JP2006106488A - Variable focus lens and variable focus spectacles with same - Google Patents

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JP2006106488A JP2004295109A JP2004295109A JP2006106488A JP 2006106488 A JP2006106488 A JP 2006106488A JP 2004295109 A JP2004295109 A JP 2004295109A JP 2004295109 A JP2004295109 A JP 2004295109A JP 2006106488 A JP2006106488 A JP 2006106488A
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Kenji Konno
賢治 金野
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Konica Minolta Opto Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide variable focus lenses capable of securing user's safety, suppressing costs with more simple configuration, having a wide visibility angle, and allowed to be easily handled by the user because clear images can be obtained and a variable focus spectacles provided with the variable focus lenses. <P>SOLUTION: Each of the variable focus lenses 10 in the variable focus spectacles 1 is provided with a solid lens 20 having transparent and rigid properties and forming an aspherical surface or a free curved surface on at least one of the front and rear surfaces of the lens, a transparent elastic film 30 having transparent and elastic properties, a transparent elastic body 40 having transparent and elastic properties and existing between the solid lens 20 and the transparent elastic film 30, a variable mechanism 50 for changing the shape of the transparent elastic body from the outside. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、可変焦点レンズ及びそれを備えた可変焦点眼鏡に関する。   The present invention relates to a variable focus lens and variable focus glasses including the variable focus lens.

従来、対象となる物体までの距離に応じて焦点距離を調節可能な可変焦点レンズ及び当該可変焦点レンズを用いて老視などの視覚における焦点調節能力の低下を補助する可変焦点眼鏡が、種々提案されている。   Various proposals have been made for variable focus lenses that can adjust the focal length according to the distance to the target object, and variable focus glasses that use this variable focus lens to assist in reducing the ability to adjust the focus of vision such as presbyopia. Has been.

可変焦点レンズとしては、液晶を駆動させる方式のもの（例えば、特許文献１参照）や、液体を透明弾性膜で封入する方式のもの（例えば、特許文献２，３参照）、ゲルの体積変化を利用する方式のもの（例えば、特許文献４参照）などが提案されている。
特開２０００−１９４７２号公報 特許第３０７２４９０号公報 特開２００３−１４９０９号公報 特開２００１−２４９２０２号公報 Examples of the variable focus lens include a liquid crystal driving type (for example, see Patent Document 1), a type in which a liquid is sealed with a transparent elastic film (for example, Patent Documents 2 and 3), and a gel volume change. The thing of the system to utilize (for example, refer patent document 4) etc. is proposed.
JP 2000-19472 A Japanese Patent No. 3072490 JP 2003-14909 A JP 2001-249202 A

しかしながら、特許文献１のような液晶を駆動させる方式のものは、屈折率を変化させるために電圧を加えるが、電圧印加のためには電極が必要となる。ここで、電極も透明である必要があるが、一般的に透明電極（例えばＩＴＯ）は屈折率が非常に高い。そのため反射率が高く、迷光が多く発生する構成となるために眼鏡として使用するにはノイズ（フレア）が大きく高い品質を保てないという問題があった。
また、液晶は封止や配向等の工程や駆動回路等が必要となり、液晶自身も高価なことからコストが嵩むという問題もある。 However, the method of driving a liquid crystal as in Patent Document 1 applies a voltage to change the refractive index, but an electrode is required for applying the voltage. Here, the electrode also needs to be transparent, but generally a transparent electrode (for example, ITO) has a very high refractive index. For this reason, there is a problem that since the reflectivity is high and a lot of stray light is generated, noise (flare) is large and high quality cannot be maintained for use as spectacles.
In addition, the liquid crystal needs a process such as sealing and alignment, a drive circuit, and the like, and the liquid crystal itself is expensive, so that there is a problem that the cost increases.

また、特許文献２のような液体を封入する方式のものは液体を確実に封止する必要がある。さらに、眼鏡に使用した場合、万が一封止が不完全であったときに使用者の眼に液体が入ってしまい、健康を害するという非常に危険な可能性を有していることから問題であった。   Moreover, the thing of the system which encloses the liquid like patent document 2 needs to seal a liquid reliably. In addition, when used in glasses, the problem is that if the seal is incomplete, the liquid may enter the user's eyes, which can be very dangerous. It was.

また、特許文献３のようなゲルの体積変化を利用する方式のものでは、ゲルの両側を透明膜で挟むか、ゲルの片側を透明膜、もう片側を固体レンズとしてその双方で挟むようにされる。このうち、ゲルの両側を透明膜で挟むものでは、ゲルの両側の透明膜が変形することになる。両側の透明膜の変形をコントロールするためには複雑な制御が必要となる。また、眼鏡として利用する場合に外界と接する方の面が変形すると、指で触れた場合や物体が飛んできた場合に変形してしまったり、破損したりする可能性が多くなるので好ましくない。
一方、ゲルの片側を透明膜、もう片側を固体レンズで覆い、その双方でゲルを挟むものは、前記したような問題が生じず、良好なものとすることができた。 Further, in the method using the volume change of the gel as in Patent Document 3, both sides of the gel are sandwiched between transparent films, or one side of the gel is sandwiched between both with a transparent film and the other side as a solid lens. The Among these, when the both sides of the gel are sandwiched between the transparent films, the transparent films on both sides of the gel are deformed. Complex control is required to control the deformation of the transparent films on both sides. In addition, if the surface in contact with the outside world is deformed when it is used as eyeglasses, it is not preferable because it is likely to be deformed or damaged when touched with a finger or an object flies.
On the other hand, when the gel was covered with a transparent film and the other side was covered with a solid lens and the gel was sandwiched between the two, the problem as described above did not occur and the gel could be made good.

ここで、本発明者は、前記したゲル（弾性体）の片側を透明膜、もう片側を固体レンズとしてゲルを挟んだ可変焦点レンズをさらに良好なものにするために鋭意工夫を重ね、より広い視野角を有し、鮮明や像が得られる可変焦点レンズとする方法を見出した。
ところで、通常の眼鏡において、広い視野角に対して眼鏡としての性能を満足するために、非球面を持った眼鏡レンズを用いることが多い。これに対し、弾性体の形状変化で所望の非球面形状を得ることは困難であるので、弾性体の形状変化を考慮した最適な非球面形状を固体レンズの表面（あるいは裏面も用いて）に有しておれば、広い範囲に対して良好な像性能を有する可変焦点眼鏡とすることができることを見出した。また、使用者の眼に非点収差（乱視）がある場合は、回転対称な非球面ではなく、方向によって曲率半径の違ういわゆるアナモルフィック非球面や自由曲面を用いることでより鮮明な像が得られる。しかし、従来の可変焦点レンズや可変焦点眼鏡で実使用の性能に必要な要件として非球面や自由曲面を有するレンズを用いることについて述べられているものはなかった。 Here, the present inventor has made extensive efforts to further improve the variable focus lens with the gel sandwiched between the gel (elastic body) on one side as a transparent film and the other side as a solid lens. The present inventors have found a method of forming a variable focus lens having a viewing angle and capable of obtaining a clear image.
By the way, in ordinary glasses, a spectacle lens having an aspherical surface is often used in order to satisfy the performance as glasses with a wide viewing angle. On the other hand, since it is difficult to obtain a desired aspherical shape by changing the shape of the elastic body, an optimal aspherical shape considering the shape change of the elastic body is applied to the front surface (or the back surface) of the solid lens. It has been found that if it has, it is possible to obtain variable focus glasses having good image performance over a wide range. If the user's eyes have astigmatism (astigmatism), a sharper image can be obtained by using a so-called anamorphic aspherical surface or free-form surface with a different curvature radius depending on the direction, instead of a rotationally symmetric aspherical surface. can get. However, there has been no mention of using a lens having an aspherical surface or a free-form surface as a requirement necessary for actual performance in conventional variable focus lenses and variable focus glasses.

そこで、本発明の課題は、使用者に対して安全性を確保でき、より簡単な構成でコストを抑えることができる上に、広い視野角を有し、鮮明な像が得られることで使用者が使いやすい可変焦点眼鏡及びそれを備えた可変焦点眼鏡を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to ensure safety for the user, to reduce the cost with a simpler configuration, and to provide a clear image with a wide viewing angle and a clear image. An object of the present invention is to provide variable focus glasses that are easy to use and variable focus glasses equipped with the same.

請求項１に記載の発明は、可変焦点レンズにおいて、
透明で剛性を有し、表面と裏面のうちの少なくとも一方が非球面又は自由曲面とされた固体レンズと、
透明で弾性を有する透明弾性膜と、
前記固体レンズと透明弾性膜との間に存在し、透明で弾性を有する透明弾性体と、
前記透明弾性体の形状を外部から変化させる可変機構と、
を備えることを特徴としている。 The invention according to claim 1 is a variable focus lens,
A solid lens that is transparent and rigid, and at least one of the front and back surfaces is an aspherical surface or a free-form surface;
A transparent elastic film that is transparent and elastic;
A transparent elastic body that exists between the solid lens and the transparent elastic film and is transparent and elastic;
A variable mechanism for changing the shape of the transparent elastic body from the outside;
It is characterized by having.

このように請求項１に記載の発明によれば、可変焦点レンズが、透明で剛性を有し表面と裏面のうちの少なくとも一方が非球面又は自由曲面とされた固体レンズと、透明で弾性を有する透明弾性膜と、固体レンズと透明弾性膜との間に存在し透明で弾性を有する透明弾性体と、透明弾性体の形状を外部から変化させる可変機構とを備えるため、透明弾性体が液体でないことから、使用者に対して万が一、透明弾性膜が破れてしまった場合でも、使用者の眼に液体が入ってしまうような不具合を生じさせないようにすることができる。
また、固体レンズに非球面又は自由曲面を有する透明で剛性を有する部材を用いることから、広い視野角を有し鮮明な像が得られるレンズとすることができる。
さらに、液晶を駆動させる場合のような複雑な構成としなくても駆動させることができる。 Thus, according to the first aspect of the present invention, the varifocal lens is transparent and rigid, and at least one of the front and back surfaces is aspherical or free curved, and transparent and elastic. A transparent elastic film having a transparent elastic body that exists between the solid lens and the transparent elastic film and that is transparent and elastic, and a variable mechanism that changes the shape of the transparent elastic body from the outside. Therefore, even if the transparent elastic film is torn by any chance to the user, it is possible to prevent a problem that liquid enters the user's eyes.
Further, since a transparent and rigid member having an aspherical surface or a free-form surface is used for the solid lens, a lens having a wide viewing angle and a clear image can be obtained.
Furthermore, the liquid crystal can be driven without a complicated configuration as in the case of driving the liquid crystal.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変焦点レンズにおいて、
前記透明弾性膜が前記透明弾性体よりも柔軟性が低いことを特徴としている。 The invention according to claim 2 is the variable focus lens according to claim 1,
The transparent elastic film is characterized by being less flexible than the transparent elastic body.

このように請求項２に記載の発明によれば、透明弾性膜が透明弾性体よりも柔軟性が低いため、固体レンズと透明弾性膜とで確実に透明弾性体を封止することができる。   Thus, according to the invention described in claim 2, since the transparent elastic film is less flexible than the transparent elastic body, the transparent elastic body can be reliably sealed with the solid lens and the transparent elastic film.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の可変焦点レンズにおいて、
前記透明弾性体がシロキサン結合を含むシリコンで構成されていることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is the variable focus lens according to claim 1 or 2,
The transparent elastic body is made of silicon containing a siloxane bond.

このように請求項３に記載の発明によれば、透明弾性体がシロキサン結合を含むシリコンで構成されているため、透明弾性体が紫外線を吸収せず、レンズが黄変するような不具合を生じさせないようにすることができる。   As described above, according to the third aspect of the invention, since the transparent elastic body is made of silicon containing a siloxane bond, the transparent elastic body does not absorb ultraviolet rays and the lens is yellowed. You can avoid it.

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の可変焦点レンズにおいて、
前記透明弾性体がポリエチレン系材料又はウレタン系材料からなるゲルで構成されており、前記透明弾性体の表面側と裏面側のうちの少なくとも一方に紫外線を反射するコーティング層を備えることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is the variable focus lens according to claim 1 or 2,
The transparent elastic body is made of a gel made of a polyethylene-based material or a urethane-based material, and has a coating layer that reflects ultraviolet rays on at least one of the front surface side and the back surface side of the transparent elastic body. .

このように請求項４に記載の発明によれば、透明弾性体がポリエチレン系材料又はウレタン系材料からなるゲルで構成されており、透明弾性体の表面側と裏面側のうちの少なくとも一方に紫外線を反射するコーティング層を備えるため、透明弾性体に紫外線を届かせないようにすることができ、レンズが黄変するような不具合を生じさせないようにすることができる。   Thus, according to the invention described in claim 4, the transparent elastic body is made of a gel made of a polyethylene-based material or a urethane-based material, and at least one of the front surface side and the back surface side of the transparent elastic body has ultraviolet rays. Since the coating layer that reflects the light is provided, it is possible to prevent the ultraviolet rays from reaching the transparent elastic body, and it is possible to prevent a problem that the lens is yellowed.

請求項５に記載の発明は、可変焦点眼鏡において、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変焦点レンズを備えることを特徴としている。 The invention according to claim 5 is the variable focus glasses,
It has the variable focus lens as described in any one of Claims 1-4, It is characterized by the above-mentioned.

このように請求項５に記載の発明によれば、可変焦点眼鏡が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変焦点レンズを備えるため、請求項１〜４に記載した作用を生じさせることができる可変焦点眼鏡とすることができる。   As described above, according to the invention described in claim 5, since the variable focus glasses include the variable focus lens described in any one of claims 1-4, the effects described in claims 1-4 are generated. The variable-focus eyeglasses can be made.

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の可変焦点眼鏡において、
前記可変焦点レンズを、前記透明弾性膜が最も眼球に近い位置となるように配置したことを特徴としている。 The invention described in claim 6 is the variable focus glasses according to claim 5,
The varifocal lens is characterized in that the transparent elastic film is positioned closest to the eyeball.

このように請求項６に記載の発明によれば、可変焦点レンズを、透明弾性膜が最も眼球に近い位置となるように配置したため、固体レンズは眼球と逆側（物体側）に配置されることになる。これにより、透明弾性体を確実に保護することができる。例えば、透明弾性体や透明弾性膜が外界に面していると、指で触ったり、偶然何かが飛んできたりしてぶつかったときに変形してしまい、破損する可能性がある。また、指紋やゴミ等が付着しやすいのは外側であるが、それを拭き取る際に柔らかいと拭き取りにくく、さらに拭き取るときに破損してしまう可能性が高い。透明弾性膜を最も眼球に近い位置に配置することで、このような不具合を防止することができる。   Thus, according to the sixth aspect of the present invention, since the variable focus lens is disposed so that the transparent elastic film is closest to the eyeball, the solid lens is disposed on the opposite side (object side) from the eyeball. It will be. Thereby, a transparent elastic body can be protected reliably. For example, if the transparent elastic body or the transparent elastic film faces the outside, it may be deformed and damaged when touched by a finger or accidentally flies and hits. In addition, fingerprints and dust are likely to adhere to the outside, but if they are soft when wiped off, they are difficult to wipe off, and there is a high possibility that they will be damaged when wiped off. Such a problem can be prevented by disposing the transparent elastic film at a position closest to the eyeball.

本発明によれば、安全性を有し、コストを抑えることができ、かつ使用者が使いやすい可変焦点レンズ及びそれを備えた可変焦点眼鏡とすることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the variable focus lens which has safety | security, can suppress cost, and is easy for a user to use, and variable focus glasses provided with the same.

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。
図１は、本発明を適用した一実施形態として例示する可変焦点レンズ１０を概略的に示した図である。
図１に示すように、可変焦点レンズ１０は、通常の眼鏡レンズと同様の正面視略円形、略楕円形等の形状のレンズであり、固体レンズ２０と透明弾性膜３０とで透明弾性体４０を挟むようにして３つの部材が重なって構成されている。また、所定の位置に透明弾性体４０の形状を変化させる可変機構５０（図４〜図１０に図示）を備えている。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the illustrated example.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a variable focus lens 10 exemplified as an embodiment to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, the varifocal lens 10 is a lens having a substantially circular shape, a substantially elliptical shape, or the like in front view similar to a normal spectacle lens, and a transparent elastic body 40 including a solid lens 20 and a transparent elastic film 30. The three members are overlapped with each other so as to sandwich them. Moreover, the variable mechanism 50 (illustrated in FIGS. 4-10) which changes the shape of the transparent elastic body 40 in the predetermined position is provided.

固体レンズ２０は、通常の眼鏡レンズと同様の透明な剛性を有する部材である。固体レンズ２０の材料はプラスチックであってもガラスであっても良いが、弾性体でない固体（剛性体）であることが必要である。
また、本発明の固体レンズ２０は、表面と裏面のうちの少なくとも一方が球面ではなく非球面又は自由曲面となっている。視野角を広くするためにはレンズ表面や裏面を非球面にすると良く、乱視などの非点収差が有る場合には像性能向上のため自由曲面にすると良い。なお、非球面や自由曲面は研磨ガラスから作成するのは困難であるため、一般にはガラスモールドやインジェクションモールド、熱可塑性の成形等の成形型からの作られるようになっている。 The solid lens 20 is a member having the same transparent rigidity as a normal spectacle lens. The material of the solid lens 20 may be plastic or glass, but it needs to be a solid (rigid body) that is not an elastic body.
In the solid lens 20 of the present invention, at least one of the front surface and the back surface is not a spherical surface but an aspherical surface or a free curved surface. In order to widen the viewing angle, the front surface and the back surface of the lens should be aspherical, and when there is astigmatism such as astigmatism, a free curved surface should be used to improve image performance. In addition, since it is difficult to make an aspherical surface and a free-form surface from polished glass, it is generally made from a mold such as a glass mold, an injection mold, or a thermoplastic mold.

また、本実施形態の固体レンズ２０には、一般レンズと同様の傷、ゴミ防止のためにハードコート処理がなされている。
さらに、本実施形態の固体レンズ２０には、一般レンズと同様のフレア低減（透過率向上）のためにＡＲコート処理がなされている。
固体レンズ２０の厚みは、最適な固体レンズの厚み設定として、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましい。３ｍｍより厚いと全体が大型化して眼鏡としては重くなりすぎ、０．３ｍｍより薄いと薄すぎて強度が不足してしまうので破断等の恐れが生じるからである。
固体レンズ２０の屈折率は、最適な固体レンズ２０の屈折率の設定として、１．４以上１．８以下であるのが好ましい。屈折率が小さすぎると効果的な屈折が得られず、大きすぎると透明弾性体４０との屈折率差による面間反射が大きくなりフレアが増大するからである。 Further, the solid lens 20 of the present embodiment is subjected to a hard coat process for preventing scratches and dust similar to those of a general lens.
Further, the AR lens is applied to the solid lens 20 of the present embodiment in order to reduce flare (improve the transmittance) as in the case of a general lens.
The thickness of the solid lens 20 is preferably not less than 0.3 mm and not more than 3 mm as the optimum thickness setting of the solid lens. If it is thicker than 3 mm, the whole becomes large and becomes too heavy as spectacles, and if it is thinner than 0.3 mm, it is too thin and the strength is insufficient, so there is a risk of breakage or the like.
The refractive index of the solid lens 20 is preferably 1.4 or more and 1.8 or less as the optimal setting of the refractive index of the solid lens 20. This is because if the refractive index is too small, effective refraction cannot be obtained, and if the refractive index is too large, inter-surface reflection due to a difference in refractive index from the transparent elastic body 40 increases and flare increases.

図１における固体レンズ２０の上には、透明弾性体４０を備えている。
また、本実施形態では、透明弾性体４０の周りの非使用領域に透明弾性体４０とは異なる弾性体等からなるリング６０を配置している。これにより、ゲルである透明弾性体４０の体積変化の安定性を向上させるようになっている。なお、透明弾性体４０は、リング６０よりも柔らかい（柔軟性の高い）弾性体で構成されるようになっている。 A transparent elastic body 40 is provided on the solid lens 20 in FIG.
In the present embodiment, a ring 60 made of an elastic body or the like different from the transparent elastic body 40 is disposed in a non-use region around the transparent elastic body 40. Thereby, the stability of the volume change of the transparent elastic body 40 which is a gel is improved. The transparent elastic body 40 is configured by an elastic body that is softer (higher flexibility) than the ring 60.

本実施形態の透明弾性体４０はシリコン材料からなり、シロキサン結合を含むものである。さらに、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）を主成分とする材料であることが好ましい。このようなシリコンとしては、例えば、ダウコーニング社のシルガード５２７やＯＥ−４０００が挙げられる。これらの透明シリコンは、シロキサン結合を有するものであるために、弾性体としての特性を満足するだけでなく、可視光領域での吸収が非常に少ない、温度変化に強い、結合時に体積変化が小さい等の利点を有しており、実使用上の特性もよいものである。   The transparent elastic body 40 of this embodiment is made of a silicon material and includes a siloxane bond. Furthermore, it is preferable that the material is mainly composed of PDMS (polydimethylsiloxane). Examples of such silicon include Sylgard 527 and OE-4000 manufactured by Dow Corning. Since these transparent silicons have a siloxane bond, they not only satisfy the properties as an elastic body, but also have very little absorption in the visible light region, are resistant to temperature changes, and have a small volume change when bonded. In addition, it has excellent practical characteristics.

透明弾性体４０の屈折率は、最適な透明弾性体４０の屈折率の設定として、１．４以上１．７以下であるのが好ましい。屈折率が小さすぎると最終面での効果的な屈折が得られず、大きすぎると可視領域全体で良好な透過率を示す透明弾性体４０を得ることが困難となるからである。   The refractive index of the transparent elastic body 40 is preferably 1.4 or more and 1.7 or less as an optimal setting of the refractive index of the transparent elastic body 40. This is because if the refractive index is too small, effective refraction at the final surface cannot be obtained, and if it is too large, it becomes difficult to obtain the transparent elastic body 40 showing good transmittance in the entire visible region.

また、透明弾性体４０として、ポリエチレン系又はウレタン系のものを使用しても良い。これらの材料は紫外線を吸収する性質があるため、レンズの黄変等を防止するために、透明弾性体４０の物体側（外側）に紫外線を反射するコーティングを有する層を設ける。詳述すると、ポリエチレン系又はウレタン系のゲルも透明度や弾性については可変焦点レンズとして良好な特性を有している。しかし、シリコン系と比較すると紫外線の吸収がやや大きいため、紫外線を長時間吸収すると黄色に着色する現象があり、それにより青色波長帯の透過率低下を招いてしまう。そこで、屋外での使用を想定した場合、太陽光に含まれる紫外線を吸収し、それが長時間にわたると黄色の着色が発生してしまう。それを防ぐためには透明弾性体４０よりも物体側に紫外線反射コートを有していることが好ましい。コートによって透明弾性体４０に入射する紫外線の量を低減できるので、着色を抑えることができる。   Further, as the transparent elastic body 40, a polyethylene-based or urethane-based one may be used. Since these materials absorb ultraviolet rays, a layer having a coating that reflects ultraviolet rays is provided on the object side (outside) of the transparent elastic body 40 in order to prevent yellowing of the lens. More specifically, polyethylene-based or urethane-based gels also have good characteristics as a variable focus lens with respect to transparency and elasticity. However, since the absorption of ultraviolet rays is slightly larger than that of silicon, there is a phenomenon of yellowing when the ultraviolet rays are absorbed for a long time, thereby causing a decrease in transmittance in the blue wavelength band. Therefore, when assumed to be used outdoors, when the ultraviolet ray contained in sunlight is absorbed and it is used for a long time, yellow coloring occurs. In order to prevent this, it is preferable to have an ultraviolet reflective coating on the object side of the transparent elastic body 40. Since the amount of ultraviolet rays incident on the transparent elastic body 40 can be reduced by the coating, coloring can be suppressed.

図１における透明弾性体４０の上には、透明弾性膜３０を備えている。
本実施形態では、透明弾性膜３０はエラストマー等からなっており、透明弾性膜３０の柔らかさ（柔軟性）は透明弾性体４０よりも低くなる（つまり固い）ようにされている。これにより、柔らかい透明弾性体４０の形を整える働きや外部から透明弾性体４０を保護する働きを有するようになっている。 A transparent elastic film 30 is provided on the transparent elastic body 40 in FIG.
In the present embodiment, the transparent elastic film 30 is made of an elastomer or the like, and the softness (flexibility) of the transparent elastic film 30 is made lower (that is, harder) than that of the transparent elastic body 40. Thereby, it has the function which arranges the shape of the soft transparent elastic body 40, and the function which protects the transparent elastic body 40 from the outside.

また、本実施形態の透明弾性膜３０には、一般レンズと同様の傷、ゴミ防止のためにハードコート処理がなされている。
さらに、本実施形態の透明弾性膜３０には、一般レンズと同様のフレア低減（透過率向上）のためにＡＲコート処理がなされている。 Further, the transparent elastic film 30 of the present embodiment is subjected to a hard coat treatment for preventing scratches and dust similar to those of a general lens.
Furthermore, the transparent elastic film 30 of the present embodiment is subjected to AR coating treatment for flare reduction (improvement of transmittance) similar to that of a general lens.

透明弾性膜３０の厚みは、最適な透明弾性膜３０の厚み設定として、０．０３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であるのが好ましい。０．０３ｍｍより薄いと薄すぎてメカ強度が問題となり、１．０ｍｍより厚いと厚すぎて固くなり動かし難くなり、さらに全体の厚みが厚くなるからである。
透明弾性膜３０の屈折率は、最適な透明弾性膜３０の屈折率の設定として、１．４以上１．７以下であるのが好ましい。屈折率が小さすぎると効果的な屈折が得られず、大きすぎると透明弾性体４０との屈折率差による面間反射が大きくなりフレアが増大するからである。
また、透明弾性膜３０の厚みは均一である（または周辺に行くに従い厚く（薄く）なる）のが好ましい。透明弾性膜３０はパワーを持たないためには均一であることがよい。しかし、スムーズな形状変化を促すためには厚みの変化がある方が好ましい場合もあるため、あまりパワーをつけない範囲であれば多少の不均一は有効である場合もある。
弾性体は柔らかいほど、わずかな力で変化するのでよいが、あまり柔らかすぎると重力によって変動（姿勢変動）したり力のコントロールが難しくなったりする。また、柔らかいものは柔らかくなればなるほど粘着性を有するようになってくるため、ゴミ等が付着しやすくなる等の問題が生じる。 The thickness of the transparent elastic film 30 is preferably 0.03 mm or more and 1.0 mm or less as the optimum thickness setting of the transparent elastic film 30. If it is thinner than 0.03 mm, it is too thin and mechanical strength becomes a problem. If it is thicker than 1.0 mm, it is too thick and hard to move, and the entire thickness becomes thicker.
The refractive index of the transparent elastic film 30 is preferably 1.4 or more and 1.7 or less as the optimal setting of the refractive index of the transparent elastic film 30. This is because if the refractive index is too small, effective refraction cannot be obtained, and if the refractive index is too large, inter-surface reflection due to a difference in refractive index from the transparent elastic body 40 increases and flare increases.
Moreover, it is preferable that the thickness of the transparent elastic film 30 is uniform (or thicker (thinner) as it goes to the periphery). The transparent elastic film 30 is preferably uniform so as not to have power. However, in order to promote a smooth shape change, it may be preferable that there is a change in thickness. Therefore, some unevenness may be effective within a range where power is not so much applied.
The softer the elastic body, the better it may change with a slight force, but if it is too soft, it will fluctuate due to gravity (change in posture) and control of the force will be difficult. In addition, since the softer the softer the more soft the material becomes, the problem that dust and the like are likely to adhere is caused.

ここで、可変焦点レンズ１０の動作について説明する。
可変焦点レンズ１０の動作原理は、外部からの物理的な力を透明弾性膜３０に加えると、透明弾性膜３０とそれに接している透明弾性体４０が変形する。なお、透明弾性膜３０を介さずに直接、透明弾性体４０に力を加えるようになっていても良い。要するに透明弾性体４０に力が加われば良い。具体的には、透明弾性膜３０の周辺部に力（押したり、引いたり）を加える。すると、透明弾性膜３０と固体レンズ２０の周辺部の距離が変化する。透明弾性体４０はその周辺部の距離変動に応じて中心部の体積を周辺部の体積と交換する。これにより全体として焦点距離が変化するのである。例えば、周辺部を押すと透明弾性膜３０と固体レンズ２０との距離が減少する。従って周辺部の透明弾性体４０の体積は小さくなる。透明弾性体４０の周辺部の体積を構成していた部分は、行き場がなくなるので中心部に移動する。すると中心部の体積が増大することになり、その結果レンズとしては凸レンズに近づく作用を有することとなる。 Here, the operation of the variable focus lens 10 will be described.
The operating principle of the varifocal lens 10 is that when an external physical force is applied to the transparent elastic film 30, the transparent elastic film 30 and the transparent elastic body 40 in contact therewith are deformed. Note that a force may be directly applied to the transparent elastic body 40 without the transparent elastic film 30 interposed therebetween. In short, it is sufficient that force is applied to the transparent elastic body 40. Specifically, a force (pushing or pulling) is applied to the peripheral portion of the transparent elastic film 30. Then, the distance between the transparent elastic film 30 and the periphery of the solid lens 20 changes. The transparent elastic body 40 exchanges the volume of the central part with the volume of the peripheral part according to the distance fluctuation of the peripheral part. This changes the focal length as a whole. For example, when the peripheral portion is pressed, the distance between the transparent elastic film 30 and the solid lens 20 is reduced. Therefore, the volume of the transparent elastic body 40 in the peripheral portion is reduced. The portion constituting the volume of the peripheral portion of the transparent elastic body 40 moves to the center portion because there is no place to go. Then, the volume of the central portion increases, and as a result, the lens has an effect of approaching a convex lens.

図２及び図３は、それを説明するものである。本来は両目に同様のものがあるが、片目での断面図の説明である。図２が体積変化前の状態で、図３が体積変化後の状態である。ここでは、体積変化前は無限遠に焦点が合うように調整されている。固体レンズ２０はメニスカス状でほぼノンパワー（屈折力がない）とされている。透明弾性体４０と透明弾性膜３０でつくられる領域も前後の曲率半径が同じ程度でありほぼノンパワーである。従って、可変焦点レンズ１０全体が体積変化前においてはノンパワーの状態である。眼球は筋肉が弛緩状態の場合は（正常の場合は）無限遠に焦点が合っているのでシステムとして無限遠に焦点が合っている状態である。   2 and 3 explain this. Originally, there is the same thing in both eyes, but it is description of sectional drawing with one eye. FIG. 2 shows a state before the volume change, and FIG. 3 shows a state after the volume change. Here, before the volume change, the focus is adjusted to infinity. The solid lens 20 is meniscus and has almost no power (no refractive power). The region formed by the transparent elastic body 40 and the transparent elastic film 30 also has substantially the same radius of curvature in the front and rear and is almost non-powered. Therefore, the entire variable focus lens 10 is in a non-powered state before the volume change. When the muscles are relaxed, the eyeball is in focus at infinity as a system since it is focused at infinity (in the normal case).

ところが、物体が近づいてきた場合は眼鏡がない場合は眼球の筋肉運動により眼球の焦点距離を変化させて合焦する必要があるが、老眼の場合はその機能が衰えて不十分である。下図の右の例では筋肉が全く動かない場合を想定している。その状態でピントを合わせるためには眼鏡のレンズの焦点距離が変動する必要がある。そこで、図３に示すように、透明弾性膜３０の周辺部に（リング状に）力を印加すると透明弾性膜３０と固体レンズ２０の周辺距離が小さくなる。それにより透明弾性体４０が中心部に移動して全体としては正のパワーを持ち凸レンズとなる。結果として、物体距離が近くの場合においても適切な焦点距離変化を与えることにより、眼のピント調節機能を働かせないでも常に合焦した鮮明な像を得ることが可能となる。   However, when an object is approaching, it is necessary to focus by changing the focal length of the eyeball by muscular movement of the eyeball when there is no eyeglass, but in the case of presbyopia, its function is weakened and insufficient. The example on the right in the figure below assumes that the muscles do not move at all. In order to focus in this state, it is necessary to change the focal length of the spectacle lens. Therefore, as shown in FIG. 3, when a force is applied to the peripheral portion of the transparent elastic film 30 (in a ring shape), the peripheral distance between the transparent elastic film 30 and the solid lens 20 is reduced. As a result, the transparent elastic body 40 moves to the central portion and has a positive power as a whole and becomes a convex lens. As a result, even when the object distance is close, by giving an appropriate change in focal length, it is possible to always obtain a clear and focused image without using the focus adjustment function of the eye.

そこで透明弾性体４０の表面に透明弾性体４０よりも固い透明弾性膜３０を配置する。透明弾性膜３０の目的は透明弾性体４０の保護に加えて、透明弾性体４０の形状をコントロール（保持）する働きがある。透明弾性膜３０と固体レンズ２０との間に挟まれた領域に透明弾性体４０がある構成であるため、可変焦点レンズ１０の形状コントロールは、透明弾性膜３０の形状をコントロールすれば、透明弾性体４０の形状をコントロールすることになる。透明弾性膜３０はある程度固いので、ふき取り作業等にも耐えられるし、反射防止コートやハードコート等の表面処理も可能である。   Therefore, the transparent elastic film 30 that is harder than the transparent elastic body 40 is disposed on the surface of the transparent elastic body 40. The purpose of the transparent elastic film 30 functions to control (hold) the shape of the transparent elastic body 40 in addition to protecting the transparent elastic body 40. Since the transparent elastic body 40 is in a region sandwiched between the transparent elastic film 30 and the solid lens 20, the shape control of the varifocal lens 10 can be achieved by controlling the shape of the transparent elastic film 30. The shape of the body 40 will be controlled. Since the transparent elastic film 30 is hard to some extent, it can withstand wiping work and the like, and surface treatment such as antireflection coating and hard coating is also possible.

次に、可変機構５０について説明する。
可変機構５０の駆動方式としては、例えばカム駆動やガイドピン駆動が挙げられる。 Next, the variable mechanism 50 will be described.
Examples of the driving method of the variable mechanism 50 include cam driving and guide pin driving.

まず、カム駆動について説明する。
図４〜図６に示すように、カム駆動の可変機構５０は、カム溝５１ａが形成された第一部材５１と、カム溝５１ａに係合するピンＰが立っている第二部材５２と、第一部材５１と第二部材５２の間にあって第二部材５２を図４の左右方向に直進させるための直進案内溝（図示省略）が形成された第三部材５３とを備えている。
そして、第一部材５１を例えば図５の矢印Ｃ方向に回転させると、図７に示すように、第二部材５２はカム溝５１ａの作用により直進して透明弾性膜３０の周辺部に押し付られける。すると、透明弾性膜３０を介して透明弾性体４０の周辺部が押圧されて当該周辺部の体積が中心部に移動する。これにより可変焦点レンズ１０の周辺部の厚さが薄くなり、中心部の厚さが厚くなるため、凸レンズとなるのである。なお、図５の符号Ｔは第一部材５１を矢印Ｃ方向に回転させる際につまむツマミである。 First, cam driving will be described.
As shown in FIGS. 4 to 6, the cam-driven variable mechanism 50 includes a first member 51 in which a cam groove 51a is formed, a second member 52 on which a pin P that engages with the cam groove 51a stands, And a third member 53 formed between the first member 51 and the second member 52 and having a rectilinear guide groove (not shown) for moving the second member 52 straight in the left-right direction in FIG.
When the first member 51 is rotated in the direction of arrow C in FIG. 5, for example, the second member 52 advances straight by the action of the cam groove 51a and presses against the peripheral portion of the transparent elastic film 30 as shown in FIG. I can be. Then, the peripheral part of the transparent elastic body 40 is pressed through the transparent elastic film 30, and the volume of the peripheral part moves to the central part. As a result, the peripheral portion of the varifocal lens 10 becomes thinner and the central portion becomes thicker, so that a convex lens is formed. In addition, the code | symbol T of FIG. 5 is a knob pinched when rotating the 1st member 51 in the arrow C direction.

次に、ガイドピン駆動について説明する。
ガイドピン駆動の可変機構５０は、図８に示すようなレンズホルダ５５、抑え板５６及び引っ張り部材５７を備えており、これらが図９に示すように重なって構成されている。レンズホルダ５５と引っ張り部材５７には、ガイドピンＧが圧入された穴５５ａ及びガイドピンＧが摺動可能に挿入される穴５７ａと、ネジＮを回転可能に支持する穴５５ｂ及びネジＮが螺合されるネジ穴５７ｂが略対角線上に設けられている。また、抑え板５６の外周はレンズホルダ５５の内周に嵌るような大きさ及び形状になっており、引っ張り部材５７の内周は抑え板５６の外周より小さくなっている。
そして、穴５５ｂに挿入され，ネジ穴５７ｂに螺合されたネジＮを回転させることで、図１０に示すように、引っ張り部材５７がレンズホルダ５５側に引き寄せられ、引っ張り部材５７が抑え板５６を透明弾性膜３０に押し付けることになる。抑え板５６が透明弾性膜３０の周辺部に押し付けられると、透明弾性膜３０を介して透明弾性体４０の周辺部が押圧されて当該周辺部の体積が中心部に移動する。これにより可変焦点レンズ１０の周辺部の厚さが薄くなり、中心部の厚さが厚くなるため、凸レンズとなるのである。 Next, guide pin driving will be described.
The guide pin driving variable mechanism 50 includes a lens holder 55, a holding plate 56, and a pulling member 57 as shown in FIG. 8, and these are overlapped as shown in FIG. In the lens holder 55 and the pulling member 57, a hole 55a into which the guide pin G is press-fitted, a hole 57a into which the guide pin G is slidably inserted, a hole 55b that rotatably supports the screw N, and the screw N are screwed. The screw holes 57b to be joined are provided on a substantially diagonal line. Further, the outer periphery of the holding plate 56 is sized and shaped to fit into the inner periphery of the lens holder 55, and the inner periphery of the pulling member 57 is smaller than the outer periphery of the holding plate 56.
Then, by rotating the screw N inserted into the hole 55b and screwed into the screw hole 57b, the pulling member 57 is drawn toward the lens holder 55 as shown in FIG. Will be pressed against the transparent elastic film 30. When the pressing plate 56 is pressed against the peripheral part of the transparent elastic film 30, the peripheral part of the transparent elastic body 40 is pressed through the transparent elastic film 30, and the volume of the peripheral part moves to the central part. As a result, the peripheral portion of the varifocal lens 10 becomes thinner and the central portion becomes thicker, so that a convex lens is formed.

なお、前記した可変機構５０は、どちらの駆動方式においても透明弾性体４０を一の部材（カム駆動では第二部材５２、ガイドピン駆動では抑え板５６）で押圧するようになっている。このような構成にすることで単純で誤作動を起こし難い機構とすることができる。また、コストも抑えることができる。
これに対し、透明弾性体４０を複数の部材で押圧するようになっている場合も考えられる。眼鏡は円形でない場合が多いので、全体を同じ圧力で一度に押すと歪みが生じる可能性がある。このため、機構が少々複雑になるが、複数の部材で押圧力を変化させるようになっていても良い。また、この場合、結果として、透明弾性体４０に対して均一に力が加わるようになっていても良い。均一に力が加わると体積変化の想定やコントロールが行いやすい利点がある。これに対し、透明弾性体４０に対して不均一に力が加わるようになっていても良い。均一に力が加わると眼鏡は円形でないことから所望の形状にならないために、わざと不均一にする場合が考えられる。 Note that the variable mechanism 50 described above is configured to press the transparent elastic body 40 with one member (the second member 52 in the cam drive and the restraining plate 56 in the guide pin drive) in either drive system. By adopting such a configuration, it is possible to provide a mechanism that is simple and hardly causes malfunction. In addition, costs can be reduced.
On the other hand, the case where the transparent elastic body 40 is pressed with a some member is also considered. Glasses are often not round, so distortion can occur if the whole is pressed at the same pressure. For this reason, the mechanism is slightly complicated, but the pressing force may be changed by a plurality of members. In this case, as a result, a force may be uniformly applied to the transparent elastic body 40. If force is applied uniformly, there is an advantage that volume change can be assumed and controlled easily. On the other hand, a force may be applied to the transparent elastic body 40 non-uniformly. If the force is applied uniformly, the glasses do not have a desired shape because they are not circular, and it is possible to intentionally make them non-uniform.

また、前記した可変機構５０では、手動で機構を動作させることで透明弾性体４０の形状を変化させて、所望のレンズ状態とするようになっていたが、制御機構を設けて可変機構５０を自動制御するようになっていても良い。
例えば、レンズ周辺部か眼鏡のフレーム等にアクチュエータ（具体的には、ステッピングモータなど）を備えており、これを制御することで透明弾性体４０の形状を変化させることが挙げられる。
制御方法としては、眼鏡を使用する使用者の視力等から予め所定の距離に対する透明弾性体の形状変化幅を記憶させておくと共に、距離検知機構を用いて眼球から物体までの距離を計算し、その距離と予め記憶させておいた形状変化幅とを比較してアクチュエータを動作させる方法が挙げられる。
距離検知機構には、例えば、ＡＦ（オートフォーカス）機構や視線検知機構が挙げられる。 In the variable mechanism 50 described above, the shape of the transparent elastic body 40 is changed by manually operating the mechanism to obtain a desired lens state. Automatic control may be used.
For example, an actuator (specifically, a stepping motor or the like) is provided in a lens peripheral part or a frame of spectacles, and the shape of the transparent elastic body 40 can be changed by controlling the actuator.
As a control method, the shape change width of the transparent elastic body with respect to a predetermined distance is stored in advance from the eyesight of the user who uses the glasses, and the distance from the eyeball to the object is calculated using the distance detection mechanism, There is a method of operating the actuator by comparing the distance with the shape change width stored in advance.
Examples of the distance detection mechanism include an AF (autofocus) mechanism and a line-of-sight detection mechanism.

ＡＦとしては、例えばアクティブＡＦとパッシブＡＦが挙げられる。
まず、アクティブＡＦについて説明する。
図１１に示すように、投光素子７１と受光素子７２が一定の距離（基線長）だけ離れて配置されている。受光素子７２の前には結像用のレンズ素子７３が配置されている。投光素子７１から、例えば赤外線を発光すると、被写体Ｈで反射されて受光素子７２上に到達する。図１１（ａ）と図１１（ｂ）のように、受光素子７２での位置が被写体距離により異なる（短いときは図１１（ａ）の受光位置７２ａ、長いときは図１１（ｂ）の受光位置７２ｂ）ので、受光素子７２を検出することで距離を推定することができる。受光素子７２にはラインセンサやＰＤアレイ（PD:PhotoDetector）が用いられる。 Examples of AF include active AF and passive AF.
First, active AF will be described.
As shown in FIG. 11, the light projecting element 71 and the light receiving element 72 are arranged apart from each other by a certain distance (base line length). An imaging lens element 73 is arranged in front of the light receiving element 72. When, for example, infrared light is emitted from the light projecting element 71, it is reflected by the subject H and reaches the light receiving element 72. As shown in FIGS. 11A and 11B, the position of the light receiving element 72 varies depending on the subject distance (the light receiving position 72a in FIG. 11A is short when it is short, and the light receiving position shown in FIG. 11B is long when it is long. Since the position 72b), the distance can be estimated by detecting the light receiving element 72. As the light receiving element 72, a line sensor or a PD array (PD: PhotoDetector) is used.

次に、パッシブＡＦについて説明する。
図１２に示すように、一定の距離（基線長）だけ離れた一組のレンズ８１，８２と受光素子８３，８４が配置されている。受光素子８３，８４上の被写体Ｈの位置は、被写体Ｈの距離によって異なる。具体的には、近づくほど被写体は図１２（ａ）に示すような受光素子の中心から離れた位置８３ａ，８４ａに結像し、遠くなるほど図１２（ｂ）に示すような中心に近い位置８３ｂ，８４ｂに結像する。左右の受光素子８３，８４の画像を比較することで、被写体Ｈを抽出し、その位置を特定することで距離を推定することができるのである。 Next, passive AF will be described.
As shown in FIG. 12, a pair of lenses 81 and 82 and light receiving elements 83 and 84 that are separated by a certain distance (base line length) are arranged. The position of the subject H on the light receiving elements 83 and 84 varies depending on the distance of the subject H. Specifically, the closer the subject is, the more the subject is imaged at positions 83a and 84a that are further away from the center of the light receiving element as shown in FIG. 12A, and the closer to the center, the position 83b that is closer to the center as shown in FIG. , 84b. The distance can be estimated by extracting the subject H by comparing the images of the left and right light receiving elements 83 and 84 and specifying the position thereof.

次に、視線検知機構について説明する。
視線検知機構とは、装着者（眼鏡の使用者）の眼球の視線方向を検知する手段とその検知情報から装着者の注目距離を算定する手段を備えたものである。さらに詳しくは、輻輳を利用し、近くの物体を観察する際は、黒目部分が顔の中心に近づき、遠くの物体を観察する際は、逆に離れるといった特性に基づいて、黒目の位置を検出し、その位置情報から注視距離を推定するものである。 Next, the gaze detection mechanism will be described.
The line-of-sight detection mechanism includes means for detecting the eye-gaze direction of the wearer (glasses user) and means for calculating the attention distance of the wearer from the detection information. More specifically, when observing a nearby object using convergence, the position of the black eye is detected based on the characteristic that the black eye portion approaches the center of the face and when observing a distant object, the object moves away. The gaze distance is estimated from the position information.

ここで、前記したような可変焦点レンズ１０を備えた可変焦点眼鏡１の一例を、図１３に示す。本実施形態の可変焦点眼鏡１は、本発明の可変焦点レンズ１０付きの自動焦点眼鏡（ＡＦ可変焦点眼鏡）である。
本実施形態の自動焦点眼鏡は、例えば前記のようなＡＦ機構（例えばアクティブＡＦモジュール、パッシブＡＦモジュール等の測距計）を有し、そこから得られる距離情報を元に可変焦点レンズの焦点距離を決め、透明弾性体の変形量を決定するＡＦ可変焦点眼鏡となっている。従って、老眼の（ピント調整能力のない）使用者が、遠くを見ても近くを見ても常にピンとのあった鮮明な像を得ることができる眼鏡とすることができる。 Here, FIG. 13 shows an example of the variable focus glasses 1 provided with the variable focus lens 10 as described above. The variable focus glasses 1 of the present embodiment are autofocus glasses (AF variable focus glasses) with a variable focus lens 10 of the present invention.
The autofocus glasses of the present embodiment have, for example, the above-described AF mechanism (for example, a rangefinder such as an active AF module or a passive AF module), and the focal length of the variable focus lens based on distance information obtained therefrom. This is an AF variable focus spectacle that determines the deformation amount of the transparent elastic body. Therefore, it can be set as the spectacles which the user of presbyopia (without the ability to adjust focus) can always obtain a clear image with a focus even when looking at the distance or near.

以下、具体的な構成について説明する。
可変焦点眼鏡１の固体レンズ１０は射出成形によって作られた非球面レンズである。固体レンズ１０は眼鏡のフレームのリム２よりも大きな形状をしている。
使用者が選択した眼鏡のフレームには、弾性部品がリム２の内側形状（円ではなく閉曲線）とほぼ同じ形状で付随している。ここで、弾性部品とは、眼鏡における眼球側から順に図１の透明弾性膜３０、透明弾性体４０（本実施形態ではリング６０で覆った透明弾性体４０）及び薄い透明弾性膜（図示省略）を組み合わせて一体化させたものである。そして、使用者の事前の視力測定によって選択された固体レンズ２０をリムの形状に合わせて加工し、その固体レンズ２０を眼と逆側（眼鏡の外側）から前述の弾性部品を組み合わせてリム２に組み込む。
リム２には、透明弾性膜３０に力を印加する可変機構５０が備えられており、駆動機構をモータＭによって駆動することで透明弾性膜３０と透明弾性体４０の形状変化を行う。モータの電源はテンプル３を通って電源コード４の先につながっている電源回路５から供給されており、左右のモータＭへの供給はブリッジ部６にある配線を用いて行われる。モータＭの駆動量は距離情報から行うが、距離情報は本実施形態ではブリッジ部６に配置されたパッシブ型測距装置８により得られた情報をもとに計算される。 Hereinafter, a specific configuration will be described.
The solid lens 10 of the varifocal glasses 1 is an aspheric lens made by injection molding. The solid lens 10 has a larger shape than the rim 2 of the spectacle frame.
The eyeglass frame selected by the user is accompanied by elastic parts having almost the same shape as the inner shape of the rim 2 (not a circle but a closed curve). Here, the elastic parts are the transparent elastic film 30, the transparent elastic body 40 (the transparent elastic body 40 covered with the ring 60 in this embodiment), and a thin transparent elastic film (not shown) in order from the eyeball side of the glasses. Are combined and integrated. Then, the solid lens 20 selected by the user's prior visual acuity measurement is processed in accordance with the shape of the rim, and the solid lens 20 is combined with the aforementioned elastic parts from the opposite side of the eye (outside of the glasses) to the rim 2. Incorporate into.
The rim 2 is provided with a variable mechanism 50 that applies a force to the transparent elastic film 30, and the shape of the transparent elastic film 30 and the transparent elastic body 40 is changed by driving the drive mechanism by the motor M. The power of the motor is supplied from a power supply circuit 5 connected to the tip of the power cord 4 through the temple 3, and supply to the left and right motors M is performed using wiring in the bridge unit 6. The driving amount of the motor M is determined from distance information. In this embodiment, the distance information is calculated based on information obtained by the passive distance measuring device 8 disposed in the bridge unit 6.

弾性部品の構成は、薄い透明弾性膜はエラストマーからなり、透明弾性体４０はＰＤＳＭ（ポリジメチルシロキサン）等の透明シリコンから成る。透明弾性膜３０は薄いプラスチックからなり、射出成形またはブロア成形等の成形によって作成されたものである。なお、薄い弾性膜は、弾性部品の状態での透明弾性体４０の保管状態を良くする目的と、固体レンズ２０との組み合わせの際に透明弾性体４０を保持する目的のために取り付けられているものであるため、固体レンズ２０と弾性部品とを組み合わせる際に取り除かれても良い。   The elastic part is composed of a thin transparent elastic film made of an elastomer and the transparent elastic body 40 made of transparent silicon such as PDSM (polydimethylsiloxane). The transparent elastic film 30 is made of thin plastic and is formed by molding such as injection molding or blow molding. The thin elastic film is attached for the purpose of improving the storage state of the transparent elastic body 40 in the state of an elastic part and for the purpose of holding the transparent elastic body 40 in combination with the solid lens 20. Therefore, it may be removed when combining the solid lens 20 and the elastic part.

このとき、前記したように固体レンズ２０は眼と逆側（物体側）にあるようにする。その理由は、透明弾性体４０の保護である。具体的には、透明弾性体４０や透明弾性膜３０が外界に面していると、指で触ったり、偶然何かが飛んできたりしてぶつかったときに変形してしまい、破損する可能性がある。また、指紋やゴミ等が付着しやすいのは外側であるが、それを拭き取る際に柔らかいと拭き取りにくく、さらに拭き取るときに破損してしまう可能性が高いからである。   At this time, as described above, the solid lens 20 is located on the side opposite to the eye (object side). The reason is protection of the transparent elastic body 40. Specifically, if the transparent elastic body 40 or the transparent elastic film 30 faces the outside world, it may be deformed and damaged when touched by a finger or accidentally flies. There is. Also, fingerprints and dust are likely to adhere to the outside, but if they are soft when wiped off, they are difficult to wipe off, and are more likely to be damaged when wiped off.

また、前記した視線検知機構に装着判定機能を備えており、一定時間非装着状態を感知した場合は電源を遮断する様になっていても良い。これにより、電池の容量保護を行うことができる。
また、視線検知機構以外の装着判定機能を備えており、一定時間非装着状態を感知した場合は電源を遮断するようになっていても良い。これにより、視線検知機構を備えておらずＡＦ機構を備えている場合でも電池の容量保護を行うことができる。また、視線検知機構を備えている場合には、さらに確実に電池の容量保護を行うことができる。
さらに、電池には燃料電池（充電池）を備えていると良い。日常使うものであるので、電池の充電時は使えないようでは困るため、燃料電池にすることで燃料が少なくなれば継ぎ足すだけでよいという利点がある。
また、電池の残りが少なくなると、装着者に光や音で知らせるようになっていても良い。これにより、突然動かなくなって困るということを防止することができる。
また、視線検知手段は、ミラーとラインセンサやエリアセンサ等を用いることができる。
さらに、検知周期の最適な周期として、視線検知手段の検知周期は０．５Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下にするとよい。。早すぎるとちょっとした目振りや無意識の眼球運動等にも反応してしまうし、遅すぎると眼が疲れるためである。
また、駆動周期の最適な周期として、駆動手段の最大駆動周期は３０Ｈｚ以下にするとよい。早すぎるとちょっとした目振りや無意識の眼球運動等にも反応してしまうこととなり、電力消費が大きくなるためである。
なお、前記した老眼鏡以外の目的に用いても良い。例えば、視力矯正用眼鏡等が挙げられる。 Further, the above-described line-of-sight detection mechanism may be provided with a wearing determination function, and the power supply may be cut off when a non-wearing state is detected for a certain period of time. Thereby, the capacity | capacitance protection of a battery can be performed.
In addition, a wearing determination function other than the line-of-sight detection mechanism may be provided, and the power supply may be shut off when a non-wearing state is detected for a certain period of time. As a result, the battery capacity can be protected even when the line-of-sight detection mechanism is not provided and the AF mechanism is provided. In addition, when the line-of-sight detection mechanism is provided, the battery capacity can be more reliably protected.
Furthermore, the battery is preferably provided with a fuel cell (rechargeable battery). Since it is used every day, it is difficult not to use it when charging the battery, so there is an advantage that if the fuel is reduced by using a fuel cell, it is only necessary to add it.
Further, when the remaining battery level is low, the wearer may be notified by light or sound. As a result, it is possible to prevent troubles caused by sudden movement.
The line-of-sight detection means can use a mirror, a line sensor, an area sensor, or the like.
Furthermore, as an optimal detection cycle, the detection cycle of the line-of-sight detection means may be 0.5 Hz or more and 30 Hz or less. . If it is too early, it will react to slight eye movements and unconscious eye movements, and if it is too late, the eyes will become tired.
In addition, as an optimal cycle of the drive cycle, the maximum drive cycle of the drive means is preferably 30 Hz or less. If it is too early, it will react to slight eye movements and unconscious eye movements, etc., and power consumption will increase.
In addition, you may use for purposes other than the above-mentioned reading glasses. For example, eyesight correction glasses and the like can be mentioned.

次に、可変焦点レンズの仕様について、実施例１〜４に基づいて説明するが、各仕様はこれに限定されるものではない。ここで、各実施例の可変焦点レンズ１０においては、眼球と逆側（外側）から順に固体レンズ２０、薄い透明弾性膜（図示省略）、透明弾性体４０、透明弾性膜３０を有している。そして、固体レンズ２０と外側の空気とが接する面を第１面、固体レンズ２０と薄い透明弾性膜とが接する面を第２面、薄い透明弾性膜と透明弾性体４０とが接する面を第３面、透明弾性体４０と透明弾性膜３０とが接する面を第４面、透明弾性膜３０と眼球側の空気とが接する面を第５面とする。
また、各実施例の表の中において、「物体」とは注視する被写体のことを指す。
また、各実施例の表の中において、「瞳」として仮に焦点距離１０ｍｍの理想レンズを配置している。
また、ＰＯＳ１は無限距離にある被写体をみたときの各面の様子、ＰＯＳ２は１０００ｍｍの距離にある被写体をみたときの各面の様子、ＰＯＳ３は５００ｍｍの距離にある被写体をみたときの各面の様子、ＰＯＳ４は２５０ｍｍの距離にある被写体をみたときの各面の様子を示している。
さらに、表のＰＯＳ１と図の（ａ）が対応し、以下、表のＰＯＳ２と図の（ｂ）、表のＰＯＳ３と図の（ｃ）、表のＰＯＳ４と図の（ｄ）が対応するようになっている。 Next, specifications of the variable focus lens will be described based on Examples 1 to 4, but each specification is not limited to this. Here, the variable focus lens 10 of each embodiment has a solid lens 20, a thin transparent elastic film (not shown), a transparent elastic body 40, and a transparent elastic film 30 in order from the opposite side (outside) to the eyeball. . The surface where the solid lens 20 and the outside air are in contact is the first surface, the surface where the solid lens 20 and the thin transparent elastic film are in contact is the second surface, and the surface where the thin transparent elastic film is in contact with the transparent elastic body 40 is the first surface. The third surface, the surface where the transparent elastic body 40 and the transparent elastic film 30 are in contact with each other, is the fourth surface, and the surface where the transparent elastic film 30 is in contact with the air on the eyeball side is the fifth surface.
In the table of each embodiment, “object” refers to a subject to be watched.
In the table of each example, an ideal lens having a focal length of 10 mm is temporarily arranged as a “pupil”.
POS1 shows the state of each surface when viewing a subject at an infinite distance, POS2 shows the state of each surface when viewing a subject at a distance of 1000 mm, and POS3 shows the state of each surface when viewing a subject at a distance of 500 mm. The state, POS4, shows the state of each surface when viewing a subject at a distance of 250 mm.
Further, POS1 in the table corresponds to (a) in the figure, and POS2 in the table and (b) in the figure, POS3 in the table and (c) in the figure, and POS4 in the table and (d) in the figure correspond to each other. It has become.

なお、各実施例における非球面は、以下の数式１で示される。
但し、
Ｚ：非球面形状（非球面の面頂点に接する平面から光軸に沿った方向の距離）
ｈ：光軸からの距離
ｒ：曲率半径
κ：円錐係数
Ａ2i：非球面係数
である。 In addition, the aspherical surface in each Example is shown by the following numerical formula 1.
However,
Z: Aspherical shape (distance in the direction along the optical axis from the plane that contacts the apex of the aspherical surface)
h: distance from the optical axis r: radius of curvature κ: conical coefficient A 2i : aspherical coefficient.

Figure 2006106488
Figure 2006106488

（実施例１）
実施例１のレンズデータを表１に示す。 Example 1
Table 1 shows lens data of Example 1.

Figure 2006106488
Figure 2006106488

図１４は実施例２の各ポジション（被写体との距離）における可変焦点レンズの様子を示す図と収差図（左が非点収差、右が歪曲収差）である。   FIG. 14 is a diagram showing the state of the variable focus lens at each position (distance to the subject) in Example 2 and aberration diagrams (left is astigmatism, right is distortion).

（実施例２）
実施例２のレンズデータを表２に示す。 (Example 2)
Table 2 shows lens data of Example 2.

Figure 2006106488
Figure 2006106488

図１５は実施例２の各ポジション（被写体との距離）における可変焦点レンズの様子を示す図と収差図（左が非点収差、右が歪曲収差）である。   FIG. 15 is a diagram showing the state of the variable focus lens at each position (distance to the subject) in Example 2 and aberration diagrams (left is astigmatism, right is distortion).

（実施例３）
実施例３のレンズデータを表３に示す。 (Example 3)
Table 3 shows lens data of Example 3.

Figure 2006106488
Figure 2006106488

図１６は実施例３の各ポジション（被写体との距離）における可変焦点レンズの様子を示す図と収差図（左が非点収差、右が歪曲収差）である。   FIG. 16 is a diagram showing the state of the variable focus lens at each position (distance to the subject) in Example 3 and aberration diagrams (astigmatism on the left and distortion on the right).

（実施例４）
実施例４のレンズデータを表４に示す。 Example 4
Table 4 shows lens data of Example 4.

Figure 2006106488
Figure 2006106488

図１７は実施例４の各ポジション（被写体との距離）における可変焦点レンズの様子を示す図と収差図（左が非点収差、右が歪曲収差）である。   FIG. 17 is a diagram showing the state of the variable focus lens at each position (distance to the subject) in Example 4 and aberration diagrams (left is astigmatism, right is distortion).

前記した実施例１〜４から分かるように、固体レンズに適切な非球面形状のレンズを使用することにより、大きな視野角でかつ大きなレンズ直径を有するものであっても、全ての距離の被写体に対して良好な像性能を有する可変焦点レンズ及び可変焦点眼鏡とすることができる。   As can be seen from Examples 1 to 4 described above, by using an aspherical lens suitable for a solid lens, it is possible to apply to a subject at all distances even with a large viewing angle and a large lens diameter. On the other hand, a variable focus lens and variable focus glasses having good image performance can be obtained.

以上のように、本実施形態の可変焦点レンズによれば、透明で剛性を有し表面と裏面のうちの少なくとも一方が非球面又は自由曲面とされた固体レンズと、透明で弾性を有する透明弾性膜と、固体レンズと透明弾性膜との間に存在し透明で弾性を有する透明弾性体と、透明弾性体の形状を外部から変化させる可変機構とを備えるため、透明弾性体が液体でないことから、使用者に対して万が一、透明弾性膜が破れてしまった場合でも、使用者の眼に液体が入ってしまうような不具合を生じさせないようにすることができる。
また、固体レンズに非球面又は自由曲面を有する透明で剛性を有する部材を用いることから、広い視野角を有し鮮明な像が得られるレンズとすることができる。
さらに、液晶を駆動させる場合のような複雑な構成としなくても駆動させることができる。 As described above, according to the variable focus lens of the present embodiment, a transparent and rigid solid lens in which at least one of the front and back surfaces is an aspherical surface or a free-form surface, and a transparent and elastic transparent elasticity Because the transparent elastic body is not liquid because it includes a transparent elastic body that is transparent and elastic between the solid lens and the transparent elastic film, and a variable mechanism that changes the shape of the transparent elastic body from the outside. Even if the transparent elastic membrane is torn by any chance to the user, it is possible to prevent a problem that the liquid enters the user's eyes.
Further, since a transparent and rigid member having an aspherical surface or a free-form surface is used for the solid lens, a lens having a wide viewing angle and a clear image can be obtained.
Furthermore, the liquid crystal can be driven without a complicated configuration as in the case of driving the liquid crystal.

また、本実施形態では、透明弾性膜が透明弾性体よりも柔軟性が低いため、固体レンズと透明弾性膜とで確実に透明弾性体を封止することができる。   In this embodiment, since the transparent elastic film is less flexible than the transparent elastic body, the transparent elastic body can be reliably sealed with the solid lens and the transparent elastic film.

さらに、本実施形態では、透明弾性体がシロキサン結合を含むシリコンで構成されているため、透明弾性体が紫外線を吸収せず、レンズが黄変するような不具合を生じさせないようにすることができる。   Further, in the present embodiment, since the transparent elastic body is made of silicon containing a siloxane bond, the transparent elastic body does not absorb ultraviolet rays and can prevent a problem that the lens is yellowed. .

またさらに、透明弾性体がポリエチレン系材料又はウレタン系材料からなるゲルで構成されており、透明弾性体の表面側と裏面側のうちの少なくとも一方に紫外線を反射するコーティング層を備える場合には、透明弾性体に紫外線を届かせないようにすることができ、レンズが黄変するような不具合を生じさせないようにすることができる。   Furthermore, when the transparent elastic body is composed of a gel made of a polyethylene-based material or a urethane-based material and includes a coating layer that reflects ultraviolet rays on at least one of the front surface side and the back surface side of the transparent elastic body, It is possible to prevent ultraviolet rays from reaching the transparent elastic body, and it is possible to prevent a problem that the lens is yellowed.

また、本実施形態の可変焦点眼鏡によれば、前記したような可変焦点レンズを備えるため、前記した作用効果を生じさせることができる可変焦点眼鏡とすることができる。   Further, according to the variable focus glasses of the present embodiment, since the variable focus lens as described above is provided, the variable focus glasses capable of producing the above-described effects can be obtained.

さらに、本実施形態では、可変焦点レンズを、透明弾性膜が最も眼球に近い位置となるように配置したため、固体レンズは眼球と逆側（物体側）に配置されることになる。これにより、透明弾性体を確実に保護することができる。例えば、透明弾性体や透明弾性膜が外界に面していると、指で触ったり、偶然何かが飛んできたりしてぶつかったときに変形してしまい、破損する可能性がある。また、指紋やゴミ等が付着しやすいのは外側であるが、それを拭き取る際に柔らかいと拭き取りにくく、さらに拭き取るときに破損してしまう可能性が高い。透明弾性膜を最も眼球に近い位置に配置することで、このような不具合を防止することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the variable focus lens is disposed so that the transparent elastic film is closest to the eyeball, the solid lens is disposed on the opposite side (object side) from the eyeball. Thereby, a transparent elastic body can be protected reliably. For example, if a transparent elastic body or a transparent elastic film faces the outside world, it may be deformed and damaged when touched by a finger or accidentally flies and hits. In addition, fingerprints and dust are likely to adhere to the outside, but if they are soft when wiped off, they are difficult to wipe off, and there is a high possibility that they will be damaged when wiped off. Such a problem can be prevented by disposing the transparent elastic film at a position closest to the eyeball.

このような結果、本実施形態の可変焦点レンズ及びそれを備えた可変焦点眼鏡は、安全性を有し、コストを抑えることができ、かつ使用者が使いやすい可変焦点レンズ及びそれを備えた可変焦点眼鏡とすることができる。   As a result, the variable focus lens of the present embodiment and the variable focus spectacles including the variable focus lens have safety, can reduce costs, and are easy to use for the variable focus lens and the variable variable lens including the variable focus lens. Focus glasses can be used.

なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明を適用した一実施形態として例示する可変焦点レンズを概略的に示した図である。It is the figure which showed schematically the variable focus lens illustrated as one Embodiment to which this invention is applied. 可変焦点レンズの動作前の状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state before operation | movement of a variable focus lens. 可変焦点レンズの動作後の状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state after operation | movement of a variable focus lens. カム駆動の可変機構を説明するための可変焦点レンズの断面図である。It is sectional drawing of the variable focus lens for demonstrating the variable mechanism of a cam drive. カム駆動の可変機構を備えた可変焦点レンズのＡ視正面図である。It is the A view front view of the variable focus lens provided with the variable mechanism of a cam drive. カム駆動の可変機構におけるカム溝を示すＢ視透視図である。It is a B perspective view which shows the cam groove in the variable mechanism of a cam drive. カム駆動の可変機構を動作させたときの可変焦点レンズの様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of a variable focus lens when operating the variable mechanism of a cam drive. ガイドピン駆動の可変機構に備えられた各部材を示す図である。It is a figure which shows each member with which the variable mechanism of the guide pin drive was equipped. ガイドピン駆動の可変機構を備えた可変焦点レンズの断面図である。It is sectional drawing of the variable focus lens provided with the variable mechanism of a guide pin drive. ガイドピン駆動の可変機構を動作させたときの可変焦点レンズの様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of a variable focus lens when operating the variable mechanism of a guide pin drive. アクティブＡＦを説明するための図である。It is a figure for demonstrating active AF. パッシブＡＦを説明するための図である。It is a figure for demonstrating passive AF. 本発明を適用した一実施形態として例示する可変焦点眼鏡を概略的に示した図である。It is the figure which showed schematically the variable focus spectacles illustrated as one Embodiment to which this invention is applied. 本発明の実施例１の可変焦点レンズと被写体との距離に応じたレンズの様子及び収差を示す図である。It is a figure which shows the mode and aberration of a lens according to the distance of the variable focus lens of Example 1 of this invention, and a to-be-photographed object. 本発明の実施例２の可変焦点レンズと被写体との距離に応じたレンズの様子及び収差を示す図である。It is a figure which shows the mode and aberration of a lens according to the distance of the variable focus lens of Example 2 of this invention, and a to-be-photographed object. 本発明の実施例３の可変焦点レンズと被写体との距離に応じたレンズの様子及び収差を示す図である。It is a figure which shows the mode and aberration of a lens according to the distance of the variable focus lens of Example 3 of this invention, and a to-be-photographed object. 本発明の実施例４の可変焦点レンズと被写体との距離に応じたレンズの様子及び収差を示す図である。It is a figure which shows the mode and aberration of a lens according to the distance of the variable focus lens of Example 4 of this invention, and a to-be-photographed object.

符号の説明Explanation of symbols

１ 可変焦点眼鏡
１０ 可変焦点レンズ
２０ 固体レンズ
３０ 透明弾性膜
４０ 透明弾性体
５０ 可変機構
６０ リング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable focus spectacles 10 Variable focus lens 20 Solid lens 30 Transparent elastic film 40 Transparent elastic body 50 Variable mechanism 60 Ring

Claims (6)

透明で剛性を有し、表面と裏面のうちの少なくとも一方が非球面又は自由曲面とされた固体レンズと、
透明で弾性を有する透明弾性膜と、
前記固体レンズと透明弾性膜との間に存在し、透明で弾性を有する透明弾性体と、
前記透明弾性体の形状を外部から変化させる可変機構と、
を備えることを特徴とする可変焦点レンズ。 A solid lens that is transparent and rigid, and at least one of the front and back surfaces is an aspherical surface or a free-form surface;
A transparent elastic film that is transparent and elastic;
A transparent elastic body that exists between the solid lens and the transparent elastic film and is transparent and elastic;
A variable mechanism for changing the shape of the transparent elastic body from the outside;
A variable focus lens comprising: 前記透明弾性膜が前記透明弾性体よりも柔軟性が低いことを特徴とする請求項１に記載の可変焦点レンズ。   The variable focus lens according to claim 1, wherein the transparent elastic film is less flexible than the transparent elastic body. 前記透明弾性体がシロキサン結合を含むシリコンで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変焦点レンズ。   The variable focus lens according to claim 1 or 2, wherein the transparent elastic body is made of silicon containing a siloxane bond. 前記透明弾性体がポリエチレン系材料又はウレタン系材料からなるゲルで構成されており、前記透明弾性体の表面側と裏面側のうちの少なくとも一方に紫外線を反射するコーティング層を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変焦点レンズ。   The transparent elastic body is made of a gel made of a polyethylene-based material or a urethane-based material, and includes a coating layer that reflects ultraviolet rays on at least one of the front surface side and the back surface side of the transparent elastic body. The variable focus lens according to claim 1 or 2. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変焦点レンズを備えることを特徴とする可変焦点眼鏡。   A variable-focus eyeglass comprising the variable-focus lens according to claim 1. 前記可変焦点レンズを、前記透明弾性膜が最も眼球に近い位置となるように配置したことを特徴とする請求項５に記載の可変焦点眼鏡。   6. The variable focus glasses according to claim 5, wherein the variable focus lens is arranged such that the transparent elastic film is closest to the eyeball.
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