WO2018146858A1 - レンズ、レンズブランクおよびアイウェア - Google Patents
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- G02F2201/305—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating diffraction grating
Definitions
- the present invention relates to a lens, and a lens blank and eyewear having the lens.
- the electronic device examples include eyewear (for example, electronic glasses) having a region where the focal length can be switched by voltage (for example, refer to Patent Document 1).
- the eyewear lens described above includes a first transparent substrate having a first transparent electrode disposed on one surface, a second transparent substrate having a second transparent electrode disposed on one surface, and a first transparent electrode. And a liquid crystal layer disposed between the second transparent electrode. More specifically, a diffraction region in which a plurality of concentric ridges are formed is arranged on at least a part of the first transparent substrate. The liquid crystal layer is disposed at a position corresponding to the diffraction region.
- the lens for example, provides a liquid crystal material to the diffraction region of the first transparent substrate (first transparent electrode) and provides an adhesive to a region other than the diffraction region of the first transparent substrate. It can be manufactured by stacking the second transparent substrates on each other and curing the adhesive.
- the liquid crystal material is accommodated in a space (hereinafter referred to as a groove-like space) existing between adjacent ridges. Accordingly, a liquid crystal layer can be disposed between the first transparent electrode and the second transparent electrode.
- An object of the present invention is to provide a lens for eyewear, and a lens blank and eyewear having this lens, in which a liquid crystal material can be appropriately disposed between a first transparent substrate and a second transparent substrate. That is.
- the lens according to the present invention is a lens for eyewear, and includes a first transparent substrate including a diffraction region in which a plurality of protrusions and grooves are alternately formed concentrically, and a first transparent substrate in a predetermined direction.
- a second transparent substrate facing each other, a liquid crystal layer provided in a space existing between the diffraction region and the second transparent substrate, a first transparent electrode and a second transparent electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer
- the diffraction region has a first diffraction region and a second diffraction region disposed in at least a part of a portion different from the first diffraction region, and the space is between the groove and the second transparent substrate.
- a groove-shaped space that exists, and a communication space that is provided between at least a part of the convex shape in the second diffraction region and the second transparent substrate and communicates between the adjacent groove-shaped spaces.
- the lens blank according to the present invention includes a blank portion and the above-described lens formed integrally with the blank portion.
- the eyewear according to the present invention controls the optical characteristics of the liquid crystal layer of the lens by controlling the voltage between the above-described lens, the frame holding the lens, and the first transparent electrode and the second transparent electrode.
- a control unit controls the optical characteristics of the liquid crystal layer of the lens by controlling the voltage between the above-described lens, the frame holding the lens, and the first transparent electrode and the second transparent electrode.
- the lens for eyewear which can arrange
- FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of the configuration of the electronic glasses according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal circuit of the electronic glasses according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a lens.
- FIG. 4A is a schematic plan view showing an example of the shape of the ridges in the diffraction region.
- 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A.
- 4C is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4A.
- 4D is an enlarged view of a portion X in FIG. 4B.
- FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the shape of the ridges.
- FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the shape of the ridges.
- FIG. 6A is a schematic cross-sectional view for explaining the role of the second diffraction region.
- FIG. 6B is a schematic plan view for explaining the role of the second diffraction region.
- FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the shape of the diffraction region in plan view.
- FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lens blank.
- FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the configuration of the analysis region of the lens according to the second embodiment.
- FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the configuration of the analysis region of the lens according to the third embodiment.
- FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a configuration of an analysis region of a lens according to the fourth embodiment.
- FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a lens according to the fifth embodiment.
- FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a lens according to a modification of the fifth embodiment.
- Embodiment 1 According to the present invention, Embodiment 1 according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
- electronic glasses having a lens including an electroactive region whose optical characteristics can be controlled by electrical control will be described as a representative example of eyewear according to the present invention.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an unfolded state of the electronic glasses 100 according to the present embodiment, and is a perspective view illustrating an example of the configuration of the electronic glasses 100.
- FIG. 2 is a block diagram showing an internal circuit of the electronic glasses 100 according to the present embodiment.
- the electronic glasses 100 includes a pair of lenses 110, a frame 120, a control unit 150 (see FIG. 2), and a power source 160.
- the frame 120 has a front 130 and a pair of temples 140. In the following description, the portion where the front 130 is disposed is described as the front (front) of the electronic glasses 100.
- the right temple 140 is shown as an exploded view.
- the user can wear glasses as “front-rear direction”, “width direction”, and “vertical direction” without particular notice.
- Each direction of the electronic glasses 100 in the unfolded state is referred to.
- the front-rear direction of the electronic glasses 100 is the front-rear direction of the user when worn.
- the width direction of the electronic glasses 100 is the left-right direction of the user when worn.
- the vertical direction of the electronic glasses 100 is the user's vertical direction when worn.
- the “thickness direction” corresponds to the front-rear direction of the electronic glasses 100.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the lens 110.
- 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4A to 4D are schematic views showing an example of the shape of the ridge 1172 in the diffraction region 117.
- FIG. 4A is a plan view of the diffraction region 117
- FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4A
- FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 4A.
- 4D is an enlarged view of a portion X in FIG. 4B. 3, 4 ⁇ / b> B, and 4 ⁇ / b> C, the lens 110 (first transparent substrate 111) is shown with the curvature of the lens 110 (first transparent substrate 111) being zero.
- the pair of lenses 110 are formed to be symmetrical when the electronic glasses 100 are viewed from the front (in other words, in plan view from the front-rear direction), and have the same components. Therefore, in the following description, the lens 110 for the right eye of the electronic glasses 100 will be described, and the description of the components of the lens 110 for the left eye will be omitted.
- the lens 110 has a first region (electroactive region) 1101 whose focal length (frequency) can be switched by voltage, and a second region 1102 arranged in a region other than the first region 1101.
- the lens 110 may be a spherical lens or an aspheric lens.
- the shape of the lens 110 can be appropriately adjusted according to the desired optical power.
- the shape, size, and position of the first region 1101 can be appropriately designed according to the size of the lens 110, the use of the lens 110, and the like.
- Examples of uses of the lens 110 include a perspective lens, a middle and near lens, and a near lens.
- the first region 1101 is disposed below the central portion of the lens 110 when the lens 110 is viewed from the front (in other words, in plan view from the front-rear direction). .
- the first region 1101 includes a first transparent substrate 111, a first transparent electrode 112, a liquid crystal layer 113, a second transparent electrode 114, and a second electrode in order from the rear side (the lower side in FIG. 3).
- a transparent substrate 115 is provided.
- the second region 1102 includes a first transparent substrate 111, a first transparent electrode 112, an adhesive layer 116, a second transparent electrode 114, and a second transparent substrate 115 in order from the rear side. Each component has translucency with respect to visible light.
- the first transparent substrate 111 is disposed on the rear side (user side) of the lens 110 in the electronic glasses 100.
- the first transparent substrate 111 is curved so as to be convex toward the front side of the electronic glasses 100.
- the curvature and shape of the first transparent substrate 111 can be appropriately adjusted according to the desired optical power.
- the first transparent substrate 111 includes a diffraction region 117 disposed in a region corresponding to the first region 1101.
- the first region 1101 coincides with the diffraction region 117.
- the diffractive region 117 has a crown-shaped convex portion 1171 at the center of one surface (front surface).
- the convex portion 1171 is circular in a plan view from the thickness direction (front-rear direction).
- the structure of the diffraction region 117 in a plan view shape from the thickness direction will be described.
- the center position of the convex portion 1171 and the center position of the diffraction region 117 (first region 1101) overlap.
- the diffraction region 117 has a plurality of annular ridges 1172 on the outside of the projections 1171.
- the diffraction region 117 includes a plurality of annular grooves 1179 (see FIGS. 4B and 4C) between adjacent ridges 1172. That is, the diffraction region 117 is composed of a plurality of ridges 1172 and a plurality of groove portions 1179 that are concentrically and alternately formed.
- the ridge lines of the plurality of ridges 1172 are provided concentrically around the center of the protrusion 1171 (in the present embodiment, also the center of the diffraction region 117).
- the ridgelines of the plurality of ridges 1172 increase in diameter as they move away from the ridges 1172 (in other words, toward the outside).
- the distance between the ridges of the adjacent ridges 1172 becomes smaller as the plurality of ridges 1172 move away from the protrusions 1171 (in other words, toward the outside).
- circular shape which continued to the perimeter in the circumferential direction may be sufficient as the protruding item
- the configuration may be such that the center position of the convex portion 1171 and the center position of the diffraction region 117 (first region 1101) are different (see FIGS. 11 to 13) in plan view from the thickness direction (front-rear direction).
- “outside” refers to the electronic glasses 100 in the usage state of the lens 110 (the state in which the lens 110 is incorporated and used in the electronic glasses 100). Means a position further away from the center of the diffraction region 117 along a direction orthogonal to the optical axis of the light incident on the lens 110 from the front side.
- “outside” refers to the center of the diffraction region 117 (in the case of the present embodiment, the convex portion 1171) in plan view from the thickness direction (front-rear direction) (see FIG. 4A). This means a position further away from the center position.
- inside refers to the center of the diffraction region 117 (in the case of the present embodiment, the convex portion 1171 in a plan view from the thickness direction (front-rear direction)) (see FIG. 4A). It means a position closer to the (center) position.
- the shapes of the convex portions 1171 and the convex strips 1172 can be appropriately adjusted according to the intended optical power when diffracting the light incident from the front of the electronic glasses 100. Although details will be described later, in the present embodiment, the shape of the projection 1172 can be adjusted as appropriate from the viewpoint of filling the liquid crystal material when the lens 110 is manufactured.
- Examples of the shape of the convex portion 1171 and the convex strip 1172 include a Fresnel lens shape.
- a part of the convex part 1171 and the convex line 1172 may be a Fresnel lens shape, or all of the convex part 1171 and the convex line 1172 may be a Fresnel lens shape.
- the material of the first transparent substrate 111 is not particularly limited as long as it has translucency.
- a known material that can be used as a lens material can be used as the material of the first transparent substrate 111.
- examples of the material of the first transparent substrate 111 include glass and resin.
- the resin include polymethyl methacrylate, polycarbonate, polydiethylene glycol bisallyl carbonate, and polystyrene.
- the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114 are a pair of transparent electrodes having translucency.
- the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114 may be disposed over at least a range (first region 1101) in which a voltage can be applied to the liquid crystal layer 113, and not disposed in the second region 1102. May be.
- the first transparent electrode 112 is disposed at least between the diffraction region 117 of the first transparent substrate 111 and the liquid crystal layer 113.
- the first transparent electrode 112 covers at least a region corresponding to the diffraction region 117 on the surface of the first transparent substrate 111 on the second transparent substrate 115 side (the upper surface in FIG. 3, also referred to as the surface).
- the first transparent electrode 112 is disposed on the surface of the first transparent substrate 111 at least in a region overlapping with the diffraction region 117 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 3).
- the first transparent electrode 112 is disposed over substantially the entire surface of the first transparent substrate 111.
- the second transparent electrode 114 is disposed between the liquid crystal layer 113 and the second transparent substrate 115.
- the second transparent electrode 114 overlaps at least the diffraction region 117 in the thickness direction on the surface of the second transparent substrate 115 on the first transparent substrate 111 side (the lower surface in FIG. 3 and also referred to as the back surface). Placed in the area. That is, the second transparent electrode 114 is disposed so as to face at least the first transparent electrode 112 located on the diffraction region 117 in the thickness direction. In the present embodiment, the second transparent electrode 114 is disposed over substantially the entire back surface of the second transparent substrate 115.
- the material of the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114 is not particularly limited as long as the material has the desired translucency and conductivity.
- Examples of the material of the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114 include indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO).
- the material of the first transparent electrode 112 and the material of the second transparent electrode 114 may be the same as each other or different from each other.
- the liquid crystal layer 113 is disposed in a space between the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115.
- the liquid crystal layer 113 may be directly sandwiched between the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115.
- the liquid crystal layer 113 may be disposed between the first transparent substrate 111 and the liquid crystal layer 113 and between other components disposed between the liquid crystal layer 113 and the second transparent substrate 115.
- the liquid crystal layer 113 is disposed between the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114.
- the shape of the liquid crystal layer 113 is a shape corresponding to a plurality of ridges 1172 of a diffraction region 117 described later.
- the liquid crystal layer 113 is configured such that its refractive index changes depending on whether or not a voltage is applied. Although details will be described later, for example, the refractive index of the liquid crystal layer 113 is substantially the same as the refractive index of the first transparent substrate 111 and the refractive index of the second transparent substrate 115 in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer 113. Can be adjusted to be On the other hand, the refractive index of the liquid crystal layer 113 can be adjusted to be different from the refractive index of the first transparent substrate 111 and the refractive index of the second transparent substrate 115 in a state where a voltage is applied to the liquid crystal layer 113.
- the liquid crystal layer 113 contains a liquid crystal material.
- the alignment state of the liquid crystal material when a voltage is applied is different from the alignment state of the liquid crystal material when a voltage is not applied.
- the liquid crystal material can be appropriately selected according to the refractive index of the first transparent substrate 111 and the refractive index of the second transparent substrate 115.
- the liquid crystal material can be composed of cholesteric liquid crystal, nematic liquid crystal, or the like.
- the second transparent substrate 115 is disposed on the first transparent substrate 111 so as to sandwich the first transparent electrode 112, the liquid crystal layer 113, and the second transparent electrode 114.
- the second transparent substrate 115 is disposed on the front side of the lens 110 in the electronic glasses 100.
- the second transparent substrate 115 is also curved so as to be convex toward the front side of the electronic glasses 100.
- the curvature of the second transparent substrate 115 corresponds to the curvature of the first transparent substrate 111.
- An example of the material of the second transparent substrate 115 is the same as the example of the material of the first transparent substrate 111.
- the adhesive layer 116 is disposed between the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115 in the second region 1102, and adheres the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115.
- the adhesive layer 116 includes the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114 disposed in the second region 1102. Between.
- the adhesive layer 116 also has a function of sealing a liquid crystal material included in the liquid crystal layer 113.
- the adhesive layer 116 is composed of a cured adhesive.
- the material of the adhesive is not particularly limited as long as it has the desired translucency and can appropriately bond the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115. From the viewpoint of adjusting the optical power of the lens 110, an adhesive having a desired refractive index can be selected.
- the lens 110 may further include other components having translucency as necessary.
- the other constituent elements include an insulating layer and an alignment film.
- the insulating layer prevents conduction through the liquid crystal layer 113 between the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114.
- the insulating layers are disposed between the first transparent electrode 112 and the liquid crystal layer 113 and between the liquid crystal layer 113 and the second transparent electrode 114, respectively.
- a material of the insulating layer a known material that has translucency and can be used as the insulating layer can be used. Examples of the material of the insulating layer include silicon dioxide.
- the alignment film controls the alignment state of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 113.
- the alignment film is disposed between the first transparent electrode 112 and the liquid crystal layer 113 and between the liquid crystal layer 113 and the second transparent electrode 114, respectively.
- the material of the alignment film a known material that can be used as an alignment film of a liquid crystal material can be used.
- An example of the material of the alignment film includes polyimide.
- the size of the diffraction region 117 and the planar view shape from the thickness direction correspond to the first region 1101.
- the size and planar view shape of the diffraction region 117 can be appropriately adjusted according to the size of the human visual field.
- the diffraction region 117 is preferably formed so that the length in the width direction (left-right direction in FIG. 4A) is longer than the length in the up-down direction.
- plan view shape of the diffraction region 117 means a shape when the diffraction region 117 is viewed from a point located on the optical axis of light incident on the lens 110 on the front side of the electronic glasses 100. To do.
- the planar view shape of the diffraction region 117 is a so-called barrel shape. That is, in the plan view shape, the outer edge of diffraction areas 117 alpha (see FIG. 4A), the first outer element alpha 1 and the second outer element alpha 2 sets of two pairs of opposite sides (Fig. 4A, the third edge element alpha 3 and constituted by a fourth set of outer elements alpha 4).
- One of opposite sides of the two pairs of opposite sides extends along the minor axis direction of the diffraction regions 117 (the vertical direction in FIG. 4A) A pair of opposite sides and an arc.
- the first outer element alpha 1 and the second outer element alpha 2 is the plan view shape, the center of gravity (center) position of the diffraction area 117 (first area 1101) (which is also the center of the convex portion 1171.) Is a part of a circle centered on.
- the other opposite sides of the two pairs of opposite sides extends along the longitudinal direction of the diffraction regions 117 (the left-right direction in FIG. 4A) It is a pair of opposite sides.
- Each third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 connects the two ends to each other on one of opposite sides above.
- Each third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 may be a linear, or may be curved. If third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 is curved, it is preferable from the viewpoint of enhancing the visibility of the user is a curve convex outwardly of the diffraction area 117.
- the third outer edge element ⁇ 3 and the fourth outer edge element ⁇ 4 are curves that are convex outward of the diffraction region 117. Note that along the first edge element alpha 1 and the second outer element alpha 2 long axis direction of FIG. 4A, the third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 may be such as to extend along the minor axis configuration.
- the first outer edge element ⁇ 1 has a shape along one ridge 1172 a provided on the one side (the right side in FIG. 4A) and the outermost side in the first direction from the diffraction region 117.
- the first outer element alpha 1 radius of curvature is equal to the curvature radius of the ridges 1172a, or slightly larger.
- the first outer element alpha 1 is consistent with projections 1172a.
- the first outer element alpha 1 radius of curvature is equal to the radius of curvature of the ridge 1172a.
- the second outer element alpha 2 the other side of the first direction than the diffraction area 117 (the left side in FIG. 4A), and corresponds to a single ridge 1172b provided on the outermost.
- the second outer element alpha 2 radius of curvature equal to the radius of curvature of the ridge 1172b.
- each of the first outer element alpha 1 and the second outer element alpha 2 may be located outside the ridges 1172a and projections 1172b. That is, between the ridges 1172a and the first outer element alpha 1, and, ridge 1172b and between the second outer element alpha 2, as shown in FIG. 4C, non ridges ridge is not formed There may be a forming portion 1176. In this case, each of the first outer element alpha 1 and second outer element alpha 2 radius of curvature than the radius of curvature of the ridges 1172a and projections 1172b, slightly larger.
- the third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 in plan view shape, the second direction orthogonal to the direction and the first direction of the optical axis (e.g., vertical direction in FIG. 4A) facing the.
- Such third outer edge element ⁇ 3 and fourth outer edge element ⁇ 4 intersect with the plurality of ridges 1172. Therefore, a plurality of ridges 1172 which intersects the third edge element alpha 3 is interrupted at the position of the third edge element alpha 3.
- a plurality of ridges 1172 that crosses the fourth edge element alpha 4 is interrupted at the position of the fourth edge element alpha 4.
- Groove-shaped space 1175 interrupted at the position of the third edge element alpha 3 is opened to the outside space existing outside the third edge element alpha 3.
- a groove-shaped space 1175 interrupted at the position of the fourth edge element alpha 4 is opened to the outside space existing outside the fourth edge element alpha 4. That is, the discontinuous groove-like space 1175 and the external space communicate with each other in a state where the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 113 can move.
- the relationship between the first direction and the second direction is not limited to the above case.
- the first direction and the second direction may be rotated by a predetermined angle around the optical axis passing through the center O 1 (see FIG. 4A) of the diffraction region 117 while maintaining an orthogonal relationship.
- the first direction and the second direction may not be orthogonal to each other.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the diffraction region 117 taken along line BB in FIG. 4A.
- the shape of the ridge 1172 will be described with reference to FIG.
- the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115 are shown with the curvature of the first transparent substrate 111 and the curvature of the second transparent substrate 115 set to zero.
- d 1 indicates the distance between the ridge line of the protrusion 1172 and the second transparent substrate 115 in the first diffraction region 1173.
- d 2 indicates the distance between the ridge line of the ridge 1172 and the second transparent substrate 115 in the second diffraction region 1174.
- d 3 indicates the interval between the valley line between the adjacent ridges 1172 and the second transparent substrate 115.
- w represents the distance between the outer edge of the second diffraction region 1174 and the inner edge of the second diffraction region 1174 (the width of the second diffraction region 1174).
- the diffraction region 117 includes a first diffraction region 1173 and a second diffraction region 1174.
- the first diffraction region 1173 is arranged at a position including the center of the diffraction region 117 in plan view from the thickness direction.
- the “first diffraction region 1173” means that the protrusion 1172 is formed so that the liquid crystal layer 113 (liquid crystal material) is not substantially disposed between the ridge line of the protrusion 1172 and the second transparent substrate 115.
- the first diffractive region 1173 is that the constituent elements (in the present embodiment, the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114) arranged on both sides of the liquid crystal layer 113 are the ridgeline of the ridge 1172 and the second ridgeline. This refers to a region where the ridges 1172 are formed so as to be in contact with or close to each other with the transparent substrate 115.
- the components are close to each other means that the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 113 cannot move sufficiently between the ridge line of the ridge 1172 and the second transparent substrate 115 beyond the ridge line.
- the elements need only be close to each other.
- the component may be in contact with each other.
- the first diffraction region 1173 is a region inside the solid line ⁇ in FIG. 4A in the diffraction region 117 in a plan view from the thickness direction (the state shown in FIG. 4A). .
- a solid line ⁇ is an inner end edge of a second diffraction region 1174 described later.
- the “second diffraction region 1174” refers to a region where the ridge 1172 is formed such that the liquid crystal layer 113 (liquid crystal material) is disposed between the ridge line of the ridge 1172 and the second transparent substrate 115. .
- the second diffractive region 1174 is formed with the ridges 1172 such that the components disposed on both sides of the liquid crystal layer 113 are separated from each other between the ridge line of the ridges 1172 and the second transparent substrate 115. Area.
- the groove-like spaces 1175 existing on both sides of the ridge 1172 are arranged between the ridge line of the ridge 1172 and the second transparent substrate 115 with the liquid crystal layer 113 (liquid crystal material).
- the second diffraction region 1174 is arranged in the diffraction region 117 at least at a part outside the first diffraction region 1173.
- the second diffraction region 1174 is arranged at the outer edge of the diffraction region 117 (a predetermined range including the outer edge ⁇ of the diffraction region 117).
- the second diffraction region 1173 is a region inside the outer edge ⁇ of FIG. 4A and outside the solid line ⁇ in the diffraction region 117 in the plan view shape (the state shown in FIG. 4A). It is.
- the second diffraction region 1174 may be continuously arranged over the entire circumference outside the first diffraction region 1173 (in this embodiment, the outer edge portion of the diffraction region 117), or may be arranged over the entire circumference. It does not have to be.
- An example in which the second diffraction region 1174 is continuously provided on the entire circumference outside the first diffraction region 1173 in the diffraction region 117 is this embodiment.
- an example in which the second diffraction region 1174 is provided in a part of the diffraction region 117 outside the first diffraction region 1173 is Embodiments 2 to 5 described later.
- the second diffraction region 1174 is arranged over the entire circumference at the outer edge portion of the diffraction region 117 from the viewpoint of uniformly arranging the liquid crystal material at the outer edge portion of the diffraction region 117.
- the size of the second diffraction region 1174 can be appropriately adjusted according to the size of the lens 110 and the like within a range in which the effect of the present embodiment can be obtained.
- the interval w is 0.1 to 2 mm.
- a non-projected ridge forming portion 1176 in which the ridge 1172 is not formed may be provided outside the second diffraction region 1174 in the diffraction region 117.
- the non-protruding line forming portion 1176 contributes to prevention of outflow of the liquid crystal material (that is, exhibits a sealing function).
- the non-projection line forming portion 1176 may be provided outside the second diffraction region 1174 so as to surround the entire circumference of the second diffraction region.
- the non-protruding line forming portion 1176 may have a flat surface portion 1178 as shown in FIG. 4C at the tip. Such a configuration is more effective in preventing the liquid crystal material from flowing out.
- the position of the ridge line of the outermost ridge 1172 a in the second diffraction region 1174 is a second transparent substrate than the position of the ridge line of other ridges 1172 constituting the second diffraction region 1174. It may be arranged at a position close to 115 (upper side in FIG. 4B). Such a configuration also contributes to preventing the liquid crystal material from flowing out.
- the shape of the ridge 1172 in the second diffraction region 1174 is a gap in which the liquid crystal material exists between the ridge line of the ridge 1172 and the second transparent substrate 115 when the lens 110 is manufactured (FIG. 4D If it can move appropriately beyond a ridgeline via the communication space 1177), it will not be specifically limited. From this point of view, ridges 1172 are formed such that the interval d 2 is longer than the distance d 1.
- a virtual plane (two-dot chain line P 1 reference of Figure 4D which is formed by connecting the ridge between the ridges 1172 in the second diffraction region 1174 ) Is preferably in the shape of a groove.
- the shape of at least a part of the virtual surface is preferably a groove shape extending along the outer periphery of the lens 110.
- the shape of at least a part of the imaginary surface may be a groove shape extending along a pair of opposite sides crossing the horizontal direction on the outer periphery of the lens 110.
- the “horizontal direction” is the left-right direction of the electronic glasses 100 in the usage state of the lens 110 (the state in which the lens 110 is incorporated in the electronic glasses 100). It means the horizontal direction in the direction orthogonal to the optical axis.
- the shape of the imaginary surface formed by connecting the ridge lines of the adjacent ridges 1172 in the second diffraction region 1174 with the shortest distance is a groove shape recessed with respect to the second transparent substrate 115 (see FIG. it is preferable 4D is a reference chain line P 1 two points).
- the two-dot chain line P 1 in FIG. 4D passes through the second diffraction region 1174 through the normal line of the projection 1172 and parallel to the direction of the optical axis in a plan view from the thickness direction (the state shown in FIG. 4A). It is the cross-sectional shape of the said virtual surface at the time of cut
- the virtual plane P 1 is the farthest in the intermediate portion from the second transparent substrate 115.
- the virtual plane P 1 approaches the second transparent substrate 115 as it goes from the intermediate portion toward the inner edge (that is, as it goes toward the center of the diffraction region 117).
- the virtual plane P 1 is as it goes from the intermediate portion to the outer edge (i.e., farther from the center of the diffraction area 117), closer to the second transparent substrate 115.
- a distance d 1 between the ridge line of the ridge 1172 located on the outer edge of the first diffraction region 1173 and the second transparent substrate 115, and second The difference between the maximum value (d 2, max ) of the distance d 2 between the ridge 1172 and the second transparent substrate 115 in the diffraction region 1174 is preferably 0.1 to 2 ⁇ m.
- a plurality of ridges 1172 formed at the outer edge of the diffraction region 117 Is formed such that the distance d 3 between the valley line between the adjacent ridges 1172 and the second transparent substrate 115 becomes shorter as it approaches the outer edge ⁇ (see FIG. 4A) of the diffraction region 117. Is preferred.
- the distance d 3 also referred to as blending zone region formed to be shorter toward the outer edge of the diffraction area 117.
- the blend zone is disposed at least in a part of the second diffraction region 1174.
- the blend zone may be disposed over both the first diffraction region 1173 and the second diffraction region 1174.
- the blend zone may be arranged over the entire circumference at the outer edge portion of the diffraction region 117 or may not be arranged over the entire circumference.
- the blend zone is formed at the upper end (also referred to as one end in the first direction) and the lower end (also referred to as the other end in the first direction) of the diffraction region 117. It is preferable. In the present embodiment, the blend zone is formed only at the upper end and the lower end of the diffraction region 117 and only at the outer edge of the second diffraction region 1174 (see FIG. 4B and FIG. 4C for comparison).
- the lens 110 can be manufactured, for example, by the following manufacturing method. First, the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115 are prepared. The first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115 can be manufactured by injection molding, for example. Next, the first transparent electrode 112 is formed on the first transparent substrate 111, and the second transparent electrode 114 is formed on the second transparent substrate 115.
- Examples of the method of forming the first transparent electrode 112 on the first transparent substrate 111 and the method of forming the second transparent electrode 114 on the second transparent substrate 115 include vacuum deposition and sputtering.
- a liquid crystal material is provided on the diffraction region 117 of the first transparent substrate 111 on which the first transparent electrode 112 is formed, and an adhesive is provided on a portion other than the diffraction region 117 of the first transparent substrate 111.
- the second transparent substrate 115 on which the second transparent electrode 114 is formed is disposed on the first transparent substrate 111.
- the lens 110 can be manufactured by curing the adhesive.
- FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams for explaining the role of the second diffraction region 1174.
- the diffractive region 117 does not have the second diffractive region 1174 (a case where the diffractive region 117 includes only the first diffractive region 1173).
- the liquid crystal material passes between the ridge line and the space between the spaces. Cannot be moved.
- the liquid crystal material is appropriately supplied in the outer edge part of the diffraction region 117 (for example, the upper end part, the lower end part, the left end part, and the right end part of the diffraction area 117 in FIG. 4A). It may not be filled.
- diffractive region 117 has a second diffraction region 1174, ridges 1172 are configured such that the distance d 2 is longer than the distance d 1 (see FIG. 5).
- a gap (communication space 1177) in which the liquid crystal material can move beyond the ridge line is formed between the ridge line of the ridge 1172 and the second transparent substrate 115. Therefore, when the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115 are overlapped with each other, the liquid crystal material can move to the adjacent space through the gap (see the thick arrow in FIG. 6A). As a result, the liquid crystal material can be appropriately disposed also at the outer edge of the diffraction region 117.
- the space (grooved space 1175) between the adjacent ridges 1172 is the space outside the diffraction region 117 (the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate). The space between the substrates 115).
- the liquid crystal material can flow only in the direction along the groove-like space 1175, and may flow out of the diffractive region 117 ( (See thin dashed arrow in FIG. 6B).
- the groove-like spaces 1175 in the second diffraction region 1174 communicate with each other via the gap (communication space 1177). Therefore, the liquid crystal material can move between the adjacent groove-like spaces 1175 through the communication space 1177 (see the thick arrow in FIG. 6B). In other words, a flow path for the liquid crystal material is separately formed, and the flow of the liquid crystal material to the outside of the diffraction region 117 can be suppressed. As a result, the liquid crystal material can be appropriately disposed also at the outer edge portion of the diffraction region 117.
- the liquid crystal material 113 can be appropriately provided and the liquid crystal layer 113 can be appropriately disposed also at the outer edge of the diffraction region 117.
- the second diffraction region 1174 is preferably disposed over the entire circumference at the outer edge portion of the diffraction region 117.
- the front 130 holds a pair of lenses 110.
- the front 130 includes a pair of rims 131 that respectively support the pair of lenses 110 and a bridge 132 that connects the pair of rims 131 to each other in the width direction.
- the shape of the rim 131 is a shape corresponding to the shape of the lens 110.
- the bridge 132 has a pair of nose pads 133 that can contact the user's nose.
- the first transparent electrode 112 of the lens 110 and a control unit 150 (to be described later) and the second transparent electrode 114 and the control unit 150 of the lens 110 are electrically connected to the inside of the front 130, respectively. Wiring 10 is provided for this purpose.
- the material of the front 130 is not particularly limited.
- a material of the front 130 a known material used as a front material of glasses can be used.
- the material of the front 130 include polyamide, acetate, carbon, celluloid, polyetherimide, and urethane.
- temple A pair of temples 140 are formed so as to be substantially symmetrical in the electronic glasses 100, and have the same components. Therefore, in the following description, the temple 140 for the right side (one side in the width direction) will be described, and the components of the temple 140 for the left side (the other side in the width direction) will be denoted by the same reference numerals. Is omitted.
- the temple 140 is connected to the front 130 at its front end.
- the temple 140 is rotatably engaged with the rim 131 of the front 130.
- the temple 140 includes a housing 141 and a detection unit 142.
- the housing 141 constitutes the outer shape of the temple 140.
- the housing 141 houses the detection unit 142 and the control unit 150.
- the housing 141 extends along one direction.
- the housing 141 has a ridge on the left side surface (the outer surface of the electronic glasses 100).
- the position corresponding to the detection unit 142 on the left side surface of the housing 141 is a planar shape. Thereby, the user can easily recognize the position where the detection unit 142 is disposed.
- casing 141 is a planar shape.
- the material of the housing 141 is not particularly limited.
- As the material of the housing 141 a known material used as a material for temples of glasses can be used.
- An example of the material of the housing 141 is the same as the example of the material of the front 130.
- the detection unit 142 includes, for example, a capacitance type detection pad.
- a capacitance type detection pad As the detection pad, a known detection pad that can be used as a touch sensor can be used.
- the detection unit 142 detects a change in capacitance caused by the contact.
- Control Unit 150 is electrically connected to the detection pad of the detection unit 142 and the electrodes of the lens 110 (the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114) via the wiring 10.
- the control unit 150 applies a voltage to the pair of lenses 110 or stops applying the voltage to the pair of lenses 110 to focus the first region 1101.
- the distance (frequency) is switched (see FIG. 2).
- the control unit 150 drives the detection pad, detects a change in capacitance in the detection pad, and between the first transparent electrode 112 and the second transparent electrode 114 of the lens 110 (in the present embodiment, the liquid crystal layer 113).
- a control circuit for controlling application of a voltage to For example, the control unit 150 is mounted on the detection unit 142 in a state of being connected to the detection pad so that a detection result regarding a change in capacitance in the detection pad can be received.
- the power supply 160 supplies electric power to the detection part 142 and the control part 150 (refer FIG. 2).
- the power source 160 is a rechargeable battery pack that is detachably held at the other end portion (rear end portion) of the temple 140.
- Examples of the power supply 160 include a nickel metal hydride rechargeable battery.
- the controller 150 When a portion of the housing 141 corresponding to the detection unit 142 is contacted by an object (for example, a user's finger) that is a conductor, a change in capacitance based on the contact is detected by the detection pad of the detection unit 142. Detected by. The contact detection result is transmitted to the control unit 150. When the controller 150 detects contact of the object in the off state, the controller 150 applies a voltage to the liquid crystal layer 113 of the lens 110.
- an object for example, a user's finger
- the orientation of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 113 changes, and the refractive index of the liquid crystal layer 113 changes (ON state).
- the refractive index of the liquid crystal layer 113 and the refractive indexes of the first transparent substrate 111 and the second transparent substrate 115 are different from each other. For this reason, the lens effect resulting from the liquid crystal layer 113 occurs in the first region 1101. Accordingly, the focal length (frequency) of the first region 1101 can be changed.
- the contact detection result is transmitted to the control unit 150 as described above.
- the controller 150 detects the contact of the object in the on state, the controller 150 stops applying the voltage to the liquid crystal layer 113.
- the orientation of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 113 returns to the state before voltage application, and the refractive index of the liquid crystal layer 113 also returns to the state before voltage application (off state).
- the electronic glasses 100 can switch the focal length of the first region 1101 of the lens 110 by detecting the contact of the object.
- FIG. 7 is a diagram showing another example of the planar view shape of the diffraction region 117 ′. As shown in FIG. 7, the planar view shape of the diffraction region 117 may be an elliptical shape.
- the lens 110 may be configured integrally with the blank portion 170.
- FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lens blank 200.
- FIG. 8 is a plan view of the lens blank 200.
- the lens blank 200 includes a blank part 170 and a lens 110 formed integrally with the blank part 170.
- the blank portion 170 is disposed outside the lens 110 so as to surround the lens 110.
- the configuration of the blank part 170 is the same as the configuration of the second region 1102 in the lens 110, for example.
- the lens 110 having the desired outer shape and size can be obtained.
- the lens 110 is obtained by cutting out the blank part 170 along the broken line shown in FIG.
- the external shape of the blank part 170 is not specifically limited, For example, it is circular shape.
- the diffraction region 117 in the lens 110 of the electronic glasses 100 according to the present embodiment includes a first diffraction region 1173 and a second diffraction region 1174.
- the liquid crystal material can be appropriately and easily disposed also at the outer edge portion of the diffraction region 117.
- the liquid crystal layer 113 can be appropriately and easily disposed at the outer edge of the diffraction region 117.
- Embodiment 2 according to the present invention will be described with reference to FIG.
- the position of the second diffraction region 1174a of the diffraction region 117a is different from that of the first embodiment.
- the second diffraction region 1174a is provided only in a part of the diffraction region 117a outside the first diffraction region 1173a.
- the diffraction region 117a has a so-called barrel shape in plan view.
- the outer edge ⁇ of the diffraction region 117 is a first outer edge element ⁇ 1 and a second outer edge element that face each other in a first direction (for example, the left-right direction in FIG. 9) orthogonal to the direction of the optical axis (perpendicular to the plane of FIG. 9).
- ⁇ 2 and a third outer edge element ⁇ 3 and a fourth outer edge element ⁇ 4 that face each other in the direction of the optical axis and the second direction (eg, the vertical direction in FIG. 9) orthogonal to the first direction.
- the first direction is in the direction of the short axis of the diffraction region 117a in the plan view shape
- the second direction is in the direction of the long axis of the diffraction region 117a in the plan view shape.
- the first edge element alpha 1 has one side of the first direction than the diffraction region 117a (the right side in FIG. 9), and has a shape along the ridges 1172a provided on the outermost side. That is, the first outer element alpha 1 radius of curvature is equal to the curvature radius of the ridges 1172a, or slightly larger.
- the third edge element alpha 3 is a convex curve towards the outside, first outer element alpha 1 at one end (upper end in FIG. 9) and a second outer element alpha 2 at one end (upper end in FIG. 9 ).
- the fourth edge element alpha 4 connects the first outer element alpha 1 of the other end (lower end in FIG. 9) and a second outer element alpha 2 at the other end (upper end in FIG. 9).
- the third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 is convex curved inward or a linear,.
- the third outer edge element ⁇ 3 and the fourth outer edge element ⁇ 4 intersect with the plurality of ridges 1172.
- a plurality of ridges 1172 which intersects the third edge element alpha 3 is interrupted at the position of the third edge element alpha 3.
- a plurality of ridges 1172 that crosses the fourth edge element alpha 4 is interrupted at the position of the fourth edge element alpha 4.
- the third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 intersects with the groove-shaped space 1175 exists between the ridges 1172 adjacent (see Figures and Figure 4B 4C).
- Groove-shaped space 1175 which intersects the third edge element alpha 3 is interrupted at the position of the third edge element alpha 3.
- a groove-shaped space 1175 which crosses the fourth edge element alpha 4 is interrupted at the position of the fourth edge element alpha 4.
- Groove-shaped space 1175 interrupted at the position of the third edge element alpha 3 is opened to the outside space existing outside the third edge element alpha 3.
- a groove-shaped space 1175 interrupted at the position of the fourth edge element alpha 4 is opened to the outside space existing outside the fourth edge element alpha 4. That is, the discontinuous groove-like space 1175 and the external space communicate with each other in a state where the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 113 can move.
- the second diffraction region 1174a is the outer peripheral edge of the diffracting region 117a, it is provided on the portion along the third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4.
- the second diffraction region 1174a which is disposed in a state along the third outer edge element alpha 3 are inside of the third edge element alpha 3 of FIG. 9 in the diffraction region 117a and is provided on the outside of the solid line beta 3 It is done.
- the second diffraction region 1174a which is disposed in a state along the fourth edge element alpha 4 the inner of the fourth edge element alpha 4 in FIG. 9 in the diffraction region 117a, and is provided outside the solid beta 4.
- adjacent groove-like spaces 1175 communicate with each other through a communication space 1177 that exists between the ridge line of the ridge 1172 and the second transparent substrate 115. Is done.
- the liquid crystal layer 113 (liquid crystal material) can move between the adjacent groove-like spaces 1175 through the communication space 1177. That is, in the second diffraction region 1174a, the liquid crystal layer 13 (liquid crystal material) existing in the groove-shaped space 1175 moves not only in the direction along the groove-shaped space 1175 but also in the direction toward the adjacent groove-shaped space 1175. Is possible.
- the third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 on along the liquid crystal disposed in a portion layer 113 (liquid crystal material) is present outside the third edge element alpha 3 and the fourth edge element alpha 4 It will be difficult to flow into the external space.
- the outermost ridges 1172a, 1172b are continuous over the first edge element alpha 1 and the second the total length of the outer element alpha 2.
- Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment.
- FIG. 3 A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
- the direction of the diffraction region 117b in the lens is different from that in the second embodiment.
- the diffractive region 117b of the present embodiment a diffractive region 117a of the second embodiment, rotated 90 ° about the optical axis passing through the center O 1 of the diffraction region 117a (the clockwise direction in FIG. 10) It has a structure.
- Other configurations of the diffraction region 117b are the same as those of the second embodiment described above, and thus detailed description thereof is omitted.
- Embodiment 4 according to the present invention will be described with reference to FIG.
- the lens according to the present embodiment is different from the first embodiment in the structure of the diffraction region 117c.
- the diffraction region 117c according to the present embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.
- the planar view shape of the diffraction region 117c according to the present embodiment is a semicircular shape.
- the outer edge ⁇ a of the diffraction region 117 c is composed of a semicircular arc-shaped first outer edge element ⁇ a1 and a linear second outer edge element ⁇ a2 .
- the second outer edge element ⁇ a2 is continuous between both ends of the first outer edge element ⁇ a1 .
- the plurality of ridges 1172 in the diffraction region 117 c are formed concentrically around the center O 1 of the projection 1171.
- the plurality of ridges 1172 have a semicircular arc shape.
- the inner diameters of the plurality of ridges 1172 increase as the distance from the center O 1 of the protrusion 1171 increases.
- the distance between ridges 1172 adjacent becomes smaller with increasing distance from the center O 1 of the convex portion 1171.
- the center O 1 of the convex portion 1172 is different from the center (not shown) of the diffraction region 117 c.
- the first outer edge element ⁇ a1 is a part of a circle centered on the center O 1 of the convex portion 1171.
- the first outer edge element ⁇ a1 has a shape along the protrusion 1172c farthest from the center O 1 of the protrusion 1171 among the plurality of protrusions 1172. That is, the curvature of the first outer element alpha a1 radius is equal to the curvature radius of the projections 1172C, or slightly larger.
- the second outer edge element ⁇ a2 has a linear shape in which both end portions of the first outer edge element ⁇ a1 are continuous.
- the second outer element alpha a2 is crossing a plurality of projections 1172 (in this embodiment, perpendicular) to. Therefore, a plurality of ridges 1172 which intersects the second outer element alpha a2 is interrupted at the position of the second outer element alpha a2.
- the second outer edge element ⁇ a2 also intersects with the groove-like space 1175 (see FIGS. 4B and 4C) existing between the adjacent protrusions 1172 (in the present embodiment, orthogonal). Accordingly, groove-like space 1175 which intersects the second outer element alpha a2 is interrupted at the position of the second outer element alpha a2.
- Groove-shaped space 1175 interrupted at the position of the second outer element alpha a2 is open to the outside space existing outside the second outer element alpha a2. That is, the discontinuous groove-like space 1175 and the external space communicate with each other in a state where the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 113 can move.
- the second diffraction region 1174c in the outer peripheral edge of the diffracting region 117c, is provided on at least a part of the portion along the second edge element alpha a2.
- the second diffraction region 1174c is provided in the state along the entire length of the second outer element alpha a2. Specifically, in the second diffraction region 1174c and the diffraction region 117c, the inner side of the second outer edge element ⁇ a2 in FIG. 11 (the side closer to the center of the diffraction region 117) and the outer side of the solid line ⁇ a2 (the center of the diffraction region 117). On the far side).
- the second diffraction region 1174c may be provided in a state extending along only a portion of the second outer element alpha a2.
- Other configurations, operations, and effects are the same as those of the second embodiment described above.
- Embodiment 5 according to the present invention will be described with reference to FIG.
- the lens according to this embodiment is different in the structure of the diffraction region 117d from the case of the fourth embodiment.
- the diffraction region 117d according to the present embodiment will be described focusing on the differences from the fourth embodiment.
- the planar view shape of the diffraction region 117d according to the present embodiment is a partial circle shape larger than a semicircle.
- the outer edge ⁇ b of the diffraction region 117d is composed of a semicircular arc-shaped first outer edge element ⁇ b1 and a linear second outer edge element ⁇ b2 .
- a plurality of ridges 1172 of the diffractive region 117d is formed concentrically about the center O 1 of the convex portion 1171.
- the plurality of ridges 1172 In plan view in the thickness direction, the plurality of ridges 1172 have an arc shape larger than a semicircle.
- the inner diameters of the plurality of ridges 1172 increase as the distance from the center O 1 of the protrusion 1171 increases.
- the distance between ridges 1172 adjacent becomes smaller with increasing distance from the center O 1 of the convex portion 1171.
- the center O 1 of the convex portion 1172 is different from the center of the diffraction region 117d in the plan view shape of the diffraction region 117d.
- the second diffraction region 1174d in the outer periphery of the diffractive region 117d, is provided at a portion along the second edge element alpha b2. Specifically, the second diffraction region 1174d is inside the second outer edge element ⁇ b2 in FIG. 12 in the diffraction region 117d (side closer to the center of the diffraction region 117d) and outside the solid line ⁇ b2 (of the diffraction region 117d). It is provided on the side far from the center.
- FIG. 13 shows a first modification of the above-described fifth embodiment. In the case of the diffraction region 117e of Modification 1 shown in FIG.
- the second outer edge element ⁇ b3 is a curve that is convex toward the outside of the diffraction region 117e from the viewpoint of improving the visibility of the user.
- the inner edge of the second diffraction region 1174e (solid line ⁇ b3 in FIG. 13) also becomes a convex curve toward the outside of the diffraction region 117e, for example.
- Other configurations, operations, and effects are the same as those of the fourth embodiment described above.
- the eyewear may present information to so-called eyeglasses (including electronic glasses and sunglasses) or goggles having an auxiliary mechanism for improving the user's eyesight, such as a vision correction lens, and the user's field of view or eyes.
- Various devices for example, a glasses-type wearable terminal, a head-mounted display, etc.
- the eyewear may be configured to hold an auxiliary mechanism for improving visual acuity and a mechanism for presenting information to the eye by being worn by the user. For this reason, it is not limited to the eyeglass type worn on both ears, but may be a device worn only on the head or one ear. Moreover, it may be eyewear that works only on one eye, not for both eyes.
- the electronic glasses 100 including the pair of temples 140 including the detection unit 142 have been described, but the eyewear according to the present invention is not limited to this aspect.
- one temple may be constituted only by a housing.
- the lens of the present invention can be suitably used as an eyewear lens having a liquid crystal material.
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Abstract
アイウェア用のレンズであって、複数の凸条と溝部とが同心円状に交互に形成された回折領域を含む第1透明基板と、第1透明基板と所定方向に対向する第2透明基板と、回折領域と第2透明基板との間に存在する空間に設けられた液晶層と、液晶層に対して電圧を印加する第1透明電極および第2透明電極と、を備え、回折領域は、第1回折領域と、第1回折領域と異なる部分の少なくとも一部に配置された第2回折領域とを有し、空間は、溝部と第2透明基板との間に存在する溝状空間と、第2回折領域における少なくとも一部の凸状と第2透明基板との間に設けられ、隣り合う溝状空間同士を連通する連通空間と、を有する。これにより、第1透明基板と第2透明基板との間において、液晶材料を適切に配置することができる、アイウェア用のレンズを提供する。
Description
本発明は、レンズ、ならびにこのレンズを有するレンズブランクおよびアイウェアに関する。
近年、使用者が身に付けることができる電子機器の開発が行われている。当該電子機器の例には、電圧によって焦点距離を切替え可能な領域を有するアイウェア(たとえば、電子メガネ)が含まれる(たとえば、特許文献1参照)。
上述のアイウェアのレンズは、一方の面に第1透明電極が配置されている第1透明基板と、一方の面に第2透明電極が配置されている第2透明基板と、第1透明電極と第2透明電極と間に配置されている液晶層と、を有する。より具体的には、第1透明基板の少なくとも一部には、同心円状の複数の凸条が形成された回折領域が配置されている。液晶層は、当該回折領域に対応する位置に配置されている。
レンズは、たとえば、第1透明基板(第1透明電極)の回折領域に液晶材料を提供し、かつ第1透明基板の回折領域以外の領域に接着剤を提供した状態で、第1透明基板および第2透明基板を互いに重ね合わせ、接着剤を硬化させることによって製造されうる。液晶材料は、隣り合う凸条間に存在する空間(以下、溝状空間という。)に収容されている。これにより、第1透明電極および第2透明電極の間に液晶層が配置されうる。
しかしながら、回折領域内において、隣り合う上記溝状空間同士が互いに連通していない場合には、液晶材料が、隣り合う上記溝状空間を移動できない。このため、当該液晶材料が、回折領域上の全体に亘って適切に提供されなかった場合には、第1透明基板と第2透明基板との間において、液晶材料が収容されていない上記溝状空間が生じてしまうことがある。
本発明の目的は、第1透明基板と第2透明基板との間において、液晶材料を適切に配置することができる、アイウェア用のレンズ、ならびにこのレンズを有するレンズブランクおよびアイウェアを提供することである。
本発明に係るレンズは、アイウェア用のレンズであって、複数の凸条と溝部とが同心円状に交互に形成された回折領域を含む第1透明基板と、第1透明基板と所定方向に対向する第2透明基板と、回折領域と第2透明基板との間に存在する空間に設けられた液晶層と、液晶層に対して電圧を印加する第1透明電極および第2透明電極と、を備え、回折領域は、第1回折領域と、第1回折領域と異なる部分の少なくとも一部に配置された第2回折領域とを有し、空間は、溝部と第2透明基板との間に存在する溝状空間と、第2回折領域における少なくとも一部の凸状と第2透明基板との間に設けられ、隣り合う溝状空間同士を連通する連通空間と、を有する。
本発明に係るレンズブランクは、ブランク部と、ブランク部と一体として形成されている、上述のレンズと、を有する。
本発明に係るアイウェアは、上述のレンズと、レンズを保持しているフレームと、第1透明電極および第2透明電極の間の電圧を制御して、レンズの液晶層の光学特性を制御するための制御部と、を有する。
本発明によれば、第1透明基板と第2透明基板との間において、液晶材料を適切に配置することができる、アイウェア用のレンズ、ならびにこのレンズを有するレンズブランクおよびアイウェアを提供できる。
[実施形態1]
以下、本発明に係る実施形態1について、図面を用いて詳細に説明する。以下の説明では、本発明に係るアイウェアの代表例として、電気的制御によって、その光学特性を制御可能な電気活性領域を含むレンズを有する電子メガネについて説明する。
以下、本発明に係る実施形態1について、図面を用いて詳細に説明する。以下の説明では、本発明に係るアイウェアの代表例として、電気的制御によって、その光学特性を制御可能な電気活性領域を含むレンズを有する電子メガネについて説明する。
[電子メガネの構成]
図1は、本実施形態に係る電子メガネ100の展開状態を示す図であって、電子メガネ100の構成の一例を示す斜視図である。図2は、本実施形態に係る電子メガネ100の内部回路を示すブロック図である。電子メガネ100は、一対のレンズ110、フレーム120、制御部150(図2参照)および電源160を有する。フレーム120は、フロント130、および一対のテンプル140を有する。なお、以下の説明では、フロント130が配置される部分を電子メガネ100の正面(前方)として説明する。なお、図1では、右側用のテンプル140については分解図として示している。
図1は、本実施形態に係る電子メガネ100の展開状態を示す図であって、電子メガネ100の構成の一例を示す斜視図である。図2は、本実施形態に係る電子メガネ100の内部回路を示すブロック図である。電子メガネ100は、一対のレンズ110、フレーム120、制御部150(図2参照)および電源160を有する。フレーム120は、フロント130、および一対のテンプル140を有する。なお、以下の説明では、フロント130が配置される部分を電子メガネ100の正面(前方)として説明する。なお、図1では、右側用のテンプル140については分解図として示している。
また、以下の電子メガネ100および電子メガネ100の構成部材の説明において、特に断ることなく、「前後方向」、「幅方向」、および「上下方向」といった場合には、使用者がメガネとして装着できる展開状態(図1に示す状態)における電子メガネ100の各方向をいう。具体的には、電子メガネ100の前後方向とは、装着時における使用者の前後方向である。また、電子メガネ100の幅方向とは、装着時における使用者の左右方向である。さらに、電子メガネ100の上下方向とは、装着時における使用者の天地方向である。 また、以下のレンズ110およびレンズ110を構成する各部材の説明において、「厚さ方向」は、電子メガネ100の前後方向に一致する。
1)レンズ
図3は、レンズ110の構成の一例を示す断面模式図である。図3は、図1のA-A線における断面図である。図4A~Dは、回折領域117における凸条1172の形状の一例を示す模式図である。図4Aは、回折領域117の平面図であり、図4Bは、図4AのB-B線における断面図であり、図4Cは、図4AのC-C線における断面図である。図4Dは、図4BのX部拡大図である。なお、図3、図4Bおよび図4Cでは、レンズ110(第1透明基板111)の曲率をゼロとしてレンズ110(第1透明基板111)を示している。
図3は、レンズ110の構成の一例を示す断面模式図である。図3は、図1のA-A線における断面図である。図4A~Dは、回折領域117における凸条1172の形状の一例を示す模式図である。図4Aは、回折領域117の平面図であり、図4Bは、図4AのB-B線における断面図であり、図4Cは、図4AのC-C線における断面図である。図4Dは、図4BのX部拡大図である。なお、図3、図4Bおよび図4Cでは、レンズ110(第1透明基板111)の曲率をゼロとしてレンズ110(第1透明基板111)を示している。
なお、一対のレンズ110は、電子メガネ100を正面視したときに(換言すれば、前後方向からの平面視で)、左右対称となるように形成されており、互いに同一の構成要素を有する。そこで、以下の説明では、電子メガネ100の右眼用のレンズ110について説明し、左眼用のレンズ110の構成要素については、その説明を省略する。
レンズ110は、電圧によりその焦点距離(度数)を切替え可能な第1領域(電気活性領域)1101と、第1領域1101以外の領域に配置される第2領域1102とを有する。レンズ110は、球面レンズであってもよいし、非球面レンズであってもよい。レンズ110の形状は、所期の光学パワーに応じて適宜調整されうる。
第1領域1101の形状、大きさおよび位置は、レンズ110の大きさやレンズ110の用途などに応じて適宜設計されうる。レンズ110の用途の例には、遠近両用レンズ、中近両用レンズおよび近々両用レンズが含まれる。また、第1領域1101は、図1に示されるように、レンズ110を正面視したときに(換言すれば、前後方向からの平面視で)、レンズ110の中央部より下側に配置される。
図3に示されるように、第1領域1101は、後方側(図3の下側)から順に、第1透明基板111、第1透明電極112、液晶層113、第2透明電極114および第2透明基板115を有する。第2領域1102は、後方側から順に、第1透明基板111、第1透明電極112、接着層116、第2透明電極114および第2透明基板115を有する。各構成要素は、可視光に対して透光性を有する。
第1透明基板111は、電子メガネ100において、レンズ110の後方側(使用者側)に配置される。第1透明基板111は、電子メガネ100の前方側に向かって凸状となるように湾曲する。第1透明基板111の曲率および形状は、所期の光学パワーに応じて適宜調整されうる。
詳細については後述するが、第1透明基板111は、第1領域1101に対応する領域に配置される回折領域117を含む。本実施形態の場合、第1領域1101は、回折領域117と一致する。回折領域117は、一方の面(前方側の面)における中央部に、球冠状の凸部1171を有する。
凸部1171は、厚さ方向(前後方向)からの平面視で、円形である。以下、厚さ方向からの平面視形状における回折領域117の構造について説明する。本実施形態の場合、凸部1171の中心位置と、回折領域117(第1領域1101)の中心位置とが重なる。
回折領域117は、凸部1171の外側に、複数の円環状の凸条1172を有する。回折領域117は、隣り合う凸条1172同士の間に、複数の円環状の溝部1179(図4Bおよび図4C参照)を有する。すなわち、回折領域117は、同心円状かつ交互に形成された複数の凸条1172と複数の溝部1179とで構成される。複数の凸条1172の稜線は、凸部1171の中心(本実施形態の場合、回折領域117の中心でもある。)を中心とした同心円状に設けられる。複数の凸条1172の稜線は、凸条1172から離れるほど(換言すれば、外側ほど)、直径が大きくなる。
一方、複数の凸条1172は、凸部1171から離れるほど(換言すれば、外側ほど)、隣り合う凸条1172の稜線同士の距離が小さくなる。なお、凸条1172は、周方向において全周に連続した円環状であってもよいし、部分円環状であってもよい。また、厚さ方向(前後方向)からの平面視で、凸部1171の中心位置と、回折領域117(第1領域1101)の中心位置とが異なる構成(図11~図13参照)でもよい。
なお、本明細書中、回折領域117の説明において、「外側」といった場合には、レンズ110の使用状態(レンズ110が、電子メガネ100に組み込まれて使用されている状態)において、電子メガネ100の前方側からレンズ110に入射する光の光軸に直交する方向に沿って、回折領域117の中心から、より離れた位置を意味する。換言すれば、回折領域117の説明において、「外側」とは、厚さ方向(前後方向)からの平面視(図4A参照)で、回折領域117の中心(本実施形態の場合、凸部1171の中心)位置から、より離れた位置を意味する。逆に、回折領域117の説明において、「内側」とは、厚さ方向(前後方向)からの平面視(図4A参照)で、回折領域117の中心(本実施形態の場合、凸部1171の中心)位置に、より近い位置を意味する。
凸部1171および凸条1172の形状は、電子メガネ100の前方から入射した光を回折するときの、所期の光学パワーに応じて適宜調整されうる。詳細については後述するが、本実施形態では、凸条1172の形状は、レンズ110の製造時における液晶材料の充填の観点からも適宜調整されうる。凸部1171および凸条1172の形状の例には、フレネルレンズ形状が含まれる。凸部1171および凸条1172の一部がフレネルレンズ形状であってもよいし、凸部1171および凸条1172の全部がフレネルレンズ形状であってもよい。
第1透明基板111の材料は、透光性を有していれば特に限定されない。たとえば、第1透明基板111の材料としては、レンズの材料として使用されうる公知の材料が使用されうる。たとえば、第1透明基板111の材料の例には、ガラスおよび樹脂が含まれる。当該樹脂の例には、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネートおよびポリスチレンが含まれる。
第1透明電極112および第2透明電極114は、透光性を有する一対の透明電極である。第1透明電極112および第2透明電極114は、少なくとも液晶層113に電圧を印加しうる範囲(第1領域1101)に亘って配置されていればよく、第2領域1102には配置されていなくてもよい。
図3に示すように、第1透明電極112は、少なくとも第1透明基板111の回折領域117と、液晶層113との間に配置される。換言すると、第1透明電極112は、第1透明基板111の第2透明基板115側の面(図3の上面であって、表面ともいう。)において、少なくとも回折領域117に対応する領域に亘って配置される。さらに換言すれば、第1透明電極112は、第1透明基板111の表面において、少なくとも回折領域117と厚さ方向(図3の上下方向)に重なる領域に配置される。本実施形態では、第1透明電極112は、第1透明基板111の表面の略全面に亘って配置される。
第2透明電極114は、液晶層113と第2透明基板115との間に配置される。換言すると、第2透明電極114は、第2透明基板115の第1透明基板111側の面(図3の下面であって、裏面ともいう。)において、少なくとも回折領域117と厚さ方向に重なる領域に配置される。つまり、第2透明電極114は、少なくとも回折領域117上に位置する第1透明電極112と厚さ方向に対向して配置される。本実施形態では、第2透明電極114は、第2透明基板115の裏面の略全面に亘って配置される。
第1透明電極112および第2透明電極114の材料は、所期の透光性および導電性を有していれば特に限定されない。第1透明電極112および第2透明電極114の材料の例には、酸化インジウムスズ(ITO)および酸化亜鉛(ZnO)が含まれる。第1透明電極112の材料、および第2透明電極114の材料は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
液晶層113は、第1透明基板111と第2透明基板115との間の空間に配置される。液晶層113は、第1透明基板111と第2透明基板115との間に直接挟まれてもよい。あるいは、液晶層113は、第1透明基板111と液晶層113との間、および液晶層113と第2透明基板115との間に配置された他の構成要素同士の間に配置されてもよい。本実施形態では、液晶層113は、第1透明電極112と第2透明電極114との間に配置される。液晶層113の形状は、後述の回折領域117の複数の凸条1172に応じた形状である。
液晶層113は、電圧の印加の有無に応じて、その屈折率が変化するように構成される。詳細については後述するが、たとえば、液晶層113の屈折率は、液晶層113に電圧が印加されていない状態において、第1透明基板111の屈折率および第2透明基板115の屈折率とほぼ同じとなるように調整されうる。一方、液晶層113の屈折率は、液晶層113に電圧が印加されている状態において、第1透明基板111の屈折率および第2透明基板115の屈折率と異なるように調整されうる。
液晶層113は、液晶材料を含有する。電圧が印加されているときの当該液晶材料の配向状態と、電圧が印加されていないときの当該液晶材料の配向状態とは、互いに異なる。液晶材料は、第1透明基板111の屈折率および第2透明基板115の屈折率に応じて、適宜選択されうる。たとえば、液晶材料は、コレステリック液晶やネマチック液晶などにより構成されうる。
第2透明基板115は、第1透明電極112、液晶層113および第2透明電極114を挟むように第1透明基板111上に配置される。第2透明基板115は、電子メガネ100において、レンズ110の前方側に配置される。第2透明基板115も、電子メガネ100の前方側に向かって凸状となるように湾曲する。第2透明基板115の曲率は、第1透明基板111の曲率に対応する。第2透明基板115の材料の例は、第1透明基板111の材料の例と同じである。
接着層116は、第2領域1102において、第1透明基板111と第2透明基板115との間に配置されており、第1透明基板111と第2透明基板115とを接着する。第1透明電極112および第2透明電極114が、第2領域1102にも配置される場合には、接着層116は、第2領域1102に配置された第1透明電極112と第2透明電極114との間に配置される。また、接着層116は、液晶層113を構成する液晶材料を封止する機能も有する。
接着層116は、接着剤の硬化物により構成される。当該接着剤の材料は、所期の透光性を有し、かつ第1透明基板111および第2透明基板115を適切に接着できれば特に限定されない。レンズ110の光学パワーを調整する観点から、所期の屈折率を有する接着剤が選択されうる。
レンズ110は、必要に応じて、透光性を有する他の構成要素をさらに有してもよい。当該他の構成要素の例には、絶縁層および配向膜が含まれる。
絶縁層は、第1透明電極112と第2透明電極114との間の液晶層113を介した導通を防止する。たとえば、絶縁層は、第1透明電極112と液晶層113との間、および、液晶層113と第2透明電極114との間に、それぞれ配置される。絶縁層の材料としては、透光性を有しかつ絶縁層として使用されうる公知の材料が使用されうる。絶縁層の材料の例には、二酸化ケイ素が含まれる。
配向膜は、液晶層113における液晶材料の配向状態を制御する。たとえば、配向膜は、第1透明電極112と液晶層113との間、および液晶層113と第2透明電極114との間に、それぞれ配置される。配向膜の材料としては、液晶材料の配向膜として使用されうる公知の材料が使用されうる。配向膜の材料の例には、ポリイミドが含まれる。
(回折領域)
次いで、回折領域117について説明する。回折領域117の大きさ、および厚さ方向からの平面視形状(図4Aに示す回折領域117の形状である。以下、単に「平面視形状」という。)は、第1領域1101に対応する。回折領域117の大きさおよび平面視形状は、人間の視野の広さに応じて適宜調整されうる。たとえば、回折領域117は、上下方向における長さと比較して幅方向(図4Aの左右方向)における長さが、より長くなるように形成されることが好ましい。なお、本明細書中、回折領域117の平面視形状とは、電子メガネ100の前方側において、レンズ110に入射する光の光軸上に位置する点から回折領域117をみたときの形状を意味する。
次いで、回折領域117について説明する。回折領域117の大きさ、および厚さ方向からの平面視形状(図4Aに示す回折領域117の形状である。以下、単に「平面視形状」という。)は、第1領域1101に対応する。回折領域117の大きさおよび平面視形状は、人間の視野の広さに応じて適宜調整されうる。たとえば、回折領域117は、上下方向における長さと比較して幅方向(図4Aの左右方向)における長さが、より長くなるように形成されることが好ましい。なお、本明細書中、回折領域117の平面視形状とは、電子メガネ100の前方側において、レンズ110に入射する光の光軸上に位置する点から回折領域117をみたときの形状を意味する。
図4Aに示すように、回折領域117の平面視形状は、いわゆる樽型形状である。すなわち、平面視形状において、回折領域117の外縁α(図4A参照)は、二対の対辺(図4Aの第1外縁要素α1および第2外縁要素α2の組み、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4の組み)により構成される。二対の対辺における一方の対辺(図4Aの第1外縁要素α1および第2外縁要素α2の組み)は、回折領域117の短軸方向(図4Aの上下方向)に沿って延在する一対の対辺であり、かつ円弧である。
本実施形態では、第1外縁要素α1および第2外縁要素α2は、平面視形状において、回折領域117(第1領域1101)の重心(中心)位置(凸部1171の中心でもある。)を中心とする円の一部である。二対の対辺における他方の対辺(図4Aの第3外縁要素α3および第4外縁要素α4の組み)は、回折領域117の長軸方向(図4Aの左右方向)に沿って延在する一対の対辺である。
第3外縁要素α3および第4外縁要素α4はそれぞれ、上記一方の対辺の両端同士を接続する。第3外縁要素α3および第4外縁要素α4はそれぞれ、直線であってもよいし、曲線であってもよい。第3外縁要素α3および第4外縁要素α4が曲線である場合、使用者の視認性を高める観点から、回折領域117の外側に凸の曲線であることが好ましい。本実施形態では、図4Aに示されるように、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4はそれぞれ、回折領域117の外側に凸の曲線である。なお、図4Aの第1外縁要素α1および第2外縁要素α2が長軸方向に沿い、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4が短軸方向に沿うような構成でもよい。
回折領域117の外縁αについて換言すれば、第1外縁要素α1と第2外縁要素α2とは、光軸の方向(図4Aの紙面に垂直方向)に直交する第一方向(たとえば、図4Aの左右方向)に対向する。具体的には、第1外縁要素α1は、回折領域117よりも上記第一方向における一方側(図4Aの右側)、かつ、最も外側に設けられた一本の凸条1172aに沿う形状を有する。すなわち、第1外縁要素α1の曲率半径は、凸条1172aの曲率半径と等しいか、またはわずかに大きい。
なお、本実施形態の場合、第1外縁要素α1は、凸条1172aと一致する。したがって、第1外縁要素α1の曲率半径は、凸条1172aの曲率半径と等しい。一方、第2外縁要素α2は、回折領域117よりも上記第一方向における他方側(図4Aの左側)、かつ、最も外側に設けられた一本の凸条1172bに一致する。したがって、第2外縁要素α2の曲率半径は、凸条1172bの曲率半径と等しい。
ただし、第1外縁要素α1および第2外縁要素α2はそれぞれ、凸条1172aおよび凸条1172bよりも外側に位置してもよい。すなわち、凸条1172aと第1外縁要素α1との間、および、凸条1172bと第2外縁要素α2との間に、図4Cに示すような、凸条が形成されていない非凸条形成部1176が存在してもよい。この場合には、第1外縁要素α1および第2外縁要素α2の曲率半径はそれぞれ、凸条1172aおよび凸条1172bの曲率半径よりも、わずかに大きい。
一方、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4は、平面視形状において、光軸の方向および上記第一方向に直交する第二方向(たとえば、図4Aの上下方向)に対向する。このような第3外縁要素α3および第4外縁要素α4は、複数の凸条1172と交差する。したがって、第3外縁要素α3と交差する複数の凸条1172は、第3外縁要素α3の位置で途切れる。一方、第4外縁要素α4と交差する複数の凸条1172は、第4外縁要素α4の位置で途切れる。
また、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4は、隣り合う凸条1172同士の間(つまり、溝部1179と第2透明基板115との間)に存在する溝状空間1175(図4Bおよび図4C参照)とも交差する。したがって、第3外縁要素α3と交差する溝状空間1175は、第3外縁要素α3の位置で途切れる。一方、第4外縁要素α4と交差する溝状空間1175は、第4外縁要素α4の位置で途切れる。
第3外縁要素α3の位置で途切れた溝状空間1175は、第3外縁要素α3よりも外側に存在する外部空間に開口する。一方、第4外縁要素α4の位置で途切れた溝状空間1175は、第4外縁要素α4よりも外側に存在する外部空間に開口する。つまり、途切れた溝状空間1175と、当該外部空間とが、液晶層113を構成する液晶材料の移動が可能な状態で連通する。
なお、上記第一方向および上記第二方向の関係は、上述の場合に限定されない。上記第一方向と上記第二方向とは、直交した関係を保ちつつ、回折領域117の中心O1(図4A参照)を通る光軸周りに所定の角度だけ回転してもよい。また、上記第一方向と上記第二方向とは、直交していなくてもよい。
図5は、回折領域117を図4AのB-B線で切断した断面模式図である。以下、凸条1172の形状について、図5を参照して説明する。図5では、第1透明基板111の曲率と第2透明基板115の曲率とをゼロとして、第1透明基板111および第2透明基板115を示している。なお、図5において、d1は、第1回折領域1173における、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間隔を示す。d2は、第2回折領域1174における、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間隔を示す。d3は、隣り合う凸条1172間の谷線と第2透明基板115との間隔を示す。wは、第2回折領域1174の外縁と第2回折領域1174の内縁との間隔(第2回折領域1174の幅)を示す。
図4B、Cおよび図5に示されるように、回折領域117は、第1回折領域1173および第2回折領域1174を有する。第1回折領域1173は、厚さ方向からの平面視で、回折領域117の中心部を含む位置に配置される。
本明細書中、「第1回折領域1173」とは、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間に液晶層113(液晶材料)が実質的に配置されないように凸条1172が形成される領域をいう。換言すると、第1回折領域1173とは、液晶層113の両側に配置される構成要素(本実施形態では、第1透明電極112および第2透明電極114)が、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間において互いに接するように、あるいは近接するように凸条1172が形成される領域をいう。「構成要素が近接する」とは、液晶層113を構成する液晶材料が、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間を、当該稜線を越えて十分に移動できない程度に、当該構成要素が互いに近接していればよい。当該構成要素が絶縁性を有する場合には、上記構成要素は、互いに接していてもよい。
さらに換言すれば、第1回折領域1173は、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間に、当該凸条1172の両側に存在する溝状空間1175同士を、液晶層113(液晶材料)の移動可能に連通する連通空間1177(図4D参照)が存在しない領域である。具体的には、本実施形態の場合、第1回折領域1173は、厚さ方向からの平面視(図4Aに示す状態)で、回折領域117における図4Aの実線βよりも内側の領域である。実線βは、後述する第2回折領域1174の内端縁である。
一方、「第2回折領域1174」とは、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間に液晶層113(液晶材料)が配置されるように凸条1172が形成される領域をいう。換言すると、第2回折領域1174とは、液晶層113の両側に配置される構成要素が、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間において互いに離間するように凸条1172が形成される領域をいう。さらに換言すれば、第2回折領域1174は、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間に、当該凸条1172の両側に存在する溝状空間1175同士を、液晶層113(液晶材料)の移動可能に連通する連通空間1177(図4D参照)が存在する領域である。
第2回折領域1174は、回折領域117において、第1回折領域1173よりも外側の少なくとも一部に配置される。本実施形態では、第2回折領域1174は、回折領域117の外縁部(回折領域117の外縁αを含む所定範囲)に配置される。具体的には、本実施形態の場合、第2回折領域1173は、平面視形状(図4Aに示す状態)において、回折領域117における図4Aの外縁αの内側、かつ、実線βの外側の領域である。
第2回折領域1174は、第1回折領域1173の外側(本実施形態では、回折領域117の外縁部)において、全周に亘って連続して配置されてもよいし、全周に亘って配置されていなくてもよい。第2回折領域1174が、回折領域117における第1回折領域1173よりも外側に、全周に連続して設けられた例が、本実施形態である。一方、第2回折領域1174が、回折領域117における第1回折領域1173よりも外側の一部に設けられた例が、後述する実施形態2~5である。
詳細については後述するが、第2回折領域1174は、回折領域117の外縁部において全周に亘って配置されることが、回折領域117の外縁部において液晶材料をむらなく配置する観点から好ましい。第2回折領域1174の大きさは、本実施形態の効果が得られる範囲内において、レンズ110の大きさなどに応じて適宜調整されうる。たとえば、間隔wは、0.1~2mmである。
なお、図4Cおよび図5に示すように、回折領域117における第2回折領域1174よりも外側に、たとえば、凸条1172が形成されていない非凸条形成部1176を設けてもよい。非凸条形成部1176は、液晶材料の流出防止に寄与する(つまり、シール機能を発揮する)。非凸条形成部1176は、第2回折領域1174よりも外側に、第2回折領域の全周を囲むように設けられてもよい。非凸条形成部1176は、先端に、図4Cに示すような平面部1178を有してもよい。このような構成は、液晶材料の流出防止により効果的である。また、図4Bに示すように、第2回折領域1174において最も外側の凸条1172aの稜線の位置は、第2回折領域1174を構成する他の凸条1172の稜線の位置よりも第2透明基板115に近い位置(図4Bの上側)に配置されてもよい。このような構成も、液晶材料の流出防止に寄与する。
詳細については後述するが、第2回折領域1174における凸条1172の形状は、レンズ110の製造時に液晶材料が、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間に存在する隙間(図4Dの連通空間1177)を介して稜線を越えて適切に移動できれば特に限定されない。このような観点から、凸条1172は、間隔d2が間隔d1より長くなるように形成される。
回折領域117の外縁部にも液晶材料を適切に配置する観点から、第2回折領域1174における凸条1172の稜線同士を接続することで形成される仮想面(図4Dの二点鎖線P1参照)の少なくとも一部は、溝形状であることが好ましい。当該仮想面の少なくとも一部の形状は、レンズ110の外周に沿うように延在する溝形状であることが好ましい。また、上記仮想面の少なくとも一部の形状は、レンズ110の外周のうち、水平方向を横断する一対の対辺に沿うように延在する溝形状であってもよい。ここで、「水平方向」とは、レンズ110の使用状態(レンズ110が電子メガネ100に組み込まれて使用されている状態)における、電子メガネ100の左右方向であり、レンズ110に入射する光の光軸に直交する方向における水平方向を意味する。
上記の観点から、第2回折領域1174において隣り合う凸条1172の稜線同士を最短距離で接続することで形成される仮想面の形状は、第2透明基板115に対して凹んだ溝形状(図4Dの二点鎖線P1参照)であることが好ましい。なお、図4Dの二点鎖線P1は、厚さ方向からの平面視(図4Aに示す状態)で、第2回折領域1174を、凸条1172の法線を通りかつ光軸の方向に平行な面で切断した場合の、上記仮想面の断面形状である。
本実施形態の場合、上記仮想面P1は、中間部において第2透明基板115から最も遠い。また、上記仮想面P1は、中間部から内端縁に向かうほど(つまり、回折領域117の中心に向かうほど)、第2透明基板115に近づく。一方、上記仮想面P1は、中間部から外端縁に向かうほど(つまり、回折領域117の中心から離れるほど)、第2透明基板115に近づく。
また、回折領域117の外縁部に液晶材料を適切に配置する観点から、前記第1回折領域1173の外縁に位置する凸条1172の稜線と第2透明基板115との間隔d1と、第2回折領域1174における凸条1172と第2透明基板115との間隔d2の最大値(d2、max)との差は、0.1~2μmであることが好ましい。
第1領域1101および第2領域1102の境界における、焦点距離の急激な変化を抑制して、使用者の視認性を向上させる観点から、回折領域117の外縁部に形成される複数の凸条1172の少なくとも一部は、隣り合う凸条1172間の谷線と第2透明基板115との間隔d3が、回折領域117の外縁α(図4A参照)に近づくにつれて短くなるように形成されることが好ましい。
以下、間隔d3が、回折領域117の外縁に近づくにつれて短くなるように形成される領域をブレンドゾーンともいう。当該ブレンドゾーンは、少なくとも第2回折領域1174の一部に配置される。上記ブレンドゾーンは、第1回折領域1173および第2回折領域1174の両方に亘って配置されてもよい。また、上記ブレンドゾーンは、回折領域117の外縁部において、全周に亘って配置されてもよいし、全周に亘って配置されなくてもよい。
使用者の視認性の観点から、上記ブレンドゾーンは、回折領域117の上端部(第一方向における一端部ともいう。)および下端部(第一方向における他端部ともいう。)に形成されることが好ましい。本実施形態では、上記ブレンドゾーンは、回折領域117の上端部および下端部にのみ形成され、かつ第2回折領域1174の外縁部にのみ形成される(図4Bおよび図4Cを比較参照)。
(レンズの製造方法)
レンズ110は、たとえば、下記の製造方法により製造されうる。まず、第1透明基板111および第2透明基板115を準備する。第1透明基板111および第2透明基板115は、たとえば、射出成形により製造されうる。次いで、第1透明基板111上に第1透明電極112を形成し、第2透明基板115上に第2透明電極114を形成する。
レンズ110は、たとえば、下記の製造方法により製造されうる。まず、第1透明基板111および第2透明基板115を準備する。第1透明基板111および第2透明基板115は、たとえば、射出成形により製造されうる。次いで、第1透明基板111上に第1透明電極112を形成し、第2透明基板115上に第2透明電極114を形成する。
第1透明基板111上に第1透明電極112を形成する方法と、第2透明基板115上に第2透明電極114を形成する方法の例には、真空蒸着法およびスパッタリングが含まれる。次いで、第1透明電極112が形成された第1透明基板111の回折領域117上に液晶材料を提供するとともに、第1透明基板111の、回折領域117以外の部分に接着剤を提供する。液晶材料および接着剤が第1透明基板111上に配置された状態で、第2透明電極114が形成された第2透明基板115を、第1透明基板111上に配置する。最後に、接着剤を硬化させることによってレンズ110を製造できる。
図6A、Bは、第2回折領域1174の役割について説明するための模式図である。図6A、Bでは、第1透明基板111以外の構成については省略されている。
回折領域117が第2回折領域1174を有さない場合(第1回折領域1173のみにより構成される場合)について考える。この場合、隣り合う凸条1172間の空間は、凸条1172の稜線と第2透明基板115との隙間を介して互いに連通していないため、液晶材料が、当該稜線を越えて当該空間の間を移動できない。このため、液晶材料の供給量が不十分になりやすい回折領域117の外縁部(たとえば、図4Aにおける回折領域117の上端部、下端部、左端部および右端部)においては、液晶材料が適切に充填されないことがある。
しかしながら、本実施形態では、回折領域117は、第2回折領域1174を有し、凸条1172は、間隔d2が間隔d1より長くなるように構成される(図5参照)。これにより、凸条1172の稜線と、第2透明基板115との間には、液晶材料が当該稜線を越えて移動できる隙間(連通空間1177)が形成される。したがって、第1透明基板111および第2透明基板115を互いに重ね合わせたときに、液晶材料が上記隙間を介して隣り合う上記空間に移動できる(図6Aにおける太い矢印参照)。この結果として、液晶材料は、回折領域117の外縁部においても適切に配置されうる。
ここで、回折領域117が第2回折領域1174を有さない場合(第1回折領域1173のみにより構成される場合)について再度考える。回折領域117の外縁部(図4Aの上端部および下端部)では、隣り合う凸条1172間の空間(溝状空間1175)が回折領域117の外側の空間(第1透明基板111および第2透明基板115の間の空間)に連通する。このため、回折領域117が第2回折領域1174を有さない場合には、液晶材料が、溝状空間1175に沿う方向にしか流れることができず、回折領域117の外側に流れ出ることがある(図6Bにおける細い破線矢印参照)。
しかしながら、本実施形態では、第2回折領域1174における溝状空間1175は、上記隙間(連通空間1177)を介して互いに連通する。したがって、液晶材料は、連通空間1177を通って隣り合う溝状空間1175の間を移動できる(図6Bにおける太い矢印参照)。すなわち、液晶材料の流路が別途形成されて、液晶材料の、回折領域117の外側への流れ込みが抑制されうる。この結果として、液晶材料は、回折領域117の外縁部においても適切に配置されうる。
以上のとおり、本実施形態では、回折領域117の外縁部においても、液晶材料を適切に提供して、液晶層113を適切に配置できる。回折領域117の全周に亘って液晶層113を適切に配置する観点からは、第2回折領域1174は、回折領域117の外縁部において全周に亘って配置されることが好ましい。
2)フロント
図1に示されるように、フロント130は、一対のレンズ110を保持する。フロント130は、一対のレンズ110をそれぞれ支持する一対のリム131と、一対のリム131を幅方向に互いに接続するブリッジ132とを有する。リム131の形状は、レンズ110の形状に対応する形状である。ブリッジ132は、使用者の鼻に接触しうる一対の鼻パッド133を有する。図1に示されるように、フロント130の内部には、レンズ110の第1透明電極112および後述の制御部150と、レンズ110の第2透明電極114および制御部150とをそれぞれ電気的に接続するための配線10が配置される。
図1に示されるように、フロント130は、一対のレンズ110を保持する。フロント130は、一対のレンズ110をそれぞれ支持する一対のリム131と、一対のリム131を幅方向に互いに接続するブリッジ132とを有する。リム131の形状は、レンズ110の形状に対応する形状である。ブリッジ132は、使用者の鼻に接触しうる一対の鼻パッド133を有する。図1に示されるように、フロント130の内部には、レンズ110の第1透明電極112および後述の制御部150と、レンズ110の第2透明電極114および制御部150とをそれぞれ電気的に接続するための配線10が配置される。
フロント130の材料は、特に限定されない。フロント130の材料としては、メガネのフロントの材料として使用される公知の材料が使用されうる。フロント130の材料の例には、ポリアミド、アセテート、カーボン、セルロイド、ポリエーテルイミドおよびウレタンが含まれる。
3)テンプル
一対のテンプル140は、電子メガネ100においてほぼ左右対称となるように形成されており、互いに同一の構成要素を有する。そこで、以下の説明では、右側(幅方向における一方側)用のテンプル140について説明し、左側(幅方向における他方側)用のテンプル140の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
一対のテンプル140は、電子メガネ100においてほぼ左右対称となるように形成されており、互いに同一の構成要素を有する。そこで、以下の説明では、右側(幅方向における一方側)用のテンプル140について説明し、左側(幅方向における他方側)用のテンプル140の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
テンプル140は、その前端部においてフロント130に接続される。たとえば、テンプル140は、回転可能にフロント130のリム131に係合される。
図1に示されるように、テンプル140は、筐体141および検出部142を有する。
筐体141は、テンプル140の外形を構成する。筐体141は、検出部142および制御部150を収容する。筐体141は、一方向に沿って延在する。筐体141は、左側面(電子メガネ100の外側面)に、凸条を有する。筐体141の左側面における検出部142に対応する位置は、平面形状である。これにより、使用者は、検出部142が配置される位置を容易に認識できる。また、筐体141の右側面(電子メガネ100の内側面)における表面の形状は、平面形状である。
筐体141の材料は、特に限定されない。筐体141の材料としては、メガネのテンプルの材料として使用される公知の材料が使用されうる。筐体141の材料の例は、フロント130の材料の例と同じである。
検出部142は、たとえば、静電容量方式の検出パッドを有する。検出パッドとしては、タッチセンサとして使用されうる公知の検出パッドが使用されうる。検出部142は、筐体141の、検出部142に対応する位置に対象物(使用者の指など)が接触したときに、当該接触によって生じる静電容量の変化を検出する。
4)制御部
制御部150は、配線10を介して、検出部142の検出パッド、レンズ110の電極(第1透明電極112および第2透明電極114)に電気的に接続される。制御部150は、検出部142が対象物の接触を検出したときに、一対のレンズ110に電圧を印加するか、または一対のレンズ110に対する電圧の印加を停止して、第1領域1101の焦点距離(度数)を切替える(図2参照)。制御部150は、たとえば、検出パッドの駆動と、検出パッドにおける静電容量の変化の検出と、レンズ110の第1透明電極112および第2透明電極114の間(本実施形態では、液晶層113)への電圧の印加とを制御するための制御回路を有する。制御部150は、たとえば、検出パッドにおける静電容量の変化についての検出結果を受信しうるように、検出パッドに接続された状態で、検出部142に実装される。
制御部150は、配線10を介して、検出部142の検出パッド、レンズ110の電極(第1透明電極112および第2透明電極114)に電気的に接続される。制御部150は、検出部142が対象物の接触を検出したときに、一対のレンズ110に電圧を印加するか、または一対のレンズ110に対する電圧の印加を停止して、第1領域1101の焦点距離(度数)を切替える(図2参照)。制御部150は、たとえば、検出パッドの駆動と、検出パッドにおける静電容量の変化の検出と、レンズ110の第1透明電極112および第2透明電極114の間(本実施形態では、液晶層113)への電圧の印加とを制御するための制御回路を有する。制御部150は、たとえば、検出パッドにおける静電容量の変化についての検出結果を受信しうるように、検出パッドに接続された状態で、検出部142に実装される。
5)電源
電源160は、検出部142および制御部150に電力を供給する(図2参照)。本実施形態では、電源160は、テンプル140の他端部(後端部)に着脱可能に保持される充電式のバッテリーパックである。電源160の例には、ニッケル水素充電池が含まれる。
電源160は、検出部142および制御部150に電力を供給する(図2参照)。本実施形態では、電源160は、テンプル140の他端部(後端部)に着脱可能に保持される充電式のバッテリーパックである。電源160の例には、ニッケル水素充電池が含まれる。
[電子メガネの動作]
次いで、電子メガネ100の動作の一例について説明する。まず、電子メガネ100の液晶層113に電圧が印加されていない状態(オフ状態)について説明する。オフ状態では、レンズ110の第1領域1101において、液晶層113の屈折率と、第1透明基板111および第2透明基板115の屈折率とが、ほぼ同じとなる。このため、液晶層113に起因するレンズ効果は生じない。したがって、レンズ110において、第1領域1101の焦点距離(度数)と、第2領域1102の焦点距離(度数)とは、互いにほぼ同じとなる。
次いで、電子メガネ100の動作の一例について説明する。まず、電子メガネ100の液晶層113に電圧が印加されていない状態(オフ状態)について説明する。オフ状態では、レンズ110の第1領域1101において、液晶層113の屈折率と、第1透明基板111および第2透明基板115の屈折率とが、ほぼ同じとなる。このため、液晶層113に起因するレンズ効果は生じない。したがって、レンズ110において、第1領域1101の焦点距離(度数)と、第2領域1102の焦点距離(度数)とは、互いにほぼ同じとなる。
筐体141の、検出部142への対応部分が、導電体である対象物(たとえば使用者の指)により接触されると、当該接触に基づく静電容量の変化が、検出部142の検出パッドによって検出される。この接触の検出結果は、制御部150に送信される。制御部150は、オフ状態において対象物の接触を検知すると、レンズ110の液晶層113に電圧を印加する。
これにより、液晶層113における液晶材料の配向が変化して、液晶層113の屈折率が変化する(オン状態)。オン状態では、液晶層113の屈折率と、第1透明基板111および第2透明基板115の屈折率とが、互いに異なる。このため、第1領域1101において液晶層113に起因するレンズ効果が生じる。したがって、第1領域1101の焦点距離(度数)を変えることができる。
オン状態において、筐体141の、検出部142への対応部分が対象物により接触されると、上記と同様に、接触の検出結果が制御部150に送信される。制御部150は、オン状態において対象物の接触を検知すると、液晶層113に対する電圧の印加を停止する。これにより、液晶層113における液晶材料の配向が、電圧印可前の状態に戻って、液晶層113の屈折率も電圧印可前の状態に戻る(オフ状態)。
以上のように、本実施形態に係る電子メガネ100では、対象物の接触を検知して、レンズ110の第1領域1101の焦点距離を切替えることができる。
なお、本実施形態では、回折領域117の平面視形状が樽型形状である場合について説明したが、回折領域117の平面視形状は、特に限定されない。図7は、回折領域117’の平面視形状の他の一例を示す図である。図7に示されるように、回折領域117の平面視形状は、楕円形状であってもよい。
[レンズブランクの構成]
また、レンズ110は、ブランク部170と一体として構成されてもよい。図8は、レンズブランク200の構成の一例を示す図である。図8は、レンズブランク200の平面図である。レンズブランク200は、ブランク部170と、ブランク部170と一体として形成されるレンズ110を有する。
また、レンズ110は、ブランク部170と一体として構成されてもよい。図8は、レンズブランク200の構成の一例を示す図である。図8は、レンズブランク200の平面図である。レンズブランク200は、ブランク部170と、ブランク部170と一体として形成されるレンズ110を有する。
ブランク部170は、レンズ110を取り囲むように、レンズ110の外側に配置される。ブランク部170の構成は、たとえば、レンズ110における第2領域1102の構成と同じである。レンズブランク200を、所期の形状および大きさに加工することによって、所期の外形および大きさを有するレンズ110が得られる。本実施形態では、図8に示される破線に沿ってブランク部170を切り抜くことによって、レンズ110が得られる。ブランク部170の外形形状は、特に限定されず、たとえば、円形状である。
(効果)
本実施形態に係る電子メガネ100のレンズ110における回折領域117は、第1回折領域1173および第2回折領域1174を有する。これにより、レンズ110の製造時において、液晶材料を回折領域117の外縁部においても適切かつ容易に配置できる。この結果として、液晶層113は、回折領域117の外縁部においても適切かつ容易に配置されうる。
本実施形態に係る電子メガネ100のレンズ110における回折領域117は、第1回折領域1173および第2回折領域1174を有する。これにより、レンズ110の製造時において、液晶材料を回折領域117の外縁部においても適切かつ容易に配置できる。この結果として、液晶層113は、回折領域117の外縁部においても適切かつ容易に配置されうる。
[実施形態2]
図9を参照して、本発明に係る実施形態2について説明する。本実施形態に係るレンズは、回折領域117aの第2回折領域1174aの位置が、前述の実施形態1の場合と異なる。具体的には、本実施形態の場合、第2回折領域1174aは、回折領域117aにおいて、第1回折領域1173aの外側における一部にのみ設けられる。
図9を参照して、本発明に係る実施形態2について説明する。本実施形態に係るレンズは、回折領域117aの第2回折領域1174aの位置が、前述の実施形態1の場合と異なる。具体的には、本実施形態の場合、第2回折領域1174aは、回折領域117aにおいて、第1回折領域1173aの外側における一部にのみ設けられる。
その他の回折領域117aの構成は、前述の実施形態1と同様である。このため、以下、本実施形態に係るレンズについて、前述の実施形態1と相違する部分の構造を中心に説明する。本実施形態において、実施形態1と同様の構造については、前述の実施形態1に関する説明を適宜援用できる。
本実施形態の場合も、回折領域117aは、平面視形状が、いわゆる樽型形状である。以下、平面視形状における回折領域117aの構造について説明する。回折領域117の外縁αは、光軸の方向(図9の紙面に垂直方向)に直交する第一方向(たとえば、図9の左右方向)に対向する第1外縁要素α1および第2外縁要素α2と、光軸の方向および上記第一方向に直交する第二方向(たとえば、図9の上下方向)に対向する第3外縁要素α3および第4外縁要素α4とからなる。なお、本実施形態の場合、上記第一方向が、平面視形状における回折領域117aの短軸の方向に、同じく上記第二方向が、平面視形状における回折領域117aの長軸の方向に、それぞれ一致する。
具体的には、第1外縁要素α1は、回折領域117aよりも上記第一方向の一方側(図9の右側)、かつ、最も外側に設けられた凸条1172aに沿う形状を有する。すなわち、第1外縁要素α1の曲率半径は、凸条1172aの曲率半径と等しいか、またはわずかに大きい。
一方、第3外縁要素α3は、外側に向かって凸状の曲線であって、第1外縁要素α1の一端(図9の上端)と第2外縁要素α2の一端(図9の上端)とを接続する。第4外縁要素α4は、第1外縁要素α1の他端(図9の下端)と第2外縁要素α2の他端(図9の上端)とを接続する。第3外縁要素α3および第4外縁要素α4は、内側に向かって凸状の曲線、または直線でもよい。
第3外縁要素α3および第4外縁要素α4は、複数の凸条1172と交差する。第3外縁要素α3と交差する複数の凸条1172は、第3外縁要素α3の位置で途切れる。一方、第4外縁要素α4と交差する複数の凸条1172は、第4外縁要素α4の位置で途切れる。
また、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4は、隣り合う凸条1172同士の間に存在する溝状空間1175(図4Bおよび図4C参照)とも交差する。第3外縁要素α3と交差する溝状空間1175は、第3外縁要素α3の位置で途切れる。一方、第4外縁要素α4と交差する溝状空間1175は、第4外縁要素α4の位置で途切れる。
第3外縁要素α3の位置で途切れた溝状空間1175は、第3外縁要素α3よりも外側に存在する外部空間に開口する。一方、第4外縁要素α4の位置で途切れた溝状空間1175は、第4外縁要素α4よりも外側に存在する外部空間に開口する。つまり、途切れた溝状空間1175と、当該外部空間とが、液晶層113を構成する液晶材料の移動が可能な状態で連通する。
本実施形態の場合、第2回折領域1174aは、回折領域117aの外周縁において、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4に沿う部分に設けられる。
具体的には、第3外縁要素α3に沿う状態で配置された第2回折領域1174aは、回折領域117aにおける図9の第3外縁要素α3の内側、かつ、実線β3の外側に設けられる。一方、第4外縁要素α4に沿う状態で配置された第2回折領域1174aは、回折領域117aにおける図9の第4外縁要素α4の内側、かつ、実線β4の外側に設けられる。
本実施形態の場合も、第2回折領域1174aにおいて、隣り合う溝状空間1175(図4D参照)同士は、凸条1172の稜線と第2透明基板115との間に存在する連通空間1177により連通される。
このため、第2回折領域1174aにおいて、液晶層113(液晶材料)は、隣り合う溝状空間1175同士の間を、連通空間1177を通って移動可能である。すなわち、第2回折領域1174aにおいて、溝状空間1175内に存在する液晶層13(液晶材料)は、溝状空間1175に沿った方向だけでなく、隣り合う溝状空間1175に向かう方向への移動が可能となる。
この結果、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4に沿う部分に配置された液晶層113(液晶材料)は、第3外縁要素α3および第4外縁要素α4よりも外側に存在する外部空間に流出しにくくなる。なお、第1外縁要素α1および第2外縁要素α2に沿う部分においては、最も外側の凸条1172a、1172bが、第1外縁要素α1および第2外縁要素α2の全長にわたり連続する。このような凸条1172a、1172bが堰となるため、回折領域117における第1外縁要素α1および第2外縁要素α2に沿う部分に存在する液晶層113(液晶材料)は、外部空間に流出しにくい。その他の構成および作用・効果は、前述した実施形態1と同様である。
[実施形態3]
図10を参照して、本発明に係る実施形態3について説明する。本実施形態に係るレンズは、レンズにおける回折領域117bの向きが前述の実施形態2の場合と異なる。具体的には、本実施形態の回折領域117bは、実施形態2の回折領域117aを、回折領域117aの中心O1を通る光軸周り(図10の時計周りの方向)に90°回転させた構造を有する。その他の回折領域117bの構成は、前述の実施形態2と同様であるため、詳しい説明は省略する。
図10を参照して、本発明に係る実施形態3について説明する。本実施形態に係るレンズは、レンズにおける回折領域117bの向きが前述の実施形態2の場合と異なる。具体的には、本実施形態の回折領域117bは、実施形態2の回折領域117aを、回折領域117aの中心O1を通る光軸周り(図10の時計周りの方向)に90°回転させた構造を有する。その他の回折領域117bの構成は、前述の実施形態2と同様であるため、詳しい説明は省略する。
[実施形態4]
図11を参照して、本発明に係る実施形態4について説明する。本実施形態に係るレンズは、回折領域117cの構造が前述の実施形態1の場合と異なる。以下、本実施形態に係る回折領域117cについて、実施形態1と異なる部分を中心に説明する。
図11を参照して、本発明に係る実施形態4について説明する。本実施形態に係るレンズは、回折領域117cの構造が前述の実施形態1の場合と異なる。以下、本実施形態に係る回折領域117cについて、実施形態1と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る回折領域117cの平面視形状は、半円形である。以下、平面視形状における回折領域117cの構造について説明する。具体的には、回折領域117cの外縁αaは、半円弧状の第1外縁要素αa1と、直線状の第2外縁要素αa2とからなる。第2外縁要素αa2は、第1外縁要素αa1の両端同士を連続する。
回折領域117cの複数の凸条1172は、凸部1171の中心O1を中心に同心円状に形成される。複数の凸条1172は、半円弧状である。複数の凸条1172の内径は、凸部1171の中心O1から離れるほど大きくなる。また、隣り合う凸条1172同士の間隔は、凸部1171の中心O1から離れるほど小さくなる。本実施形態の場合、凸部1172の中心O1と、回折領域117cの中心(図示省略)とは異なる。
第1外縁要素αa1は、凸部1171の中心O1を中心とする円の一部である。第1外縁要素αa1は、複数の凸条1172のうち、凸部1171の中心O1から最も遠い凸条1172cに沿う形状を有する。すなわち、第1外縁要素αa1の曲率半径は、凸条1172cの曲率半径と等しいか、またはわずかに大きい。
一方、本実施形態の場合、第2外縁要素αa2は、第1外縁要素αa1の両端部同士を連続する直線状である。このような第2外縁要素αa2は、複数の凸条1172と交差(本実施形態の場合、直交)する。したがって、第2外縁要素αa2と交差する複数の凸条1172は、第2外縁要素αa2の位置で途切れる。
また、第2外縁要素αa2は、隣り合う凸条1172同士の間に存在する溝状空間1175(図4Bおよび図4C参照)とも交差(本実施形態の場合、直交)する。したがって、第2外縁要素αa2と交差する溝状空間1175は、第2外縁要素αa2の位置で途切れる。
第2外縁要素αa2の位置で途切れた溝状空間1175は、第2外縁要素αa2よりも外側に存在する外部空間に開口する。つまり、途切れた溝状空間1175と、当該外部空間とが、液晶層113を構成する液晶材料の移動が可能な状態で連通する。
本実施形態の場合、第2回折領域1174cは、回折領域117cの外周縁において、第2外縁要素αa2に沿う部分の少なくとも一部に設けられる。本実施形態の場合、第2回折領域1174cは、第2外縁要素αa2の全長に沿う状態で設けられる。具体的には、第2回折領域1174c、回折領域117cにおける図11の第2外縁要素αa2の内側(回折領域117の中心に近い側)、かつ、実線βa2の外側(回折領域117の中心から遠い側)に設けられる。
なお、第2回折領域1174cは、第2外縁要素αa2の一部にのみ沿う状態で設けられてもよい。その他の構成および作用・効果は、前述した実施形態2と同様である。
[実施形態5]
図12を参照して、本発明に係る実施形態5について説明する。本実施形態に係るレンズは、回折領域117dの構造が前述の実施形態4の場合と異なる。以下、本実施形態に係る回折領域117dについて、実施形態4と異なる部分を中心に説明する。
図12を参照して、本発明に係る実施形態5について説明する。本実施形態に係るレンズは、回折領域117dの構造が前述の実施形態4の場合と異なる。以下、本実施形態に係る回折領域117dについて、実施形態4と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態に係る回折領域117dの平面視形状は、半円よりも大きい部分円形状である。以下、平面視形状における回折領域117dの構造について説明する。具体的には、回折領域117dの外縁αbは、半円弧状の第1外縁要素αb1と、直線状の第2外縁要素αb2とからなる。
回折領域117dの複数の凸条1172は、凸部1171の中心O1を中心に同心円状に形成される。厚さ方向における平面視で、複数の凸条1172は、半円よりも大きい円弧状である。複数の凸条1172の内径は、凸部1171の中心O1から離れるほど大きくなる。また、隣り合う凸条1172同士の間隔は、凸部1171の中心O1から離れるほど小さくなる。
本実施形態の場合、回折領域117dの平面視形状において、凸部1172の中心O1と、回折領域117dの中心とは異なる。
本実施形態の場合、第2回折領域1174dは、回折領域117dの外周縁において、第2外縁要素αb2に沿う部分に設けられる。具体的には、第2回折領域1174dは、回折領域117dにおける図12の第2外縁要素αb2の内側(回折領域117dの中心に近い側)、かつ、実線βb2の外側(回折領域117dの中心から遠い側)に設けられる。なお、図13は、上述の実施形態5の変形例1を示す。図13に示す変形例1の回折領域117eの場合、使用者の視認性を高める観点から、第2外縁要素αb3が、回折領域117eの外側に向かって凸状となる曲線である。この場合には、第2回折領域1174eの内端縁(図13の実線βb3)も、たとえば回折領域117eの外側に向かって凸状の曲線となる。その他の構成および作用・効果は、前述した実施形態4と同様である。
(付記)
なお、アイウェアには、たとえば、視力補正レンズのようにユーザの視力向上のための補助機構を有するいわゆる眼鏡(電子メガネおよびサングラスを含む)やゴーグル、ユーザの視界あるいは眼に対して情報提示を行う機構を有する種々のデバイス(たとえば、眼鏡型ウェアラブル端末やヘッドマウントディスプレイなど)が含まれる。上記実施形態では、一対のレンズ110を有する両眼用の電子メガネ100について説明したが、本発明に係るアイウェアは、この態様に限定されない。アイウェアは、ユーザに装着されることにより、眼に対して視力向上のための補助機構や情報提示のための機構を保持する構成であればよい。このため、両方の耳に装着される眼鏡型に限られず、頭部や片方の耳のみに装着される装置であってもよい。また、両眼用ではなく、片眼のみに作用するアイウェアであってもよい。
なお、アイウェアには、たとえば、視力補正レンズのようにユーザの視力向上のための補助機構を有するいわゆる眼鏡(電子メガネおよびサングラスを含む)やゴーグル、ユーザの視界あるいは眼に対して情報提示を行う機構を有する種々のデバイス(たとえば、眼鏡型ウェアラブル端末やヘッドマウントディスプレイなど)が含まれる。上記実施形態では、一対のレンズ110を有する両眼用の電子メガネ100について説明したが、本発明に係るアイウェアは、この態様に限定されない。アイウェアは、ユーザに装着されることにより、眼に対して視力向上のための補助機構や情報提示のための機構を保持する構成であればよい。このため、両方の耳に装着される眼鏡型に限られず、頭部や片方の耳のみに装着される装置であってもよい。また、両眼用ではなく、片眼のみに作用するアイウェアであってもよい。
また、上記実施形態では、検出部142を有する一対のテンプル140を有する電子メガネ100について説明したが、本発明に係るアイウェアはこの態様に限定されない。たとえば、一方のテンプルは、筐体のみにより構成されていてもよい。
2017年2月7日出願の特願2017-020635の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明のレンズは、液晶材料を有するアイウェア用のレンズとして好適に利用されうる。
10 配線
100 電子メガネ(アイウェア)
110 レンズ
1101 第1領域(電気活性領域)
1102 第2領域
111 第1透明基板
112 第1透明電極
113 液晶層
114 第2透明電極
115 第2透明基板
116 接着層
117、117’、117a、117b、117c、117d、117e 回折領域
1171 凸部
1172、1172a、1172b 凸条
1173、1173a 第1回折領域
1174、1174a、1174c、1174d 第2回折領域
1175 溝状空間
1176 非凸条形成部
1177 連通空間
1178 平面部
1179 溝部
120 フレーム
130 フロント
131 リム
132 ブリッジ
133 鼻パッド
140 テンプル
141 筐体
142 検出部
150 制御部
160 電源
170 ブランク部
200 レンズブランク
100 電子メガネ(アイウェア)
110 レンズ
1101 第1領域(電気活性領域)
1102 第2領域
111 第1透明基板
112 第1透明電極
113 液晶層
114 第2透明電極
115 第2透明基板
116 接着層
117、117’、117a、117b、117c、117d、117e 回折領域
1171 凸部
1172、1172a、1172b 凸条
1173、1173a 第1回折領域
1174、1174a、1174c、1174d 第2回折領域
1175 溝状空間
1176 非凸条形成部
1177 連通空間
1178 平面部
1179 溝部
120 フレーム
130 フロント
131 リム
132 ブリッジ
133 鼻パッド
140 テンプル
141 筐体
142 検出部
150 制御部
160 電源
170 ブランク部
200 レンズブランク
Claims (16)
- アイウェア用のレンズであって、
複数の凸条と溝部とが同心円状に交互に形成された回折領域を含む第1透明基板と、
前記第1透明基板と所定方向に対向する第2透明基板と、
前記回折領域と前記第2透明基板との間に存在する空間に設けられた液晶層と、
前記液晶層に対して電圧を印加する第1透明電極および第2透明電極と、
を備え、
前記回折領域は、第1回折領域と、前記第1回折領域と異なる部分の少なくとも一部に配置された第2回折領域とを有し、
前記空間は、前記溝部と前記第2透明基板との間に存在する溝状空間と、前記第2回折領域における少なくとも一部の前記凸状と前記第2透明基板との間に設けられ、隣り合う前記溝状空間同士を連通する連通空間と、を有する、
レンズ。 - 前記第1回折領域は、前記回折領域の中心部を含む部分に配置され、
前記第2回折領域は、前記第1回折領域よりも外側の少なくとも一部に配置され、
前記第2回折領域における前記凸条の稜線と前記第2透明基板との間隔は、前記第1回折領域における前記凸条の稜線と前記第2透明基板との間隔より長い、請求項1に記載のレンズ。 - 前記第2回折領域は、前記第1回折領域の外側において、前記第1回折領域の全周を囲む状態で配置されている、請求項1または2に記載のレンズ。
- 前記第2回折領域は、前記回折領域の外縁部において全周に亘って配置されている、請求項1~3の何れか一項に記載のレンズ。
- 前記第2回折領域における前記凸条の稜線同士を接続することで形成される仮想面の少なくとも一部の形状は、溝形状である、請求項1~4のいずれか一項に記載のレンズ。
- 前記仮想面の少なくとも一部の形状は、前記レンズの外周に沿うように延在している溝形状である、請求項5に記載のレンズ。
- 前記仮想面の少なくとも一部の形状は、前記レンズの外周のうち、水平方向を横断する一対の対辺に沿うように延在している溝形状である、請求項6に記載のレンズ。
- 前記仮想面は、第2回折領域において隣り合う前記凸条の稜線同士を最短距離で接続することで形成され、
前記仮想面の形状は、前記第2透明基板に対して凹んだ溝形状である、請求項5~7のいずれか一項に記載のレンズ。 - 前記第1回折領域の外縁に位置している前記凸条の稜線と前記第2透明基板との間隔と、前記第2回折領域における前記凸条の稜線と前記第2透明基板との間隔の最大値との差は、0.1~2μmである、請求項1~8のいずれか一項に記載のレンズ。
- 前記第2回折領域の外縁と前記第2回折領域の内縁との間隔は、2mm以下である、請求項1~9のいずれか一項に記載のレンズ。
- 前記回折領域の外縁部に配置されている前記複数の凸条の少なくとも一部は、隣り合う前記凸条間の谷線と前記第2透明基板との間隔が、前記回折領域の外縁に近づくにつれて短くなるように形成されている、請求項1~10のいずれか一項に記載のレンズ。
- 前記第1回折領域において、前記凸条の稜線と前記第2透明基板との間には、前記液晶材料が実質的に配置されておらず、
前記第2回折領域において、互いに離間した前記凸条の稜線と前記第2透明基板との間には、前記液晶材料が配置されている、
請求項1~11のいずれか一項に記載のレンズ。 - 前記回折領域の外縁は、二対の対辺により構成されており、
前記二対の対辺における一方は、円弧の一部であり、
前記二対の対辺における他方は、前記一方の対辺の両端同士を接続している直線または曲線である、
請求項1~12のいずれか一項に記載のレンズ。 - 前記回折領域の平面視形状は、楕円形状である、請求項1~13のいずれか一項に記載のレンズ。
- ブランク部と、
前記ブランク部と一体として形成されている、請求項1~14のいずれか一項に記載のレンズと、
を有する、レンズブランク。 - 請求項1~14のいずれか一項に記載のレンズと、
前記レンズを保持しているフレームと、
前記第1透明電極および前記第2透明電極の間の電圧を制御して、前記レンズの前記液晶層の光学特性を制御するための制御部と、
を有する、アイウェア。
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