CN210803893U - 可调光雪镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调光雪镜，该可调光雪镜包括镜框、镜片、液晶调光膜和驱动电源；所述镜片设置在所述镜框中，所述液晶调光膜贴附在所述镜片上，所述驱动电源采用充电电池、干电池或太阳能电池，所述驱动电源用于向所述液晶调光膜输出驱动液晶分子偏转的驱动电压。本实用新型的可调光雪镜能够提高滑雪者在不同光照条件下对于雪道和景物的视觉分辨能力，降低安全隐患。

Description

可调光雪镜

技术领域

本实用新型涉及雪镜领域，具体涉及一种可调光雪镜。

背景技术

在滑雪过程中，由于阳光的直射、雪地上阳光的强烈反射，以及滑行中的凛冽冷风，使得滑雪者的眼睛容易受到刺激，造成安全隐患，因此滑雪者需要雪镜来保护自己的眼睛。

现有技术中，雪镜的镜片大多借助模具由PC材料射出成型镜片，并在镜片表面设置偏光涂层，再进行强化处理以及液体浸镀防雾处理而制得，因此雪镜具有防强光和紫外线，以及防雾功能，能够提高滑雪者对于景物和雪道的视觉分辨能力。

但是这种雪镜具有它的局限性，雪镜的镜片只有一个固定的透过率，无法根据外界光线的强弱来改变镜片透过率。在不同天气情况下，若没有相应的镜片去适应外界环境，雪镜不但不会提高滑雪者对于雪道和景物的视觉分辨能力，还容易影响滑雪者的视野，对滑雪者造成安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种可调光雪镜，旨在解决现有技术中雪镜不能适用不同光线环境，因而造成安全隐患的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种可调光雪镜，该可调光雪镜包括镜框、镜片、液晶调光膜和驱动电源；镜片设置在镜框中，液晶调光膜贴附在镜片上，驱动电源采用充电电池、干电池或太阳能电池，驱动电源用于向液晶调光膜输出驱动液晶分子偏转的驱动电压。

优选地，可调光雪镜还包括附属镜框以及固定于附属镜框中的矫正镜片，镜框的内侧周缘设有沟槽，附属镜框的边缘沿周向设有多个弹性件，弹性件用于当附属镜框位于沟槽中时，抵掣在沟槽内。

优选地，镜片包括外镜片和位于外镜片内侧的内镜片，外镜片和内镜片之间设有夹层空腔，外镜片上开设有与夹层空腔连通的透气孔，液晶调光膜设置于夹层空腔内或内镜片的内表面。

优选地，当驱动电源采用充电电池或干电池时，可调光雪镜还包括控制器和光线感应器，控制器分别与驱动电源和光线感应器电连接，控制器用于根据光线感应器的感应信号，调节驱动电源输出的驱动电压大小。

优选地，当驱动电源采用充电电池或干电池时，可调光雪镜还包括与驱动电源和液晶调光膜中的两导电层电连接的触控感应芯片，触控感应芯片用于采集两导电层之间的电容值变化，并根据电容值变化调节驱动电源输出的驱动电压大小。

优选地，当驱动电源采用充电电池或干电池时，可调光雪镜还包括设置于镜框外侧的手动调节开关，手动调节开关与驱动电源电连接。

优选地，当驱动电源采用太阳能电池时，太阳能电池包括设置于液晶调光膜外侧的透明太阳能薄膜。

优选地，液晶调光膜包括层叠设置的第一偏光片、第一基体层、第一导电层、第一取向层、液晶层、第二取向层、第二导电层、第二基体层和第二偏光片，第一偏光片和第二偏光片的偏振化方向相互垂直，液晶层采用TN液晶材料、VA液晶材料、ECB液晶材料和STN液晶材料中的其中一种制成。

优选地，液晶调光膜包括层叠设置的第三基体层、第三导电层、第三取向层、宾主效应液晶层、第四取向层、第四导电层和第四基体层。

本实用新型通过在雪镜的镜片上设置液晶调光膜，并通过驱动电源向液晶调光膜中的两导电层施加驱动电压，在两导电层之间的液晶材料上形成电场，驱动液晶材料中的液晶分子发生偏转，从而改变对照射到液晶材料上的光线的穿过率，使穿过液晶调光膜并射入至可调光雪镜内的光线强度可调，以适应各种具有不同光线强度的外界环境，从而提高滑雪者在不同光照条件下对于雪道和景物的视觉分辨能力，降低安全隐患，保护滑雪者的眼睛，提高使用舒适度。

附图说明

图1为本实用新型的可调光雪镜的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型的可调光雪镜在一实施例中的功能模块图；

图3为本实用新型的可调光雪镜在又一实施例中的功能模块图；

图4为本实用新型的可调光雪镜在又一实施例中的功能模块图；

图5为图1中所示的液晶调光膜在一实施例中的结构示意图；

图6为图1中所示的液晶调光膜在又一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同标号表示相同的元件或具有相同功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为解决上述问题，如图1所示，本实用新型提出一种可调光雪镜，该可调光雪镜包括镜框1、镜片2、液晶调光膜4和驱动电源3；镜片2设置在镜框1中，液晶调光膜4贴附在镜片2的表面，驱动电源3采用充电电池、干电池或太阳能电池，驱动电源3用于向液晶调光膜4输出驱动液晶分子偏转的驱动电压。

本实施例中，镜片2优选树脂材料，其吸水性较好，浸泡防雾液后具有防雾效果，镜片2的外表面可进行硬化处理以防止划伤，镜片2的表面还可镀防紫外线膜等功能膜。镜框1可采用塑料、金属等材料制成，优选具有高强度和低重量的碳纤维复合材料，或具有高弹性的橡胶材料。液晶调光膜4可由上下两层柔性基材、位于两层柔性基材之间的两导电层以及位于两导电层之间的液晶材料构成。驱动电源3的作用是给两导电层施加驱动电压，两导电层上的驱动电压在液晶材料上构成电场，该电场可驱动液晶材料中的液晶分子发生偏转，驱动电压越大则液晶分子偏转角度越大，因而改变对照射到液晶材料上的光线的穿过率，使穿过液晶调光膜4并射入至可调光雪镜内的光线强度可调，以适应外界环境，从而提高滑雪者在不同光照条件下对于雪道和景物的视觉分辨能力，降低安全隐患，保护滑雪者的眼睛，提高舒适度。

驱动电源3可选择充电电池，如锂电池，充电电池固定于镜框1内或镜框1的一侧，对应的，可调光雪镜需要配合充电线充电。驱动电源3还可选择干电池，尤其优选纽扣电池，液晶调光膜4所需的用于驱动液晶分子偏转的驱动电压范围约为0V-5V，纽扣电池完全能够提供足够的驱动电压；对应的，镜框1中需要设置用于容置干电池的容置腔和可开合的安装口。驱动电源3还可选择太阳能电池，太阳能电池通过吸收太阳能并将其转化为电能，向液晶调光膜4供电，太阳能电池可根据太阳光的强度而输出相应大小的电压，液晶调光膜4的透光率随驱动电压的变化而相应改变，因此，采用太阳能电池供电的液晶调光膜4，可根据环境光的强度变化而适应性调光，对于滑雪者来说，该可调光雪镜能够自动适应各种环境，使用更为舒适和便捷。

对于一些具有视力缺陷，比如近视、远视等问题的滑雪者来说，需要先戴上矫正眼镜(尤其框架眼镜)，再在矫正眼镜外戴上雪镜，使用过程较为麻烦。而且在滑雪过程中若遇上翻滚、滑倒等动作，内部的矫正眼镜还很容易脱落，造成安全隐患。针对该问题，如图1所示，本实用新型在上一实施例的基础上，还在镜框1的内侧设置附属镜框5，以及固定于附属镜框5中的矫正镜片51。矫正镜片51根据滑雪者所需配制。附属镜框5可卡入镜框1的内侧的周缘所设的沟槽11中，且附属镜框5的边缘沿周向设有多个弹性件52，弹性件52包括可容纳于附属镜框5内的卡块以及连接该卡块与附属镜框5的弹簧，弹性件52受到挤压时，卡块和弹簧均收容于附属镜框5内，未受到挤压时，卡块突出于附属镜框5外，也就是说，弹性件52可相对附属镜框5伸缩，当附属镜框5安装到沟槽11中时，弹性件52则抵掣在沟槽11内。多个弹性件52的布置位置可上下对应或/和左右对应，以从多个方向固定附属镜框5与沟槽11的相对位置，防止附属镜框5从沟槽11中脱离。本可调光雪镜对于有视力缺陷或无视力缺陷的滑雪者均能适用。

在一较佳实施例中，如图1所示，镜片2包括外镜片21和位于外镜片21内侧的内镜片22，外镜片21和内镜片22之间设有夹层空腔，外镜片21上开设有与夹层空腔连通的透气孔211，液晶调光膜4设置于夹层空腔内或内镜片22的内表面。

其中，内镜片22优选树脂材料，外镜片21的外表面做硬化处理，并可加镀防紫外线膜等功能膜。外镜片21上的透气孔211中设置透气海绵，使空气可通过该透气孔211进入夹层空腔中，将面部排出的热气散到雪镜外，从而达到防雾的效果。液晶调光膜4可设置于夹层空腔中，即贴附于内镜片22的外表面或外镜片21的内表面，还可贴附于内镜片22的内表面。本实施例优选将液晶调光膜4贴附在外镜片21的内表面上，且覆盖在外镜片21的整个内表面，既可对液晶调光膜4进行保护，还可更为直接的接收外部环境光线。

在一较佳实施例中，如图2所示，当驱动电源3选用干电池或可充电电池时，其输出的电压值基本固定，在此基础上，可调光雪镜还包括控制器6和光线感应器7，控制器6分别与驱动电源3和光线感应器7电连接，控制器6用于根据光线感应器7的感应信号，调节驱动电源3输出的驱动电压大小。

本实施例中光线感应器7设置于镜框1中或内镜片22或外镜片21中，其感光面朝向外侧且位于液晶调光膜4的外侧，以感应射向液晶调光膜4的光线强度。该光线感应器7的作用是感应环境光的强度，并将其感应信号传输至控制器6，控制器6根据该感应信号对应控制驱动电源3的输出电压。对驱动电压的变化控制，即控制液晶调光膜4中液晶分子的偏转角度，对应调节了液晶调光膜4的透光率。因此，采用光线感应器7与控制器6可令驱动电源3输出的驱动电压精确可控，令液晶调光膜4的透光率精确可控。

在又一实施例中，如图3所示，当驱动电源3选用干电池或可充电电池时，可调光雪镜还包括与驱动电源3和液晶调光膜4中的两导电层电连接的触控感应芯片8，触控感应芯片8用于采集两导电层之间的电容值变化，并根据电容值变化调节驱动电源3输出的驱动电压大小。具体为：驱动电源3保持向液晶调光膜4输出低电压，当人体触摸液晶调光膜4表面时，由于人体电场，手指和液晶调光膜4之间形成一个耦合电容，造成类似接地的效果，当用户在液晶调光膜4上点触时，两导电层之间电容值随之产生变化，该变化被触控感应芯片8采集之后，触控感应芯片8对应在两导电层上加载波形电压，即增强两导电层之间的电场，使液晶分子偏转，液晶调光膜4的透光率随之改变。

作为优选，液晶调光膜4中的至少其中一导电层可设置为多个绝缘间隔的区域，各区域分别与触控感应芯片8电连接，当触控感应芯片8获得其中一个区域的触摸信号时，则对该区域加载波形电压，使该区域的液晶分子偏转，改变该区域的光线透过率。

在一较佳实施例中，如图4所示，当驱动电源3选用干电池或可充电电池时，可调光雪镜还包括设置于镜框1外侧的手动调节开关9，手动调节开关9与驱动电源3电连接。

为便于用户手动操作，手动调节开关9可设置于头盔本体的左右两外侧中的任意一侧，该手动调节开关9可采用旋钮(如图1所示)、滑动电阻条、滑动触控板等方式实现对驱动电压大小的调节，使用户可根据自身的需求，通过该手动调节开关9手动调节射入雪镜内的光线强度。其中，前两者可直接与驱动电源3电连接，其原理是通过在驱动电源3与液晶调光膜4之间串联一可变电阻，并通过旋钮或滑动片改变该可变电阻的电阻值，从而调节液晶调光膜4中两导电层之间的电压值。而滑动触控板则是通过一个IC控制电路获取触控板上的触摸动作，并根据该触摸动作对应控制驱动电源3的输出电压大小。触控板技术常应用于手机等电子产品中，为现有较成熟的技术，在此不多赘述。

手动调节开关9与触控感应芯片8对液晶调光膜4的透光率的调节有所差别，具体为：前者根据旋钮的旋转、电阻条的滑动或滑动触控板的滑动动作，令驱动电源3输出的驱动电压连续可调，实现了液晶调光膜4的透光率的连续变化；而后者则通过触摸信号直接将驱动电压在高电压和低电压之间切换，实现了液晶调光膜4的高透光率与地透光率两种状态之间的切换。当手动调节开关9与触控感应芯片8同时设置于可调光雪镜中时，则触控感应芯片8的优先等级更高，即，当触控感应芯片8控制驱动电源3处于高电压输出状态时，则手动调节开关9可对液晶调光膜4的透光率进行微调；当触控感应芯片8控制驱动电源3处于低电压输出状态时，手动调节开关9则无法对液晶调光膜4的透光率进行调节。

当驱动电源3采用太阳能电池时，可进一步优选透明太阳能电池薄膜，太阳能薄膜设置于液晶调光膜4的外侧，具体可设置于镜片2外侧、或镜片2内侧，或内外镜片21的夹层空腔中，但始终保持在液晶调光膜4的外侧。透明太阳能薄膜可全面覆盖整个液晶调光膜4(或其所在的镜片)，也可沿液晶调光膜4(或所在的镜片)的外沿设置，如沿周向环绕设置。直接附着于液晶调光膜4或镜片表面的透明太阳能薄膜不额外占用安装空间，因此外观上更为美观。透明太阳能薄膜的面积可按需求设定大小，从而控制其输出的驱动电压的大小范围。

在一较佳实施例中，如图5所示，液晶调光膜4包括层叠设置的第一偏光片41、第一基体层42、第一导电层43、第一取向层44、液晶层45、第二取向层46、第二导电层47、第二基体层48和第二偏光片49，第一偏光片41和第二偏光片49的偏振化方向相互垂直，液晶层45采用TN液晶材料、VA液晶材料、ECB液晶材料和STN液晶材料中的其中一种制成。其中，第一导电层43和第二导电层47即前述实施例中的液晶调光膜4中的两导电层。

本实施例以液晶层45采用TN液晶(扭曲向列相液晶)材料制成为例。第一取向层44和第二取向层46的取向方向相互垂直，用于对靠近第一基体层42和第二基体层48的液晶分子进行定向。TN液晶在无电或低电状态下呈90°或近90°扭曲状态，具有旋光性，入射光经过第一偏光片41后形成偏振光，偏振光通过TN液晶层45时被扭转的液晶旋转，离开TN液晶层45时，偏振光的偏振方向几乎与第二偏光片49的偏振化方向平行，因此光线可顺利通过，液晶调光膜4呈现高透光率；当对第一导电层43和第二导电层47施加的电压较大时，TN液晶分子的光轴朝平行于电场方向偏转，即朝垂直于基体层的方向偏转，此时液晶旋光性消失，经过第一偏光片41后的偏振光经过TN液晶层45时偏振方向几乎不发生改变，因此几乎与第二偏光片49的偏振化方向垂直，光线无法顺利通过，因此液晶调光膜4呈现不透明的暗态。因此，本液晶调光膜4能够在低光照下呈现高透光率，高光照下呈现低透光率，以及随驱动电压的变化而呈现对应的透光率，因而可以通过改变驱动电源3输出的驱动电压而调节透过液晶调光膜4的光线强度的目的。

再如，如图6所示，液晶调光膜4包括层叠设置的第三基体层410、第三导电层411、第三取向层412、宾主效应液晶层413、第四取向层414、第四导电层415和第四基体层416。其中，第三导电层411和第四导电层414即前述实施例中的液晶调光膜4中的两导电层。

其中，宾主效应液晶层413优选负性宾主效应液晶材料制成，当其在无电或低电状态下时，液晶分子垂直于第三基体层410和第四基体层416(或与基体层呈锐角夹角排列)排列，入射光可顺利通过液晶调光膜4。当对第三导电层411和第四导电层415施加较高的驱动电压时，液晶分子沿平行于第三基体层410和第四基体层416的方向偏转，使得入射光的透过率大幅降低，则液晶调光膜4整体上呈现低透光率的暗态。本实施例中，液晶调光膜4的透光率可在10％-70％之间变化，其透光可调范围相对更广。

以上的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (9)

1.一种可调光雪镜，其特征在于，包括镜框、镜片、液晶调光膜和驱动电源；所述镜片设置在所述镜框中，所述液晶调光膜贴附在所述镜片上，所述驱动电源采用充电电池、干电池或太阳能电池，所述驱动电源用于向所述液晶调光膜输出驱动液晶分子偏转的驱动电压。

2.根据权利要求1所述的可调光雪镜，其特征在于，还包括附属镜框以及固定于所述附属镜框中的矫正镜片，所述镜框的内侧周缘设有沟槽，所述附属镜框的边缘沿周向设有多个弹性件，所述弹性件用于当所述附属镜框位于所述沟槽中时，抵掣在所述沟槽内。

3.根据权利要求1所述的可调光雪镜，其特征在于，所述镜片包括外镜片和位于外镜片内侧的内镜片，所述外镜片和内镜片之间设有夹层空腔，所述外镜片上开设有与所述夹层空腔连通的透气孔，所述液晶调光膜设置于所述夹层空腔内或所述内镜片的内表面。

4.根据权利要求1所述的可调光雪镜，其特征在于，当所述驱动电源采用充电电池或干电池时，所述可调光雪镜还包括控制器和光线感应器，所述控制器分别与所述驱动电源和光线感应器电连接，所述控制器用于根据所述光线感应器的感应信号，调节所述驱动电源输出的驱动电压大小。

5.根据权利要求1所述的可调光雪镜，其特征在于，当所述驱动电源采用充电电池或干电池时，所述可调光雪镜还包括与所述驱动电源和所述液晶调光膜中的两导电层电连接的触控感应芯片，所述触控感应芯片用于采集两所述导电层之间的电容值变化，并根据所述电容值变化调节所述驱动电源输出的驱动电压大小。

6.根据权利要求1所述的可调光雪镜，其特征在于，当所述驱动电源采用充电电池或干电池时，所述可调光雪镜还包括设置于所述镜框外侧的手动调节开关，所述手动调节开关与所述驱动电源电连接。

7.根据权利要求1所述的可调光雪镜，其特征在于，当所述驱动电源采用太阳能电池时，所述太阳能电池包括设置于所述液晶调光膜外侧的透明太阳能薄膜。

8.根据权利要求1所述的可调光雪镜，其特征在于，所述液晶调光膜包括层叠设置的第一偏光片、第一基体层、第一导电层、第一取向层、液晶层、第二取向层、第二导电层、第二基体层和第二偏光片，所述第一偏光片和所述第二偏光片的偏振化方向相互垂直，所述液晶层采用TN液晶材料、VA液晶材料、ECB液晶材料和STN液晶材料中的其中一种制成。

9.根据权利要求1所述的可调光雪镜，其特征在于，所述液晶调光膜包括层叠设置的第三基体层、第三导电层、第三取向层、宾主效应液晶层、第四取向层、第四导电层和第四基体层。

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