變焦透鏡的控制裝置及控制方法、以及電子眼鏡的制作方法
【專利摘要】控制裝置(4)對(duì)具有第1基板(20)、與第1基板(20)對(duì)置的第2基板(22)、以及配置于第1基板(20)與第2基板(22)之間的變焦部(14)的變焦透鏡(2)進(jìn)行控制??刂蒲b置(4),在輸入了針對(duì)變焦部(14)的切斷信號(hào)時(shí),在設(shè)為不向變焦部(14)施加電壓后,施加規(guī)定時(shí)間的電壓,然后設(shè)為不施加。由此,可以縮短對(duì)變焦透鏡(14)的施加電壓進(jìn)行切換時(shí)產(chǎn)生的白濁時(shí)間。
【專利說明】變焦透鏡的控制裝置及控制方法、以及電子眼鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變焦透鏡的控制。更具體的是,涉及利用液晶材料等可改變折射率的透鏡的控制。
【背景技術(shù)】
[0002]變焦液晶透鏡用半制品(sem1-finished blank)由表面隆起的下基材及具有與該上表面對(duì)置接合且凹陷的背面的上基材等構(gòu)成。上下基板之間配置著由液晶材料構(gòu)成的變焦部。通過向液晶材料施加電壓,從而使變焦部的折射率可變。這種半制品經(jīng)過規(guī)定的加工,例如被用作遠(yuǎn)近兩用眼鏡的透鏡(專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2009/256977號(hào)說明書
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]-發(fā)明所要解決的技術(shù)問題-
[0007]在從向液晶材料施加了電壓的狀態(tài)切換到不施加電壓的狀態(tài)時(shí),在液晶材料從垂面(homeotiOpic)狀態(tài)向平面態(tài)過渡的過程中產(chǎn)生透鏡白濁的少許期間。在將這種透鏡遠(yuǎn)作為近兩用眼鏡來(lái)利用時(shí),招致商品價(jià)值的降低。
[0008]因此,本公開提供一種縮短變焦透鏡的施加電壓切換時(shí)產(chǎn)生的白濁狀態(tài)的期間且抑制變焦透鏡的商品價(jià)值降低的變焦透鏡的控制裝置。
[0009]-用于解決技術(shù)問題的手段-
[0010]本公開中的變焦透鏡的控制裝置控制具有第I基板、與該第I基板對(duì)置的第2基板、以及配置于第I基板與第2基板之間的變焦部的變焦透鏡。該控制裝置在向不施加電壓的狀態(tài)切換之際設(shè)為不向變焦部施加電壓之后,施加規(guī)定時(shí)間的電壓,然后設(shè)為不施加。
[0011]上述變焦部例如也可以是被實(shí)施了水平取向的膽甾型液晶(cholesteric liquidcrystal)材料。
[0012]再有,也可以在第I基板例如形成菲涅耳透鏡,使其與上述變焦部對(duì)應(yīng)。
[0013]還有,在設(shè)為不向上述變焦部施加電壓后,例如也可以在經(jīng)過了 20ms?600ms后向上述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓。
[0014]另外,在設(shè)為不向上述變焦部施加電壓之后,也可以在上述變焦部的透過率變?yōu)樽畹蜁r(shí)之前向上述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓。
[0015]此外,向上述變焦部施加的電壓例如也可以是矩形波。
[0016]再者,在設(shè)為不向上述變焦部施加電壓之后向上述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓例如也可以與矩形波的I個(gè)周期或者半個(gè)周期相當(dāng)。
[0017]進(jìn)而,向上述變焦部施加的電壓的振幅也可以與變焦透鏡的控制裝置的驅(qū)動(dòng)電壓的振幅大致相同。[0018]-發(fā)明效果-
[0019]根據(jù)本公開中的變焦透鏡的控制裝置,可以抑制變焦透鏡的商品價(jià)值的下降。即,可以縮短對(duì)變焦透鏡的施加電壓進(jìn)行切換時(shí)產(chǎn)生的白濁時(shí)間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是實(shí)施方式涉及的電子眼鏡的立體圖。
[0021]圖2A是實(shí)施方式涉及的電子眼鏡的控制框圖。
[0022]圖2B是實(shí)施方式涉及的電子眼鏡的控制部的框圖。
[0023]圖3A是構(gòu)成實(shí)施方式涉及的電子眼鏡透鏡的半制品的上基板的主視圖。
[0024]圖3B是構(gòu)成實(shí)施方式涉及的電子眼鏡透鏡的半制品的下基板的主視圖。
[0025]圖4是實(shí)施方式中的電子眼鏡透鏡的半制品的側(cè)視圖。
[0026]圖5是圖4的半制品的示意剖面分解圖。
[0027]圖6是表示實(shí)施方式涉及的電子眼鏡的一部分控制的流程圖。
[0028]圖7是適用了實(shí)施例1涉及的控制的電子眼鏡的透過率的時(shí)間變遷圖。
[0029]圖8是適用了實(shí)施例2涉及的控制的電子眼鏡的透過率的時(shí)間變遷圖。
[0030]圖9是表示未適用上述實(shí)施例涉及的控制時(shí)的電子眼鏡的透過率的時(shí)間變遷的比較圖。
[0031]圖10是表示使實(shí)施方式涉及的控制的新電壓(fresh voltage)的電壓值發(fā)生了變化時(shí)的HCT的圖。
[0032]圖11是表示到實(shí)施方式涉及的控制的新電壓和目標(biāo)透過率為止的時(shí)間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下利用附圖詳細(xì)地說明本公開涉及的用于控制變焦透鏡2(變焦透鏡的一例)的控制部4。
[0034]圖1是將從變焦透鏡用半制品6 (以下稱為半制品:sem1-blank)經(jīng)過表面加工、磨邊加工等規(guī)定的工序而得到的變焦透鏡2構(gòu)成為電子眼鏡8的示意構(gòu)成圖。電子眼鏡8由眼鏡框架10 (框架的一例)、變焦透鏡2、控制部4及傳感器部12等來(lái)構(gòu)成。
[0035]如圖1所示,在自變焦透鏡2的中心向下方偏移的區(qū)域內(nèi)形成具有液晶材料(例如膽留型)的變焦部14。借助該變焦部14,可以在電學(xué)上改變變焦透鏡2的折射率。
[0036]圖2A示出了電子眼鏡8的電學(xué)框圖。眼鏡框架10中設(shè)置有電源部16、傳感器部
12、控制部4(控制裝置的一例)及電路部18(驅(qū)動(dòng)部的一例)。
[0037]電源部16中組裝有充電用電池與升壓電路(均未圖示),向傳感器部12、控制部4及電路部18供給電壓。
[0038]傳感器部12可以由角速度傳感器或傾斜傳感器等構(gòu)成。利用這種傳感器來(lái)感測(cè)安裝有電子眼鏡8的用戶頭部的活動(dòng)并將信號(hào)向控制部4輸出。傳感器部12還可通過感知用戶的手的接觸等用戶的動(dòng)作(包含用戶進(jìn)行的操作)而輸出針對(duì)控制部4的信號(hào)。
[0039]雖然會(huì)在后面詳細(xì)地?cái)⑹隹刂撇?,但控制部4通過控制與來(lái)自傳感器部12的信號(hào)對(duì)應(yīng)地向變焦部14施加的電壓,從而使變焦部14的折射率發(fā)生變更。控制部4例如由根據(jù)程序執(zhí)行各處理的處理器和存儲(chǔ)器構(gòu)成。電路部18 (驅(qū)動(dòng)部的一例)組裝有未圖示的生成透鏡驅(qū)動(dòng)波形的電路等,根據(jù)來(lái)自控制部4的指令信號(hào)向變焦部14施加電壓,以驅(qū)動(dòng)變焦部14。
[0040]另外,控制部4作為控制裝置起作用。例如,如圖2B所示控制部4包含:輸入來(lái)自傳感器部12的接通信號(hào)或者切斷信號(hào)的輸入部41、對(duì)來(lái)自傳感器部12的切換信號(hào)進(jìn)行判定的判定部42、和將從判定部42輸出的判定結(jié)果、即指令信號(hào)向電路部18輸出的輸出部43。其中,控制裝置也可以包含控制部4及電路部18。
[0041]接著,對(duì)變焦部14的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖3B是下基板20(第I基板的一例)的主視圖,圖3A是與下基板20對(duì)置接合的上基板22(第2基板的一例)的主視圖。在下基板20中央附近的一部分區(qū)域內(nèi)形成菲涅耳透鏡24。在下基板20與上基板22之間實(shí)施規(guī)定的制膜并進(jìn)行接合,由此構(gòu)成圖4所示的半制品6。
[0042]圖5是圖4所示的半制品6的、通過變焦部14的厚度方向(與紙面平行的方向)上的示意剖面分解圖。在上基板22與下基板20之間,在與菲涅耳透鏡24對(duì)置的區(qū)域中,從下基板20側(cè)朝向上基板22,依次進(jìn)行制出第I透明導(dǎo)電膜26、第I取向膜28、液晶材料30、第2取向膜32、及第2透明導(dǎo)電膜34。與此相對(duì),在未與菲涅耳透鏡24對(duì)置的區(qū)域中,取代液晶材料30而涂敷密封劑36。S卩,液晶材料30僅被涂敷在形成有菲涅耳透鏡24的區(qū)域中,在除此以外的區(qū)域涂敷密封劑36。同樣地,也可以僅在形成有菲涅耳透鏡24的區(qū)域內(nèi)制出取向膜。在此,在為了進(jìn)行說明而省略了被配置于透明導(dǎo)電膜與取向膜之間的必需的絕緣層(例如二氧化硅膜)。這樣,形成了半制品6之后經(jīng)過規(guī)定的加工而得到變焦透鏡2。
[0043]在將具有以上構(gòu)成的電子眼鏡8例如作為折射率能兩段式地變化的遠(yuǎn)近兩用眼鏡來(lái)利用的情況下,如果用戶向下,則與用戶向上時(shí)相比進(jìn)一步減小變焦部14的折射率,以使近處視野變得良好(近視用折射率)。相反,如果用戶朝向水平方向,則傳感器部感知到該狀況,控制部4增大變焦部14的折射率,以使遠(yuǎn)方視野變得良好(遠(yuǎn)視用折射率)。
[0044]接下來(lái),在本實(shí)施方式中,詳細(xì)地說明電學(xué)地進(jìn)行變焦透鏡14的控制的控制部4相關(guān)的動(dòng)作??刂撇?大致在向變焦部14輸入了切斷信號(hào)時(shí)設(shè)為不向變焦部14施加電壓后,施加規(guī)定時(shí)間的電壓(新電壓),然后進(jìn)行設(shè)為不施加的控制。圖6在流程圖中示出了控制部4的動(dòng)作,基于該流程圖來(lái)說明控制部4的動(dòng)作。
[0045]若向電子眼鏡8接入電源,則向傳感器部12供給電壓(SI)。該狀態(tài)下變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓是切斷的,作為初始狀態(tài),變焦部14被設(shè)置成遠(yuǎn)視用折射率。然后,在傳感器部12感知到安裝了電子眼鏡8的用戶頭部的活動(dòng)、具體的是電子眼鏡8的垂直角度的變化時(shí),從傳感器部12向控制部4輸出接通信號(hào)或者切斷信號(hào)(規(guī)定的切換信號(hào)的一例)(S2)。例如,在用戶為了閱讀書本而向下時(shí),感知到頭部的規(guī)定角度的傳感器部12將接通信號(hào)向控制部4輸出。由此,電路部18將對(duì)變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓接通(S3)。此時(shí),變焦部14被設(shè)置成適于閱讀書本的近視用折射率。
[0046]在閱讀完書本,用戶將頭部置于水平時(shí),傳感器部12感知該角度并向控制部4輸出切斷信號(hào)(S4),并且經(jīng)由電路部18將向變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓切斷(S5)。此時(shí),為了對(duì)變焦部14的切斷狀態(tài)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)測(cè)而將與控制部4連接的定時(shí)器(省略圖示)置為零。若對(duì)變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓切斷,則變焦部14的折射率被設(shè)置成遠(yuǎn)視用折射率。[0047]控制部4通過定時(shí)器計(jì)測(cè)來(lái)判定變焦部14的切斷狀態(tài)是否超過了規(guī)定時(shí)間、例如IOOms(Se)??刂撇?在判定為變焦部14的切斷狀態(tài)超過了規(guī)定時(shí)間的情況下,向電路部18輸出表示僅以短時(shí)間向變焦部14施加新電壓的信號(hào)(S7)。施加了新電壓規(guī)定時(shí)間后,解除向變焦部14的電壓施加而變?yōu)榍袛酄顟B(tài)。
[0048]圖7表示本實(shí)施方式的實(shí)施例1的效果。在該圖中,在縱軸上取變焦部14的透過率、在橫軸上表示其時(shí)間變遷。在此利用的新電壓使用了周期(例如50Hz)、電壓值(例如10V)與用于驅(qū)動(dòng)變焦部14的電壓相同的脈沖的I個(gè)周期。在液晶材料30變?yōu)榻瑰F態(tài)且驅(qū)動(dòng)電壓的切斷時(shí)起經(jīng)過IOOms后施加新電壓。為了方便,設(shè)為:如果透過率為95%以上,則用戶不會(huì)感覺到將向變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓接通到切斷時(shí)產(chǎn)生的白濁狀態(tài)。如該圖所示出的,自將向變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓切斷(T=O)時(shí)開始經(jīng)過約740ms后,達(dá)到透過率95%。與示出了后述的比較例的圖9的情況相比,其差別顯著。
[0049]圖8是改變了新電壓的施加內(nèi)容的圖,將圖7中利用的新電壓設(shè)為半個(gè)周期(例如約25Hz)。由此,變焦部14的透過率雖然達(dá)到95%,但自驅(qū)動(dòng)電壓切斷起僅經(jīng)過約730ms。在圖7及圖8的實(shí)施例中,雖然在施加了新電壓之后透過率就急劇地降低,但由于是極其短的期間,未達(dá)到人們可識(shí)別的程度。
[0050]作為實(shí)施例1及2所對(duì)應(yīng)的比較例,圖9表示未施加新電壓時(shí)的例子。自將向變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓切斷時(shí)開始變化到液晶材料為焦錐態(tài),變焦部14的透過率急速地下降。然后,逐漸恢復(fù),自驅(qū)動(dòng)電壓切斷起經(jīng)過約1840ms后透過率達(dá)到95%。
[0051]接著,對(duì)使新電壓的電壓值變化時(shí)和使新電壓的施加定時(shí)變化時(shí)的透過率的恢復(fù)時(shí)間進(jìn)行敘述。
[0052]圖10示出了使新電壓的電壓值變化時(shí)的HCT (Haze Clearing Time)。在此,HCT表示使變焦部14的透過率恢復(fù)到95%為止的時(shí)間。新電壓利用的是周期(例如50Hz)與變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓相同的脈沖的I個(gè)周期。再有,自將向變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓切斷時(shí)(T=O)起經(jīng)過約IOOms后,向變焦部14施加了新電壓。根據(jù)該圖可知:優(yōu)選為與變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓相同或近似的振幅。例如,HCT優(yōu)選在約20ms?600ms的期間,更優(yōu)選在約50ms?300ms的期間。
[0053]圖11示出了新電壓的施加定時(shí)、即自把向變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓切斷時(shí)開始到施加新電壓為止的時(shí)間T和HCT的關(guān)系。根據(jù)該圖可知:新電壓的施加定時(shí)優(yōu)選為自變焦部14變?yōu)榍袛酄顟B(tài)時(shí)起經(jīng)過IOOms或與之接近的時(shí)間時(shí)。再有,如未施加新電壓的圖9所示出的那樣,該新電壓的施加定時(shí)為透過率變?yōu)樽畹偷臅r(shí)間T(=約230ms)之前。
[0054]如上所述,在將向變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓從接通變?yōu)榍袛鄷r(shí),施加新電壓規(guī)定期間,由此可迅速地向平面態(tài)變化。由此可以縮短白濁現(xiàn)象的產(chǎn)生期間。由此,用戶不會(huì)感知到電子眼鏡8的透鏡2的閃爍。
[0055](其他實(shí)施方式)
[0056]在上述實(shí)施方式中,傳感器部12利用的是角速度傳感器或傾斜傳感器,但也可以取代其、或在其基礎(chǔ)上通過用戶的手動(dòng)來(lái)切換變焦部14的折射率。
[0057]其中,在上述實(shí)施方式中,作為初始狀態(tài)在電子眼鏡8中將變焦部14設(shè)置成遠(yuǎn)視用折射率,但并未限定于此。作為初始狀態(tài)也可以將變焦部14設(shè)置成近視用折射率。
[0058]再有,液晶材料30是否為焦錐態(tài)是可根據(jù)透過率是否下降來(lái)判別的。為此,即便自向變焦部14的驅(qū)動(dòng)電壓切斷起并未對(duì)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù),也可以根據(jù)透過率來(lái)決定新電壓的施加定時(shí)。該情況下,在電子眼鏡8設(shè)置規(guī)定的傳感器(省略圖示),使其感知透過率的變化??刂撇?根據(jù)來(lái)自該規(guī)定的傳感器的信號(hào)來(lái)判別透過率的下降,并根據(jù)其判別結(jié)果將指令信號(hào)、即把向變焦部14的電壓接通或切斷的指令信號(hào)向電路部18輸出。
[0059]-工業(yè)實(shí)用性-
[0060]本發(fā)明在可改變折射率的電子眼鏡中是有用的。
[0061]-符號(hào)說明-
[0062]2變焦透鏡
[0063]4控制部
[0064]6變焦透鏡用半制品(半制品:sem1-blank)
[0065]8 電子眼鏡
[0066]10眼鏡框架
[0067]12傳感器部
[0068]14變焦部
[0069]16 電源部
[0070]18 電路部
[0071]20下基板(第I基板)
[0072]22上基板(第2基板)
[0073]24菲涅耳透鏡
[0074]26第I透明導(dǎo)電膜
[0075]28第I取向膜
[0076]30液晶材料
[0077]32第2取向膜
[0078]34第2透明導(dǎo)電膜
[0079]36密封劑
【權(quán)利要求】
1.一種控制裝置,其用于對(duì)變焦透鏡進(jìn)行控制,該變焦透鏡具有:第I基板、與所述第I基板對(duì)置的第2基板、以及被配置在所述第I基板與所述第2基板之間的變焦部,其中, 在輸入了規(guī)定的切換信號(hào)時(shí),在設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,向所述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓,然后設(shè)為不向所述變焦部施加電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置,其中, 所述變焦部由液晶材料組成, 在設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,在所述液晶材料的至少一部分呈焦錐態(tài)的期間內(nèi)向所述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置,其中, 所述液晶材料為膽留型液晶材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置,其中, 所述液晶材料被夾持該液晶材料的所述第I基板及所述第2基板上形成的取向膜實(shí)施了水平取向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的控制裝置,其中, 在設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,在所述變焦部的透過率變?yōu)樽畹蜁r(shí)之前,向所述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的控制裝置,其中, 在設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,經(jīng)過了 20ms~600ms后向所述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置,其中, 在設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,經(jīng)過了 50ms~300ms后向所述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的控制裝置,其中, 向所述變焦部施加的電壓是矩形波。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置,其中, 在設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,向所述變焦部施加的電壓與所述矩形波的I個(gè)周期相當(dāng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置,其中, 在設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,向所述變焦部施加的電壓與所述矩形波的半個(gè)周期相當(dāng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的控制裝置,其中, 向所述變焦部施加的電壓的振幅和用于驅(qū)動(dòng)所述變焦部的電壓的振幅大致相同。
12.—種控制方法,是用于控制變焦透鏡的控制方法,該變焦透鏡具有:第I基板、與所述第I基板對(duì)置的第2基板、以及被配置在所述第I基板與所述第2基板之間的變焦部,其中, 在輸入了規(guī)定的切換信號(hào)時(shí)設(shè)為不向所述變焦部施加電壓, 向所述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓, 然后設(shè)為不向所述變焦部施加電壓。
13.一種電子眼鏡,其具備:變焦透鏡,該變焦透鏡具有第I基板、與所述第I基板對(duì)置的第2基板、以及被配置在所述第I基板與所述第2基板之間的變焦部; 眼鏡框架,安裝所述變焦透鏡; 傳感器部,被設(shè)置于所述眼鏡框架,感測(cè)用戶的動(dòng)作及所述眼鏡框架的角度的變化中的至少I個(gè)并輸出切換信號(hào);以及 控制裝置,在來(lái)自所述傳感器部的切換信號(hào)是用于切斷向所述變焦部施加的電壓的信號(hào)的情況下設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,向所述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓,然后設(shè)為不施加電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子眼鏡,其中, 在所述第I基板形成有菲涅耳透鏡,使其與所述變焦部對(duì)應(yīng)。
15.一種控制裝置,其用于對(duì)變焦透鏡進(jìn)行控制,該變焦透鏡具有--第I基板、與所述第I基板對(duì)置的第2基板、以及被配置在所述第I基板與所述第2基板之間的變焦部, 所述控制裝置具備: 輸入部,被輸入規(guī)定的信號(hào); 判定部,自所述輸入部接收所述規(guī)定的信號(hào),并根據(jù)所述規(guī)定的信號(hào)來(lái)判定將向所述變焦部施加的電壓接通還是切斷; 輸出部,根據(jù)自所述判定部接收到的判定結(jié)果,輸出將向所述變焦部施加的電壓接通或切斷的指令信號(hào);以及 驅(qū)動(dòng)部,從所述 輸出部接收所述指令信號(hào),在所述指令信號(hào)是將向所述變焦部施加的電壓切斷的信號(hào)的情況下,該驅(qū)動(dòng)部設(shè)為不向所述變焦部施加電壓后,向所述變焦部施加規(guī)定時(shí)間的電壓,然后設(shè)為不向所述變焦部施加電壓。
【文檔編號(hào)】G02C1/00GK103547960SQ201280024236
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】町田佐土子, 曾根浩二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社