2设置在眼镜框架1上，与安装电源开关控制器3的一个眼镜腿折叠处相对应的位置；USB接口5内有USB接口U1；所述充电控制器电路10内有充电电源芯片IC2、电阻R21～R23、发光二极管D1和D2、N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1以及电容C3；电源稳压器电路11内有稳压芯片IC3以及电容C4和C5；模式切换控制器电路12内有触控芯片IC4、电阻R41和R42以及电容C41～C43；感光控制器电路13内有电阻R5；低功耗MCU14内有低功耗微控制器IC1、电阻R11和R12以及电容C1；
其电路连接关系为：光敏传感器D3通过FPC柔性电路板连接到集成控制电路板6上的感光控制器电路13，光敏传感器D3负极经电阻R5接地，正极连接稳压供电电压VCC；在电源开关控制器3内，霍尔开关IC5的第2引脚连接P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的栅极和电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的源极，并同时连接霍尔开关IC5的第1引脚，霍尔开关IC5的第3引脚接地；在充电控制器电路10内，充电电源芯片IC2第1引脚连接电阻R22的一端、发光二极管D1的负极以及N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的栅极，第2引脚连接N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的源极并接地，第4引脚连接电阻R22的另一端、电阻R23的一端和电容C3的一端，第5引脚连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接电容C3的另一端并接地，N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的漏极连接发光二极管D2的负极，发光二极管D2的正极连接发光二极管D1的正极和电阻R23的另一端；在电源稳压器电路11内，稳压芯片IC3第1引脚连接电容C4的一端并接地，第2引脚连接电容C5的一端，并输出稳压供电电压VCC，第3引脚连接电容C4的另一端，电容C5的另一端接地；在模式切换控制器电路12内，触控芯片IC4的第1、2引脚分别连接电容C41和C42的一端，电容C42的一端连接电容C41的另一端并接地，电容C42的另一端连接触控芯片IC4的第3引脚和电阻R41的一端，触控芯片IC4的第3引脚连接稳压供电电压VCC，电阻R41的另一端连接至触控芯片IC4的第4引脚，触控芯片IC4的第5、6引脚分别连接电阻R42的一端和电容C43的一端，电容C43的另一端接地，电阻R42的另一端连接触控接口7；在低功耗MCU14内，低功耗微控制器IC1的第19、20引脚分别连接电阻R12和R11的一端，电阻R12和R11的另一端相互短接后连接电容C1的一端，并同时连接至低功耗微控制器IC1的第21引脚，低功耗微控制器IC1的第21引脚连接稳压供电电压VCC，低功耗微控制器IC1的第22引脚连接电容C1的另一端；USB接口5与充电控制器电路10之间，USB接口U1第5引脚接地，第1引脚连接到充电电源芯片IC2的第4引脚；电池4与充电控制器电路10及电源开关控制器3之间，电池4的第1引脚，即电池4的正极通过FPC柔性电路板与充电电源芯片IC2的第3引脚以及霍尔开关IC5的第1引脚相连接，电池4的第2引脚，即电池4的负极接地；电源开关控制器3与电源稳压器电路11之间，P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的漏极通过FPC柔性电路板连接到稳压芯片IC3的第3引脚；感光控制器电路13与低功耗MCU14之间，光敏传感器D3的负极连接到低功耗微控制器IC1的第7引脚；模式切换控制器电路12与低功耗MCU14之间，触控芯片IC4的第4引脚连接到低功耗微控制器IC1的第13引脚；两液晶镜片9与低功耗MCU14之间，每个液晶镜片9的COM电极和SEG电极都通过FPC柔性电路板分别与低功耗微控制器IC1的第20和第19引脚相连接。
如图6所示，所述USB接口5内，USB接口U1为MICRO USB接口；所述电源开关控制器3内，霍尔开关IC5的型号为A2312；所述充电控制器电路10内，充电电源芯片IC2的型号为BL4054；电源稳压器电路11内，稳压芯片IC3的型号为BL8064；模式切换控制器电路12内，触控芯片IC4的型号为TC301；低功耗MCU14内，低功耗微控制器IC1的型号为BL23M1610。
如图1、3、5、6所示，电池4为聚合物锂电池。
如图1、5、6所示，触控接口7发出的模式切换指令信号为电容信号。触控接口7接收到人手感应发出的模式切换指令信号，经集成控制电路板6上的模式切换控制器电路转换后，转换成的电平信号为低电平信号。
本可切换模式的智能变色太阳镜，其电路采用图6所示的电路原理图设置时，当安装电源开关控制器3的一个眼镜腿打开后，电源开关控制器3内的霍尔开关IC5，感应到设置在眼镜框架1上与此眼镜腿折叠处相对应位置的磁石2产生的磁场，在磁场的作用下，霍尔开关IC5第1、2之间产生电压，电源开关打开，电源接通，电池4电源输入到电源稳压器电路11的稳压芯片IC3，经过稳压后，输出稳压供电电压VCC到低功耗MCU14的低功耗微控制器IC1、光敏传感器D3正极、模式切换控制器电路12的触控芯片IC4，为三个器件提供稳定的供电电压。
如图1-9所示，一种应用于权利要求1-4任意一项所述的可切换模式的智能变色太阳镜的太阳镜智能变色方法，其特征在于包括以下步骤：
电源开关控制器3控制电池电源接通后，集成控制电路板6上的低功耗MCU默认设置工作模式为户外模式，如果不切换模式，低功耗MCU就保持在户外模式；
如果切换模式，则人手触摸触控接口7，当触控接口7接收到人手感应时，发出模式切换指令信号给集成控制电路板6上的模式切换控制器电路，集成控制电路板6上的模式切换控制器电路将该模式切换指令信号转换成电平信号输出给低功耗MCU，低功耗MCU根据该电平信号进行模式转换控制，控制太阳镜工作模式切换为车内模式，调用车内模式控制调节方案对两液晶镜片9的黑度进行调节；
当切换为车内模式时，集成控制电路板6上的低功耗MCU根据感光接口8处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片9相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片9的黑度；在车内模式时设置光强量与输出给两液晶镜片9电压的对应关系为，光强量为500 LUX时，输出给两液晶镜片9的电压为AC0.9V，此时两液晶镜片9的黑度刚刚黑，透过率范围为30%～40%，光强量为5000 LUX时，输出给两液晶镜片9的电压为AC1.8V，此时两液晶镜片9的黑度达到最大，透过率范围为5%～8%，输出给两液晶镜片9的电压大小与光强量大小呈线性关系，如图8所示；
当保持在默认设置模式户外模式时，或者在车内模式情况下人手再次触摸触控接口7，转换车内模式为户外模式时，调用户外模式控制调节方案对两液晶镜片9的黑度进行调节，集成控制电路板6上的低功耗MCU根据感光接口8处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片9相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片9的黑度；在户外模式时设置光强量与输出给两液晶镜片9电压的对应关系为，光强量为5000 LUX时，输出给两液晶镜片9的电压为AC0.9V，此时两液晶镜片9的黑度刚刚黑，透过率范围为30%～40%，光强量为80000 LUX时，输出给两液晶镜片9的电压为AC1.8V，此时两液晶镜片9的黑度达到最大，透过率范围为5%～8%，输出给两液晶镜片9的电压大小与光强量大小呈线性关系，如图9所示。
所述触控接口7接收到人手感应时，发出的模式切换指令信号为电容信号。
所述触控接口7接收到人手感应发出的模式切换指令信号，经集成控制电路板6上的模式切换控制器电路转换后，转换成的电平信号为低电平信号，集成控制电路板6上的低功耗MCU根据该低电平信号进行模式转换控制，控制太阳镜工作模式切换为车内模式或者户外模式；触控接口7每接收到一次人手触摸感应，太阳镜工作模式由户外模式到车内模式或者由车内模式到户外模式，依次循环切换。
Claims (10)
1.一种可切换模式的智能变色太阳镜，包括眼镜框架（1）、两眼镜腿、两液晶镜片（9）和电池（4），其特征在于：还包括感光接口（8）、电源开关控制器（3）、触控接口（7）、USB接口（5）和集成控制电路板（6），感光接口（8）设置在眼镜框架（1）的中间两镜圈连接部位，感光接口（8）处设置有感光电子元件，电源开关控制器（3）和电池（4）同安装在一个眼镜腿内，触控接口（7）设置在另一个眼镜腿内或者眼镜框架（1）内，USB接口（5）设置在另一个眼镜腿上，集成控制电路板（6）安装于该另一个眼镜腿内部，触控接口（7）和USB接口（5）均与集成控制电路板（6）电连接，感光接口（8）处的感光电子元件、两液晶镜片（9）、电源开关控制器（3）和电池（4）均通过FPC柔性电路板与集成控制电路板（6）电连接，电池（4）还通过FPC柔性电路板与电源开关控制器（3）电连接；所述感光接口（8）用于通过感光电子元件接收光线强度量，并将接收的光线强度量，简称光强量转换成相应的电压信号输出；电源开关控制器（3）用于接通电池电源；触控接口（7）用于人手触摸发出模式切换指令信号；USB接口（5）用于为电池（4）充电的接口；集成控制电路板（6）用于控制电池（4）的充电，稳定电池电源电压为系统提供稳定的供电电压，通过模式切换控制器电路接收触控接口（7）发出的模式切换指令信号并将该模式切换指令信号转换成电平信号输出，通过低功耗MCU接收模式切换控制器电路输出的电平信号、根据该电平信号作出相应的模式转换控制，控制太阳镜两种工作模式，即户外模式和车内模式的切换，以及通过低功耗MCU接收感光接口（8）处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号，并针对每种工作模式，根据感光接口（8）处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片（9）相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片（9）的黑度。
2.根据权利要求1所述的可切换模式的智能变色太阳镜，其特征在于：所述集成控制电路板（6）由充电控制器电路（10）、电源稳压器电路（11）、模式切换控制器电路（12）、感光控制器电路（13）和低功耗MCU（14）组成，充电控制器电路（10）用于控制电池（4）的充电；电源稳压器电路（11）用于稳定电池电源电压，为模式切换控制器电路（12）、感光控制器电路（13）和低功耗MCU（14）提供稳定的供电电压；模式切换控制器电路（12）用于接收触控接口（7）发出的模式切换指令信号，并将该模式切换指令信号转换成电平信号输出给低功耗MCU（14）；感光控制器电路（13）用于将感光接口（8）处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号输出给低功耗MCU（14）；低功耗MCU（14）用于接收模式切换控制器电路（12）输出的电平信号，并根据该电平信号作出相应的模式转换控制，控制太阳镜两种工作模式，即户外模式和车内模式的切换，接收感光接口（8）处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号，并针对每种工作模式，根据接收到的感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片（9）相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片（9）的黑度；触控接口（7）与集成控制电路板（6）上的模式切换控制器电路（12）电连接，USB接口（5）与集成控制电路板（6）上的充电控制器电路（10）电连接，感光接口（8）处的感光电子元件通过FPC柔性电路板连接到集成控制电路板（6）上的感光控制器电路（13），两液晶镜片（9）通过FPC柔性电路板与集成控制电路板（6）上的低功耗MCU（14）电连接，电源开关控制器（3）通过FPC柔性电路板与集成控制电路板（6）上的电源稳压器电路（11）电连接，电池（4）的正极通过FPC柔性电路板与集成控制电路板（6）上的充电控制器电路（10）电连接，并同时通过FPC柔性电路板与电源开关控制器（3）电连接，电池（4）的负极接地。
3.根据权利要求2所述的可切换模式的智能变色太阳镜，其特征在于：所述感光接口（8）处的感光电子元件为光敏传感器D3；所述电源开关控制器（3）内有霍尔开关IC5、P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2和电阻R1；该智能变色太阳镜还包括有磁石（2），磁石（2）设置在眼镜框架（1）上，与安装电源开关控制器（3）的一个眼镜腿折叠处相对应的位置；USB接口（5）内有USB接口U1；所述充电控制器电路（10）内有充电电源芯片IC2、电阻R21～R23、发光二极管D1和D2、N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1以及电容C3；电源稳压器电路（11）内有稳压芯片IC3以及电容C4和C5；模式切换控制器电路（12）内有触控芯片IC4、电阻R41和R42以及电容C41～C43；感光控制器电路（13）内有电阻R5；低功耗MCU（14）内有低功耗微控制器IC1、电阻R11和R12以及电容C1；
其电路连接关系为：光敏传感器D3通过FPC柔性电路板连接到集成控制电路板（6）上的感光控制器电路（13），光敏传感器D3负极经电阻R5接地，正极连接稳压供电电压VCC；在电源开关控制器（3）内，霍尔开关IC5的第2引脚连接P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的栅极和电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的源极，并同时连接霍尔开关IC5的第1引脚，霍尔开关IC5的第3引脚接地；在充电控制器电路（10）内，充电电源芯片IC2第1引脚连接电阻R22的一端、发光二极管D1的负极以及N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的栅极，第2引脚连接N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的源极并接地，第4引脚连接电阻R22的另一端、电阻R23的一端和电容C3的一端，第5引脚连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接电容C3的另一端并接地，N沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q1的漏极连接发光二极管D2的负极，发光二极管D2的正极连接发光二极管D1的正极和电阻R23的另一端；在电源稳压器电路（11）内，稳压芯片IC3第1引脚连接电容C4的一端并接地，第2引脚连接电容C5的一端，并输出稳压供电电压VCC，第3引脚连接电容C4的另一端，电容C5的另一端接地；在模式切换控制器电路（12）内，触控芯片IC4的第1、2引脚分别连接电容C41和C42的一端，电容C42的一端连接电容C41的另一端并接地，电容C42的另一端连接触控芯片IC4的第3引脚和电阻R41的一端，触控芯片IC4的第3引脚连接稳压供电电压VCC，电阻R41的另一端连接至触控芯片IC4的第4引脚，触控芯片IC4的第5、6引脚分别连接电阻R42的一端和电容C43的一端，电容C43的另一端接地，电阻R42的另一端连接触控接口（7）；在低功耗MCU（14）内，低功耗微控制器IC1的第19、20引脚分别连接电阻R12和R11的一端，电阻R12和R11的另一端相互短接后连接电容C1的一端，并同时连接至低功耗微控制器IC1的第21引脚，低功耗微控制器IC1的第21引脚连接稳压供电电压VCC，低功耗微控制器IC1的第22引脚连接电容C1的另一端；USB接口（5）与充电控制器电路（10）之间，USB接口U1第5引脚接地，第1引脚连接到充电电源芯片IC2的第4引脚；电池（4）与充电控制器电路（10）及电源开关控制器（3）之间，电池（4）的第1引脚，即电池（4）的正极通过FPC柔性电路板与充电电源芯片IC2的第3引脚以及霍尔开关IC5的第1引脚相连接，电池（4）的第2引脚，即电池（4）的负极接地；电源开关控制器（3）与电源稳压器电路（11）之间，P沟道耗尽型绝缘栅场效应管Q2的漏极通过FPC柔性电路板连接到稳压芯片IC3的第3引脚；感光控制器电路（13）与低功耗MCU（14）之间，光敏传感器D3的负极连接到低功耗微控制器IC1的第7引脚；模式切换控制器电路（12）与低功耗MCU（14）之间，触控芯片IC4的第4引脚连接到低功耗微控制器IC1的第13引脚；两液晶镜片（9）与低功耗MCU（14）之间，每个液晶镜片（9）的COM电极和SEG电极都通过FPC柔性电路板分别与低功耗微控制器IC1的第20和第19引脚相连接。
4.根据权利要求3所述的可切换模式的智能变色太阳镜，其特征在于：所述USB接口（5）内，USB接口U1为MICRO USB接口；所述电源开关控制器（3）内，霍尔开关IC5的型号为A2312；所述充电控制器电路（10）内，充电电源芯片IC2的型号为BL4054；电源稳压器电路（11）内，稳压芯片IC3的型号为BL8064；模式切换控制器电路（12）内，触控芯片IC4的型号为TC301；低功耗MCU（14）内，低功耗微控制器IC1的型号为BL23M1610。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的可切换模式的智能变色太阳镜，其特征在于：电池（4）为聚合物锂电池。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的可切换模式的智能变色太阳镜，其特征在于：触控接口（7）发出的模式切换指令信号为电容信号。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的可切换模式的智能变色太阳镜，其特征在于：触控接口（7）接收到人手感应发出的模式切换指令信号，经集成控制电路板（6）上的模式切换控制器电路转换后，转换成的电平信号为低电平信号。
8.一种应用于权利要求1-4任意一项所述的可切换模式的智能变色太阳镜的太阳镜智能变色方法，其特征在于包括以下步骤：
电源开关控制器（3）控制电池电源接通后，集成控制电路板（6）上的低功耗MCU默认设置工作模式为户外模式，如果不切换模式，低功耗MCU就保持在户外模式；
如果切换模式，则人手触摸触控接口（7），当触控接口（7）接收到人手感应时，发出模式切换指令信号给集成控制电路板（6）上的模式切换控制器电路，集成控制电路板（6）上的模式切换控制器电路将该模式切换指令信号转换成电平信号输出给低功耗MCU，低功耗MCU根据该电平信号进行模式转换控制，控制太阳镜工作模式切换为车内模式，调用车内模式控制调节方案对两液晶镜片（9）的黑度进行调节；
当切换为车内模式时，集成控制电路板（6）上的低功耗MCU根据感光接口（8）处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片（9）相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片（9）的黑度；在车内模式时设置光强量与输出给两液晶镜片（9）电压的对应关系为，光强量为500 LUX时，输出给两液晶镜片（9）的电压为AC0.9V，此时两液晶镜片（9）的黑度刚刚黑，透过率范围为30%～40%，光强量为5000 LUX时，输出给两液晶镜片（9）的电压为AC1.8V，此时两液晶镜片（9）的黑度达到最大，透过率范围为5%～8%，输出给两液晶镜片（9）的电压大小与光强量大小呈线性关系；
当保持在默认设置模式户外模式时，或者在车内模式情况下人手再次触摸触控接口（7），转换车内模式为户外模式时，调用户外模式控制调节方案对两液晶镜片（9）的黑度进行调节，集成控制电路板（6）上的低功耗MCU根据感光接口（8）处感光电子元件接收光强量转换成的电压信号大小，进行运算分析，输出给两液晶镜片（9）相应的合适电压值，从而智能调节两液晶镜片（9）的黑度；在户外模式时设置光强量与输出给两液晶镜片（9）电压的对应关系为，光强量为5000 LUX时，输出给两液晶镜片（9）的电压为AC0.9V，此时两液晶镜片（9）的黑度刚刚黑，透过率范围为30%～40%，光强量为80000 LUX时，输出给两液晶镜片（9）的电压为AC1.8V，此时两液晶镜片（9）的黑度达到最大，透过率范围为5%～8%，输出给两液晶镜片（9）的电压大小与光强量大小呈线性关系。
9.根据权利要求8所述的太阳镜智能变色方法，其特征在于：所述触控接口（7）接收到人手感应时，发出的模式切换指令信号为电容信号。
10.根据权利要求8或9所述的太阳镜智能变色方法，其特征在于：所述触控接口（7）接收到人手感应发出的模式切换指令信号，经集成控制电路板（6）上的模式切换控制器电路转换后，转换成的电平信号为低电平信号。
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| CN111965843B (zh) * | 2020-09-11 | 2022-06-24 | 嘉兴快闪新材料有限公司 | 一种电致变色眼镜 |
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