JPH02296212A - 可変焦点式眼鏡 - 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】 （技術分野） 本発明は可変焦点式眼鏡に係り、特にコンパクトで且つ
使用性に優れた可変焦点式眼鏡に関するものである。

（背景技術） 人間の眼球における焦点距離調節能力は、中高齢者にな
ると次第に劣化することが知られており、また白内障等
の疾病のために人工の水晶体を挿入した人の場合には、
かかる焦点距離調節能力が無くなってしまう。そのため
に、これらの人は、通常、一つ或いは二つ以上の固定さ
れた焦点距離をもつレンズを用いた眼鏡を、一種或いは
複数種用意して、状況に応じて使用し、または使い分け
ることによって対処してきている。

ところが、このような焦点距離が固定されたレンズを用
い゛た眼鏡にあっては、その使い分けが面倒であると共
に、注視点の距離に応じた焦点距離が必ずしも得られ難
く、特にＯＡ機器の操作時など、注視点の距離が頻繁に
変わる場合には、焦点ぼけが生じ易く、誤操作や疲労の
原因となるといった問題があった。

そこで、かかる問題に対処すべく、従来から、焦点距離
が連続的に或いは段階的に変化可能とされたレンズを用
いた、可変焦点式眼鏡が検討されてきている。そして、
特公昭５８−５０３３９号公報には、外部から印加され
る電界乃至は磁界を変化させることによって屈折率が変
化する液晶レンズを用いたものが、また、特開昭６０−
８０４２０号公報には、所定間隔を隔てて平行に配設さ
れた二枚のレンズを用い、その配設間隔を変化させるこ
とによって焦点距離を調節可能としたものが、それぞれ
提案されている。

しかしながら、液晶レンズを用いた前者のものにあって
は、焦点距離の変化幅が小ざいために、注視点距離の大
きな変化に対応し難く、また温度変化によって屈折率が
変化し易いと共に、寿命が短いために、安定した性能が
得られ難いといった問題を有していたのである。また一
方、配設間隔が可変とされた二枚のレンズを用いた後者
のものにあっては、それら二枚のレンズが装着者の前後
方向に接近・離隔移動せしめられることとなるために、
双眼鏡を眼鏡につけたような形態で、眼鏡が大型化する
と共に、重量も増加することとなり、そのために装着感
および使用性が極めて悪いといった問題を内在していた
のである。

そして、このような問題点を有するために、これらの可
変焦点式眼鏡は、現在、殆ど実用化に至ってはおらず、
それ故、前述の如き問題を本質的に解決するものと言え
るものでは、決してなかったのであり、その技術的な改
良が切望されていたのである。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その解決課題とするところは、
焦点調節機能が安定して発揮され得ると共に、コンパク
トで且つ使用性に優れた可変焦点式眼鏡を提供すること
にある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、（ａ）互いに重ね合わされた複数枚のレンズからな
り、その重ね合わせ面方向への相対的な変位によって焦
点距離が変化せしめられる可変焦点レンズと、（ｂ）該
可変焦点レンズを、その重ね合わせ面方向に相対的に移
動せしめる駆動手段と、（Ｃ）眼鏡装着者の注視点の距
離を検出する距離センサと、（ｄ）該距離センサの出力
値に応じて、前記駆動手段を作動せしめて、前記可変焦
点レンズを構成する各レンズを、予め設定された所定の
相対的位置に導く制御装置とを備え、注視点の距離に応
じて、レンズの焦点距離を自動的に調節するようにした
可変焦点式眼鏡を、その特徴とするものである。

（作用・効果） すなわち、このような本発明に従う可変焦点式眼鏡にあ
っては、重ね合わせ面方向への相対的変位によって焦点
距離が変化せしめられる複数枚のレンズが用いられてい
ることから、その焦点距離調節機能が、温度による影響
を受けることなく且つ充分な耐久性をもって、安定して
発揮され得ると共に、かかる焦点距離の調節に際しての
レンズの移動に必要とされる空間を充分に小さく設定す
ることができるのであり、以て、眼鏡のコンパクト化お
よび軽量化が有利に図られ得て、良好なる装着感と使用
性が発揮され得ることとなるのである。

また、かかる可変焦点式眼鏡にあっては、注視点の距離
を検出する距離センサを備えており、眼鏡装着者の注視
点の距離に応じて、レンズの焦点距離が自動的に調節さ
れ得るようになっていることから、注視点の距離が頻繁
に変わるような場合でも、優れた使用性が発揮され得る
のである。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説明す
ることとする。

先ず、第１図には、本発明の一実施例としての可変焦点
式眼鏡における全体の概略が示されている。かかる図に
おいて、１０は、眼鏡の装着フレームであって、一般の
眼鏡と同様に人体に対して装着され得るようになってい
る。

また、かかる装着フレーム１０の中央部分には、上方に
延びる支柱１２が、一体的に設けられていると共に、該
支柱１２に対して、矩形平板状の支持板１４が固着せし
められている。そして、この支持板１４によって、一対
の可変焦点型レンズ系１６．１６が支持せしめられ、か
かる装着フレーム１０の装着時に左右の眼の前方に位置
せしめられることとなる部位に、それぞれ保持されてい
るのである。

ここにおいて、かかる可変焦点型レンズ系１６．１６は
、それぞれ、略矩形平板形状を呈し、装着時において視
線に対して略直角な方向に広がる状態で、且つ互いに視
線方向に所定間隙を隔てて対向して配置せしめられた、
２枚の組合せレンズ１８および２０から構成されている
。そして、それら２枚の組合せレンズ１８．２０の対向
面が、所定の曲面形状をもって成形されていることによ
り、それら両レンズ１８．２０の−重ね合わせ面方向た
る上下方向における相対的変位によって、かかる可変焦
点型レンズ系１６の焦点距離が変化せしめられるように
なっているのである。なお、このような可変焦点型レン
ズ系１６は、従来から公知のものであって、例えば米国
特許第３５０７５６５号明細書などにおいて詳細に開示
されているところから、その具体的な面形状および原理
についての説明は、ここでは省略することとする。

そして、かかる左右一対の可変焦点型レンズ系１６．１
６を構成する各２枚の組合せレンズ１８．２０は、左右
両側において、それぞれ連結板２２．２４によって互い
に一体的に連結せしめられていると共に、これら左右両
側の組合せレンズ１８．１８を連結する連結板２２およ
び左右両側の組合せレンズ２０．２０を連結する連結板
２４には、それぞれラック２６およびラック２８が固着
されており、そして、それらラック２６．２８を介して
、かかる組合せレンズ１８．２０が、それぞれ、前記支
持板１４に対して取り付けられているのである。

より詳細には、第２図及び第３図に示されているように
、上記組合せレンズ１８．１８を連結する連結板２２に
固設されたラック２６と、組合せレンズ２０．２０を連
結する連結板２４に固設されたラック２８とは、支持板
１４上において、それぞれ上下方向に平行に延び、且つ
噛合歯が形成された側の面が互いに所定距離を隔てて対
向するように位置せしめられている。そして、これらラ
ック２６．２８にあっては、それぞれの噛合歯が、両ラ
ック２６．２８間に配設されたピニオン３０に対して噛
合されていると共に、かかるラック２６．２８の背面側
が、それぞれ、支持板１４に取り付けられた転がり軸受
型のベアリング３２．３２によって支持されることによ
って、それらピニオン３０とベアリング３２．３２によ
る３点支持構造をもって配設されている。

そして、支持板１４に取り付けられた駆動モータ３４に
よるピニオン３０の回転作動に伴い、それらラック２６
．２８、延いては各可変焦点型レンズ系１６を構成する
組合せレンズ１８．２０が、相対的に上下方向に変位せ
しめられるようになっているのである。なお、かかる駆
動モータ３４としては、正逆回転可能で且つ回転量の正
確な制御が容易なパルスモータなどが、好適に用いられ
ることとなる。

また、上記組合せレンズ１８．１８を連結する連結板２
２に固設されたラック２６には、ポテンショメータ３６
が取り付けられており、このポテンショメータ３６によ
って、かかる組合せレンズ１８．１８の位置、延いては
該組合せレンズ１８．１８の組合せレンズ２０．２０に
対する相対的な位置が、電気信号として検出され得るよ
うになっている。

また一方、本実施例における可変焦点式眼鏡にあっては
、第１図に示されている如く、前記装着フレーム１０に
設けられた支柱１２の上端部において、超音波送波器と
超音波受波器とを備えた距離センサ３８が装備されてお
り、この距離センサ３８によって、眼鏡装着者の注視点
の距離が、電気信号として検出され得るようになってい
る。

そして、かかる距離センサ３８による検出値が、駆動モ
ータ３４の制御装置４０に入力され、以て各可変焦点型
レンズ系１６を構成する組合せレンズ１８．２０が、駆
動モータ３４によって、眼鏡装着者の注視点の距離に応
じた焦点距離を与える位置に、相対的に変位せしめられ
るようになっているのである。

すなわち、かかる可変焦点式眼鏡においては、その焦点
距離制御回路のブロック図が第４図に示されているよう
に、ポテンショメータ３６によって検出された、組合せ
レンズ１８．２０の相対的位置を示す電気信号と、距離
センサ３８における超音波送受波器４２にて検知され、
変換器４４にて電気信号に変換された、眼鏡装着者の注
視点の距離信号とが、制御装置４０に入力されて、比較
器４６にて比較され、その比較値に基づいてモータ制御
器４８から出力される駆動信号によって、駆動モータ３
４が所定量だけ回転駆動せしめられるようになっている
のであり、以て組合せレンズ１８．２０が、注視点の距
離に応じて予め設定された所定の相対的位置に導かれて
、可変焦点型レンズ系１６に対して、眼鏡装着者に適応
した焦点距離が設定され得ることとなるのである。

従って、上述の如き構造とされた可変焦点式眼鏡にあっ
ては、装着者の注視点の距離に応じて、レンズの焦点距
離が適宜調節され得るところから、眼球の焦点距離の調
節能力が低下した人や或いはその調節能力が全くない人
でも、一つの眼鏡によって、異なる注視点を、焦点ぼけ
等を伴うことなく、良好に視覚することができるのであ
る。

そして、そこにおいて、かかる可変焦点式眼鏡において
は、レンズの焦点距離の調節が、所定間隙をもって重ね
合わせられた二枚の組合せレンズ１日、２０の、該重ね
合わせ面方向における相対的変位によって為されるとこ
ろから、それらレンズの移動に必要とされる空間が小さ
く抑えられ得るのであり、それによってコンパクトで且
つ軽量な、使用性に優れた可変焦点式眼鏡が有利に実現
され得ることとなるのである。

また、このような二枚の組合せレンズ１８．２０にて構
成された可変焦点型レンズ系１６は、従来の液晶レンズ
のように、温度による焦点ズレが惹起されるようなこと
もないのであり、良好なる焦点距離調節機能が、優れた
耐久性をもって発揮され得ることとなる。

更にまた、かかる可変焦点式眼鏡にあっては、眼鏡装着
者の注視点の距離を検出する距離センサ３８を備えてお
り、その検出信号に基づいて、可変焦点型レンズ系１６
の焦点距離が自動的に調節され得るようになっているこ
とから、注視点が頻繁に変わるような場合でも、優れた
使用性が確保され得るのである。

さらに、本実施例においては、両可変焦点型レンズ系１
６を構成する組合せレンズ１８．１８および２０．２０
が、それぞれ、連結板２２．２４によって互いに連結さ
れ、単一の駆動モーフ３４によって一体的に移動せしめ
られるようになっていることから、部品点数の減少によ
る軽量化と構造の簡略化が有利に図られ得るのである。

また、本実施例では、各組合せレンズ１８．１Ｂおよび
２０．２０に設けられたラック２６．２８の支持板１４
に対する取り付けが、転がり軸受は型のベアリング３２
によって為されていることから、作動抵抗が充分に小さ
く抑えられ得るのであり、それによって駆動系の小型軽
量化が効果的に図られ得、以て装着感のより一層の向上
が達成され得るといった利点をも有しているのである。

更にまた、本実施例における可変焦点式眼鏡にあっては
、両組合せレンズ１８．２０が、それぞれ相対的に変位
せしめられる構造とされていることから、焦点距離の調
節に際しての、各組合せレンズ１８．２０の移動距離が
、何れか一方の組合せレンズのみを可動とした場合に比
して、略半分に設定され得るのであり、それによって焦
点距離の調節時間の短縮化および眼鏡の小型化が、何れ
も有効に図られ得るのである。

以上、本発明に従う構造とされた可変焦点式眼鏡の一実
施例について詳述してきたが、これは文字通りの例示で
あって、本発明は、かかる具体例にのみ限定して解釈さ
れるものではない。

例えば、前記実施例においては、距離センサとして超音
波距離センサが用いられていたが、その他、赤外線によ
る方式や、光電素子を用いた像鮮鋭度検出方式、三角測
量方式など、公知の各種の距離測定機構が用いられ得る
ことは、勿論である。

また、ラック２６．２８の支持構造としても、例示の如
きベアリング３２によるものの他、テフロン等の低摩擦
材料にて形成された案内板による摺接構造なども採用可
能である。

更にまた、可変焦点型レンズ系１６を構成する組合せレ
ンズ１８．２０のうちの、何れか一方の組合せレンズの
みを変位させることによって、それら両組合せレンズ１
８．２０の相対的変位を行なうようにすることも可能で
ある。

また、前記実施例では、可変焦点型レンズ系１６が、二
枚の組合せレンズ１８．２０によって構成されていたが
、三枚以上の組合せレンズによって構成するようにして
も良い。

加えて、前記実施例では、従来から用いられている眼鏡
用フレームを、そのまま装着フレーム１０として用いた
が、かかる装着フレーム１０の構造は、例示のものに限
定されるものでないことは、勿論である。

その他、−々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識
に基づいて、種々なる変更、修正、改良などを加えた態
様において実施され得るものであり、またそのような実
施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも本発
明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもな
いところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う構造とされた可変焦点式眼鏡の
一実施例を示す全体概略図であり、第２図は、かかる可
変焦点式眼鏡における可変焦点式レンズの取付構造を示
す要部説明図であり、第３図は、第２図における左側面
説明図である。また、第４図は、第１図に示されている
可変焦点式眼鏡の制御回路を説明するためのブロック図
である。 １６：可変焦点型レンズ系 １Ｂ、２０：組合せレンズ ２６．２８７ラツク ３２：ベアリング ３０：ピニオン ３４：駆動モータ ３６：ポテンショメータ　３８：距離センサ４０：制御
装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに重ね合わされた複数枚のレンズからなり、その重
   ね合わせ面方向への相対的な変位によって焦点距離が変
   化せしめられる可変焦点レンズと、該可変焦点レンズを
   、その重ね合わせ面方向に相対的に移動せしめる駆動手
   段と、 眼鏡装着者の注視点の距離を検出する距離センサと、 該距離センサの出力値に応じて、前記駆動手段を作動せ
   しめて、前記可変焦点レンズを構成する各レンズを、予
   め設定された所定の相対的位置に導く制御装置とを 備え、注視点の距離に応じて、レンズの焦点距離を自動
   的に調節するようにしたことを特徴とする可変焦点式眼
   鏡。