JPS61156226A - 液晶眼鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はレンズ部を液晶で構成した液晶眼鏡装置に関し
、特にその液晶レンズ表面の曇りを防止するようにした
ものである。　　　　　□〔発明の技術的背景とその問
題点〕 老眼なとのように、眼球における焦点距離の調節機能が
低下した場合には、近距離用と遠距離用の２種類の焦点
距離の異なる眼鏡を使用するようにしているが、情況に
応じて掛は換えなければならず不便である。又、単一の
眼鏡レンズにおける一部に焦点距離の異なる領域を設け
ることによって、近距離及び遠距離における適当な範囲
をそれぞれカバーできるようにしたものがあるか、焦点
が合うのは視野の一部だけであるので、見づらいものと
なる。

又、白内障等の疾病により、水晶体を摘出した場合には
、焦点距離の異るめがねを数種類用意し、情況に応じて
使い分けなければならないという不便があった。

このため、特公昭５８−５０３３９号公報に開示されて
いるように、液晶を用いて電圧制御型の焦点距離可変レ
ンズを用いることによって、対処できるようにしたもの
がある。この場合の液晶は、その透過特性を利用するの
ではなく、屈折率が可変されることで液晶レンズの配向
が変化して焦点距離を任意に設定するのである。

一方、この種の眼鏡の実用化に際しては、今だ種々の問
題を含んでいるが、その一つに温度環境の変化によって
液晶レンズの焦点が変わるという問題がある。これは、
液晶レンズの焦点距離を決定している液晶分子の配向が
温度によって変化することに起因している。したがって
、上記問題の解決手段として、従来は温度変化を検出す
る手段或いは分子配向のずれを検出する手段を設け、そ
の出力でもって液晶レンズを制御する手法が知られてい
る。このような手段の具体例は、既に本件特許出願人が
昭和５９年８月３１日に出願した特・許願５９−１８３
０９１号に詳細に記載されている。

ところで、温度環境の変化が液晶レンズに及ぼす影響は
、上記焦点変動ばかりでなくレンズの曇り現象を誘発す
ることもある。すなわち、液晶レンズは、通常のレンズ
と同様に周囲温度の急激な寒暖変化でその表面に水滴が
付着して見すらくなってしまう。したがって、この場合
には通常のレンズと同様に布等で拭き取らなければなら
ず、液晶レンズを用いた眼鏡において、使用時の大きな
不都合となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、曇り現象
の発生を停止、又は発生した曇りを迅速に止めることの
可能な液晶眼鏡装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明による液晶眼鏡装置は
、液晶眼鏡が適宜の温度を保つように常時保温したり、
温度変化を検出する等少なくとも結露現象が発生する虞
れがある状態を検出してこの状態時には液晶眼鏡を昇温
して、上記結露現象の発生を予防或いは迅速に止めるよ
うにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例について詳述する。

ここに、第１図は本発明に係る液晶眼鏡装置の第１実施
例を示す構成図であり、第２図は同上装置を具体化した
外観図である。また、第３図は本発明の第２実施例を示
す構成図である。第４図は本発明の第３実施例を示す構
成図である。

先ず、本発明の第１実施例を説明する。

本発明は、液晶レンズ１のレンズ表裏面１ａ、１ｂに簾
状に折返して成る透明ヒータ２ａ　、　２ｂを形成し、
これを電源部３がらの例えば交流電圧を利用して所定温
度条件下で発熱させるようにしたものである。そして、
透明ヒータ’ｌａ　、　２ｂを制御する手段は、眼鏡、
ｏラド部（第２図参照）に設けた熱電対５と、この熱電
対５の出力電圧の参照電圧を与える可変抵抗器４とで温
度変化を検出する手段を構成し、これら各電圧の比較出
力に基いて透明ヒータ２ａ、２ｂの通電スイッチ６を制
御するように構成されている。

−り記制御手段および電源部３は実装に際して第２図に
示すような箇所に設けられる。

即ち、第２図において、１，１は一対の眼鏡用液晶レン
ズを示し、１１．１１はその下側を支えるリム、１２．
１２はブロー、１３はブリッジ、１４．１４はテンプル
、１５．１５はプロー１２にテンプル１４を回動自在に
取り付けた丁番、１６．１６はパッド、１７．１７は耳
掛部である。

熱電対５は、パッド１６．１６の少なくとも一方に、例
えばその感熱部が鼻に接触するように設けられる。また
、電源部３は一方の耳掛部１Ｔに埋設され、他方の耳掛
部１７に後述する制御手段の一部を埋設する。

次に、第１図を詳細に説明する。

第１図において、液晶レンズ１は１．前後２層の液晶層
２０ａ　、　２０ｂを主体に構成され、各液晶層２Ｑａ
　、　２０ｂは、中央の透明板２１で区画される一方、
各外側の表裏の液晶面に例えば凹面状の透明板２２ａ　
、　２２ｂが対接している。尚、中央の透明板２１と各
前後の透明板２２ａ　、　２２ｂとは、液晶層２０ａ　
、　２０ｂの周縁に設けられたスペーサ１９ａ、１９ｂ
にて液晶層２０８　＄　２０ｂの収容空間を形成してい
る。

上記各液晶層２Ｑａ　、　２０ｂは、電圧が印加されな
い場合には上記透明板２１　、２２ａ　、　２２ｂに平
行に液晶分子が揃い、しかも液晶の平均配向方向を示す
ダイレクタ（光軸と一致）は液晶層２０ａと２０ｂとで
は互いに直交する構造になっている。即ち、各液晶層２
０ａ　、　２０ｂにおけるそれぞれの液晶分子の配向方
向、つまり各光軸方向が第１図の矢印方向Ａと、この方
向Ａに垂直となる方向Ｂとなるようにｒｕｂｂｉｎｇ等
の処理がして返り、各配向方向Ａ。

Ｂは入射光の方向と直交させである。

また、中央の透明板２１の両面にはＳｎＯ，等をコート
して透明電極２３ａ　、　２３ｂが設けてあり、又、該
透明板２１に対向する各前後の透明板２２ａ、２２ｂの
内側の面にも透明電極２４ａｔ　２４ｂが設けである。

ただし、外側の両電極２４ａ、２４ｂはリード線等で互
いに導通されると共に基準電位点に接続されている。又
、内側の両電極２３ａ　、　２３ｂも互いに接続されて
いる。

このように構成された液晶レンズ１には、上記内側の電
極２３ａ　、　２３ｂに電源部３からの交流電圧が印加
される。電源部３は、例えば太陽電池等の電圧源２５を
有し、この電圧源２５の給電圧を直流交流変換器２６の
入力側に供給してその出力側より交流電圧を得ている。

そして、この電圧は可変抵抗器２７の一端に印加され、
その摺動端の電圧は前記内側電極２３ａ　、　２３ｂに
導びかれる。尚、可変抵抗器２７の他端は基準電位点に
接続されている。

一方、参照電圧設定用の可変抵抗器４は、一端で電圧源
２５からの電圧を受け、他端が基準電位点に接続される
と共に、その摺動端をオペアンプ２８の第１入力端に接
続している。また、熱電対５は、一方の導体電極が基準
電位点に接続され、他方の導体電極が前記オペアンプ２
８の第２入力端に接続される。そして、オペアンプ２８
の出力端は、通電スイッチ６のオンオフ状態を制御する
ように通電スイッチ６に接続される。尚、通電スイッチ
６はその一端で直流・交流変換器２６からの交流電圧を
受け、オン状態時にこの電圧を透明ヒータ２ａ　、　２
ｂに供給する。ただし、透明電極２ａ　、　２ｂは、並
列接続された回路構成をなし、その一方の共通電極は、
点線にて示すように液晶レンズ１を厚み方向に貫通して
導通しており、他方の共通電極はそれぞれ基準電位点に
接続される。

また、通電スイッチ６は、通電時からカウント開始する
タイマ６、を内蔵し、その一定時間経過後の出力で通電
状態を解除する機能を有している。

本発明は以上のように構成され、次にその動作を説明す
る。尚、液晶レンズ１の焦点可変は、可変抵抗器２７の
調整によって行うものであるが、上述した明細書に詳述
しであるため省略する。

（１）温度変化を受けない通常の使用状態温度変化の少
ない状態、即ち屋外又は室内で長時間使用する場合は、
液晶レンズ１は曇り現象を起こすことはない。したがっ
て本発明に基く曇り防止のための透明ヒータ２ａ　ｔ　
２ｂを通電する必要はない。つまり、この場合には熱電
対５は、鼻の検温出力電圧を導出している。このため、
オペアンプ２８は例えばロウレベルの電圧を発生して通
電スイッチ６をオフ状態に設定している。

（２）低温の環境から高温の環境に変った場合この場合
には、熱電対５の出力電圧は、鼻部の温度Ｔ、にレンズ
周辺の温度Ｔ、に近づくか或いはＴ。

がＴ８を越えることで、通常時の電圧ｖ１よりレベル的
に小さい電圧ηとなる参照電圧ｖｒは、ｖ篤とηの間に
設定されているため、■ｒとｖ２を比較したオペアンプ
２８の出力はロウレベルとなり、これによって通電スイ
ッチ６がオン状態に切換え設定されることで直流・交流
変換器２６からの交流電圧が透明ヒータ２ａ　、　２ｂ
に印加され、同ヒータ２ａ。

２ｂ　は液晶レンズ１の表面ｌａ　、　［ｂの温度、実
際には前後の透明板２２ａ　、　２２ｂの温度を高くす
る。

したがって、この時の湿度が高く透明板２２ａ、２２ｂ
に結露現象（曇り）が発生する条件であっても、透明板
２２ａ　、　２２ｂが熱せられることで、この現象を未
然に阻止することができる訳である。尚、通電期間はタ
イマ６１によって設定することができる。

こうして本発明の第１実施例は、曇り現象が発生する前
に、液晶レンズ１を温めることが可能となる。ただし、
周囲温度の変化を検出する手段は、熱電対以外にも例え
ばサーミスタ測温抵抗器等の温度センサを用いてもよい
。このような場合には、サーミスタ等に電圧源２５から
の電圧を印加しておく必要がある。

第３図は本発明の第２実施例を示し、第１図と共通部分
には同一符号を記し、液晶レンズ１及び電源部３は一部
を省略しである。

この実施例の特徴とするところは、温度変化の検出手段
として周囲温度の変化を絶対的に検出し、その微分出力
に基いて通電スイッチ６を制御したものである。

即ち、温度センサとしての例えば熱電対２９は、は、他
方の検温点を絶対温度の所定値に補正する回路手段を有
した微分回路３０に接続される。この微分回路３０の出
力端はダイオード３１を介してラッチ回路３２に接続さ
れる。このラッチ回路３２は、エツジトリガ式のラッチ
であり、そのラッチ期間は前実施例におけるタイマ６、
の期間に対応している。ラッチ回路３２の出力は、通電
スイッチ６に印加されてそのオンオフ状態を制御するこ
とができる。

このように、温度変化に基く変化電圧の微分出力をラッ
チ回路３２で所定期間保持することで、低温の環境から
高温の環境に変わった場合に、透明板２２ａ　、　２２
ｂに生ずる曇りを防止することができる。尚、ダイオー
ド３１は、高温の環境から低温の環境に変化した場合の
微分出力で通電状態にされることを防止している。

第４図は本発明の第３実施例を示し、第１図と共通部分
には同一符号を記し、且つ液晶レンズ１及び電源部３の
一部は省略しである。

この実施例の構成は、液晶レンズ１の表面、即ち、後方
の透明板２２ｂの表面に結露センサ３３を設けたもので
ある。この結露センサ３３は、一端に電圧源２５の電圧
が印加され、他端はレベル比較器３４の第１入力端に接
続されると共に抵抗Ｒ１を介して基準電位点に接続され
る。また、レベル比較器３４の第２入力端は、抵抗Ｒ１
とＲ１からなる直列接続の交点が接続される。この直列
接続には電圧源２５が印加されている。そして、比較器
３４の出力は、通電スイッチ６のオンオフ状態を制御す
るようにしである。

このような構成によれば、液晶レンズ１の表面１ｂ　　
に結露現象が生じると、これによる結露センサ３３の両
端抵抗値の変化でレベル比較器３４の第１入力端の電圧
が変化する。抵抗Ｒ，，Ｒ，の交点電圧は、結露現象が
生じていないときの結露センサ３３と抵抗Ｒ１との交点
電圧に対する参照レベルであり、そのときレベル比較器
３４は例えばロウレベルの出力を発生している。したが
って、上記現象が生じて結露センサ３３と抵抗Ｒ１との
交点電圧が変化（高くなる）すれば、比較器３４の出力
はハイレベルに変れる。このハイレベルでスイッチ６が
オンされることで、透明ヒータ２ａ　、　２ｂに通電さ
れるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、液晶レンズを用い
た眼鏡装置において、温度変化による嚢り現象を防止す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液晶眼鏡装置の第１実施例を示す
構成図、第２図は同上装置を具体化した外観図、第３図
は本発明の第２実施例を示す構成図、第４図は本発明の
第３実施例を示す構成図である。 １・・・液晶レンズ、２ａ、２ｂ・・・透明ヒータ、３
・・・電源部、　　　　　４・・・可変抵抗器、５・・
・熱電対、　　　　　　６・・・通電スイッチ、２０ａ
、２０ｂ・・・液晶層、　　　２５・・・電圧源、２６
・・・直流交流変換器、　２８・・・オペアンプ、２９
・・・熱電対、　　　　　３０・・・微分回路、３２・
・・ラッチ回路、　　　３３・・・結露センサ、３４・
・・レベル比較器、　　Ｒ１−Ｒ３・・・抵抗。 〆２１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部電圧の印加により液晶分子の配向状態が変化して屈
   折率が変化する液晶レンズを用いた液晶眼鏡装置におい
   て、前記液晶レンズを加熱する手段を設け、少なくとも
   結露状態を呈する温度環境下においてはこれを阻止する
   ように前記加熱手段を制御するようにしたことを特徴と
   する液晶眼鏡装置。