双层容腔式液体变色眼镜.pdf

一种双层容腔式液体变色眼镜，包括镜框、镜片、无色流体执行机构、有色流体、无色流体、弹性薄膜、无色流体容腔、有色流体容腔和弹性有色流体储存腔，镜片的内部由无色流体容腔、有色流体容腔和弹性薄膜组成，无色流体容腔和有色流体容腔之间由弹性薄膜隔开；无色流体执行机构安装在镜框的两个镜腿的外侧，无色流体储存在无色流体执行机构中，无色流体执行机构通过管路和无色流体容腔相连；弹性有色流体储存腔安装在镜框的两个镜腿的内侧，有色流体储存在弹性有色流体储存腔中，弹性有色流体储存腔通过管路与有色流体容腔相连。本发明通过无色流体在容腔内的压力变化使薄膜变形来控制有色流体在镜片和储存腔之间的循环流动从而改变镜片的颜色。

1.  一种双层容腔式液体变色眼镜，包括镜框、镜片，其特征在于所述变色眼镜还包括无色流体执行机构、有色流体、无色流体、弹性薄膜、无色流体容腔、有色流体容腔和弹性有色流体储存腔，其中：
所述镜片的内部由无色流体容腔、有色流体容腔和弹性薄膜组成，无色流体容腔和有色流体容腔之间由弹性薄膜隔开；
所述无色流体执行机构安装在镜框的两个镜腿的外侧，无色流体储存在无色流体执行机构中，无色流体执行机构通过管路和无色流体容腔相连；
所述弹性有色流体储存腔安装在镜框的两个镜腿的内侧，有色流体储存在弹性有色流体储存腔中，弹性有色流体储存腔通过管路与有色流体容腔相连。

2.  根据权利要求1所述的双层容腔式液体变色眼镜，其特征在于所述无色流体执行机构可采用活塞式、膜片腔式或电加热驱动方式。

3.  根据权利要求1所述的双层容腔式液体变色眼镜，其特征在于所述弹性薄膜是PDMS或其他材料的弹性光学薄膜。

4.  根据权利要求1所述的双层容腔式液体变色眼镜，其特征在于所述无色流体容腔和有色流体容腔的材料为PMMA、玻璃或高分子树脂。

5.  根据权利要求1或4所述的双层容腔式液体变色眼镜，其特征在于所述无色流体容腔的深度为1～2mm，有色流体容腔的深度为0.05～1mm。

6.  根据权利要求1所述的双层容腔式液体变色眼镜，其特征在于所述无色流体和有色流体为水、油、空气、乙醇、氮气或其它化学溶剂。

双层容腔式液体变色眼镜
技术领域
本发明涉及一种具有双层容腔的液体变色眼镜。
背景技术
目前，市场上的变色眼镜主要是采用固体变色材料，这些材料在不同的光强下，呈现不同的结构状态。例如溴化银，当光线较强时，溴化银就会分解成溴和银的颗粒，使镜片呈现出较暗的颜色，起到保护视力的功能；而当环境光线较弱时，溴离子和银离子在催化剂氧化铜的作用下，又会合成溴化银，使镜片恢复原来透明的颜色。但是这种固体变色镜存在的主要缺点是：（1）固体感光材料变色速度比较慢；（2）在完成变色后很难完全恢复到原来透明的颜色；（3）在多次使用后变色率下降；（4）价格昂贵；（5）这种固体材料的变色不能根据用户的意愿进行手动控制，对环境的依赖性较强。
最近出现的采用微流道的液体变色眼镜主要是在镜片内部制作一定形状和尺寸的微流道，通过有色液体在流道内的循环传送来实现液体的变色。但是这种液体变色眼镜的主要缺点是：（1）微流道需要利用光刻技术来制作，过程复杂，成本高；（2）微流道需要根据镜片的形状来设计拐角部位，而有色液体在此部位很容易产生残留；（3）微流道的尺寸较小，使得有色液体在流道内流动时产生较大的阻力。
发明内容
为了解决固体变色眼镜变色速度慢、变色单一、无法实现基于用户意愿的手动控制、可控性差等问题，同时解决微流道式液体变色眼镜制作过程繁琐、成本高、液体残留多及流阻较大等问题，本发明提供了一种双层容腔式液体变色眼镜。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种双层容腔式液体变色眼镜，包括镜框、镜片、无色流体执行机构、有色流体、无色流体、弹性薄膜、无色流体容腔、有色流体容腔和弹性有色流体储存腔，其中：镜片设置在镜框内，所述镜片的内部由无色流体容腔、有色流体容腔和弹性薄膜组成，无色流体容腔和有色流体容腔之间由弹性薄膜隔开；所述无色流体执行机构安装在镜框的两个镜腿的外侧，无色流体储存在无色流体执行机构中，无色流体执行机构通过管路和无色流体容腔相连；所述弹性有色流体储存腔安装在镜框的两个镜腿的内侧，有色流体储存在弹性有色流体储存腔中，弹性有色流体储存腔通过管路与有色流体容腔相连。
本发明中，所述无色流体执行机构和弹性有色流体储存腔可以安装在镜框的任意位置。
本发明中，所述无色流体执行机构可以采用活塞式、膜片腔式和电加热驱动等多种驱动方式。
本发明中，所述弹性薄膜可以是PDMS或其他材料的弹性光学薄膜。
本发明中，所述无色流体容腔和有色流体容腔的材料可以为PMMA（聚甲基丙烯酸甲脂）或玻璃或高分子树脂。
本发明中，所述无色流体和有色流体均可以是水、油、空气、乙醇、氮气、其它化学溶剂等各种液体或气体。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明在镜片内设计了双层容腔，一层为有色液体容腔，一层为无色液体容腔。通过无色液体在容腔内的压力变化产生薄膜变形来控制有色液体在容腔内的循环流动，从而实现镜片的变色功能。
2、在强光下操作执行机构将有色流体吸入镜片容腔中使镜片颜色变暗，减少射入人眼的可见光。在弱光下操作执行机构将变色液体挤压到储液腔中使镜片恢复透明。因此通过有色流体的传输可以方便的保护人眼不受强光的伤害。
3、相对于市场上的固体变色眼镜，这种液体变色眼镜的变色过程可以根据使用者的意愿随时的改变，速度快，可控性强、简单并且方便，且整个过程未涉及任何化学反应，因此对人体无害。
4、相对于微流道式液体变色眼镜，这种容腔式的液体变色镜不需要复杂的光刻制备技术来制作微流道，省去了繁琐复杂的光刻微流道的过程，降低了成本；减少了镜片内有色液体在微流道拐角处的残留，同时液体在传输过程中阻力较小，减少了有色液体的残留。
5、该变色眼镜克服了固体变色镜变色速度慢、变色单一、可控性差、对环境依赖性强等缺点。
6、本发明主要用来改变眼镜片的颜色以保护人眼不受强光的伤害。
附图说明
图1是本发明双层容腔式液体变色眼镜的立体图；
图2是本发明双层容腔式液体变色眼镜的俯视图；
图3是本发明双层容腔式液体变色镜片的结构图；
图中：1-镜框、2-变色镜片、3-无色流体执行机构、4-弹性有色流体储存腔、5-无色流体容腔、6-弹性薄膜、7-有色流体容腔、8-进口、9-排气口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：结合图1和图3说明，此变色眼镜包括一个镜框1、两个镜片2、两个无色流体（液体/气体）执行机构3、两个弹性有色流体储存腔4、无色流体容腔5、弹性薄膜6和有色流体容腔7组成。两个镜片2设置在镜框1内，两个无色流体执行机构3分别安装在镜框3的两个镜腿的外侧，两个有色流体储存腔4分别安装在两个镜腿的内侧。无色流体执行机构3是两个手动活塞，容腔内充有无色流体（液体/气体），弹性有色流体储存腔4中储存有有色流体。镜片2的内部由无色流体容腔5、有色流体容腔7和弹性薄膜6组成，三部分装配在一起构成一个眼镜片。无色流体执行机构3通过管路和镜片内的无色流体容腔5相连，弹性有色液体储液腔4通过管路与镜片内的有色流体容腔7相连。在无色流体执行机构3的作用下，无色流体可以通过手动或自动方式由管路进入镜片2内的无色流体容腔5内，也可以返回到无色流体执行机构3中。当镜片2内的无色流体在无色流体执行机构3的作用下被吸回到无色流体执行机构3内的容腔时，弹性薄膜6就会向无色流体容腔5侧形变从而将有色液体吸入到镜片2内的有色流体容腔7内，实现眼镜片的变色；当无色流体在无色流体执行机构3的作用下进入到镜片2内的无色流体容腔5时，弹性薄膜6就会向有色流体容腔7侧形变从而将有色液体挤压并输送到弹性有色流体储液腔4，眼镜片会恢复原来的颜色。
具体实施方式二：结合图1说明，无色流体容腔5的深度为1～2mm，有色流体容腔7的深度为0.05～1mm。其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明，无色流体执行机构3是两个膜片腔，安装在镜框1的两个角上。膜片腔与镜片2内的无色流体容腔5相连。当按压膜片时，膜片腔内的无色流体被推进镜片2上的无色流体容腔5内。其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图2说明，无色流体执行机构3是两个电加热装置，安装在镜框1的外侧。当打开加热器的电源时，加热器容腔内的无色流体被加热并膨胀，从而将无色流体推入镜片2内的无色流体容腔5内。当关闭加热器的电源时，加热器容腔内的流体冷却并收缩，从而又将无色流体吸回到加热器的容腔内。
具体实施方式五：结合图3说明，无色流体容腔5和有色流体容腔7的材料可以为PMMA（聚甲基丙烯酸甲脂）或玻璃或高分子树脂。其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。