JP2014233070A - 光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池、あるいは光デバイスの長寿命化を可能とする。
【解決手段】ヒンジを中心とする一対のテンプルの少なくとも一方のテンプルの角度位置が、当該光デバイスの不使用状態と対応する所定の角度位置となるように少なくとも一方のテンプルを付勢する付勢手段、を備え、電源装置が、二次電池、電源スイッチ、電源スイッチ制御部、および当該光デバイスのユーザによる使用の有無を検知する使用状態検知部を含み、使用状態検知部が、テンプルに作用する付勢手段の付勢力に基づいて、不使用状態を検知する付勢力検知部を含み、電源スイッチ制御部は、付勢力検知部により不使用状態が検知されたときに、電源スイッチをオフにするように制御する、光デバイス。
【選択図】図１

Description

本発明は、光デバイスに関し、より具体的には、ユーザの頭部に装着される頭部装着型の光デバイスの使用期間を延長するための技術に関する。

３Ｄ眼鏡、あるいは３Ｄグラスと一般に呼ばれる立体映像視聴装置（以下、単に視聴装置という）には、アクティブ方式に対応したものと、パッシブ方式に対応したものとがある。

アクティブ方式では、テレビ等の表示装置側で、右目用の映像と左目用の映像とを交互に切り替えて表示する。一方、視聴装置側では、表示装置の映像の切り替えと同期して、左右のレンズ部に配置した液晶シャッター等が交互に開閉される（特許文献１及び２参照）。

アクティブ方式では、表示装置には従来とほぼ同じ構造の表示装置を使用する。そして、表示装置に表示させる映像データを立体映像用の映像データにするだけで、立体映像を視聴することができる。

これに対して、パッシブ方式では、右目用の映像と左目用の映像を１ライン毎に表示装置に同時に表示し、その映像を、表示装置において、偏光フィルタで右目用と左目用とに振り分ける。そして、振り分けられた各映像を、専用の眼鏡で右目と左目とにそれぞれ送り届ける。このため、パッシブ方式では、表示装置の正面近くで映像を視聴しないと、３Ｄ映像が正常に視聴できないことがある。また、右目用の映像と左目用の映像とを同時に１つの画面に表示しているので、解像度は低下する。よって、家庭のテレビで視聴する場合には、アクティブ方式の立体映像視聴システムの方が、ユーザにとっては好ましいといえる。

しかしながら、アクティブ方式では、視聴装置が、液晶シャッターや、その駆動用の電源を備える必要があり、視聴装置の重量及び嵩が、通常の眼鏡に比べて大きくなる。このため、視聴装置の装着感に不満を抱くユーザも多い。

したがって、アクティブ方式の立体映像視聴システムでは、視聴装置を軽量化して、装着感を向上させることが望まれている。現状では、駆動用の電源に、小型軽量のコイン形電池（一次電池）を使用するものが主流である。そして、視聴装置のさらなる軽量化を達成するために、コイン形電池よりも薄型化の容易な、ラミネート電池を駆動用電源として使用することも検討されている。

また、眼鏡のレンズに液晶からなる電気活性素子を含み、その電気活性素子に印加する電流を調節することによって、レンズの度数（屈折力）、ないしは焦点を瞬時に切り替えることができる技術が注目を集めている（特許文献３、４及び５参照）。この技術によれば、近視矯正用の眼鏡レンズの一部の領域だけを、必要に応じて遠視矯正用の度数に切り替えたり、眼鏡レンズのほぼ全体の度数を、近視矯正用と遠視矯正用との間で必要に応じて切り替えたりすることができる眼鏡（以下、度数可変眼鏡という）の実現が可能となる。これにより、通常のいわゆる遠近両用眼鏡等に比べて、歪みのない良好な視野を得ることが可能となる。

特開２０１０−０２２０６７号公報 特開２０１０−０２０８９８号公報 特表２０１０−５１７０８２号公報 特表２００９−５４０３８６号公報 特表２０１０−５２２９０３号公報

上述したとおり、いわゆる３Ｄ眼鏡は、液晶シャッターを駆動するための電源として、電池（二次電池）が内蔵されていることが多い。また、度数可変眼鏡も、液晶材料に印加する電流を得るために、電池を内蔵させた装置の実施が予定されている。ところが、これらの装置は、通常の眼鏡と同様に、鼻と耳とで重量を支えるようにして頭部に装着されるものである。したがって、液晶シャッターや電池を内蔵させることにより重量が大きく増加すると、装着感が著しく悪化する。

上述したような電池内蔵型の装置の重量の増大を抑えるためには、内蔵される電池を軽量化することが有効である。ところが、電池を軽量化すると、容量が低下する。特に二次電池は、容量が小さくなると、機器の長時間の使用により、電池が完全放電状態、もしくはそれに近い状態（以下、両者を代表して、単に完全放電状態という）まで放電されることが多くなる。二次電池は、放電深度によりサイクル寿命が変化する。完全放電状態まで放電される回数が多いと、それだけサイクル寿命は短くなる。

その結果、二次電池の寿命が例えば１〜２年程度になってしまうことも考えられる。そのようなことが起こると、電池を埋め込み式に設けた場合には、３Ｄ眼鏡や度数可変眼鏡を１〜２年で取り替える必要性が生じることも考えられる。度数可変眼鏡は、現状では通常の眼鏡よりもかなり高価となることが予想される。よって、そのような短期間での買い換えの必要性はユーザにとって好ましいことではない。一方、テレビは一般に買い換えサイクルが７〜８年といわれている。したがって、電池の寿命が１〜２年であれば、テレビを買い換えるまでに、３Ｄ眼鏡だけを２、３回取り替える必要性が生じる。ユーザにとって、電気機器の付属品の取り寄せは非常に煩雑であり、可能な限り、電池の寿命を、テレビ等の買い換えサイクルに近づけることが望ましい。

そこで、本発明は、二次電池の使用状態を適正化することにより、電気的に作動して光の透過状態を可変にする光学要素を有する、頭部装着型の光デバイスの長寿命化を達成することを目的としている。

本発明は、光の透過状態を可変にするように電気的に作動する少なくとも１つの光学要素、前記少なくとも１つの光学要素の駆動回路、前記少なくとも１つの光学要素の駆動用電源装置、一対のリム、前端部及び後端部を有するとともに、前記一対のリムと前端部でそれぞれ接続された一対のテンプル、及び前記一対のテンプルの後端部にそれぞれ形成された一対のモダン部、を備え、前記少なくとも１つの光学要素が前記一対のリムの少なくとも一方のリムに支持されている光デバイスであって、
前記一対のテンプルが前記一対のリムとそれぞれヒンジを介して接続され、
前記ヒンジを中心とする前記一対のテンプルの少なくとも一方のテンプルの角度位置が、当該光デバイスの不使用状態と対応する所定の角度位置となるように前記少なくとも一方のテンプルを付勢する付勢手段、を備え、
前記電源装置が、二次電池、電源スイッチ、電源スイッチ制御部、および当該光デバイスのユーザによる使用の有無を検知する使用状態検知部を含み、
前記使用状態検知部が、前記テンプルに作用する前記付勢手段の付勢力に基づいて、前記不使用状態を検知する付勢力検知部を含み、
前記電源スイッチ制御部は、前記付勢力検知部により前記不使用状態が検知されたときに、前記電源スイッチをオフにするように制御する、光デバイスに関する。

本発明によれば、光デバイスがユーザにより使用されていないときに電源スイッチがオン（power-on）であれば、電源スイッチが自動的にオフ（turn-off）にされる。これにより、軽量かつ小容量の二次電池であっても、完全放電状態となる回数が減少する。よって、二次電池、あるいは光デバイスの長寿命化を達成することができる。

本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成及び内容の両方に関し、本発明の他の目的及び特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。

本発明の一実施形態に係る光デバイスとしての立体映像視聴装置の外観を示す斜視図である。 同上の立体映像視聴装置の機能ブロック図である。 二次電池の外観を示す斜視図である。 電源装置及び駆動回路の収納部の概略構成を示す、テンプルの拡大斜視図である。 図１の立体映像視聴装置の電源スイッチ制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る光デバイスとしての立体映像視聴装置の要部を所定の状態で模式的に拡大した上面図である。 本発明の他の実施形態に係る光デバイスとしての立体映像視聴装置の要部を他の状態で模式的に拡大した上面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスとしての立体映像視聴装置の機能ブロック図である。 図６の立体映像視聴装置の電源スイッチ制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスとしての度数可変眼鏡に使用されるレンズを光入射方向に直交する方向から見た状態を模式的に示す図である。 同上の度数可変眼鏡に使用される電気活性素子の層状構造を模式的に示す図である。

本発明は、光の透過状態を可変にするように電気的に作動する少なくとも１つの光学要素、その少なくとも１つの光学要素の駆動回路、少なくとも１つの光学要素の駆動用電源装置、一対のリム、前端部及び後端部を有するとともに、一対のリムと前端部でそれぞれ接続されたテンプル、及びテンプルの後端部に形成されたモダン部、を備える光デバイスに関する。少なくとも１つの光学要素は、一対のリムの少なくとも一方のリムに支持されている。

電源装置は、二次電池、電源スイッチ、電源スイッチ制御部、二次電池の充電及び放電を制御する充放電回路、並びに当該光デバイスのユーザによる使用状態を検知する使用状態検知部を含む。

電源スイッチ制御部は、使用状態検知部により当該光デバイスのユーザによる使用が検知されないときに、例えば電源スイッチがオンであれば、その電源スイッチをオフにするように制御する。

上記の光デバイスの一例として、一般に、３Ｄ眼鏡、もしくは３Ｄグラスと呼ばれる、眼鏡状の立体映像視聴装置がある。そのような立体映像視聴装置のうち、特にアクティブ・シャッター方式に対応した立体映像視聴装置（以下、単に視聴装置ともいう）は、液晶光シャッターや、その駆動用電源装置等を備えており、通常の眼鏡よりも重量が大きくなる。このため、現状では、視聴装置の装着感に不満を抱くユーザも多い。

電源装置に使用される電池を、従来の一次電池に代えて二次電池とすることで電池の交換を不要とし、その二次電池を小型・軽量化することで、視聴装置の装着感を改善することは可能である。

ところが、二次電池を小型・軽量化すると、電池容量が小さくなるために、電池が完全放電状態、もしくはそれに近い状態（以下、単に完全放電状態という）まで放電されることが多くなる。二次電池は、放電深度によりサイクル寿命が変化し、完全放電状態まで放電される回数が多いほどにサイクル寿命は短くなる。

そこで、二次電池が完全放電状態まで放電される場合を極力少なくする必要性が生じる。二次電池が完全放電状態まで放電される原因としては、視聴装置を途中で充電せずに長時間連続して使用する場合と、電源スイッチをオンにしたまま放置する場合とが考えられる。後者の場合は、無駄に二次電池が放電されている。

本発明の視聴装置においては、例えば、電源スイッチがオンであり、かつ使用状態検知部により当該光デバイスのユーザによる使用が検知されないときには、視聴装置の電源スイッチがオンのまま放置されているので、電源スイッチ制御部が、電源スイッチを自動的にオフにするように制御する。これにより、二次電池が、完全放電状態まで放電される回数を極力少なくすることが可能となる。

その結果、二次電池を長寿命化することが可能となり、二次電池の交換サイクルを長くすることができる。これにより、二次電池が視聴装置のフレーム等に埋め込み式に設けられる等、交換不能に設けられている場合には、視聴装置自体の交換サイクルを長くすることができる。

以上述べたことは、いわゆる３Ｄ眼鏡に限らず、電気的に作動して光の透過状態を可変にするような光学要素を有する、頭部（ないしは顔）装着型の光デバイス一般に当てはまることである。そのような光デバイスは、光学要素の駆動用電源として、二次電池を内蔵するものが多い。よって、内蔵の二次電池を軽量化するとともに、そのことによる二次電池の短寿命化を防止するという共通の課題を有する。

本発明の一形態の光デバイスにおいては、使用状態検知部は、当該光デバイスがユーザにより装着されていることを検知する第１検知部を含む。電源スイッチ制御部は、第１検知部により当該光デバイスのユーザへの装着が検知されないときに、例えば電源スイッチがオンであれば、その電源スイッチをオフにする。

ここで、第１検知部は、焦電センサを含むものとして構成することができる。焦電センサは人体から放射される赤外線を検知できる光デバイスの所定の箇所に設ければよい。例えばユーザが光デバイスを装着したときに、その肌と接する部分に焦電センサを設けることで、光デバイスのユーザへの装着の有無を高精度に検知することができる。

また、第１検知部は、静電センサを含むものとして構成することができる。静電センサを、例えばユーザが光デバイスを装着したときに、その肌と接する部分に設けることで、光デバイスのユーザへの装着の有無を検知することができる。

本発明の他の形態の光デバイスにおいては、一対のテンプルが一対のリムとそれぞれヒンジを介して接続されている。そして、一対のテンプルの少なくとも一方のテンプルは、ヒンジを中心とする角度位置が、当該光デバイスの不使用状態と対応する所定の角度位置となるように、付勢手段により付勢されている。付勢手段には、バネ、ゴム等の弾性部材を好適に使用することができる。使用状態検知部は、上記少なくとも一方のテンプルの角度位置が上記所定の角度位置となったことを検知する第２検知部を含む。電源スイッチ制御部は、第２検知部により上記少なくとも一方のテンプルの角度位置が上記所定の角度位置となったことが検知されたときに、例えば電源スイッチがオンであれば、その電源スイッチをオフにする。ここで、光デバイスの不使用状態と対応する所定の角度位置とは、例えば、テンプルがヒンジを中心に折り畳まれた状態となる角度位置である。

上述した構成によれば、光デバイスがユーザにより装着されていないときには、付勢手段の付勢力により上記少なくとも一方のテンプルが上記所定の角度位置まで回動される。そのとき、電源スイッチがオンであれば、電源スイッチ制御部が電源スイッチを自動的にオフにする。これにより、上述したのと同様の効果を達成することができる。

本発明のさらに他の形態の光デバイスにおいては、上記少なくとも１つの光学要素の駆動に関する信号の受信部が光デバイスに備えられている。使用状態検知部は、受信部により上記信号が受信されているか否を検知する第３検知部を含む。電源スイッチ制御部は、第３検知部により、受信部による上記信号の受信が検知されないときに例えば電源スイッチがオンであれば、電源スイッチをオフにする。

アクティブ・シャッター方式においては、３Ｄ映像の表示装置（３Ｄテレビ等）は、通常、視聴装置の光シャッターの開閉のタイミングを指示するための駆動用信号（同期信号）を送信する。したがって、視聴装置の受信部で駆動用信号が受信されないときには、表示装置において３Ｄ映像は表示されていない。そのような場合に、自動的に電源スイッチをオフにすることによって、二次電池が無駄に完全放電状態となるのを防止することができる。

本発明のさらに他の形態の光デバイスにおいては、電源装置が、１０〜１００ｍＡｈの小容量の二次電池を含む。そのような小容量の二次電池は、電源スイッチをオンのまま放置することにより完全放電状態となりやすい。このため、本発明は、そのような場合に特に効果を発揮する。その観点から、電源装置が、軽量化のために、１０〜５０ｍＡｈと、さらに小容量の二次電池を含むような場合には、本発明の適用の必要性はさらに大きくなる。

本発明のさらに他の形態の光デバイスにおいては、二次電池は、径ないしは幅が２〜６ｍｍである。二次電池を、そのような細い円筒状ないしは角筒状とすることにより、二次電池を、テンプル等に容易に内蔵することができる。これにより、二次電池の配置の自由度が増す。円筒状ないしは角筒状の電池は、一般に金属缶のケースを具備する。また、内部の圧力上昇に強い形状であるため、小容積でも多くの材料を収容できる。さらに、外力に対する耐性も高いために、テンプルやモダン部のように屈曲しやすい光デバイスの部位に内蔵させるのに適している。ここで、角筒状とは、横断面が長円形である場合や、横断面が、一対の平行な直線部を有するとともに、横断面の両側部が円弧状である場合を含む。また、ここでいう角筒状の二次電池の幅は、横断面の長径をいう。

二次電池は、一対のテンプルの一方のテンプルの後端部寄り、または一対のモダン部の一方のモダン部に内蔵させるのが好ましい。これにより、前部に比較的重量の大きいレンズや液晶光シャッター等が配置される光デバイスの重量バランスを後部寄りに移動させることができる。よって、光デバイスの装着感を良好にすることができる。このとき、一対のテンプルの前端部から視聴装置全体の重心Ｇまでの一対のテンプルの延びる方向に沿った距離Ｌ2は、一対のテンプルの前端部から一対のモダン部の後端部までのテンプルの延びる方向に沿った距離Ｌ1の１５〜５０％とするのが好ましい。これにより、装着感を顕著に向上させることができる。より好ましくは、２０〜３５％である。なお、一対のテンプルの延びる方向とは、テンプルを伸ばした状態での方向である。

上述したように、本発明の光学要素の一例は、３Ｄ映像を視聴するための液晶光シャッターである。このとき、駆動回路は、外部の映像表示装置により交互に表示される２系統の映像、つまり右目用の映像と左目用の映像との切替に同期して、液晶光シャッターを駆動する。より具体的には、駆動回路は、外部の映像表示装置により交互に表示される２系統の映像の切替に同期して、一対の液晶光シャッターの一方の透明度が大きいときには他方の透明度が小さくなり、一対の液晶光シャッターの一方の透明度が小さいときには他方の透明度が大きくなるように、可変電圧を一対の液晶光シャッターのそれぞれに印加する。

本発明の光学要素の他の一例は、所定値以上の電圧の印加により活性化して屈折率が変化する電気活性材料を含む。このとき、駆動回路は、所定の条件下で、電気活性材料に上記所定値以上の電圧を印加して、電気活性材料を活性化させる。ここで、所定の条件とは、例えば、ユーザのボタン操作による指示や、ユーザの所定の動作（例えば、頭を下に傾ける動作）を検知する検知手段からの指示である。電気活性材料には、例えば、コレステリック液晶材料を使用することができる。

以下、本発明のより具体的な実施形態を、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１に、本発明の実施形態１に係る光デバイスとしての立体映像視聴装置を斜視図により示す。図２に、立体映像視聴装置の機能ブロック図を示す。
立体映像視聴装置（以下、視聴装置という）１０は、アクティブ・シャッター方式の立体映像視聴システムに対応した、眼鏡状の視聴装置である。

アクティブ・シャッター方式の立体映像視聴システムは、３Ｄテレビ等の表示装置で、右目用の映像と左目用の映像とを交互に高速で切り替えて表示するとともに、視聴装置１０で、表示装置の映像の切り替えと同期して、光シャッターを交互に開閉することにより、立体映像を視聴するシステムである。

視聴装置１０は、右目用及び左目用の光シャッター１２の図示しない電極に駆動回路１４が接続され、駆動回路１４に、光シャッター１２の駆動用の電源装置１６が接続されている。電源装置１６は、二次電池４４と、二次電池４４の充電及び放電を制御する充放電回路３０と、電源スイッチ３８と、電源スイッチ制御部４０と、視聴装置１０がユーザにより装着されていることを検知する装着検知部４２とを含む。電源スイッチ制御部４０及び装着検知部４２の詳細は、後で説明する。

駆動回路１４には、電源スイッチ３８を介して充放電回路３０が接続されている。電源スイッチ３８には、電源スイッチ制御部４０が接続され、電源スイッチ制御部４０には装着検知部４２が接続されている。充放電回路３０は、二次電池４４が接続されるとともに、商用電源等の外部電源３２と接続可能に構成されている。

各光シャッター１２は、一対のリム１８によりそれぞれ保持されている。一対のリム１８は、ブリッジ２０により内側端部で互いに接続されている。各リム１８の外側端部には、それぞれ、テンプル２２の前端部が、ヒンジ２４により、揺動自在に接続されている。テンプル２２の後端部には、モダン部２６が形成されている。各リム１８の、ブリッジ２０の近傍には、ノーズパッド２８が形成されている。一対のリム１８、ブリッジ２０、テンプル２２、ヒンジ２４、モダン部２６及びノーズパッド２８がフレーム１を構成している。

図示しない表示装置（３Ｄテレビ等）からは、光シャッター１２の開閉のタイミングを示す赤外線等からなる同期信号（光学要素の駆動に関する信号）が送信されている。一方、ブリッジ２０には、その同期信号を受信するための受信部３６が設けられている。受信部３６は、受信した同期信号に基づいて、光シャッター１２の開閉のタイミングに関する信号を、駆動回路１４に送る。

光シャッター１２には、液晶光シャッターを使用するのが、動作速度、及び静音性の観点から好ましい。液晶光シャッターは、電圧を印加すると透明になり、印加電圧が除去されると不透明となるように動作する。

図３に、二次電池の外観を斜視図により示す。二次電池４４は、外径ないしは幅Ｄが２〜６ｍｍ、長さＬが１５〜３５ｍｍの細長い形状を有している。二次電池４４には、非水電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池を使用するのが、エネルギ密度が高い点で好ましい。なお、二次電池４４には、図示のような円筒形状のものに限られず、角筒形状等の様々な形状の二次電池を使用することができる。円筒状ないしは角筒状の電池は、一般に金属缶のケースを具備する。また、角筒状という用語は、電池分野でいう角形電池に対応する形状であり、筒部が、少なくとも一対の平行な平面状部を有していればよい。扁平薄型で側部が丸みを帯びている形状も角筒状に含まれる。また、角筒状の二次電池の幅は、大小の幅がある場合には大きい方の幅をいう。

二次電池４４を、上述したサイズ及び形状とすることで、デザインを犠牲にすることなく、二次電池４４を、テンプル２２の後端部寄り、またはモダン部２６に配置することが可能となる。

ここで、二次電池４４の外径Ｄを２ｍｍ以上とすることで、外径Ｄがこれよりも小さい場合と比べて、二次電池４４の作製が非常に容易となり、製造コストが低減される。また、二次電池４４の十分な容量を確保することも可能となる。一方、二次電池４４の外径Ｄを６ｍｍ以下とするのは、外径Ｄがこれよりも大きい場合と比べて、視聴装置の後部に配置することが容易であり、デザイン性を損ないにくいからである。

また、電源装置１６に二次電池を使用することで、電池を頻繁に取り替える必要がなくなり、視聴装置１０の使用の利便性が高まる。二次電池４４の容量は、例えば、１０〜１００ｍＡｈとすることができる。そのような小容量の二次電池４４を使用する場合に、本発明は特に顕著な効果を発揮する。二次電池４４の容量が１０〜５０ｍＡｈであれば、本発明を適用する必要性はさらに高い。

図示例の視聴装置１０では、図１に示すように、駆動回路１４は、右側（図の奥側）のテンプル２２の後端部寄りに配置され、電源装置１６は、左側（図の手前側）のテンプル２２の後端部寄りに配置されている。各部材の配置はこれに限られず、電源装置１６及び駆動回路１４を構成する各部の少なくとも１つまたは全部を左右のモダン部２６に配置することも可能である。

例としては、左側のテンプル２２の後端部寄りに配置された電源装置１６は、比較的重量の大きい駆動回路１４との間で左右の重量バランスをとるために、さらに後方のモダン部２６に配置することも可能である。重量バランスをできるだけ後部寄りに移すために、電源装置１６及び駆動回路１４を構成する全ての部材をモダン部２６に配置しても良い。

ここで、駆動回路１４及び電源装置１６の全てを、テンプル２２の後端部寄り、またはモダン部２６に配置することは必須ではなく、一部分（例えば充放電回路）をテンプル２２の前端部寄り、あるいはリムに設けることも可能である。しかしながら、二次電池４４及び駆動回路１４は重量が比較的大きいので、テンプル２２の後端部寄り、またはモダン部２６に設けるのが好ましい。

このとき、テンプル２２の前端部（例えばヒンジ２４の軸の中央の点）からモダン部２６の先端部までの距離（テンプルの延びる方向に沿った距離）を１００％として、視聴装置１０の重心が、テンプル２２の前端部から１５〜５０％の位置となるように、駆動回路１４、及び電源装置１６の各部を配置するのがよい。視聴装置１０の重心が上記範囲にあれば、視聴装置１０の装着感が良好となる。

図４に、駆動回路及び電源装置を収納する収納部の一例を示す。収納部３４は、右側及び左側のテンプル２２にそれぞれ設けられた中空部から形成されており、駆動回路１４及び電源装置１６をテンプル２２に内蔵して収納する。収納部３４には、開閉可能な蓋を設けることができる。

収納部３４の形状は、図に示すような方形に限らず、テンプル２２の横断面が丸みを帯びていれば、それに合わせて円筒状等にしてもよい。収納部３４のサイズは、収納対象物のサイズに応じて適宜設定される。また、収納部３４は、モダン部２６に設けてもよい。

収納部３４を、テンプル２２またはモダン部２６に設けられた中空部から形成することで、駆動回路１４及び電源装置１６の各部、特に、比較的小型化が困難である二次電池４４をテンプル２２またはモダン部２６に内蔵させることが可能となり、その存在をユーザに意識させることなく収納することができる。それにより視聴装置１０のデザインの幅が拡がり、外観を向上させることが容易となる。

さらに、電源装置１６は、従来の一次電池に代えて二次電池４４を使用していることから、電池の交換の必要性が小さい。そこで、電源装置１６および駆動回路１４は、テンプル２２またはモダン部２６が樹脂製であれば、インサート成形によりテンプル２２またはモダン部２６に埋め込むようにして、内蔵させても良い。これにより、さらに視聴装置のデザインの自由度を広げることができる。

次に、電源スイッチ制御部４０及び装着検知部４２を詳細に説明する。
電源スイッチ制御部４０は、電源スイッチ３８がオン、つまり駆動回路１４と充放電回路３０とが導通された状態であり、かつ装着検知部４２により視聴装置１０がユーザにより装着されていることが検知されないときに、電源スイッチ３８をオフにするように動作する。このような電源スイッチ制御部４０は、ＣＰＵ（CentralProcessingUnit：中央処理装置）またはＭＰＵ（MicroProcessingUnit：マイクロプロセッサ）、及びメモリ等から構成することができる。

装着検知部４２は、焦電センサから構成することができる。焦電センサを、例えば、テンプル２２、ノーズパッド２８またはモダン部２６のユーザの肌と接触する部分に設ける。装着検知部４２は、焦電センサの検出温度が基準値（例えば３４℃）以上であるときに、視聴装置１０がユーザにより装着されていることを検知する。

または、装着検知部４２は、静電センサから構成することができる。静電センサを、例えば、テンプル２２、ノーズパッド２８またはモダン部２６のユーザの肌と接触する部分に設ける。装着検知部４２は、静電センサにより検出される静電容量が一定量（絶対値）以上変化したとき、その変化の方向（正か負か）に基づいて、視聴装置１０がユーザにより装着されているか否かを検知する。

以下、図５のフローチャートを参照して、電源スイッチ制御部４０の動作を説明する。

まず、電源スイッチ３８がオンされると、第１所定時間（例えば３０秒）だけ待機する（ステップＳ１）。そして、第１所定時間の待機が終了した時点に、装着検知部４２により視聴装置１０がユーザにより装着されていることが検知されているか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば、第２所定時間（例えば５秒）だけ待機する（ステップＳ３）。待機が終了すると、上記ステップＳ２を再び実行する。ステップＳ２及びステップＳ３は、ステップＳ２の判定結果が否定（Ｎｏ）になるまで繰り返し実行される。第１所定時間は、ユーザが電源スイッチ３８をオンにしてから実際に視聴装置を装着するまでの時間を考慮して設定される。第２所定時間は、判定の実行が頻繁になりすぎないように設定される。

一方、上記ステップＳ２の判定結果が否定（Ｎｏ）であれば、第３所定時間（例えば３０秒）だけ待機する（ステップＳ４）。待機が終了すると、再び、装着検知部４２により視聴装置１０がユーザにより装着されていることが検知されているか否かを判定する（ステップＳ５）。第３所定時間は、ユーザが３Ｄ映像の視聴中に、視聴装置を外す度に直ちに電源がオフになることを避けるために設定される。

ステップＳ５の判定結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば、第２所定時間（例えば５秒）だけ待機し（ステップＳ３）、その後で、上記ステップＳ２を再び実行する。一方、ステップＳ５の判定結果が否定（Ｎｏ）であれば、電源スイッチ３８をオフにし（ステップＳ６）、処理を終了する。

以上の処理により、電源スイッチ３８がオンであり、かつ装着装置４２により視聴装置１０のユーザへの装着が検知されないときには、電源スイッチ３８が自動的にオフにされる。これにより、二次電池４４が無駄に完全放電状態となることが防止されるので、二次電池４４、あるいは視聴装置１０を長寿命化することができる。

次に、本発明の実施形態２を説明する。
（実施形態２）
実施形態２の視聴装置は、外観及び回路的な構成は実施形態１と同様であるので、図１及び図２の符号を流用して説明する。

図６及び図７に、実施形態２の特徴部分を拡大して模式的に示す。実施形態２においては、右側及び左側のヒンジ２４に、それぞれ、テンプル２２を折り畳む方向に付勢する付勢手段（例えば、つるまきバネ２３、または板バネ、ゴムなどの弾性部材）が設けられている。そして、フィルム状の圧電センサ（ピエゾフィルム）２５を、少なくとも一方のヒンジ２４の近傍に設ける。このとき、テンプル２２が折り畳まれたとき（図７）に圧電センサ２３に掛かる圧力が、各テンプル２２が折り畳まれていないとき（図６）に圧電センサ２３に掛かる圧力よりも小さくなるような態様で配置する。

上述した構成では、テンプル２２が折り畳まれていないときには、視聴装置がユーザにより装着されていると考えられる。そして、この場合には、圧電センサの端子間により大きな電位差が生じる。一方、テンプル２２が折り畳まれていれば、視聴装置がユーザにより装着されていないと考えられる。そして、この場合には、圧電センサの端子間に小さな電位差しか生じない。よって、圧電センサの端子間の電位差が所定値よりも大きければ、視聴装置がユーザにより装着されていることが検知されているものとする一方、圧電センサの端子間の電位差が所定値よりも小さければ、視聴装置がユーザにより装着されていることが検知されないものとする。つまり、実施形態２においては、圧電センサが装着検知部として機能する。

よって、図５に示したのと同様の処理で、実施形態１と同様の効果を達成することができる。なお、テンプル２２が折り畳まれているか否かを検知する構成は、上記構成に限られない。例えば、テンプル２２が折り畳まれている状態で互いに接触するように、テンプル２２またはモダン部２６と、リム１８とに、それぞれ電極を取り付け、それらの電極の間の通電が可能な場合に、テンプル２２が折り畳まれていると判断してもよい。

次に、本発明の実施形態３を説明する。
（実施形態３）
実施形態３の視聴装置は、外観は実施形態１と同様であるので、図１の符号を流用して説明する。

図８に、実施形態３の視聴装置の機能ブロック図を示す。視聴装置１０Ａにおいては、受信部３６が電源スイッチ制御部４０と接続される一方、電源装置１６Ａから装着検知部４２が取り除かれている。

受信部３６が同期信号を受信して、その同期信号に基づく信号を電源スイッチ制御部４０に出力しているときには、表示装置で３Ｄ映像が表示されている。よって、受信部３６が、受信した同期信号に基づく信号を出力しているときには、ユーザが視聴装置１０Ａを使用しているものと考えられる。一方、受信部３６が、受信した同期信号に基づく信号を出力していないときには、表示装置で３Ｄ映像が表示されておらず、ユーザは視聴装置１０Ａを使用していないものと考えられる。つまり、この実施形態３では、受信部３６が、使用状態検知部として機能する。

そして、電源スイッチ制御部４０は、電源スイッチ３８がオンであり、かつ受信部３６が同期信号を受信していないとき、つまり受信部３６がユーザによる視聴装置１０Ａの使用を検知しないときに、電源スイッチ３８をオフにするように動作する。
以下、図９のフローチャートを参照して、電源スイッチ制御部４０の動作を説明する。

まず、電源スイッチ３８がオンされると、第１所定時間（例えば３０秒）だけ待機する（ステップＳ１１）。そして、第１所定時間の待機が終了した時点に、受信部３６により同期信号が受信されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば、第２所定時間（例えば５秒）だけ待機する（ステップＳ１３）。待機が終了すると、上記ステップＳ１２を再び実行する。ステップＳ１２及びステップＳ１３は、ステップＳ１２の判定結果が否定（Ｎｏ）になるまで繰り返し実行される。第１所定時間は、ユーザが電源スイッチ３８をオンにしてから表示装置が実際に３Ｄ映像の表示を開始するまでの時間を考慮して設定される。第２所定時間は、判定の実行が頻繁になりすぎないように設定される。

一方、上記ステップＳ１２の判定結果が否定（Ｎｏ）であれば、第３所定時間（例えば３分）だけ待機する（ステップＳ１４）。待機が終了すると、再び、受信部３６により同期信号が受信されているか否かを判定する（ステップＳ１５）。第３所定時間は、例えばＣＭ（コマーシャル・メッセージ）の表示など、３Ｄ映像の表示が中断される度に直ちに電源がオフになることを避けるために設定される。

ステップＳ１５の判定結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば、第２所定時間（例えば５秒）だけ待機し（ステップＳ１３）、その後で、上記ステップＳ１２を再び実行する。一方、ステップＳ１５の判定結果が否定（Ｎｏ）であれば、電源スイッチ３８をオフにし（ステップＳ１６）、処理を終了する。

以上の処理により、電源スイッチ３８がオンであり、かつ受信部３６により同期信号が受信されないときには、電源スイッチ３８が自動的にオフにされる。これにより、二次電池４４が無駄に完全放電状態となることが防止されるので、二次電池４４、あるいは視聴装置１０Ａそのものを長寿命化することができる。

次に、本発明の実施形態４を説明する。
（実施形態４）
図１０に、実施形態４に係る光デバイスとしての度数可変眼鏡に使用されるレンズを光の入射方向に直交する方向から見た様子を示す。度数可変眼鏡自体の外観は、図１の視聴装置と類似している。よって、類似する部分については、図１の符号を流用して説明する。また、図１０に示された各部材の厚み等の比率は、視認性を考慮して、実際のものから変えられている。

図示例のレンズ５０は、ベースレンズ５０ａと、ベースレンズ５０ａに埋め込まれた平板状の電気活性素子５１とを含む。ベースレンズ５０ａには、例えば近視矯正用の通常の光学レンズ（凹レンズ）を使用することができる。電気活性素子５１は、電気エネルギの適用によって変化し得る屈折率を有するデバイスである。電気活性素子５１は、ベースレンズ５０ａと光学的に連通している。このようなレンズ５０は、図１のフレーム１（より具体的には、リム１８）に取り付けることができる。なお、電気活性素子５１は、ベースレンズ５０ａの内部ではなく表面に取り付けることもできる。

電気活性素子５１は、レンズ５０の全視野またはその一部のみに配置され得る。図１０では、二点鎖線により、電気活性素子５１がレンズ５０の全視野に配置された場合を示している。電気活性素子５１は、図示例のような平面状とすることもできるし、レンズの曲面に沿って湾曲させることもできる。さらに、電気活性素子５０は、一対のレンズ５０の両方に配置することもできるし、片方にのみ配置することもできる。また、１つのレンズ５０に配置される電気活性素子５０は１つに限られない。２以上の電気活性素子５０を１つのレンズ５０に配置することもできる。例えば、レンズ５０を近視矯正用または遠視矯正用の屈折力を有しない単なる透明体とするとともに、１つのレンズ５０に、活性時に近視矯正用の屈折力を発揮する電気活性素子５０と、活性時に遠視矯正用の屈折力を発揮する電気活性素子５０との両方を配置することも可能である。

電気活性素子５１がレンズ５０の全視野の一部のみに配置されるとき、レンズ５０の中で電気活性素子５１が配置される位置は特に限定されない。一例として、ユーザの視線が下に向いたときに、その視線と重なる位置、すなわちレンズ５０の下部の中央に、電気活性素子５１を配設することができる。

図１１に、電気活性素子の一例の横断面図を示す。同図においては、電気活性素子５１の厚みと幅との比率、並びに各層の厚みの比率は、実際を反映していない。同図においては、電気活性素子５１を主に厚み方向に拡大している。

図示例の電気活性素子５１は、２つの透明な基板５２と、その間に配された、液晶材料の薄層からなる電気活性材料５３とを含む。基板５２は、電気活性材料５３が基板間内に含まれ、かつ漏れ出し得ないことを保証するように成形されている。基板５２の厚さは、例えば１００μｍ超１ｍｍ未満であり、好ましくは２５０μｍのオーダーである。電気活性材料５３の厚みは例えば１００μｍ未満とすることができ、好ましくは、１０μｍ未満である。

２つの基板５２の１つにより、ベースレンズ５０ａの一部を形成することができる。このとき、一方の基板５２は他方よりも実質的に厚くなり得る。これらの態様において、例えば、ベースレンズ５０ａの一部を形成する基板は、１ｍｍ〜１２ｍｍ厚のオーダーであり得る。他の基板５２の厚さは１００μｍ超１ｍｍ未満であり得るが、好ましくは２５０μｍのオーダーであり得る。

２つの基板５２は、同一の屈折率を持ち得る。電気活性材料５３は、液晶を含み得る。液晶は、液晶を横切る電場を発生させることによって変えることができる屈折率を持つので、電気活性材料５３に特に適切である。液晶材料は、偏光不感受性であることが好ましい。その液晶材料には、コレステリック液晶材料を好適に使用し得る。コレステリック液晶材料はおよそ０．２以上の複屈折率を持つネマチック液晶を含み得る。コレステリック液晶材料は、およそ１．１（μｍ^-1）以上の大きさを持ったヘリカルツイスト力を持ったカイラルドーパントをさらに含み得る。電気活性材料５３は、上記の屈折率に概ね等しい平均屈折率を持ち得る。

各基板５２の電気活性材料５３と接触する面には、それぞれ、光学的に透明な電極５４が配設されている。電圧が電極５４によって電気活性材料５３に印加された活性化状態で、電気活性材料５３の屈折率は変化し、それによって例えばその焦点距離または回折効率のような電気活性材料５３の光学特性を変化させる。電極５４には、例えば任意の既知の透明導電性酸化物（例えば、ＩＴＯ（IndiumTinOxide）：酸化インジウムスズ（スズドープ酸化インジウム）)、または導電性有機材料(例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Poly（3,4-ethylenedioxythiophene）poly（styrenesulfonate））、またはカーボンナノチューブ等)を含み得る。電極５４の厚さは、例えば１μｍ未満であり得るが、好ましくは０．１μｍ未満である。

電気活性素子５１は、第１の屈折率と第２の屈折率との間のスイッチングが可能なものであり、印加された電圧が第１の所定値Ｅ1未満である不活性化状態において第１の屈折力を持ち得、印加された電圧が第２の所定電圧Ｅ2（Ｅ2＞Ｅ1）を超える活性化状態において第２の屈折力を持ち得る。

不活性化状態では、電気活性素子５１は、実質的に屈折率力を与えないように構成され得る。換言すれば、第１の所定値Ｅ1未満の電圧が印加された場合（または実質的に電圧が印加されない場合）は、電気活性材料５３は、基板５２の屈折率と実質的に同一の屈折率を持ち得る。この場合、電気活性素子５１の屈折率はその厚さに渡って実質的に一定であり、屈折率の変化を生じない。

一方、電気活性材料５３に含まれた、例えばコレステリック液晶材料のディレクタを、もたらされる電場と平行に配列させるために十分な電圧（第２の所定電圧Ｅ2を超える電圧）が印加された場合、電気活性素子５１は、屈折率の増大を与えるような活性化状態にあり得る。換言すれば、第２の所定電圧Ｅ2を超える電圧が印加された場合、コレステリック液晶材料は、基板５２の屈折率とは異なる屈折率を持ち得る。

例えば、ユーザが、自動車の運転のような遠距離の仕事に携わる場合、電気活性素子５１は不活性化され、それによってユーザにベースレンズ５０ａによる適切な遠距離の矯正を与えることができる。一方、ユーザが、読書またはコンピュータ画面を見るような、近距離または中間距離の仕事に携わる場合、電気活性素子５１が活性化され、それによってユーザに適切な近距離の矯正を与えることができる。

電気活性材料５３に含ませるコレステリック液晶材料は、本質的にコレステリック状態（すなわち、カイラルまたは捻れ）であるか、またはネマチック液晶をカイラルツイスト剤と混合することによって形成される。後者のアプローチが用いられた場合、得られたコレステリック液晶は、元のネマチック液晶と同じである多くの特性を持つ。例えば、得られたコレステリック液晶材料は、同じ屈折率の分散を持ち得る。また、得られたコレステリック液晶材料は、元のネマチック液晶と同じ常屈折率、および異常屈折率を持つ。ネマチック材料はコレステリック液晶よりも多く市販されているので後者のアプローチは好ましく、よりおおきな設計の柔軟性を与える。

度数可変眼鏡は、各電極５４に所定の電圧を印加するための駆動回路を含み得る。駆動回路は、実施形態１〜３の駆動回路１４と同様の駆動回路であり、ユーザのボタン操作等に応じて、または、ユーザの所定の動作（例えば、頭を下に傾ける動作）を検出した検出結果に応じて、各電極５４に所定の電圧を印加するように動作させることができる。そのような駆動回路は、実施形態１〜３の駆動回路１４と同じ配置でテンプル２２またはモダン部２６に設けることができる。

度数変換眼鏡は、さらに、電気活性素子５１を制御可能なように駆動回路と接続された電源装置を含み得る。その電源装置は、図２の電源装置１６と同様の構成を有し、同様に動作する。これにより、本実施形態においても、上記の実施形態１〜３と同様に、ユーザによる度数変換眼鏡の使用が検知されないときには、上記駆動回路から電気活性素子５１への電力の供給を停止することができる。そのような電源装置は、電源装置１６及び１６Ａと同じ配置でテンプル２２またはモダン部２６に設けることができる。

本発明の光デバイスは、電源である二次電池が無駄に完全放電状態とならないので、長寿命化が容易に達成し得る。よって、３Ｄテレビ等の付属品としての流通が予想される、いわゆる３Ｄ眼鏡や、電力により度数が変えられる度数可変眼鏡等の、二次電池を内蔵する光デバイスに有用である。

本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形及び改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲から逸脱することなく、すべての変形及び改変を包含する、と解釈されるべきものである。

１０、１０Ａ 立体映像視聴装置、
１２ 光シャッター、
１４ 駆動回路、
１６ 電源装置、
２２ テンプル、
２６ モダン部、
３０ 充放電回路、
３４ 収納部、
３６ 受信部、
３８ 電源スイッチ、
４０ 電源スイッチ制御部、
４２ 装着検知部、
４４ 二次電池
５０ レンズ
５１ 電気活性素子
５３ 電気活性材料

Claims (9)

1. 光の透過状態を可変にするように電気的に作動する少なくとも１つの光学要素、前記少なくとも１つの光学要素の駆動回路、前記少なくとも１つの光学要素の駆動用電源装置、一対のリム、前端部及び後端部を有するとともに、前記一対のリムと前端部でそれぞれ接続された一対のテンプル、及び前記一対のテンプルの後端部にそれぞれ形成された一対のモダン部、を備え、前記少なくとも１つの光学要素が前記一対のリムの少なくとも一方のリムに支持されている光デバイスであって、
   前記一対のテンプルが前記一対のリムとそれぞれヒンジを介して接続され、
   前記ヒンジを中心とする前記一対のテンプルの少なくとも一方のテンプルの角度位置が、当該光デバイスの不使用状態と対応する所定の角度位置となるように前記少なくとも一方のテンプルを付勢する付勢手段、を備え、
   前記電源装置が、二次電池、電源スイッチ、電源スイッチ制御部、および当該光デバイスのユーザによる使用の有無を検知する使用状態検知部を含み、
   前記使用状態検知部が、前記テンプルに作用する前記付勢手段の付勢力に基づいて、前記不使用状態を検知する付勢力検知部を含み、
   前記電源スイッチ制御部は、前記付勢力検知部により前記不使用状態が検知されたときに、前記電源スイッチをオフにするように制御する、光デバイス。
2. 前記二次電池の容量が、１０〜１００ｍＡｈである、請求項１記載の光デバイス。
3. 前記二次電池が、金属製のケースを有する円筒状または角筒状の二次電池である、請求項２記載の光デバイス。
4. 前記二次電池の径または幅が、２〜６ｍｍである、請求項３に記載の光デバイス。
5. 前記二次電池が、前記一対のテンプルの一方のテンプルの後端部寄り、または前記一対のモダン部の一方のモダン部に内蔵されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光デバイス。
6. 前記一対のテンプルの前端部から重心までの前記一対のテンプルが延びる方向に沿った距離が、前記一対のテンプルの前端部から前記一対のモダン部の後端部までの前記一対のテンプルが延びる方向に沿った距離の１５〜５０％である、請求項５記載の光デバイス。
7. 前記不使用状態検知部が、さらに圧電センサを含み、
   前記付勢力検知部が、前記付勢手段の付勢力を前記圧電センサにより検知し、検知結果に基づいて、前記不使用状態を検知する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光デバイス。
8. 前記少なくとも１つの光学要素が、前記一対のリムによりそれぞれ支持された一対の液晶光シャッターであり、
   前記駆動回路は、外部の映像表示装置により交互に表示される２系統の映像の切替に同期して、前記一対の液晶光シャッターの一方の透明度が大きいときには他方の透明度が小さくなり、前記一対の液晶光シャッターの一方の透明度が小さいときには他方の透明度が大きくなるように、可変電圧を前記一対の液晶光シャッターのそれぞれに印加する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光デバイス。
9. 前記少なくとも１つの光学要素が、所定値以上の電圧の印加により活性化して屈折率が変化する電気活性材料を含み、前記駆動回路は、所定の条件下で、前記電気活性材料に前記所定値以上の電圧を印加して、前記電気活性材料を活性化させる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光デバイス。

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