降低液体透镜上温度引起的漂移效应的系统以及方法_3

文档序号:8459367阅读:来源:国知局
或两个可与液体透镜36电、热和/或物理接触。当处于热接触、或物理接触时,控制加热元件82以产生热影响液体透镜36的热量。参见图7,示出用于控制液体透镜温度的方法83。在过程框84,温度传感器74可感测与液体透镜36相关联的温度值132。在判定框85,反馈环可将温度值132与控制温度60进行比较。如果温度值132不在控制温度60处或在控制温度范围内,在过程框86,加热元件82可被供能以增加第一电路板70和第二电路板72中的一个或两个的温度,并且藉此增加液体透镜36的温度。在过程框87,当温度值131在控制温度60处或在控制温度范围内,加热元件82可被断能,且液体透镜性质可被维持。
[0052]附加读取器20部件,当被组装时,可封围液体透镜36和第一电路板70以及第二电路板72。例如,引导件90以及透镜外壳40可物理地和热地封围液体透镜36的全部或一部分。透镜镜筒94和透镜外壳40可物理地和热地封围液体透镜36和第一电路板70以及第二电路板72的全部或一部分。引导件90可用来将液体透镜36居中在透镜镜筒94内。任何附加部件,例如橡胶环88、引导件90、透镜外壳40以及透镜镜筒94可例如通过调节形状和材料性质来进一步优化为热绝缘,以这种方式将仅需要最小功率来保持液体透镜36处在控制温度60。
[0053]在附加实施例中,通过稳定液体透镜36的温度来降低或消除液体透镜36的焦点漂移。此实施例可单独使用,或可与以上所描述并且在图4到7中所示的实施例结合使用。
[0054]例如,其它已知的可调透镜配置利用电/机械致动器系统(诸如压力致动器、小型电动机以及电磁致动器(例如音圈))来诱导运动以控制一个或多个透镜,例如液体透镜的弯液面。在一些实施例中,例如通过改变透明材料的折射率,也可使用其它可变透镜元件。图8示出示例性可变透镜95。可变透镜95可包括环形音圈致动器96,该环形音圈致动器96被诱导以按压到用作容器108的透明侧壁的透明膜98上。容器填充有液体36。通过音圈99施加的控制信号64诱导致动器96施加力以将膜98变形至凸形。此凸形用作液体透镜36,并且可通过调节控制信号64来调节。在这些液体透镜配置中,由于控制信号64施加至致动器以改变液体透镜的焦点,致动器96本身可诱导液体透镜36的温度变化。致动器96中的功耗一般与控制信号64的平方功率成比例。例如,当驱动液体透镜36以提供高光焦度时,例如聚焦在靠近的符号上,需要至致动器96的更多的控制电流,并且来自液体透镜36的热生成以及相关的耗散是很高的。反之,当以较低光焦度来驱动液体透镜36时,例如聚焦在较远的符号上,需要至致动器的较少的控制电流并且来自液体透镜36的热生成以及相关的耗散较低。在一些应用中,利用温度传感器74精确地检测液体透镜36中引起的温度变化是一个挑战,因为致动器96和液体透镜36之间的热耦合好于(例如,快于)液体透镜36和温度传感器74之间的热耦合。这至少部分地由于与液体透镜36和致动器96的物理接触。
[0055]相应地,液体透镜36中不期望的致动器引起的温度变化可通过控制偏置信号66至致动器96来控制。当控制信号64未被施加至致动器时,施加偏置信号66以调节透镜的焦点以便于图像获取,从而控制所引起的温度变化以及相关联的所引起的漂移效应。通过致动器的偏置信号66可被控制以降低由内部加热和/或环境温度引起的温度变化。
[0056]参见图9,在每一聚焦操作106之后,液体透镜一般操作在其中液体透镜被驱动至回到默认位置100处,该默认位置100通常位于焦点范围104的中间102。默认位置100无法考虑液体透镜的任何过往操作,例如液体透镜36最近是否以高光焦度或低光焦度驱动。如图9所示,液体透镜36以较高光焦度驱动比其以较低光焦度驱动多。此操作通常将增加液体透镜的温度,从而引起漂移效应并且降低所获得的图像的清晰度。
[0057]参见图10,替代地,在一些实施例中,至致动器96的偏置信号66可以以液体透镜36和致动器96的平均散热保持基本恒定的方式来进行控制。恒定的散热可相当于恒温,且恒温可相当于降低或无漂移效应。例如,液体透镜操作的历史68可被保持在存储器56中,并且处理器50可基于分析过去的历史指示返回位置。例如,如果液体透镜36被驱动至如图9所示的相同的光焦度,处理器可确定液体透镜36的温度将升高。不再使液体透镜36返回至其焦点范围的中间102,可利用偏置信号66使液体透镜36返回至期望的光焦度位置110,其中偏置信号可被足够降低以平衡用于较高光焦度的较高控制信号64。处理器50可管理施加偏置信号66至致动器96以使施加至致动器的电流平均化以降低所引起的温度变化以及相关联的所引起的漂移效应。
[0058]类似地,至致动器96的偏置信号66可以以偏置信号依赖于液体透镜36的所测得的温度以降低所引起的温度变化以及相关联的所引起的漂移效应的方式来进行控制。例如,液体透镜36可利用偏置信号66来驱动,该偏置信号66在液体透镜36已被设置为高光焦度以用于图像获取之后暂时减少,并且在液体透镜已被设置为低光焦度之后暂时增加。
[0059]参见图11,方法114示出其中温度因数116被保持且被跟踪以便于处理器50进行查询。温度因数116可以是与特定控制信号64施加至液体透镜36的时间量相关联的值。在此示例中,温度因数116不包括所测得的温度值132,尽管在一些实施例中,可包括所测得的温度值132。当液体透镜36没有被控制信号64主动驱动以用于图像获取时,处理器50可调节偏置信号66以补偿所施加的过去的控制信号。在过程框120,处理器50以特定控制信号64驱动液体透镜36特定时间量以获取图像。在过程框122,对于特定控制信号所施加的特定时间量的时间值112以及对于特定控制电流的控制值118两者都可被存储在存储器56中作为温度因素116的元素(见图5)。在图像已被获取并且温度因数116已被储存之后,在过程框124中处理器50可从存储器中查询温度因数116,以便基于温度因数116来计算液体透镜的返回位置。
[0060]作为非限制性示例,如果施加100毫安控制信号64到致动器96达10毫秒,处理器50然后可确定应当利用10毫安的偏置信号66电流驱动液体透镜36100毫秒以将液体透镜36的温度降低至控制温度60。在过程框126,处理器50然后可基于分析温度因数116将液体透镜驱动至返回位置。此方法可在过程框120处重复。
[0061]取决于在读取器20的使用期间液体透镜36何时被驱动至光焦度,可包括可操作于存储器56中且可利用处理器50进行控制的计数器128,以向上或向下计数以跟踪温度因数。例如,在完成10毫安100毫秒的施加之前,液体透镜36可被驱动至新位置。计数器128可记录10毫安100毫秒中的多少已被施加,并且在液体透镜36已完成图像获取之后继续施加偏置信号66。应认识到这些仅是示例,并且很多因数将影响特定偏置信号以及应用时间,如本领域技术人员将理解的。
[0062]参见图12中的方法130,在一些实施例中,可读取温度传感器74以提供温度值132,并且单独依赖于温度值132或依赖于温度值132结合温度因数116,偏置信号66可被控制(即,降低或提高偏置信号)以设法维持一致的和/或预定的控制温度60。温度传感器74的使用具有包括影响读取器20且尤其影响液体透镜36的环境或外部温度的好处。在过程框134,从温度传感器74获取温度值132。可选地,在过程框136,温度值132可被储存在存储器56中(见图5)。在图像已被获取并且温度值132已被储存之后,处理器50可从存储器56中查询温度值132,在过程框138,为了计算液体透镜36的返回位置,基于温度值132。在过程框140,处理器50然后可基于温度值132和/或温度因数116使用偏置信号66将液体透镜36驱动至返回位置。此外,在一些实施例中,可省去跟踪温度因数116。此方法可在过程框134处重复。
[0063]在一些应用中,所引起的漂移可能不能被完全消除,例如诸如当读取器设备经受大的环境温度冲力时,或当液体透镜36在没有足够的时间控制偏置信号66来控制液体透镜的温度的方式下操作时。在这些应用中,图像的清晰度可单独通过一系列图像来确定,或与控制液体透镜36的温度以调节透镜的焦距结合来确定。
[0064]在大多数读取器应用中,通常获取一系列图像。可在一个触发内(诸如在已知的连续或手动模式下)或在几个触发期间(诸如在已知的单触摸模式下)获取此系列图像。图像获取参数(例如焦距)可通过在此系列图像的每个之间的预定小调节步骤142来进行改变。对于此系列图像中的一个或多个图像,读取器20可使用可操作于存储器56中的清晰度计算146来确定每个图像的清晰度分数148。可将来自一个图像的清晰度分数148与来自另一图像的清晰度分数进行比较以确定每个图像之间的预定小调节步骤142的影响。预定小调节步骤142可提高清晰度分数、或其可降低清晰度分数、或清晰度分数可维持不变。基于清晰度分数的比较,处理器50可确定下一预定小调节步骤的方向,例如,更大或更小的焦距。在一些实施例中,单独地或与清晰度分数148结合,处理器50还可使用环境温度变化(例如,环境温度的增加或降低)以确定预定小调节
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1