JP4760419B2 - 電子眼鏡 - Google Patents

Description

本発明は、電気的に機能制御を行う電子眼鏡に関するものである。
一例として、レンズが液晶等の誘電体によって構成され、電圧印加によって屈折率を変化させる遠近両用機能を有する電子眼鏡に用いる技術として有用である。

電気的に焦点距離を可変させる電子眼鏡として、レンズの中に液晶などの誘電体材料を封入し、これに電圧をかけて誘電率を変化させることで屈折率を制御する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、電子眼鏡に用いる電源スイッチとして、鼻パッドのフレーム側にスイッチを設けて、眼鏡を装着することにより鼻パッドが鼻に押されてフレーム側のスイッチがオン状態になる方式が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、焦点距離を切り替えるスイッチとして、眼鏡レンズ上にタッチスイッチを設けて、このスイッチを指で軽く触ることにより焦点距離を切り替える方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３５２４４５号公報 特開２００２−２９７０８８号公報

これまで提案されている電子眼鏡のスイッチは、電源スイッチと焦点距離切替スイッチが独立しており、それぞれ個別にスイッチを用意しなければいけないため、スイッチの取り付けや配線等で構造が複雑になり、操作も煩わしいという課題を有していた。また、眼鏡上のスイッチと言うことでサイズが小さく、かつ押す箇所を使用者が見づらいために、スイッチを押しにくいという課題を有していた。特にこの電子眼鏡が遠近両用眼鏡の場合は、主に高齢者が使用することになるため、非常に深刻な問題である。

本発明は、これら従来の課題を解決するもので、電源スイッチと焦点距離切替スイッチを共有し、構造が簡単で、かつ操作が簡便な電子眼鏡の提供を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電子眼鏡は、左右の鼻パッドにそれぞれ組み込まれた電極部と前記電極部を介して電気的な制御を行う制御手段とを有し、前記電極部双方間の抵抗値が所定レベルを越えて変動したのち、所定の時間以上、所定範囲内の抵抗値である場合に前記制御手段の電源のオンオフを切り替えることを特徴としたものである。

また、本発明は、前記制御手段により焦点距離を切り替える機能を有し、前記電極部双方間の抵抗値が所定レベルを越えて変動したのち、所定の時間以上、所定範囲内に収まっていれば、前記制御手段によって焦点距離を切り替えることを特徴としたものである。

また、本発明は、眼鏡フレームが導通フレームである場合に、前記電極部が前記眼鏡フレームと導通しており、前記電極部の双方が導通しないように前記眼鏡フレームの一部に非導通箇所を有し、前記非導通箇所により分割された前記眼鏡フレーム双方が前記制御手段に接続されていることを特徴としたものである。

また、本発明は、眼鏡フレームが非導通フレームである場合に、前記眼鏡フレーム上に導通パターンが形成されており、前記電極部が前記導通パターンにより前記制御手段に接続されていることを特徴としたものである。

本発明の電子眼鏡によれば、電源スイッチと焦点距離切替スイッチを共有し、眼鏡装着によって自動的に電源がオンし、眼鏡フレームに軽く触ることによって焦点距離が変化するので、使用者がスイッチを殆ど意識する事無く、簡便かつ快適に使用することが出来る。

以下に、本発明の電子眼鏡の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

本発明の第１の実施例について、図１、図２、図３を用いて説明する。
図１は本発明の電子眼鏡の操作スイッチの原理的構成を示す図である。
この図に示す眼鏡の鼻パッド１１，１２にはそれぞれ電極１３，１４が鼻と接触する面に取り付けられており、電極から伸びる配線１７により制御回路１６と接続されている。制御回路１６の内部には、電極１３と１４の双方が導通すれば電源が入る回路（図示せず）が組み込まれている。今、使用者が眼鏡を装着すれば電極１３，１４は使用者の鼻と接触するため、人体を通して双方の電極が導通する。これにより制御回路１６の電源がオンする。使用者が眼鏡を取り外せば電極１３，１４が使用者の鼻から離れるため、電源がオフする。

このように鼻パッド上の電極を電源スイッチとして用いることにより、使用者は電源スイッチを意識する必要が無く、自動的に電源がオンオフされるため、操作上便利で快適であると言うことと、電源の切り忘れを防止する事が出来ると言うメリットがある。

図２は本発明の電子眼鏡の操作スイッチの誤動作を防止する方法を示す図である。
ここで制御回路１６にはマイコン等により時間を計測する機能（図示せず）が設けられている。今、使用者が眼鏡を装着すれば、電極１３，１４間の電極間抵抗値２１は図２に示すように最初は不安定な変動を起こして最終的には一定範囲の値に落ち着く。ここで電源オンオフ判定レベル２２と電源オンオフ判定時間２３（ｔ０）を設け、電極間抵抗値２１が電源オンオフ判定レベル２２を下回る時間を計測する。眼鏡装着直後は、鼻の上での眼鏡位置が落ち着いてないため電極間抵抗値２１の変動も大きく、ポイント２４における電極間抵抗値２１が電源オンオフ判定レベル２２を下回る時間はｔ１であるため、ｔ１＜ｔ０より電源はオンされない。眼鏡装着後、ポイント２５において眼鏡位置が落ち着き始め、ポイント２６において電極間抵抗値２１が電源オンオフ判定レベル２２を連続して下回る時間がｔ０を越えるため、ここで初めて電源がオンされる。電源をオフするときは逆に、電極間抵抗値２１が電源オンオフ判定レベル２２を連続して上回る時間を計測して、この時間がｔ０を越えれば電源をオフする。ここで、電源オンオフ判定レベルはオンとオフとの判定レベルを独立して設定しても良いし、電源オンオフ判定時間もオンとオフの判定時間を独立して設定しても良い。

このように電極間抵抗値を時間で監視することによって、たとえば階段の昇降による振動で電極が鼻から一瞬離れた時に電源をオフしてしまうような誤動作が防止できる。

図３は本発明の電子眼鏡の電源制御方法を示す図である。
今、使用者が眼鏡を装着したとすると、直流電源３２と電気回路３３が導通してマイコン３４が起動する。マイコン３４は電圧制御回路３５に指令を出し、電圧制御回路３５内のコンデンサ（図示せず）に充電を行う。これにより眼鏡を使用してない時の電力消費をゼロにする事が出来るとともに、前記図２の説明であるような眼鏡が外されて電源のオフを判定する時や、一時的に電極が鼻から離れた時であってもコンデンサからの電力供給により電源が保持されるため、安定してマイコンが判定制御を行う事が出来る。

本発明の第２の実施例について、図４、図５、図６、図７を用いて説明する。
図４、図５、図６、図７は眼鏡フレームに触ることにより焦点距離を切り替える本発明の電子眼鏡の操作スイッチの原理を示す図である。

鼻パッド４１に取り付けられた電極４２は、眼鏡を装着すると鼻の皮膚４３と接触面４４によって接触する。この時電極４２は眼鏡の重さのみによって鼻の皮膚４３に圧接されるため、十分に面接触しているとは言い難く、接触面４４のように接触面と非接触面が存在する。この時の電極間の抵抗値をポイント６４で示す。ここで、使用者が眼鏡フレームを顔面の方向に指で押した時の電極の様子を図５に示すが、電極５２は鼻の皮膚５３に強く押し付けられるため、接触面５４が面接触になる。これによって電極間の抵抗値が下がり、図６に示すようにポイント６４以降抵抗値が減少していく。この抵抗値の減少を図１で示す制御回路１６で監視して、あらかじめ設定した所定の抵抗値６２以下になったポイント６５から時間計測を開始し、ポイント６６であらかじめ設定した所定の時間６３（ｔ２）に達すれば、制御回路１６により眼鏡の焦点距離を変化させる。使用者は焦点距離が変化したことを確認して、眼鏡フレームを押すのを止めれば良い。使用者が眼鏡フレームから手を離せば、抵抗値はまた押す前の値に徐々に戻っていく。使用者が眼鏡フレームを押す位置は、フレーム中央の鼻パッド近辺が望ましいが、少々押す場所がずれていても電極間抵抗値は変化するため、使用者の好みの場所を押せば良い。また、図７のように電極７２上に小突起７３を形成しておけば、通常装着時は鼻の皮膚と点接触になり、眼鏡フレームを押下すれば面接触になるため、電極間の抵抗値の変化がより大きくなり、眼鏡フレームの押下検出をより容易に行う事が可能になる。

このように眼鏡フレームを押すことによる電極間抵抗値の変化を時間で監視して焦点距離を切り替えるため、眼鏡フレームの押す位置を狭く限定する必要が無く、使用者が操作しやすい焦点可変スイッチを提供する事が出来る。

本発明の第３の実施例について、図８、図９、図１０を用いて説明する。
図８は本発明の電子眼鏡の操作スイッチからの配線方法を示す図である。
リード線８４は、電極８２から鼻パッド８１を貫通する金属棒８３に接続され、眼鏡フレーム８６上を配線して制御回路（図示せず）に入力される。この方法は眼鏡フレームの材質によらずに用いる事が可能である。

図９は金属等の導体による眼鏡フレームを用いた場合の本発明の電子眼鏡の操作スイッチからの配線方法を示す図である。

配線用のリード線は無く、電極９２は鼻パッド９１を貫通する金属棒９３と金属ブリッジ９４、眼鏡フレーム９５と接続されて電極端子９８と導通する。一方もう片方の電極９６は鼻パッドを貫通後、ブリッジ上の電極端子９７に導通する。ブリッジの一部９９は不導体により構成されているため、電極端子９７と電極端子９８が短絡することは無い。

このように眼鏡フレーム自身を配線として使用することでリード線が不要になるため、リード線により見た目を損なう事がなく、構造も単純化する事が出来る。

図１０はセルロイド等の非導体による眼鏡フレームを用いた場合の本発明の電子眼鏡の操作スイッチからの配線方法を示す図である。

鼻パッド１０１はブリッジと一体化されており、鼻パッド１０１上の電極１０２はフレーム１０３上に薄膜形成された配線パターン１０４を通って、電極端子１０５に導通する。もう片方の電極１０６も同様に電極端子１０７に導通する。

このように眼鏡フレーム上に配線パターンを形成することでリード線が不要になるため、リード線により見た目を損なう事がなく、構造も単純化する事が出来る。

本発明にかかる電子眼鏡は、鼻パッド上の電極を電源スイッチとして用いるために、使用者が電源スイッチを意識することなく自動的に電源がオンオフされ、操作上便利で快適であるとともに電源の切り忘れを防止する事が出来ると言う効果があり、特に高齢者向けの電子遠近両用眼鏡等に有用である。

また、眼鏡フレームを押すことによる電極間抵抗値の変化を時間で監視して焦点距離を切り替えるため、使用者は眼鏡フレームの好みの位置を押すだけで良く、使用者が操作しやすい焦点可変スイッチを提供出来ると言う効果があり、特に高齢者向けの電子遠近両用眼鏡等に有用である。

さらに、眼鏡フレームが導体であっても非導体であっても配線にリード線を用いない方法を提供するため、リード線により見た目を損なう事がなく、構造も単純化出来ると言う効果があり、美観を気にする使用者にとって有用である。

本発明の電子眼鏡の構成図 眼鏡装着時の抵抗値変化による電源オンオフ判定を示す図 電子眼鏡の電源制御回路を示す図 眼鏡装着時の鼻パッドと鼻の接触例を示す図 眼鏡フレーム押下時の鼻パッドと鼻の接触例を示す図 眼鏡フレーム押下時の抵抗値変化による焦点距離切替判定を示す図 電極に小突起が形成された鼻パッドを示す図 電極からの配線例を示す図 導体による眼鏡フレームを用いた場合の配線例を示す図 非導体による眼鏡フレームを用いた場合の配線例を示す図

符号の説明

１１、１２ 鼻パッド
１３、１４ 電極
１５ 眼鏡フレーム
１６ 制御回路
１７ 配線
２１ 電極間抵抗値
２２ 電源オンオフ判定レベル
２３ 電源オンオフ判定時間
２４、２５、２６ ポイント
３１ 制御回路
３２ 直流電源
３３ 電気回路
３４ マイコン
３５ 電圧制御回路
４１、５１、７１ 鼻パッド
４２、５２、７２ 電極
４３、５３ 鼻の皮膚
４４、５４ 接触面
６１ 電極間抵抗値
６２ 焦点距離切替判定レベル
６３ 焦点距離切替判定時間
６４、６５、６６ ポイント
７３ 小突起
８１、９１、１０１ 鼻パッド
８２、９２、９６、１０２、１０６ 電極
８３、９３ 金属棒
８４ リード線
８５ ブリッジ
８６ 眼鏡フレーム
９４ ブリッジ（導体）
９５ 眼鏡フレーム（導体）
９７、９８、１０５、１０７ 電極端子
９９ ブリッジ（不導体）
１０３ 眼鏡フレーム（不導体）
１０４ 配線パターン

Claims (4)

1. 左右の鼻パッドにそれぞれ組み込まれた電極部と前記電極部を介して電気的な制御を行う制御手段とを有し、
   前記電極部双方間の抵抗値が所定レベルを越えて変動したのち、所定の時間以上、所定範囲内の抵抗値である場合に前記制御手段の電源のオンオフを切り替えることを特徴とした電子眼鏡。
2. 前記制御手段により焦点距離を切り替える機能を有し、前記電極部双方間の抵抗値が所定レベルを越えて変動したのち、所定の時間以上、所定範囲内の抵抗値である場合に前記制御手段によって焦点距離を切り替えることを特徴とした請求項１に記載の電子眼鏡。
3. 眼鏡フレームが導通性を有し、前記電極部が前記眼鏡フレームと導通しており、前記電極部の双方が導通しないように前記眼鏡フレームの一部に非導通箇所を有し、前記非導通箇所により分割された前記眼鏡フレーム双方が前記制御手段に接続されていることを特徴とした請求項１に記載の電子眼鏡。
4. 眼鏡フレームが非導通性であり、前記眼鏡フレーム上に導通パターンが形成されており、前記電極部が前記導通パターンにより前記制御手段に接続されていることを特徴とした請求項１に記載の電子眼鏡。

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