門鏡俗名叫做貓眼。從室內(nèi)通過門鏡向外看,能看清門外視場角約為120。范圍內(nèi)的所有景像,而從門外用肉眼通過門鏡卻無法看到室內(nèi)的任何東西。但是,不法分子從門外通過由光學(xué)透鏡組成的光學(xué)儀卻能方便地看到室內(nèi)的狀況。
文中利用紅外探測技術(shù)和液晶盒的光學(xué)開關(guān)特性,給出了一種防窺門鏡的解決新方法,為門鏡的防窺技術(shù)提供了一條新的解決思路,具有廣闊的市場前景。
1 結(jié)構(gòu)簡介
防窺門鏡包括光學(xué)系統(tǒng)、液晶盒及其控制電路、紅外探測及其控制電路3部分組成。
1.1 光學(xué)部分
普通的門鏡由4個透鏡組成,從外到里是3個靠得很近的凹透鏡和一個相距較遠的凸透鏡,3個靠近的凹透鏡可以等效成一個焦距很短的一組凹透鏡,稱為物鏡。凸透鏡為另一組,稱為目鏡,如圖1所示。
1.2 液晶盒部分
液晶盒在物鏡和目鏡之間,有兩個電極引出。電極上無電壓時,液晶盒“打開”,光可以自由穿過液晶盒,它對門鏡的光路沒有影響。當(dāng)在電極上加有一定幅值的交流電壓時,光無法穿過液晶盒,此時的液晶盒“關(guān)閉”,對門鏡的光路產(chǎn)生了阻斷,從而起到了防窺作用。
電極上所加的交流電由振蕩器提供,電壓的有效值為2~3 V,頻率為幾十到幾百Hz。
1.3 紅外探測部分
紅外探測器是一個反射式光耦,由一對紅外發(fā)射接收管構(gòu)成,安裝在目鏡一側(cè)。發(fā)射管發(fā)射紅外線。當(dāng)室內(nèi)無人靠近時,接收管接收不到人體的反射信號;當(dāng)室內(nèi)有人在目鏡這一側(cè)向外觀察時,接收管收到人體的反射信號,經(jīng)放大器及繼電器處理后產(chǎn)生響應(yīng)信號。
2 液晶盒設(shè)計
2.1 外觀設(shè)計
因為門鏡為圓形,所以液晶盒的基本結(jié)構(gòu)為圓形,其直徑與門鏡的內(nèi)徑相同。由于液晶盒需要有兩個控制電極引入,所以在圓形下方留有缺口,以便接上引腳,如圖2所示。
2.2 菲林版設(shè)計
在液晶盒的制造過程中,需要在導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層上制成所要求的電極圖形,這個過程目前是用光刻技術(shù)來完成的,光刻中需要用到具有特定圖形的菲林版,它是通過制版方法在膠片上制成與電極圖形對應(yīng)的黑白圖案,黑色區(qū)域能遮擋光,而透明區(qū)域能讓光通過。
液晶盒生產(chǎn)工藝中幾個比較重要的工序為光刻、PI涂覆、摩擦、絲印成盒等幾個工序。光刻工序是在玻璃上刻出電極圖形,其中曝光所用菲林版需要設(shè)計,因為液晶盒由上下兩片玻璃構(gòu)成,所以有上下兩張光刻菲林版;PI涂覆要用一種凸版,制作凸版需要一張菲林版;絲印成盒工序需要絲網(wǎng)印刷,絲網(wǎng)印刷所用的絲網(wǎng)制作,也需要兩張菲林版,一張是印封邊框的Seal版,另一張是印導(dǎo)電點的Dot版;因此一共需要設(shè)計5張菲林版。防盜門鏡所需液晶盒的5張菲林版,如圖3 所示。
3 電路設(shè)計
如圖4所示,與非門U2、電容C6及電阻R5、R6構(gòu)成多諧振蕩器。當(dāng)與非門U2的14腳加電壓時,振蕩器開始工作,就能輸出方波給液晶盒,使液晶盒處于“打開”狀態(tài)。反之則會“關(guān)閉”液晶盒。
LED和D1構(gòu)成反射光耦(即紅外探測頭),當(dāng)室內(nèi)無人靠近探測頭時,LED發(fā)出的紅外不能反射到D1,光敏管D1處于阻斷狀態(tài),三極管Q1因無基極偏置而處于截止狀態(tài),電源電壓經(jīng)D2、R3加至三極管Q2基極,使其導(dǎo)通,這樣繼電器1,8兩腳有電流通過,其2腳與4腳相連而與3腳斷開,振蕩電路因缺少電源而停振,液晶盒“關(guān)閉”,室外人無法通過光學(xué)儀觀察到室內(nèi)。反之,當(dāng)室內(nèi)有人靠近探測頭時,繼電器的2腳與4腳斷開而與3腳相連,振蕩器開始振蕩,從而使液晶盒“打開”,室內(nèi)人就可觀察到外面情況。
4 結(jié)束語
防窺門鏡經(jīng)過組裝和電路調(diào)試后進行了觀察。當(dāng)從物鏡一側(cè)觀察時,漆黑一片,這是液晶盒處于光阻斷狀態(tài)的緣故。當(dāng)從目鏡一側(cè)觀察時,紅外探測頭立刻工作,使液晶盒“打開”,可以自由觀察物鏡一側(cè)的狀況。因此防窺門鏡從設(shè)計,加工到組裝都達到了使用要求。