KR101364942B1

KR101364942B1 - 광 디바이스

Info

Publication number: KR101364942B1
Application number: KR1020127029788A
Authority: KR
Inventors: 아키라 가키누마; 게이스케 요네다; 후미오 가토
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2014-02-19
Also published as: CN102893619A; KR20130008610A; US9256077B2; JPWO2012001891A1; WO2012001891A1; JP5436668B2; US20130076998A1

Abstract

광 디바이스는, 광의 투과 상태를 가변으로 하도록 전기적으로 작동하는 광학 요소, 광학 요소의 구동 회로, 광학 요소의 구동용 전원 장치, 광학 요소를 지지하는 림, 전단부 및 후단부를 갖는 동시에, 림과 전단부에서 접속된 템플, 및 템플의 후단부에 형성된 모던부를 구비한다. 전원 장치는, 이차전지, 및 이차전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 회로를 포함한다. 이차전지는, 템플의 후단부 부근, 또는 모던부에 구비된다.

Description

광 디바이스{OPTICAL DEVICE}

본 발명은, 광 디바이스에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 사용자의 머리부에 장착되는, 전지 내장형 광 디바이스의 장착감을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

3D 안경, 혹은 3D 글라스라고 일반적으로 불리는 입체영상 시청장치(이하, 간단히 시청장치라고 한다)에는, 액티브(Active) 방식으로 대응한 것과, 패시브 (passive) 방식으로 대응한 것이 있다.

액티브 방식으로는, 텔레비전 등의 표시장치측에서, 오른쪽 눈용의 영상과 왼쪽 눈용의 영상을 교대로 스위칭해서 표시한다. 한편, 시청장치측에서는, 표시장치의 영상의 스위칭과 동기(同期)하여, 좌우의 렌즈부에 배치한 액정 셔터 등이 교대로 개폐된다(특허문헌 1 및 2 참조).

액티브 방식으로는, 표시장치에는 종래와 거의 동일 구조의 표시장치를 사용한다. 그리고, 표시장치에 표시시키는 영상 데이터를 입체영상용의 영상 데이터로 하는 것만으로, 입체영상을 시청할 수 있다.

이에 대해, 패시브 방식으로는, 오른쪽 눈용의 영상과 왼쪽 눈용의 영상을 1 라인마다 표시장치에 동시에 표시하고, 그 영상을, 표시장치에서, 편광 필터로 오른쪽 눈용과 왼쪽 눈용으로 양분한다. 그리고, 양분된 각 영상을, 전용의 안경으로 오른쪽 눈과 왼쪽 눈에 각각 보낸다. 이 때문에, 패시브 방식으로는, 표시장치의 정면 근처에서 영상을 시청하지 않으면, 3D 영상을 정상적으로 시청할 수 없는 경우가 있다. 또한, 오른쪽 눈용의 영상과 왼쪽 눈용의 영상을 동시에 하나의 화면에 표시하므로, 해상도는 저하된다. 따라서, 가정의 텔레비전으로 시청하는 경우에는, 액티브 방식의 입체영상 시청시스템 쪽이, 사용자에게는 바람직하다고 할 수 있다.

그러나, 액티브 방식으로는, 시청장치가, 액정 광셔터나, 그 구동용의 전원을 구비할 필요가 있으며, 시청장치의 중량 및 부피가, 통상의 안경에 비해 커진다. 이 때문에, 시청장치의 장착감에 불만을 품는 사용자도 많다.

따라서, 액티브 방식의 입체영상 시청시스템에서는, 시청장치를 경량화하고, 장착감을 향상시킴이 바람직하다. 현재 상태로는, 구동용의 전원에, 소형 경량의 코인형의 일차전지를 사용하는 것이 주류이다. 그리고, 시청장치의 가일층 경량화를 달성하기 위해, 코인형 전지보다도 박형화가 용이한, 래미네이트 전지를 구동용 전원으로서 사용하는 것도 검토된다.

또한, 안경의 렌즈에 액정으로 이루어지는 전기 활성 소자를 포함하고, 그 전기 활성 소자에 인가하는 전류를 조절함으로써, 렌즈의 도수(굴절력), 내지는 초점을 순간적으로 스위칭할 수 있는 기술이 주목을 받고 있다(특허문헌 3, 4 및 5 참조). 이 기술에 의하면, 근시 교정용의 안경 렌즈의 일부의 영역만을, 필요에 따라서 원시 교정용의 도수로 스위칭하거나, 안경 렌즈의 시야 전체의 도수를, 근시 교정용과 원시 교정용 간에 필요에 따라 스위칭하거나 할 수 있는 안경(이하, 도수 가변 안경이라 한다)의 실현이 가능하게 된다. 이에 의해, 통상의 이른바 원근 양용(兩用) 안경 등에 비해서, 일그러짐이 없는 양호한 시야를 얻는 것이 가능하게 된다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허 2010-022067호 공보 특허문헌 2 : 일본 공개특허 2010-020898호 공보 특허문헌 3 : 일본 공표특허 2010-517082호 공보 특허문헌 4 : 일본 공표특허 2009-540386호 공보 특허문헌 5 : 일본 공표특허 2010-522903호 공보

상술한 바와 같이, 이른바 3D 안경은, 액정 셔터를 구동하기 위한 전원으로서, 전지가 내장되어 있는 것이 많다. 또한, 도수 가변 안경도, 액정 재료에 인가하는 전류를 얻기 위해서, 전지를 내장시킨 장치의 실시가 예정되어 있다. 그런데, 이러한 장치는, 통상의 안경과 마찬가지로, 코와 귀로 중량을 지지하도록 해서 머리부에 장착되는 것이다. 따라서, 액정 셔터나 전지를 내장시킴으로써 중량이 크게 증가되면, 장착감이 현저하게 악화된다.

상술한 바와 같은 전지 내장형 광 디바이스의 중량의 증대를 억제하기 위해서는, 내장된 전지를 경량화하는 것이 유효하다. 그런데, 전지의 경량화는 용량의 저하로 이어진다. 전지의 용량이 저하되면, 전지를 빈번히 교환하거나, 빈번히 충전할 필요성이 생긴다. 그것은, 사용자에게, 새로운 불만을 품게 하는 원인으로 될 수 있다.

따라서, 본 발명은, 전지를 교환하는 빈도를 증대시키는 것처럼 해서 경량화를 행하지 않고, 머리부에 장착되는, 전지 내장형 광 디바이스의 장착감을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 광의 투과 상태를 가변으로 하도록 전기적으로 작동하는 광학 요소, 상기 광학 요소의 구동 회로, 상기 광학 요소의 구동용 전원 장치, 상기 광학 요소를 지지하는 림(rim), 전단부 및 후단부를 갖는 동시에, 상기 림과 전단부에서 접속된 템플(temple), 및 상기 템플의 후단부에 형성된 모던부(modern portion)를 구비하는 광 디바이스로서,

상기 전원 장치가,

이차전지와,

상기 이차전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 회로를 포함하며,

상기 이차전지가, 상기 템플의 후단부 부근, 또는 상기 모던부에 구비되는, 광 디바이스에 관한 것이다.

예를 들면, 본 발명은, 오른쪽 눈용 광셔터, 왼쪽 눈용 광셔터, 상기 양(兩) 광셔터의 구동 회로, 상기 양 광셔터의 구동용 전원 장치, 상기 양 광셔터를 지지하는 림, 전단부 및 후단부를 갖는 동시에, 상기 림과 전단부에서 접속된 템플, 및 상기 템플의 후단부에 형성된 모던부를 구비하는, 안경형상의 입체영상 시청장치로서,

상기 전원 장치가,

원통형상의 이차전지와,

상기 이차전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 회로를 포함하고,

상기 이차전지가, 상기 템플의 후단부 부근, 또는 상기 모던부에 구비되는, 입체영상 시청장치에 관한 것이다.

액티브 방식의 입체영상 시청장치나 도수 가변 안경 등의 광 디바이스는, 광셔터나 도수 가변 렌즈 등의 전기적으로 작동하는 광학 요소가 전부(前部)에서 림에 의해 지지되어 있다. 이 때문에, 중량 밸런스가 앞으로 기울기 쉽다. 본 발명은, 전원 장치에 사용되는 이차전지의 형상을 예를 들면, 원통형상 또는 각통형상으로 하고, 그것을, 템플의 후단부 부근, 또는 모던부에 구비함으로써, 상기 광 디바이스의 디자인성을 손상시키지 않고 중량 밸런스를 최적화할 수 있다. 중량 밸런스가 최적화됨으로써, 전지의 무리한 경량화를 행하지 않아도, 광 디바이스의 장착감을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 신규 특징을 첨부된 청구범위에 기술하지만, 본 발명은, 구성 및 내용의 양방에 관해, 본 발명의 다른 목적 및 특징과 함께, 도면을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광 디바이스로서의 입체영상 시청장치의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 입체영상 시청장치의 기능 블록도이다.
도 3은 이차전지의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 4는 전원 장치 및 구동 회로의 수납부의 개략 구성을 나타내는, 템플의 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 광 디바이스로서의 도수 가변 안경에 사용되는 렌즈를 광입사 방향에 직교하는 방향에서 본 상태를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 상등의 도수 가변 안경에 사용되는 전기 활성 소자의 층상 구조를 모식적으로 도시하는 도면이다.

본 발명은, 광의 투과 상태를 가변으로 하도록 전기적으로 작동하는 광학 요소, 그 광학 요소의 구동 회로, 광학 요소의 구동용 전원 장치, 광학 요소를 지지하는 림, 전단부 및 후단부를 갖는 동시에, 림과 전단부에서 접속된 템플, 및 템플의 후단부에 형성된 모던부를 구비하는 광 디바이스에 관한 것이다.

전원 장치는, 예를 들면 원통형상 또는 각통형상의 이차전지와, 이차전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 회로를 포함한다. 그리고, 전원 장치의 이차전지는, 템플의 후단부 부근, 또는 모던부에 구비되어 있다.

상기의 광 디바이스의 일례로서, 일반적으로, 3D 안경, 혹은 3D 글라스로 불리는, 안경형상의 입체영상 시청장치가 있다. 그러한 입체영상 시청장치 중, 특히 액티브·셔터방식에 대응한 입체영상 시청장치(이하, 간단히 시청장치라고도 한다)는, 액정 광셔터를 구비하는 동시에, 그 구동용 전원 장치 등이 내장된 것이 많다. 그러나, 액정 광셔터는, 통상의 안경의 플라스틱제의 렌즈(가벼운 것으로, 1매가 4∼6g)보다 중량은 크다(예를 들면, 1매가 7∼20g).

안경형상의 입체영상 시청장치에 있어서는, 그 중량물의 광셔터가, 전부(前部)에 배치된다. 이 때문에, 그 중심은, 통상의 안경보다 전방에 위치한다. 그리고, 종래의 시청장치에서는, 어느 정도의 면적이 있는 코인형 전지(일차전지)나 래미네이트 전지를 전원으로 사용한다. 이 때문에, 어느 정도의 면적이 있는 수납부를 시청장치에 구비할 필요가 있다.

그러한 수납부는, 도 1에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 디자인상의 이유에서, 템플(22)의 앞측에 폭광부(幅廣部, 50)를 구비하고, 그 폭광부(50)에 배치되는 경우가 많다. 따라서, 시청장치의 중량 밸런스는, 점점 더 전방으로 편중된다.

안경은, 일반적으로는, 코와 귀로 지지된다. 시청장치의 중량 밸런스가 전방으로 편중되면, 시청장치의 중량이 주로 코에 걸린다. 그 결과, 발한(發汗)이나, 머리부의 미세한 동작만으로, 빈번히 시청장치가 삐뚤어져 떨어진다. 이 때문에, 장착감은 극단적으로 악화된다.

본 발명은, 전원 장치에 예를 들면 원통형상 또는 각통형상의 이차전지를 사용함으로써, 디자인을 희생시키지 않고, 전지의 수납부를, 템플의 후단부 부근, 또는 모던부에 구비하는 것을 가능하게 한다. 그 결과, 시청장치의 중심이 후방으로 이동하므로, 시청장치를 코만이 아니라, 귀로도 유효하게 지지시킴이 가능하게 된다. 따라서, 하중이 분산되므로, 장착감이 향상된다. 또한, 시청장치가 귀에 걸림으로써, 삐뚤어져 떨어지는 것도 억제된다. 따라서, 장착감이 비약적으로 향상된다.

이상 설명한 것은, 이른바 3D 안경 등의 시청장치로 한정하지 않고, 전기적으로 작동하여 광의 투과 상태를 가변으로 하는 광학 요소를 갖는, 머리부(내지는 얼굴) 장착형의 광 디바이스 일반에 적용하는 것이다. 그러한 광 디바이스는, 광학 요소의 구동용 전원으로서, 이차전지를 내장하는 것이 많다. 따라서, 내장된 이차전지를 과도하게 경량화하지 않고, 장착감을 양호하게 한다고 하는 공통의 과제를 갖는다.

여기서, 템플의 전단부로부터 광 디바이스 전체의 중심(G)까지의 템플이 뻗는 방향에 따른 거리(L2)는, 템플의 전단부로부터 모던부의 후단부까지의 템플이 뻗는 방향에 따른 거리(L1)의 15∼50％의 위치로 하는 것이, 장착감을 향상시킴에 있어 바람직하다. 더 바람직한 범위는, 20∼35％이다.

또한, 원통형상 또는 각통형상의 이차전지의 직경 또는 폭을, 2∼6㎜로 함에 의해, 이차전지를 내장하는 경우에도, 템플 등을 특히 굵게 할 필요가 없고, 디자인의 향상이 더 용이하게 된다. 원통형상 내지는 각통형상의 전지는, 일반적으로 금속캔의 케이스를 구비한다. 또한, 내부의 압력 상승에 강한 형상이기 때문에, 작은 용적이어도 많은 재료를 수용할 수 있다. 더욱이, 외력에 대한 내성도 높기 때문에, 템플이나 모던부와 같이 굴곡하기 쉬운 광 디바이스의 부위에 내장시킴에 적합하다. 여기서, 각통형상이란, 횡단면이 타원형인 경우나, 횡단면이, 한쌍의 평행한 직선부를 갖는 동시에, 횡단면의 양측부가 원호 형상인 경우를 포함한다. 또한, 여기서 말하는 각통형상의 이차전지의 폭은, 횡단면의 장경(長徑)을 말한다.

본 발명의 일 형태에 관한 입체영상 시청장치에 있어서는, 또한, 구동 회로 또는 충방전 회로의 적어도 일부가, 템플의 후단부 부근, 또는 모던부에 구비되어 있다.

이에 의해, 전방에 집중하기 쉬운 시청장치의 중량을, 후방으로 더 분산할 수 있다. 따라서, 장착감을 더 향상시킴이 가능하게 된다. 이때, 구동 회로 및 전원 장치의 각부를 좌우의 템플로 분산하는(예를 들면, 우측에 전원 장치를 배치하고, 좌측에 구동 회로를 배치한다) 것으로, 좌우의 중량 밸런스를 적절화하는 것도 가능하다. 이에 의해, 장착감은 더욱 양호하게 된다.

본 발명의 다른 형태에 관한 입체영상 시청장치에 있어서는, 템플의 후단부 부근, 또는 모던부에 중공부(中空部)가 있고, 그 중공부에 이차전지가 수납된다.

이 구성에 의해, 이차전지가 템플 또는 모던부에 내장되기 때문에, 이차전지의 존재를 사용자에게 의식시키지 않고, 이차전지를, 템플의 후단부 부근, 또는 모던부에 구비하는 것이 가능하게 된다. 이때, 템플 또는 모던부가 수지제이면, 인서트 성형에 의해 이차전지를, 그러한 부분에 내장시킬 수 있다. 이에 의해, 시청장치의 디자인의 자유도를 더 넓힐 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 광학 요소의 일례는, 3D 영상을 시청하기 위한 액정 광셔터이다. 이때, 구동 회로는, 외부의 영상 표시장치에 의해 교대로 표시되는 2계통의 영상, 즉 오른쪽 눈용의 영상과 왼쪽 눈용의 영상의 스위칭에 동기해서 액정 광셔터를 구동한다.

본 발명의 광학 요소의 다른 일례는, 소정치 이상의 전압의 인가에 의해 활성화되고 굴절률이 변화하는 전기 활성 재료를 포함한다. 이때, 구동 회로는, 소정의 조건하에서, 전기 활성 재료에 상기 소정치 이상의 전압을 인가하고, 전기 활성 재료를 활성화시킨다. 여기서, 소정의 조건이란, 예를 들면, 사용자의 버튼 조작에 의한 지시나, 사용자의 소정의 동작(예를 들면, 머리를 아래로 기울이는 동작)을 검지하는 검지 수단으로부터의 지시이다. 전기 활성 재료에는, 예를 들면, 콜레스테릭(cholesteric) 액정 재료를 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1에, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 광 디바이스로서의 입체영상 시청장치를 사시도에 의해 나타낸다. 도 2에 입체영상 시청장치의 기능 블록도를 나타낸다.

입체영상 시청장치(이하, 시청장치라고 한다)(10)는, 액티브·셔터방식의 입체영상 시청시스템에 대응한, 안경형상의 시청장치이다.

액티브·셔터 방식의 입체영상 시청시스템은, 3D TV 등의 표시장치에서, 오른쪽 눈용의 영상과 왼쪽 눈용의 영상을 교대로 고속으로 스위칭하여 표시하는 동시에, 시청장치(10)에서, 표시장치의 영상의 스위칭과 동기하여, 광셔터를 교대로 개폐함으로써, 입체영상을 시청하는 시스템이다.

시청장치(10)는, 오른쪽 눈용 및 왼쪽 눈용의 광셔터(12)의 도시하지 않는 전극에 구동 회로(14)가 접속되고, 구동 회로(14)에, 광셔터(12)의 구동용의 전원 장치(16)가 접속되어 있다. 전원 장치(16)는, 이차전지(15)와, 이차전지(15)의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 회로(30)를 포함한다. 구동 회로(14)에는, 충방전 회로(30)가 접속되어 있다. 충방전 회로(30)는 이차전지(15)와 접속되는 동시에, 상용 전원 등의 외부 전원(32)과 접속 가능하게 구성되어 있다.

각 광셔터(12)는, 한쌍의 림(18)에 의해 각각 유지된다. 한쌍의 림(18)은, 브릿지(20)에 의해 내측 단부에서 서로 접속되어 있다. 각 림(18)의 외측 단부에는, 각각, 템플(22)의 전단부가, 힌지(hinge, 24)에 의해, 요동 가능하게 접속되어 있다. 템플(22)의 후단부에는, 모던부(26)가 형성되어 있다. 각 림(18)의, 브릿지 (20)의 근방에는, 코받침(nose pad, 28)이 형성되어 있다. 한쌍의 림(18), 브릿지(20), 템플(22), 힌지(24), 모던부(26) 및 코받침(28)이 프레임(1)을 구성한다.

도시하지 않는 표시장치(3D TV 등)에서는, 광셔터(12)의 개폐의 타이밍을 나타내는 동기 신호가 송신되며, 브릿지(20)에는, 그 동기 신호를 수신하기 위한, 도시하지 않는 수신부가 구비되어 있다. 수신부에서 수신된 동기 신호는, 구동 회로(14)에 보내진다.

광셔터(12)에는, 액정 광셔터를 사용하는 것이, 동작 속도, 및 정음성(靜音性)의 관점에서 바람직하다. 액정 광셔터는, 전압을 인가하면 투명하게 되고, 인가 전압이 제거되면 불투명하게 되도록 동작한다.

도 3에, 이차전지의 외관을 사시도에 의해 나타낸다. 이차전지(15)는, 외경 내지는 폭(D)이 2∼6㎜, 길이(L)가 15∼35㎜의 가늘고 긴 형상을 갖는다. 이차전지 (15)에는, 비수 전해질 이차전지, 특히 리튬 이온 이차전지를 사용하는 것이, 에너지 밀도가 높다는 점에서 바람직하다. 아울러, 이차전지(15)에는, 도시하는 바와 같은 원통형상의 것으로 한정되지 않고, 각통형상 등의 여러 가지 형상의 이차전지를 사용할 수 있다. 원통형상 내지는 각통형상의 전지는, 일반적으로 금속캔의 케이스를 구비한다. 또한, 각통형상이라는 용어는, 전지 분야에서 말하는 각형 전지에 대응하는 형상이며, 통부가, 적어도 한쌍의 평행한 평면 형상부를 갖고 있으면 좋다. 편평 박형으로 측부가 라운드를 띠고 있는 형상도 각통형상에 포함된다. 또한, 각통형상의 이차전지의 폭은, 대소의 폭이 있는 경우에는 큰 쪽의 폭을 말한다.

이차전지(15)를, 상술한 사이즈 및 형상으로 함으로써, 디자인을 희생하지 않고, 이차전지(15)를, 템플(22)의 후단부 부근, 또는 모던부(26)에 배치함이 가능하게 된다.

여기서, 이차전지(15)의 외경(D)을 2㎜ 이상으로 함으로써, 외경(D)이 이것보다도 작은 경우에 비해, 이차전지(15)의 제작이 매우 용이하게 되고, 제조비용이 저감된다. 또한, 이차전지(15)의 충분한 용량을 확보함도 가능하게 된다. 한편, 이차전지(15)의 외경(D)을 6㎜ 이하로 하는 것은, 외경(D)이 이보다도 큰 경우에 비해, 시청장치의 후부(後部)에 배치하는 것이 용이하고, 디자인성을 거의 손상시키지 않기 때문이다.

또한, 전원 장치(16)에 이차전지를 사용함으로써, 전지를 빈번히 바꿀 필요가 없어지고, 시청장치(10)의 사용의 편리성이 높아진다. 이차전지(15)의 용량은, 예를 들면, 10∼100mAh로 할 수 있다.

도시예의 시청장치(10)에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 구동 회로(14)는, 우측(도면의 안측)의 템플(22)의 후단부 부근에 배치되고, 전원 장치(16)는, 좌측(도면의 앞쪽)의 템플(22)의 후단부 부근에 배치된다. 각 부재의 배치는 이에 한정되지 않고, 전원 장치(16) 및 구동 회로(14)를 구성하는 각부의 적어도 1개 또는 전부를 좌우의 모던부(26)에 배치하는 것도 가능하다.

예로서는, 좌측의 템플(22)의 후단부 부근에 배치된 이차전지를, 비교적 무거운 구동 회로(14)와의 사이에서 좌우의 중량 밸런스를 취하기 위해서, 더 후방인 모던부(26)에 배치하는 것도 가능하다. 중량 밸런스를 가능한 한 후부 부근으로 옮기기 위해서, 전원 장치(16) 및 구동 회로(14)를 구성하는 모든 부재를 모던부(26)에 배치해도 좋다.

여기서, 구동 회로(14) 및 전원 장치(16)의 전부를, 템플(22)의 후단부 부근, 또는 모던부(26)에 배치하는 것은 필수가 아니고, 일부분(예를 들면 충방전 회로(30))을 템플(22)의 전단부 부근, 혹은 림(18)에 구비하는 것도 가능하다. 그러나, 이차전지(15) 및 구동 회로(14)는 중량이 비교적 크기 때문에, 템플(22)의 후단부 부근, 또는 모던부(26)에 구비하는 것이 바람직하다.

이때, 템플(22)의 전단부(예를 들면 힌지(24)의 축의 중앙점)로부터 모던부(26)의 선단부까지의 거리(템플이 뻗는 방향에 따른 거리)를 100％로 하고, 시청장치(10)의 중심(G)이, 템플(22)의 전단부로부터 15∼50％의 위치로 되도록, 구동 회로(14), 및 전원 장치(16)의 각부를 배치하는 것이 좋다. 시청장치(10)의 중심이 상기 범위에 있으면, 시청장치(10)의 장착감이, 뒤의 실시예로 나타내는 바와 같이, 양호하게 된다.

도 4에, 구동 회로 및 전원 장치를 수납하는 수납부의 일례를 나타낸다. 수납부(34)는, 우측 및 좌측의 템플(22)에 각각 구비된 중공부로 형성되어 있으며, 구동 회로(14) 및 전원 장치(16)를 템플(22)에 내장하여 수납한다. 수납부(34)에는, 개폐 가능한 뚜껑을 구비할 수 있다.

수납부(34)의 형상은, 도면에 도시하는 바와 같은 사각형으로 한정되지 않고, 템플(22)의 횡단면이 라운드를 띠고 있으면, 그에 맞춰 원통형상 등으로 해도 좋다. 수납부(34)의 사이즈는, 수납 대상물의 사이즈에 따라 적절히 설정된다. 또한, 수납부(34)는, 모던부(26)에 구비해도 좋다.

수납부(34)를, 템플(22) 또는 모던부(26)에 구비된 중공부로 형성함으로써, 구동 회로(14) 및 전원 장치(16)의 각부, 특히, 비교적 소형화가 곤란한 이차전지(15)를 템플(22) 또는 모던부(26)에 내장시키는 것이 가능하게 되고, 그 존재를 사용자에게 의식시킴 없이 수납할 수 있다. 그에 의해 시청장치(10)의 디자인의 폭이 넓어지고, 외관을 향상시킴이 용이하게 된다.

더욱이, 전원 장치(16)는, 종래의 일차전지를 대신해서 이차전지(15)를 사용하기 때문에, 전지의 교환의 필요성이 작다. 따라서, 전원 장치(16) 및 구동 회로(14)는, 템플(22) 또는 모던부(26)가 수지제이면, 인서트 성형에 의해 템플(22) 또는 모던부(26)에 매설하도록 하여, 내장시켜도 좋다. 이에 의해, 더 시청장치의 디자인의 자유도를 더 넓힐 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태 2를 설명한다.

(실시 형태 2)

도 5에, 실시 형태 2에 관한 광 디바이스로서의 도수 가변 안경에 사용되는 렌즈를 광의 입사 방향에 직교하는 방향에서 본 디바이스. 도수 가변 안경 자체의 외관은, 도 1의 시청장치와 유사하다. 따라서, 유사한 부분에 대해서는, 도 1의 부호를 유용(流用)해서 설명한다. 또한, 도 5에 도시된 각 부재의 두께 등의 비율은, 시인성을 고려하여, 실물로부터 변경되어 있다.

도시예의 렌즈(50)는, 베이스 렌즈(50a)와, 베이스 렌즈(50a)에 매설된 평판 형상의 전기 활성 소자(51)를 포함한다. 베이스 렌즈(50a)에는, 예를 들면 근시 교정용의 통상의 광학 렌즈(오목 렌즈)를 사용할 수 있다. 전기 활성 소자(51)는, 전기 에너지의 적용에 의해 변화할 수 있는 굴절률을 갖는 디바이스이다. 전기 활성 소자(51)는, 베이스 렌즈(50a)와 광학적으로 연이어 통하고 있다. 이러한 렌즈(50)는, 도 1의 프레임(1)(더 구체적으로는, 림(18))에 부착할 수 있다. 아울러, 전기 활성 소자(51)는, 베이스 렌즈(50a)의 내부가 아니라 표면에 부착할 수도 있다.

전기 활성 소자(51)는, 렌즈(50)의 전(全) 시야 또는 그 일부에만 배치될 수 있다. 도 5에서는, 이점쇄선에 의해, 전기 활성 소자(51)가 렌즈(50)의 전 시야에 배치된 경우를 나타낸다. 전기 활성 소자(51)는, 도시예와 같은 평면 형상으로 할 수도 있고, 렌즈의 곡면에 따라서 만곡시킬 수도 있다. 더욱이, 전기 활성 소자(51)는, 한쌍의 렌즈(50)의 양방에 배치할 수도 있고, 한쪽에만 배치할 수도 있다. 또한, 1개의 렌즈(50)에 배치되는 전기 활성 소자(51)는 1개로 한정되지 않는다. 2 이상의 전기 활성 소자(51)를 1개의 렌즈(50)에 배치할 수도 있다. 예를 들면, 렌즈(50)를 근시 교정용 또는 원시 교정용의 굴절력을 갖지 않는 단순한 투명체로 하는 동시에, 1개의 렌즈(50)에, 활성시에 근시 교정용의 굴절력을 발휘하는 전기 활성 소자(51)와, 활성시에 원시 교정용의 굴절력을 발휘하는 전기 활성 소자(51)의 양방을 배치하는 것도 가능하다.

전기 활성 소자(51)가 렌즈(50)의 전 시야의 일부에만 배치될 때, 렌즈(50) 중에서 전기 활성 소자(51)가 배치되는 위치는 특별히 한정되지 않는다. 일례로서, 사용자의 시선이 아래를 향했을 때, 그 시선과 겹치는 위치, 즉 렌즈(50)의 하부의 중앙에, 전기 활성 소자(51)를 배치할 수 있다.

도 6에, 전기 활성 소자의 일례의 횡단면도를 나타낸다. 동(同) 도면에 있어서는, 전기 활성 소자(51)의 두께와 폭의 비율, 및 각층의 두께의 비율은, 실제를 반영하고 있지 않다. 동 도면에 있어서는, 전기 활성 소자(51)를 주로 두께 방향으로 확대하고 있다.

도시예의 전기 활성 소자(51)는, 2개의 투명한 기판(52)과, 그 사이에 배치된, 액정 재료의 박층으로 이루어지는 전기 활성 재료(53)를 포함한다. 기판(52)은, 전기 활성 재료(53)가 기판 사이 안에 포함되고, 또한 누출될 수 없는 것을 보증하도록 성형되어 있다. 기판(52)의 두께는, 예를 들면 100㎛ 초과 1㎜ 미만이며, 바람직하게는 250㎛의 오더이다. 전기 활성 재료(53)의 두께는 예를 들면 100㎛ 미만으로 할 수 있으며, 바람직하게는, 10㎛ 미만이다.

2개의 기판(52) 중 하나로, 베이스 렌즈(50a)의 일부를 형성할 수 있다. 이때, 한쪽 기판(52)은 다른쪽보다도 실질적으로 두껍게 될 수 있다. 이러한 형태에 있어서, 예를 들면, 베이스 렌즈(50a)의 일부를 형성하는 기판은, 1㎜∼12㎜ 두께의 오더일 수 있다. 다른 기판(52)의 두께는 100㎛ 초과 1㎜ 미만일 수 있지만, 바람직하게는 250㎛의 오더일 수 있다.

2개의 기판(52)은, 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 전기 활성 재료(53)는, 액정을 포함할 수 있다. 액정은, 액정을 횡단하는 전기장을 발생시킴으로써 바꿀 수 있는 굴절률을 가지므로, 전기 활성 재료(53)에 특히 적절하다. 액정 재료는, 편광 불감수성인 것이 바람직하다. 그 액정 재료에는, 콜레스테릭 액정 재료를 적합하게 사용할 수 있다. 콜레스테릭 액정 재료는 대략 0.2 이상의 복굴절율을 갖는 네마틱(nematic) 액정을 포함할 수 있다. 콜레스테릭 액정 재료는, 대략 1.1(㎛^-1) 이상의 크기를 갖는 헬리컬 트위스팅 파워(helical twisting power)를 가진 키랄 도판트(chiral dopant)를 더 포함할 수 있다. 전기 활성 재료(53)는, 상기의 굴절률에 대체로 동일한 평균 굴절률을 가질 수 있다.

각 기판(52)의 전기 활성 재료(53)와 접촉하는 면에는, 각각, 광학적으로 투명한 전극(54)이 배치되어 있다. 전극(54)에 의해서 전기 활성 재료(53)에 전압이 인가된 활성화 상태에서, 전기 활성 재료(53)의 굴절률은 변화하고, 그에 의해 예를 들면 그 초점거리 또는 회절 효율과 같은 전기 활성 재료(53)의 광학 특성을 변화시킨다. 전극(54)에는, 예를 들면 임의의 기존의 투명 도전성 산화물(예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide)：산화 인듐 주석(주석 도프 산화 인듐)), 또는 도전성 유기재료(예를 들면, PEDOT : PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate)), 또는 카본 나노 튜브 등)을 포함할 수 있다. 전극(54)의 두께는, 예를 들면 1㎛ 미만일 수 있지만, 바람직하게는 0.1㎛ 미만이다.

전기 활성 소자(51)는, 제1 굴절률과 제2 굴절률의 사이의 스위칭이 가능한 것이며, 인가된 전압이 제1 소정치(E1) 미만인 불활성화 상태에서 제1 굴절력을 가질 수 있고, 인가된 전압이 제2 소정 전압(E2(E2＞E1))을 넘는 활성화 상태에 있어서 제2 굴절력을 가질 수 있다.

불활성화 상태에서는, 전기 활성 소자(51)는, 실질적으로 굴절률력을 부여하지 않도록 구성될 수 있다. 환언하면, 제1 소정치(E1) 미만의 전압이 인가된 경우(또는 실질적으로 전압이 인가되지 않는 경우)는, 전기 활성 재료(53)는, 기판(52)의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 이 경우, 전기 활성 소자 (51)의 굴절률은 그 두께에 걸쳐서 실질적으로 일정하며, 굴절률의 변화를 일으키지 않는다.

한편, 전기 활성 재료(53)에 포함된, 예를 들면 콜레스테릭 액정 재료의 디렉터를, 초래되는 전기장과 평행하게 배열시키기 위해서 충분한 전압(제2 소정 전압(E2)을 넘는 전압)이 인가된 경우, 전기 활성 소자(51)는, 굴절률의 증대를 가져오는 활성화 상태에 있을 수 있다. 환언하면, 제2 소정 전압(E2)을 넘는 전압이 인가된 경우, 콜레스테릭 액정 재료는, 기판(52)의 굴절률과는 다른 굴절률을 가질 수 있다.

예를 들면, 사용자가, 자동차의 운전과 같은 원거리의 일에 종사하는 경우, 전기 활성 소자(51)는 불활성화되고, 그에 의해 사용자에게 베이스 렌즈(50a)에 의한 적절한 원거리의 교정을 부여할 수 있다. 한편, 사용자가, 독서 또는 컴퓨터 화면을 보는 경우와 같이, 근거리 또는 중간 거리의 일에 종사하는 경우, 전기 활성 소자(51)가 활성화되고, 그에 의해 사용자에게 적절한 근거리의 교정을 부여할 수 있다.

전기 활성 재료(53)에 포함시키는 콜레스테릭 액정 재료는, 본질적으로 콜레스테릭 상태(즉, 비대칭(chiral) 또는 비틈)이거나, 또는 네마틱 액정을 키럴 트위스트제와 혼합함에 의해 형성된다. 후자의 접근법이 이용된 경우, 얻어진 콜레스테릭 액정은, 원래의 네마틱 액정과 동일한 많은 특성을 갖는다. 예를 들면, 얻어진 콜레스테릭 액정 재료는, 동일 굴절률의 분산을 가질 수 있다. 또한, 얻어진 콜레스테릭 액정 재료는, 원래의 네마틱 액정과 동일 정상 굴절율, 및 이상(異常) 굴절률을 갖는다. 네마틱 재료는 콜레스테릭 액정보다 많이 시판되므로 후자의 접근법은 바람직하고, 더 큰 설계의 유연성을 부여한다.

도수 가변 안경은, 각 전극(54)에 소정의 전압을 인가하기 위한 구동 회로를 포함할 수 있다. 구동 회로는, 실시 형태 1의 구동 회로(14)와 동일한 구동 회로이며, 사용자의 버튼 조작 등에 응하여, 또는, 사용자의 소정의 동작(예를 들면, 머리를 아래로 기울이는 동작)을 검출한 검출 결과에 응하여, 각 전극(54)에 소정의 전압을 인가하도록 동작시킬 수 있다. 그러한 구동 회로는, 실시 형태 1의 구동 회로(14)와 동일 배치로 템플(22) 또는 모던부(26)에 구비할 수 있다.

도수 변환 안경은, 또한, 전기 활성 소자(51)를 제어 가능하도록 구동 회로와 접속된 전원 장치를 포함할 수 있다. 그 전원 장치는, 도 2의 전원 장치(16)와 동일한 구성을 갖고, 동일하게 동작한다. 그러한 전원 장치는, 전원 장치(16)와 동일 배치로 템플(22) 또는 모던부(26)에 구비할 수 있다.

다음으로 본 발명의 실시예를 설명한다.

(실시예 1)

액정 광셔터에 상당하는 중량의 렌즈형상의 유리(1매당 7g)를 준비했다. 직경이 3.5㎜, 길이가 35㎜, 중량이 0.8g, 전지 용량이 40mAh인 리튬 이온 이차전지를 준비했다. 충방전 회로에 상당하는, 28.0×3.0×1.2㎜, 무게 0.15g의 수지 조성물을 준비하는 동시에, 구동 회로에 상당하는, 5.0×80.0×3.0㎜, 무게 3g의 수지 조성물을 준비했다. 수지 조성물은, 경질 수지에 적절한 금속재료를 포함시켜 중량을 조절했다.

템플의 길이가 약 10㎝, 폭(높이)이 약 7㎜, 모던부의 길이가 약 3.8㎝, 폭(최대치)이 약 7.3㎜, 템플과 모던부의 합계 길이(힌지의 축의 중앙점과, 모던부의 선단부와의 직선 거리)가 약 13.5㎝, 중량이 32g인, 수지제의 안경 프레임을 준비했다.

안경 프레임의 림에 렌즈형상의 유리를 끼워 넣고, 이차전지 및 충방전 회로 대신의 수지 조성물(이하, 수지편(B)이라 한다)을 합체시켜, 좌측 템플의 후단부 부근의 외측면에 테이프로 고정시켰다. 그리고, 구동 회로 대신의 수지 조성물(이하, 수지편(C)이라 한다)을, 우측 템플의 후단부 부근의 외측면에 테이프로 고정시켰다.

이때, 이차전지와 수지편(B)의 합체물, 및 수지편(C)의 중심의 위치는, 각각, 템플의 전단부(힌지의 축심)로부터 8㎝의 위치였다.

그리고, 수평으로 한 수지제의 환봉(직경 8㎜)을 지점으로 해서 사용하고, 안경의 전측과 후측이 균형되는 점을 찾도록 하여, 안경의 중심의 전후방향의 위치를 구하였다. 구해진 중심의 위치는, 템플의 전단부로부터 2.7㎝의 위치이며, 템플과 모던부의 합계 길이의 20％의 위치였다.

(실시예 2)

이차전지와 수지편(B)의 합체물, 및 수지편(C)의 중심의 위치를, 각각, 템플의 전단부로부터 9.5㎝의 위치로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 안경의 중심의 전후방향의 위치를 구하였다. 구해진 중심의 위치는, 템플의 전단부로부터 3.4㎝의 위치이며, 템플과 모던부의 합계 길이의 25％의 위치였다.

(실시예 3)

이차전지와 수지편(B)의 합체물, 및 수지편(C)의 중심의 위치를, 각각, 템플의 전단부로부터 11㎝의 위치로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 안경의 중심의 전후방향의 위치를 구하였다. 구해진 중심의 위치는, 템플의 전단부로부터 4.1㎝의 위치이며, 템플과 모던부의 합계 길이의 30％의 위치였다.

(실시예 4)

이차전지와 수지편(B)의 합체물, 및 수지편(C)의 중심의 위치를, 각각, 템플의 전단부(힌지의 축심)로부터 12㎝의 위치로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 안경의 중심의 전후방향의 위치를 구하였다. 구해진 중심의 위치는, 템플의 전단부로부터 4.7㎝의 위치이며, 템플과 모던부의 합계 길이의 35％의 위치였다.

(비교예 1)

이차전지와 수지편(B)의 합체물, 및 수지편(C)의 중심의 위치를, 각각, 템플의 전단부로부터 5㎝인 위치로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 안경의 중심의 전후방향의 위치를 구하였다. 구해진 중심의 위치는, 템플의 전단부로부터 1.8㎝의 위치이며, 템플과 모던부의 합계 길이의 13％의 위치였다.

이상의 실시예 1∼4 및 비교예 1의 5종류의 안경에 대해서, 10명의 테스터에 의해 장착감을 시험했다. 시험은, 5종류의 안경 중 어느 하나를 장착하여 2시간 연속으로 통상의 TV프로를 시청했을 때의 장착감이 양호한지 아닌지를 2택(擇)으로 선택하는 동시에, 간단한 감상을 기재하도록 해서 행하였다. 1일에 1종류의 안경에 대해서 장착감을 조사하는 것으로 하고, 10명의 테스터가, 각각 5종류의 안경에 대해서 5일간 테스트를 행하였다. 각 테스터가 장착하는 안경의 순서는 테스터마다 랜덤으로 하고, 특히 중심의 위치에 대한 시험인 것을 테스터가 알아차리지 않도록 했다. 이상의 결과를 표 1에 나타낸다. 표의 수치는, 그 안경의 장착감이 양호하다고 대답한 테스터의 명수이다.

	안경의 중심의 위치(％)	장착감의 지수(명수)
실시예 1	20	6
실시예 2	25	7
실시예 3	30	8
실시예 4	35	6
비교예 1	13	0

비교예 1은, 시청장치의 중심이 템플의 전단부로부터 15％보다 앞에 있기 때문에, 위화감을 느끼는 테스터가 많았다. 특히, 시청장치가 빈번히 앞으로 삐뚤어져 떨어지는 것에 불만을 품는 테스터가 많고, 6명이 그 점에 대해서 언급하였다.

실시예 1에서는, 1명이 시청장치의 삐뚤어져 떨어짐에 대해 언급하였지만, 과반수의 테스터가 장착감을 「양호」로 하였다. 실시예 2 내지 4에서는, 시청장치의 삐뚤어져 떨어짐에 대해서 언급하는 테스터는 없었다. 실시예 4는, 장착감을 「양호」로 한 테스터가 6명이며, 그 수는 실시예 3보다 적다. 이 결과는, 통상의 안경의 중량 밸런스보다 중심이 뒤에 있으므로(통상은, 15∼30％ 정도), 그 점에 위화감을 느끼는 테스터가 있었기 때문으로 생각된다.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태의 광 디바이스에 의하면, 광 디바이스의 중량 밸런스가 용이하게 최적화되므로, 액티브·셔터 방식의 입체영상 시청장치나 도수 가변 안경의 장착감을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명의 광 디바이스는, 장착감이 양호하므로, 이른바 3D 안경의 형태로는, 영화관에서의 장시간의 3D 영상의 시청이나, 3D TV에 의한, 어린 아이를 포함한 가정에서의 3D 영상의 시청에 유용하다. 또한, 장착이 상시(常時)인 도수변환 안경의 형태에서는, 장착감이 양호한 것의 사용자에의 혜택은 더 크다.

본 발명을 현시점에서의 바람직한 실시 형태에 관해 설명했지만, 그와 같은 개시를 한정적으로 해석해서는 안된다. 여러 가지의 변형 및 개조는, 상기 개시를 읽음으로써 본 발명에 속하는 기술 분야에 있어서의 당업자에게는 틀림없이 명백할 것이다. 따라서, 첨부의 청구범위는, 본 발명의 진정한 정신 및 범위로부터 일탈하지 않고, 모든 변형 및 개조를 포함한다,라고 해석되어야 할 것이다.

10 : 입체영상 시청장치
12 : 광셔터
14 : 구동 회로
16 : 전원 장치
22 : 템플
26 : 모던부
28 : 이차전지
30 : 충방전 회로
34 : 수납부
50 : 렌즈
51 : 전기 활성 소자

Claims

광의 투과 상태를 가변으로 하도록 전기적으로 작동하는 광학 요소, 상기 광학 요소의 구동 회로, 상기 광학 요소의 구동용 전원 장치, 상기 광학 요소를 지지하는 림, 전단부 및 후단부를 갖는 동시에, 상기 림과 전단부에서 접속된 템플, 및 상기 템플의 후단부에 형성된 모던부를 구비하는 광 디바이스로서,
상기 전원 장치가,
이차전지와,
상기 이차전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 회로를 포함하고,
상기 이차전지가, 금속제의 케이스를 가지는 원통형상 또는 각통형상의 이차전지이고, 또한 상기 이차전지의 직경 또는 폭이 2∼6㎜이고,
상기 이차전지가, 상기 템플의 후단부 부근의 내부, 또는 상기 모던부의 내부에 구비되는 광 디바이스.
제 1 항에 있어서, 상기 템플의 전단부로부터 중심까지의 상기 템플이 뻗는 방향에 따른 거리가, 상기 템플의 전단부로부터 상기 모던부의 후단부까지의 상기 템플이 뻗는 방향에 따른 거리의 15∼50％인 광 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구동 회로 또는 상기 충방전 회로의 적어도 일부가, 상기 템플의 후단부 부근, 또는 상기 모던부에 더 구비되는 광 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 템플의 후단부 부근, 또는 상기 모던부에 중공부가 있고, 상기 중공부에 상기 이차전지가 수납되는 광 디바이스.
제 4 항에 있어서, 상기 템플 또는 상기 모던부가 수지로 구성되고, 상기 이차전지가 인서트 성형에 의해 상기 템플의 후단부 부근, 또는 상기 모던부와 일체적으로 구비되는 광 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광학 요소가 액정 광셔터이며, 상기 구동 회로가, 외부의 영상 표시장치에 의해 교대로 표시되는 2계통의 영상의 스위칭에 동기해서, 상기 액정 광셔터를 구동하는 광 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광학 요소가, 소정치 이상의 전압의 인가에 의해 활성화하여 굴절률이 변화되는 전기 활성 재료를 포함하고, 상기 구동 회로는, 상기 전기 활성 재료에 상기 소정치 이상의 전압을 인가하여, 상기 전기 활성 재료를 활성화시키는 광 디바이스.
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