电子感光眼镜.docx

传感器原理及检测技术创新作业电子感光调色眼镜设计电气14-16班王润琪06142382摘要：在现实生活中，人们经常遇到强光、黑暗、某一单色光强或者光强变化频繁的环境，这种环境对人们的视力是一种极大的损害，况且如今人们的视力越来越差，保护视力更变得尤为重要。可是当今市面上却缺少一种有效的调光眼镜，目前主流产品是树脂变色镜片，在亚克力树脂镜片上加入吡螺环等化学物质，让原本透明无色的的镜片，遇上强光照射，就会变成有色镜片，来做防护，可是这种眼镜有动态性能差、调色单一、使用寿命短等一系列问题，导致这类产品并没有有效的控制市场。我们现在设计的产品由光敏传感器、电控液晶玻璃、通电变色膜、LED灯泡构成。原理是光敏传感器捕捉周围环境的实时光线，经过内部电路及控制器分析光的强度、频率等参数，反馈到电控液晶玻璃的控制器上，改变其光线的通过率并且使通电变色膜改变颜色，最大效率的吸收当前光线；当处在环境昏暗的条件下，光敏传感器也能根据情况传递信息，使处在镜框上的LED灯向前发出自动调节的光线，照亮环境，同时也可手动关闭照明功能和变色功能，使其更人性化。有了这种眼镜不尽可以在玻璃建筑林立的都市中或者特种工作环境下使用，更可以在滑雪场、雪山、洞穴、沙漠等野外探险情况下使用。关键词：光敏传感器、电控液晶玻璃、光的频率创新点：运用光敏电阻捕捉信息来控制电控液晶玻璃和通电变色膜控制眼镜的颜色及遮光度。1、问题提出针对当今人们视力健康水平下降、光学环境日趋复杂等问题，我希望能设计出一种能够根据不同环境来改变自身镜片颜色和通光度的眼镜。而目前市场上的卤化银眼镜有太多不可改变的问题，如变色反应速度慢、外观差、可变颜色单一、寿命短等。因此我打算设计一款可以用于特种工作环境（如医院的照光室）、光污染严重的环境、雪地、雪山、沙漠、洞穴等情况的电子自动调光眼镜。2、问题分析在这些地点都有共同的问题就是光学环境复杂，一般的变色眼很难有效的吸收或阻隔光线。所以改变传统思路，我设想运用电子技术及传感器监测技术设计一款电子调光眼镜。我们只需要捕捉到环境中的光线，在经过分析得到光线的相关信息如频率、强度等，然后根据光线频率改变镜片的颜色，根据光线的强度改变镜片的通光率或者调节LED灯的强度。这样就能有效的克服相关的环境问题。传统的变色眼镜的原理：变色镜片用含卤化银微晶体的光学玻璃制作，根据光色互变可逆反应原理，在日光和紫外线照射下可迅速变暗，完全吸收紫外线，对可见光呈中性吸收；回到暗处，能快速恢复无色透明。而新型方法较传统方法相比有动态性能好、解决效率高、外观好、适应性强等优点。能适应绝大部分调光环境，市场前景广。3、设计方案设计这种眼镜首先要解决的问题就是传感器问题，选用什么样的传感器最合适？我最先想到的就是光敏传感器，也就是使光敏电阻，经过查阅资料我得到了许多类型的光敏电阻，像硫化铅、硫化铊、硫化镉等，他们都能根据光强、光的频率及光谱产生不同特性。由于我们想经过捕捉及分析得到两个信息量频率和光强，所以我们可以选用两种光敏电阻，根据两个传感器的信息经过处理和分离可以得到所需的物理量。可是这里还有一个问题就是这些光敏电阻受温度的影响一样很大，所以我们还需要测出温度状况，经过计算机处理消除温度对传感器的影响。下一步就要考虑选用什么电路来进行控制及算法的选用。此处需要的算法是分离出两个传感器捕捉的信号，使其分离出所需的频率信号和光强信号。然后用这些信号来控制镜片的变化，这里的具体算法还需进一步研究，不过只要根据两个传感器所捕捉的信息是可以分离出来所需要的两个物理量的，控制器我们可以选用单片机。具体实施我们要靠新型的镜片材料和镀膜，现今已有可以完成相关工作的的材料了，这种材料称为电控液晶玻璃。众所周知液晶是一种类似百叶窗的材料，可以有效控制光线的进出。我们就运用电控液晶玻璃接受处理过的光强信号，来控制这种材料的透光度，可以有效进行遮光作用。第二个材料是通电变色膜，这种材料能根据电流的大小来改变自身颜色，可以根据反馈回来的频率信号来改变颜色，使其能最大程度吸收环境中的光线。这样就能快速有效的保护眼睛，适应各种特殊环境了。如果捕捉到环境中的光线强度太弱也可以自动打开眼镜附带的LED灯，并且通过光线强度大小来自动调节LED灯的强度，使其既节能又能满足环境需要。同时还可以加入手动开关，