JP2018173661A - Optical device having spectacle lens, spectacles using the same, and spectacle type display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device having a spectacle lens, spectacles using the optical device, and a spectacle type display device that can acquire an image, in particular, using a simple optical mechanism and spectacle lens thin in film thickness, or can display the image as compared with the conventional.SOLUTION: In an optical device including a spectacle lens provided with a light reflection layer, a light reflection layer (4) is transparent, and the light reflection layer (4) has an inclination angle (θ1) larger than 0° and smaller than 30° relative to a direction (X) orthogonal to an optical axis of the spectacle lens. An image light functional unit is provided for acquiring image light reflected obliquely relative to an optical axis direction by the light reflection layer (4), and/or outputting the image light toward the spectacle lens in an oblique direction relative to the optical axis direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば使用者が眼鏡をかけた状態で、使用者の視界を遮ることなく、視点検出等を行うことができる眼鏡レンズを有する光学装置、及びそれを用いた眼鏡、並びに眼鏡型表示装置に関する。   The present invention relates to an optical device having a spectacle lens capable of performing viewpoint detection and the like without interrupting the user's field of view while the user is wearing spectacles, spectacles using the same, and spectacle-type display Relates to the device.

下記特許文献にはヘッドマウントディスプレイ等の表示装置に関する発明が開示されている。ヘッドマウントディスプレイは、使用者の頭部に装着され、眼前に画像を表示するための眼鏡型表示装置で構成される。   The following patent documents disclose inventions related to display devices such as a head-mounted display. The head-mounted display is a glasses-type display device that is attached to the user's head and displays an image in front of the eyes.

また眼鏡の使用者の瞳孔を撮影できる光学系を有した商品も開発されている。これら光学系では、一部の光を反射させるビームスプリッタやミラー等を組み合わせた光学機構を構成している。このような光学機構では、ビームスプリッタは光学設計上から45°の傾きを持って配置される。   In addition, products having an optical system capable of photographing the pupils of eyeglass users have been developed. In these optical systems, an optical mechanism in which a beam splitter, a mirror, or the like that reflects some light is combined is configured. In such an optical mechanism, the beam splitter is arranged with an inclination of 45 ° from the optical design.

その結果、装置全体が大きくなり、また部品点数が多くコストが上昇するといった問題があった。   As a result, there is a problem that the entire apparatus becomes large and the number of parts is large and the cost is increased.

このように従来においては、瞳孔を直接撮影できたり、あるいは画像を表示できる機能を備えたスマートな眼鏡や眼鏡型表示装置は存在しなかった。   Thus, conventionally, there have been no smart glasses or glasses-type display devices having a function capable of directly photographing a pupil or displaying an image.

国際公開第2012/105500号パンフレットInternational Publication No. 2012/105500 Pamphlet 国際公開第2010/064582号パンフレットInternational Publication No. 2010/064582 Pamphlet 国際公開第2014/041871号パンフレットInternational Publication No. 2014/041871 Pamphlet 特開2013−187794号公報JP 2013-187794 A

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、特に、従来に比べて、簡単な光学機構で且つ薄い膜厚の眼鏡レンズを用いて画像を取得し、あるいは画像を表示することができる眼鏡レンズを有する光学装置、及びそれを用いた眼鏡、並びに眼鏡型表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and in particular, it is possible to acquire an image or display an image using a spectacle lens having a simple optical mechanism and a thin film thickness as compared with the conventional art. It is an object of the present invention to provide an optical device having a spectacle lens, spectacles using the same, and a spectacle-type display device.

本発明は、光反射層を備えた眼鏡レンズを有する光学装置であって、前記光反射層は透明であり、前記光反射層は、前記眼鏡レンズの光軸直交方向に対して、0°よりも大きく30°よりも小さい傾きを有しており、前記光反射層により光軸方向に対して斜めに反射した画像光を取得し、及び/又は、画像光を前記眼鏡レンズに向けて光軸方向に対して斜め方向に出力するための画像光機能部が設けられていることを特徴とする。   The present invention is an optical device having a spectacle lens provided with a light reflection layer, wherein the light reflection layer is transparent, and the light reflection layer is at an angle of 0 ° with respect to the optical axis orthogonal direction of the spectacle lens. Image light reflected by the light reflecting layer obliquely with respect to the optical axis direction and / or the image light directed toward the spectacle lens. An image light functional unit for outputting in an oblique direction with respect to the direction is provided.

本発明によれば、光反射層を光軸直交方向に対して0°よりも大きく30°よりも小さい傾きで配置した。これにより、正反射を防止でき、且つ出光角を全反射臨界角より小さくできる。   According to the present invention, the light reflecting layer is disposed with an inclination greater than 0 ° and smaller than 30 ° with respect to the direction perpendicular to the optical axis. Thereby, regular reflection can be prevented and the light emission angle can be made smaller than the total reflection critical angle.

そして本発明では、画像光機能部にて、光反射層により光軸方向に対して斜めに反射した画像光を取得したり、斜めに投影する画像光を光軸方向に出力することができ、特に、薄い膜厚の眼鏡レンズで且つ簡単な光学機構でそれを実現することが可能になる。   In the present invention, the image light function unit can acquire image light reflected obliquely with respect to the optical axis direction by the light reflection layer, or output image light projected obliquely in the optical axis direction. In particular, it is possible to achieve this with a thin spectacle lens and a simple optical mechanism.

本発明では、前記光反射層は、偏光層であることが好ましい。このとき、前記眼鏡レンズと前記画像光機能部との間に偏光板が配置されており、前記偏光層と前記偏光板との偏光透過軸とが直交していることが好ましい。これにより、コントラストの高い画像を取得し、あるいはコントラストの高い画像を表示することができる。   In the present invention, the light reflecting layer is preferably a polarizing layer. At this time, it is preferable that a polarizing plate is disposed between the spectacle lens and the image light functional unit, and the polarizing transmission axes of the polarizing layer and the polarizing plate are orthogonal to each other. Thereby, an image with high contrast can be acquired or an image with high contrast can be displayed.

また本発明では、前記偏光層は、ワイヤグリッド偏光子、あるいは、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子であることが好ましい。   In the present invention, the polarizing layer is preferably a wire grid polarizer or a polarizer in which thin films having different birefringence are laminated.

あるいは本発明では、前記光反射層が、波長選択性を有しており、例えば、RGB反射特性、近赤外反射特性、及び赤外反射特性の少なくとも1種以上の反射特性を有する構成であってもよい。   Alternatively, in the present invention, the light reflection layer has wavelength selectivity, and has, for example, a configuration having at least one reflection characteristic of RGB reflection characteristics, near infrared reflection characteristics, and infrared reflection characteristics. May be.

また本発明では、前記眼鏡レンズは、一対の透明基材と、前記一対の透明基材の間に配置された前記光反射層と、前記一対の透明基材の間を埋める透明接着樹脂と、を有して構成されることが好ましい。これにより、眼鏡レンズの薄型化を図ることができる。   In the present invention, the spectacle lens includes a pair of transparent base materials, the light reflecting layer disposed between the pair of transparent base materials, and a transparent adhesive resin filling between the pair of transparent base materials, It is preferable to have a configuration. Thereby, the spectacle lens can be thinned.

また本発明では、複数の前記光反射層が、不連続に配置されていることが好ましい。これにより、多重反射を抑制でき、視認性に優れた画像を取得し、あるいは画像を表示することができる。   Moreover, in this invention, it is preferable that the said some light reflection layer is arrange | positioned discontinuously. Thereby, multiple reflection can be suppressed and an image excellent in visibility can be acquired or an image can be displayed.

また本発明では、さらに、吸収型偏光層が外光の光入射側に配置されることが好ましい。これにより、外光の多重反射を改善することができる。   In the present invention, it is further preferable that the absorption-type polarizing layer is disposed on the light incident side of external light. Thereby, the multiple reflection of external light can be improved.

また本発明は、上記のいずれかに記載の光学装置を有する眼鏡であって、使用者の瞳孔画像を撮影する前記画像光機能部としての撮像素子を有することを特徴とする。   In addition, the present invention is a pair of glasses having any one of the above-described optical devices, and includes an image sensor as the image light functional unit that captures a pupil image of a user.

これにより、眼鏡越しの視認性を確保しつつ、瞳孔画像を撮影することができる。すなわち瞳孔画像は斜め方向の反射画像として取得できるため、撮像素子を眼鏡レンズの横後方位置に配置できる。したがって、使用者が眼鏡をしたときに、瞳孔画像によって眼鏡越しの前方の視認性が失われることなく瞳孔画像を適切に撮像素子で取得し、瞳孔画像に基づく分析を行うことが可能である。   Thereby, a pupil image can be image | photographed, ensuring the visibility through spectacles. That is, since the pupil image can be acquired as a reflection image in an oblique direction, the imaging element can be disposed at the lateral rear position of the spectacle lens. Therefore, when the user wears spectacles, the pupil image can be appropriately acquired by the image sensor without losing the front visibility through the spectacles, and analysis based on the pupil image can be performed.

本発明では、さらに、前記光反射層を介して瞳周辺を照明するための照明部を備えることが好ましい。これにより、適切に瞳孔画像を得ることができる。また本発明では、前記光反射層は偏光層であり、前記撮像素子と前記眼鏡レンズとの間、あるいは、前記照明部と前記眼鏡レンズとの間、又は、前記撮像素子と前記眼鏡レンズとの間及び前記照明部と前記眼鏡レンズとの間に、前記偏光層の偏光透過軸と直交する偏光透過軸を備えた偏光板が配置されていることが好ましい。   In this invention, it is preferable to provide the illumination part for illuminating the pupil periphery further through the said light reflection layer. Thereby, a pupil image can be appropriately obtained. In the present invention, the light reflection layer is a polarizing layer, and is between the image sensor and the spectacle lens, between the illumination unit and the spectacle lens, or between the image sensor and the spectacle lens. It is preferable that a polarizing plate having a polarization transmission axis orthogonal to the polarization transmission axis of the polarizing layer is disposed between the illumination unit and the spectacle lens.

本発明では、さらに、外界を撮影する外界用撮像素子を備え、前記外界用撮像素子にて撮影された外界画像と、前記瞳孔画像とに基づいて、視点検出を可能としたことが好ましい。   In the present invention, it is preferable that an external imaging device for imaging the outside world is further provided, and viewpoint detection can be performed based on the external image captured by the external imaging device and the pupil image.

また本発明は、上記のいずれかに記載の光学装置を有する眼鏡型表示装置であって、使用者の眼前に画像を表示するための前記画像光機能部としての投影装置を有することを特徴とする。これにより、薄い膜厚の眼鏡レンズで且つ簡単な光学機構で使用者の眼前に画像を表示することができる。   According to another aspect of the present invention, there is provided a glasses-type display device including the optical device according to any one of the above, and the projector as the image light functional unit for displaying an image in front of a user's eyes. To do. Thereby, an image can be displayed in front of the user's eyes with a thin spectacle lens and a simple optical mechanism.

また本発明では、さらに、使用者の瞳孔画像を撮影する前記画像光機能部としての撮像素子、及び前記光反射層を介して瞳周辺を照明するための照明部を備えることが好ましい。例えば、投影装置により、使用者の眼前に画像を表示させた状態で、撮像素子により使用者の瞳孔画像を観察して視点検出を行うことで、目の動きに合わせて画像を動かしたり画像内に所定の指示を与える等、手を使わずとも所定の動作を行うことが可能になる。   In the present invention, it is preferable to further include an imaging device as the image light functional unit that captures a user's pupil image, and an illumination unit for illuminating the periphery of the pupil through the light reflection layer. For example, in a state in which an image is displayed in front of the user's eyes by a projection device, the viewpoint is detected by observing the pupil image of the user with an image sensor, so that the image can be moved in accordance with the movement of the eye. It is possible to perform a predetermined operation without using a hand, such as giving a predetermined instruction to the user.

本発明によれば、従来に比べて、簡単な光学機構で且つ薄い膜厚の眼鏡レンズを用いて画像を取得し、あるいは画像を表示することができる眼鏡レンズを有する光学装置、及びそれを用いた眼鏡、並びに眼鏡型表示装置を提供することができる。   According to the present invention, an optical device having a spectacle lens capable of acquiring an image or displaying an image using a spectacle lens having a simple optical mechanism and a thin film thickness as compared with the prior art, and the same are used. Eyeglasses, and a glasses-type display device can be provided.

本実施の形態に係る眼鏡レンズの模式図(断面図)である。It is a schematic diagram (cross-sectional view) of the spectacle lens according to the present embodiment. 本実施の形態に係る眼鏡レンズを用いた光学機構を説明するための模式図(斜視図)である。It is a schematic diagram (perspective view) for demonstrating the optical mechanism using the spectacle lens which concerns on this Embodiment. 図2Aあるいは図2Bに示す光学機構を用いて実験を行った際の写真である。It is a photograph at the time of conducting an experiment using the optical mechanism shown in FIG. 2A or 2B. 図3に示す各写真の模式図である。It is a schematic diagram of each photograph shown in FIG. 第1の実施の形態を示す眼鏡の模式図(斜視図)である。It is a schematic diagram (perspective view) of the glasses showing the first embodiment. 第2の実施の形態を示す眼鏡の模式図(斜視図)である。It is a schematic diagram (perspective view) of glasses showing a second embodiment. 第3の実施の形態を示す眼鏡型表示装置の模式図(斜視図)である。It is a schematic diagram (perspective view) of a glasses-type display device showing a third embodiment. 第1の実施の形態の眼鏡の光学機構を説明するための模式図(断面図)である。It is a schematic diagram (sectional drawing) for demonstrating the optical mechanism of the spectacles of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の眼鏡の光学機構を説明するための模式図(断面図)である。It is a schematic diagram (sectional drawing) for demonstrating the optical mechanism of the spectacles of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の眼鏡の光学機構を説明するための模式図(断面図)である。It is a schematic diagram (sectional drawing) for demonstrating the optical mechanism of the spectacles of 3rd Embodiment. 図11Aは、ワイヤグリッド偏光子の断面図であり、図11Bは、ワイヤグリッド偏光子の平面模式図である。FIG. 11A is a cross-sectional view of a wire grid polarizer, and FIG. 11B is a schematic plan view of the wire grid polarizer. 本実施の形態に係る眼鏡レンズの製造工程を説明するための工程図(模式図)である。It is process drawing (schematic diagram) for demonstrating the manufacturing process of the spectacle lens which concerns on this Embodiment. 図12の次に行われる工程図(模式図)である。FIG. 13 is a process diagram (schematic diagram) performed subsequent to FIG. 12.

本実施の形態に係る眼鏡レンズの模式図(断面図)である。図1に示すように、眼鏡レンズ1は、一対の透明基材2、3と、透明基材2、3の間に介在する光反射層4と、透明基材2、3間を埋める透明接着樹脂5とを有して構成される。   It is a schematic diagram (cross-sectional view) of the spectacle lens according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the spectacle lens 1 includes a pair of transparent base materials 2 and 3, a light reflection layer 4 interposed between the transparent base materials 2 and 3, and a transparent adhesive filling the space between the transparent base materials 2 and 3. And a resin 5.

透明基材2、3は、所定厚にて形成された板状であり、具体的には25μm〜1000 μm程度の厚みで形成される。   The transparent base materials 2 and 3 are plate-shaped formed with a predetermined thickness, and specifically, are formed with a thickness of about 25 μm to 1000 μm.

本実施の形態では、透明基材2、3の材質を限定するものでない。例えば、透明基材2、3として、ポリカーボネート樹脂(PC)等のプラスチックレンズや無機ガラス等を用いることができる。ただし、眼鏡レンズ1として曲面成形する場合、透明基材2、3には、樹脂(プラスチック)を用いることが好適である。透明基材2、3における全光線透過率は80%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上である。   In this Embodiment, the material of the transparent base materials 2 and 3 is not limited. For example, as the transparent substrates 2 and 3, plastic lenses such as polycarbonate resin (PC), inorganic glass, or the like can be used. However, when the curved surface is formed as the spectacle lens 1, it is preferable to use a resin (plastic) for the transparent base materials 2 and 3. The total light transmittance in the transparent substrates 2 and 3 is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.

図1に示すように、光反射層4は、XY平面に対して斜めに傾いて配置されている。ここでXY平面に直交するZ方向は、眼鏡レンズ1の光軸方向Oを指す。ここで「光軸」とは、レンズ内を通過する光束の代表となる幅方向中心の仮想的な光線をいい、例えば、眼鏡レンズ1の物体側の外面及び眼側の内面の曲率中心を結ぶ直線である。図1に示す模式図では、外界側の外面及び眼側の内面が夫々、XY平面と平行な平面として示されているが、実際には、外界側、及び眼側が球面あるいは非球面の屈曲面からなる凸レンズあるいは凹レンズで構成される。   As shown in FIG. 1, the light reflecting layer 4 is disposed obliquely with respect to the XY plane. Here, the Z direction orthogonal to the XY plane indicates the optical axis direction O of the spectacle lens 1. Here, the “optical axis” refers to a virtual light beam at the center in the width direction that is representative of the light beam passing through the lens, and connects, for example, the center of curvature of the object-side outer surface and the eye-side inner surface of the spectacle lens 1. It is a straight line. In the schematic diagram shown in FIG. 1, the outer surface on the outer world side and the inner surface on the eye side are each shown as a plane parallel to the XY plane, but in reality, the outer surface side and the eye side are curved surfaces having spherical or aspherical surfaces. Consists of a convex lens or a concave lens.

図1に示すように、光反射層4は光軸方向Oの直交方向(X;光軸直交方向)に対して0°よりも大きく30°よりも小さい傾き角度θ1にて傾斜配置されている。   As shown in FIG. 1, the light reflecting layer 4 is inclined with respect to a direction orthogonal to the optical axis direction O (X: optical axis orthogonal direction) at an inclination angle θ1 greater than 0 ° and smaller than 30 °. .

図1に示すように、複数の光反射層4が不連続に配置されている。ここで「不連続に配置」とは、光反射層4が接触せずに互いの端部同士が離れて配置された状態を指す。図1に示すように各光反射層4は光軸方向Oと平行な方向に重なっていない。各光反射層4はいずれも、光軸直交方向(X)に対して0°よりも大きく30°よりも小さい傾き角度θ1にて傾斜配置されている。各光反射層4はいずれも略同一の傾き角度θ1にて配置されている。また、光学設計上、場所によって各光反射層4の傾き角度を変えることも可能である。例えば、眼鏡レンズ1の端部に向かうに従い、緩やかな傾き角度で光反射層4を配置したり、あるいは、傾きが急となるように光反射層4を配置することもできる。   As shown in FIG. 1, a plurality of light reflecting layers 4 are discontinuously arranged. Here, “discontinuously arranged” refers to a state in which the light reflecting layers 4 are not in contact with each other and their end portions are arranged apart from each other. As shown in FIG. 1, each light reflecting layer 4 does not overlap in a direction parallel to the optical axis direction O. Each of the light reflecting layers 4 is inclinedly arranged at an inclination angle θ1 that is greater than 0 ° and smaller than 30 ° with respect to the optical axis orthogonal direction (X). Each of the light reflecting layers 4 is disposed at substantially the same inclination angle θ1. In addition, it is possible to change the tilt angle of each light reflecting layer 4 depending on the location in terms of optical design. For example, the light reflecting layer 4 can be arranged at a gentle inclination angle toward the end of the spectacle lens 1 or the light reflecting layer 4 can be arranged so that the inclination becomes steep.

光反射層4は例えば偏光層である。偏光層としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子やワイヤグリッド偏光子等を用いることができる。複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子には、3M社製の多層複屈折フィルムAPF、DBEF等を用いることができる。また、ワイヤグリッド偏光子には、旭化成イーマテリアルズ(株)製のワイヤグリッド偏光フィルム等がある。   The light reflecting layer 4 is, for example, a polarizing layer. As the polarizing layer, a polarizer in which thin films having different birefringence are laminated, a wire grid polarizer, or the like can be used. For a polarizer in which thin films having different birefringence are laminated, multilayer birefringent films APF, DBEF, etc. manufactured by 3M can be used. As the wire grid polarizer, there is a wire grid polarizing film manufactured by Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd.

図1に示す光反射層4は透明性が高いことが好ましく、光反射層4が偏光層の場合、透過率(可視光)は、30%以上であることが好ましく、反射率は15%以上であることが好ましい。   The light reflecting layer 4 shown in FIG. 1 preferably has high transparency. When the light reflecting layer 4 is a polarizing layer, the transmittance (visible light) is preferably 30% or more, and the reflectance is 15% or more. It is preferable that

ワイヤグリッド偏光子について説明する。図11Aは、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光子(ワイヤグリッド偏光フィルム)の断面図である。   The wire grid polarizer will be described. FIG. 11A is a cross-sectional view of a wire grid polarizer (wire grid polarizing film) according to the present embodiment.

ワイヤグリッド偏光子20は、保持基材(ベースフィルム)21と、保持基材21の表面21aに設けられた樹脂基材22と、を有して構成されている。   The wire grid polarizer 20 includes a holding base material (base film) 21 and a resin base material 22 provided on the surface 21 a of the holding base material 21.

図11Aに示すように、樹脂基材22の基材表面22aには、複数の格子状凸部23が設けられている。図11Aに示すように、樹脂基材22は、所定厚からなる基材層24と格子状凸部23とが一体的に形成されている。   As shown in FIG. 11A, a plurality of lattice-shaped convex portions 23 are provided on the base material surface 22 a of the resin base material 22. As shown in FIG. 11A, the resin base material 22 is formed by integrally forming a base material layer 24 having a predetermined thickness and a grid-like convex portion 23.

保持基材21は、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムやポリカーボネートフィルム、COP、PET、PEN、PS、PE、アクリル、ポリイミド系の高透過性のフィルムであることが好ましい。樹脂基材22は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などの非晶性熱可塑性樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの結晶性熱可塑性樹脂や、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの紫外線(UV)硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。   The holding substrate 21 is preferably a triacetyl cellulose (TAC) film, a polycarbonate film, a COP, PET, PEN, PS, PE, acrylic, or polyimide-based highly permeable film. Examples of the resin base material 22 include polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, cycloolefin polymer resin, cross-linked polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, polyacrylate resin, polyphenylene ether resin, modified polyphenylene ether resin, and polyetherimide. Amorphous thermoplastic resins such as resin, polyethersulfone resin, polysulfone resin, polyetherketone resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polybutylene terephthalate resin, aromatic polyester resin, Crystalline thermoplastic resins such as polyacetal resin and polyamide resin, and ultraviolet (UV) curable resins and thermosetting resins such as acrylic, epoxy, and urethane It is below.

図11Aに示すように、各格子状凸部23の表面の少なくとも一部に誘電体層26を介して金属層(金属ワイヤ)27が形成されている。誘電体層26は形成されていなくてもよい。かかる場合、金属層27が直接、格子状凸部23の表面に形成される。   As shown in FIG. 11A, a metal layer (metal wire) 27 is formed on at least a part of the surface of each grid-like convex portion 23 via a dielectric layer 26. The dielectric layer 26 may not be formed. In such a case, the metal layer 27 is formed directly on the surface of the grid-like convex portion 23.

誘電体層26を構成する誘電体は、可視領域で実質的に透明であればよい。樹脂基材22を構成する材料及び金属層27を構成する金属との間の密着性が高い誘電体材料を好適に用いることができる。例えば、珪素(Si)の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はその複合体(誘電体単体に他の元素、単体又は化合物が混ざった誘電体)や、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、バリウム(Ba)、インジウム(In)、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、セリウム(Ce)、銅(Cu)などの金属の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はそれらの複合物を用いることができる。   The dielectric constituting the dielectric layer 26 may be substantially transparent in the visible region. A dielectric material having high adhesion between the material constituting the resin base material 22 and the metal constituting the metal layer 27 can be suitably used. For example, silicon (Si) oxides, nitrides, halides, carbides or their composites (dielectrics in which other elements, simple substances, or compounds are mixed in a dielectric), aluminum (Al), chromium ( Cr), yttrium (Y), zirconium (Zr), tantalum (Ta), titanium (Ti), barium (Ba), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), magnesium (Mg), calcium ( A simple substance of a metal oxide such as Ca), cerium (Ce), copper (Cu), nitride, halide, carbide, or a composite thereof can be used.

金属層(金属ワイヤ)27を構成する金属は、可視光領域で光の反射率が高く、誘電体層26を構成する材料との密着性の高いものであることが好ましい。例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)又はそれらの合金で構成されていることが好ましい。コストの観点から、アルミニウム又はその合金で構成されることがさらに好ましい。   The metal constituting the metal layer (metal wire) 27 preferably has a high light reflectance in the visible light region and high adhesion to the material constituting the dielectric layer 26. For example, it is preferably composed of aluminum (Al), silver (Ag), or an alloy thereof. From the viewpoint of cost, it is more preferable to be made of aluminum or an alloy thereof.

図11Bは、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光子の平面模式図である。図11Bに図示された複数の横線は、図11Aに示す金属層(金属ワイヤ)27の延出方向を示している。   FIG. 11B is a schematic plan view of the wire grid polarizer according to the present embodiment. A plurality of horizontal lines illustrated in FIG. 11B indicate the extending direction of the metal layer (metal wire) 27 illustrated in FIG. 11A.

図11Bに示すように、金属層27の延出方向に対して直交する方向が偏光透過軸20aの方向である。   As shown in FIG. 11B, the direction orthogonal to the extending direction of the metal layer 27 is the direction of the polarization transmission axis 20a.

図11Aに示すように、保持基材21と樹脂基材22との接着性の向上や屈折率の調整を目的とした接着層や粘着層の接合層29を介していてもよい。例えば、保持基材21と樹脂基材22との間に、シリカ、アルミナなどの誘電体層が薄い膜厚で形成されていても良いし、保持基材21の表面21aをコロナ放電処理、大気圧プラズマ処理、真空プラズマ処理、紫外線処理することで官能基の付与や微細な凹凸形状を付与するなどの変性層であっても良い。   As shown in FIG. 11A, an adhesive layer or adhesive layer 29 for the purpose of improving the adhesion between the holding substrate 21 and the resin substrate 22 and adjusting the refractive index may be interposed. For example, a dielectric layer such as silica or alumina may be formed between the holding base material 21 and the resin base material 22 with a thin film thickness, or the surface 21a of the holding base material 21 may be subjected to corona discharge treatment, It may be a denatured layer such as imparting functional groups or imparting fine irregularities by performing atmospheric pressure plasma treatment, vacuum plasma treatment, or ultraviolet treatment.

ワイヤグリッド偏光子20の厚みを特に限定するものでないが、例えば50μm〜200μm程度である。また、保持基材21を切り離し、樹脂基材22と金属層27とでワイヤグリッド偏光子20を構成することで、ワイヤグリッド偏光子20の厚みを0.5μm〜50μm程度まで薄くすることができる。これにより光反射層4のピッチP(図1参照)を小さく、かつ傾き角度θ1も浅くでき、より薄肉化を実現でき、フィルム状にすることが可能になる。したがって、光反射層4が傾斜して配置されたフィルム材を眼鏡レンズに貼って使うことも可能である。   Although the thickness of the wire grid polarizer 20 is not particularly limited, it is, for example, about 50 μm to 200 μm. Moreover, the thickness of the wire grid polarizer 20 can be reduced to about 0.5 μm to 50 μm by separating the holding base material 21 and forming the wire grid polarizer 20 with the resin base material 22 and the metal layer 27. . As a result, the pitch P (see FIG. 1) of the light reflecting layer 4 can be made small and the inclination angle θ1 can be made shallow, so that a thinner wall can be realized and a film can be formed. Therefore, it is also possible to use a film material in which the light reflection layer 4 is inclined and is attached to a spectacle lens.

あるいは、光反射層4は、波長選択性を有する構成にもできる。このとき、光反射層4は、RGB反射特性、近赤外反射特性、及び赤外反射特性の少なくとも1種以上の反射特性を有することが好ましい。かかる場合、光反射層4の透過率は、50%以上であることが好ましく、反射率は15%以上であることが好ましい。   Alternatively, the light reflecting layer 4 can be configured to have wavelength selectivity. At this time, the light reflection layer 4 preferably has at least one kind of reflection characteristic of RGB reflection characteristic, near infrared reflection characteristic, and infrared reflection characteristic. In such a case, the transmittance of the light reflecting layer 4 is preferably 50% or more, and the reflectance is preferably 15% or more.

例えば、既存の波長選択性フィルムを用いることができ、一例として窓用遮熱・断熱フィルムとして用いられる東海ゴム工業(株)製の「リフレシャイン」(登録商標、以下同じ)を光反射層4として用いることができる。「リフレシャイン」では、可視光線を透過させるが、近赤外線を反射させることができる。またコレステリック液晶を用いてRGB反射板を形成することができる。RGB反射特性を有する光反射層4としては、富士フィルム(株)製の「WAVISTA」を用いることができる。   For example, an existing wavelength selective film can be used. As an example, “Refle Shine” (registered trademark, the same applies hereinafter) manufactured by Tokai Rubber Industries, Ltd., which is used as a heat-shielding and heat-insulating film for windows, is used as the light reflecting layer 4 Can be used as “Refle Shine” allows visible light to pass through but reflects near infrared rays. In addition, an RGB reflector can be formed using cholesteric liquid crystal. As the light reflection layer 4 having RGB reflection characteristics, “WAVISSTA” manufactured by Fuji Film Co., Ltd. can be used.

また光反射層4は単層でなく複数の反射層の積層構造であってもよい。一例として、可視光波長域で偏光性を有するDBEFと近赤外波長域で反射機能を有する反射フィルムとを積層することで、可視光域では偏光反射し、近赤外域では偏光を有さない光反射層4とすることができる。   The light reflecting layer 4 may be a laminated structure of a plurality of reflecting layers instead of a single layer. As an example, by laminating a DBEF having polarization in the visible light wavelength region and a reflective film having a reflection function in the near infrared wavelength region, it reflects polarized light in the visible light region and has no polarization in the near infrared region. The light reflecting layer 4 can be obtained.

なおワイヤグリッド偏光子の場合は、可視光波長から近赤外波長域の広い波長範囲で、透過反射偏光を有する。   In the case of a wire grid polarizer, it has transmitted and reflected polarized light in a wide wavelength range from the visible light wavelength to the near infrared wavelength region.

図1に示す透明接着樹脂5には、透明基材2、3間の親和性に優れた透明の接着剤を用いることが好ましい。透明接着樹脂5は、熱硬化型あるいは紫外線硬化型の樹脂により形成できるが、硬化時間が短い点から紫外線硬化型の接着剤を用いることが好ましい。   For the transparent adhesive resin 5 shown in FIG. 1, it is preferable to use a transparent adhesive having excellent affinity between the transparent substrates 2 and 3. The transparent adhesive resin 5 can be formed from a thermosetting or ultraviolet curable resin, but it is preferable to use an ultraviolet curable adhesive from the viewpoint of a short curing time.

透明接着樹脂5における全光線透過率は80%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上である。   The total light transmittance in the transparent adhesive resin 5 is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.

また各透明基材2、3と透明接着樹脂5との屈折率差は、0.01〜0.1程度であることが好ましい。各透明基材2、3と透明接着樹脂5との界面での反射光散乱を抑制することができる。   The refractive index difference between the transparent substrates 2 and 3 and the transparent adhesive resin 5 is preferably about 0.01 to 0.1. Reflected light scattering at the interface between the transparent substrates 2 and 3 and the transparent adhesive resin 5 can be suppressed.

例えば、各透明基材2、3を、0.5mm厚のポリカーボネート樹脂(屈折率=1.58)で形成し、光反射層4をワイヤグリッド偏光子で形成した。ワイヤグリッド偏光の基材としてTACフィルム(屈折率n=1.49)ワイヤグリッド層を形成する樹脂22(屈折率n=1.51)を用いた。また光反射層4の傾き角度θ1を15°とし、各光反射層4のピッチPを0.9mm、プリズム高さH1を約0.25mmとした。   For example, each of the transparent substrates 2 and 3 was formed of a polycarbonate resin having a thickness of 0.5 mm (refractive index = 1.58), and the light reflecting layer 4 was formed of a wire grid polarizer. A TAC film (refractive index n = 1.49) resin 22 (refractive index n = 1.51) forming a wire grid layer was used as a base material for wire grid polarization. The inclination angle θ1 of the light reflecting layer 4 was 15 °, the pitch P of each light reflecting layer 4 was 0.9 mm, and the prism height H1 was about 0.25 mm.

また透明接着樹脂5にUV接着剤(東亜合成(株)製 アロニックス(登録商標)LCR0628A)(屈折率n=1.5)を用いた。眼鏡レンズ1の総厚H2を約1.4mmとした。   A UV adhesive (Aronix (registered trademark) LCR0628A manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) (refractive index n = 1.5) was used for the transparent adhesive resin 5. The total thickness H2 of the spectacle lens 1 was about 1.4 mm.

上記した条件のもとに、光Lを光軸方向Oと平行な方向から入射し、光反射層4で反射させると、その反射光の反射角度θ2は約50°であった。ただし、実際には、眼鏡レンズ1の外面及び内面は曲面であり、レンズ曲面や光反射層4の傾き角度θ1によって反射角度θ2は変化する。レンズ曲面や光反射層4の傾き角度θ1(0°<θ1<30°)の調整により、反射角度θ2を、30°〜60°程度に制御することができる。   Under the above conditions, when the light L is incident from a direction parallel to the optical axis direction O and reflected by the light reflecting layer 4, the reflection angle θ2 of the reflected light is about 50 °. However, actually, the outer surface and the inner surface of the spectacle lens 1 are curved surfaces, and the reflection angle θ2 varies depending on the lens curved surface and the tilt angle θ1 of the light reflecting layer 4. By adjusting the inclination angle θ1 (0 ° <θ1 <30 °) of the lens curved surface or the light reflecting layer 4, the reflection angle θ2 can be controlled to about 30 ° to 60 °.

本実施の形態では、光反射層4を光軸直交方向(X)に対して0°よりも大きく30°よりも小さい傾き角度θ1で配置した。これにより、図1に示すように、光軸方向O上で入射した光もしくは画像光(例えば、瞳孔画像)Lは正反射しない。しかも出光角(図1のθ2)を全反射臨界角よりも小さくできる。この結果、画像光Lは眼鏡レンズ内に光が閉じ込められず、光軸方向に対して斜めに傾く方向に反射光を眼鏡レンズから外方に出射することができる。   In the present embodiment, the light reflecting layer 4 is arranged at an inclination angle θ1 that is greater than 0 ° and smaller than 30 ° with respect to the optical axis orthogonal direction (X). Thereby, as shown in FIG. 1, the light or image light (for example, pupil image) L which entered in the optical axis direction O does not reflect regularly. Moreover, the light emission angle (θ2 in FIG. 1) can be made smaller than the total reflection critical angle. As a result, the image light L is not confined in the spectacle lens, and the reflected light can be emitted outward from the spectacle lens in a direction inclined obliquely with respect to the optical axis direction.

また本実施の形態では、眼鏡レンズ1を薄い膜厚で形成でき、且つ簡単な光学機構を実現できるといった利点もある。眼鏡レンズ1では、一対の透明基材2、3の間に斜めに傾いた光反射層4を配置しているが、その傾き角度θ1は、0°よりも大きく30°よりも小さい範囲内であるため、一対の透明基材2、3間の距離を縮めることができる。また眼鏡レンズ1であるため、所定の強度を得るために、光反射層4を両側で挟み込むための一対の透明基材2、3が必要とされるが、ポリカーボネート樹脂等で透明基材2、3を形成することで、各透明基材2、3が1mm程度以下の厚みで所定の強度を保つことができる。また、一対の透明基材2、3間は、光反射層4以外の空間を透明接着樹脂5で埋めればよく、透明接着樹脂5の膜厚を薄くできる。このため、眼鏡レンズ1の総厚H2を薄く形成でき、具体的には0.3mm〜2mm程度の厚みで形成することができる。   In addition, the present embodiment has an advantage that the spectacle lens 1 can be formed with a thin film thickness and a simple optical mechanism can be realized. In the spectacle lens 1, the light reflection layer 4 that is inclined obliquely is disposed between the pair of transparent substrates 2 and 3, and the inclination angle θ1 is within a range that is larger than 0 ° and smaller than 30 °. Therefore, the distance between the pair of transparent substrates 2 and 3 can be reduced. Further, since the eyeglass lens 1 is used, a pair of transparent base materials 2 and 3 for sandwiching the light reflecting layer 4 on both sides are required to obtain a predetermined strength. By forming 3, each transparent base material 2, 3 can maintain a predetermined strength with a thickness of about 1 mm or less. Further, a space other than the light reflection layer 4 may be filled with the transparent adhesive resin 5 between the pair of transparent substrates 2 and 3, and the film thickness of the transparent adhesive resin 5 can be reduced. For this reason, the total thickness H2 of the spectacle lens 1 can be formed thin, specifically, it can be formed with a thickness of about 0.3 mm to 2 mm.

また、眼鏡レンズ1内に内蔵された光反射層4と、後述する撮像素子やプロジェクタ等の画像光機能部とを配置することで光学装置を構成でき、このように本実施の形態では、簡単な光学機構を実現でき、低コスト化を図ることができる。   In addition, an optical device can be configured by arranging a light reflection layer 4 incorporated in the spectacle lens 1 and an image light functional unit such as an image sensor or a projector described later. A simple optical mechanism can be realized and the cost can be reduced.

図2は、本実施の形態に係る眼鏡レンズを用いた光学機構を説明するための模式図(斜視図)である。図3は、図2Aあるいは図2Bに示す光学機構を用いて実験を行った際の写真である。図4は、図3に示す各写真の模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram (perspective view) for explaining an optical mechanism using the spectacle lens according to the present embodiment. FIG. 3 is a photograph of an experiment conducted using the optical mechanism shown in FIG. 2A or 2B. FIG. 4 is a schematic diagram of each photograph shown in FIG.

図2A、図2Bでは、光反射層4(図1参照)にワイヤグリッド偏光子等の偏光層を用いた眼鏡レンズ1を用いている。   2A and 2B, the spectacle lens 1 using a polarizing layer such as a wire grid polarizer for the light reflecting layer 4 (see FIG. 1) is used.

図2Aに示すように眼鏡レンズ1の図示手前側に偏光板6が配置されている。また偏光板6側から見て眼鏡レンズ1越しに「ABC」の表示板が配置されている。今、眼鏡レンズ1の偏光透過軸1aがX方向に平行であるとする。一方、偏光板6の偏光透過軸6aが偏光透過軸1aと平行であるとき、入射光L1は、偏光板6及び眼鏡レンズ1を透過する。このため観察者が偏光板6よりも図示手前側にいるとき、観察者の眼Eを通して「ABC」の表示を視認することができる(図3A、図4A参照)。   As shown in FIG. 2A, a polarizing plate 6 is arranged on the near side of the spectacle lens 1 in the figure. Further, an “ABC” display plate is disposed over the spectacle lens 1 when viewed from the polarizing plate 6 side. Now, it is assumed that the polarization transmission axis 1a of the spectacle lens 1 is parallel to the X direction. On the other hand, when the polarization transmission axis 6a of the polarizing plate 6 is parallel to the polarization transmission axis 1a, the incident light L1 passes through the polarizing plate 6 and the spectacle lens 1. For this reason, when the observer is closer to the drawing than the polarizing plate 6, the display of “ABC” can be visually recognized through the eyes E of the observer (see FIGS. 3A and 4A).

次に、偏光板6を90°回転させ、偏光板6の偏光透過軸6bを偏光透過軸1aと直交させると、入射光L2は、偏光板6を透過するが眼鏡レンズ1で反射する。したがって観察者の眼Eを通して「ABC」の表示を視認することができない(図3B、図4B参照)。   Next, when the polarizing plate 6 is rotated by 90 ° and the polarization transmission axis 6b of the polarizing plate 6 is orthogonal to the polarization transmission axis 1a, the incident light L2 is transmitted through the polarizing plate 6 but reflected by the spectacle lens 1. Therefore, the display of “ABC” cannot be visually recognized through the eyes E of the observer (see FIGS. 3B and 4B).

次に図2Bでは、眼鏡レンズ1の図示奥側に偏光板7と「ABC」の表示板とが配置されている。今、眼鏡レンズ1の偏光透過軸1aがX方向に平行であるとする。一方、偏光板6の偏光透過軸7aが偏光透過軸1aと平行であるとき、眼鏡レンズ1にて反射された反射光L3は、偏光板7でも反射する。このため、観察者が偏光板7の図示奥側にいるとき、観察者の眼Eを通して「ABC」の表示を視認することができない(図3C、図4C参照)。このとき、眼鏡レンズ1越しの風景が透けて見える。   Next, in FIG. 2B, a polarizing plate 7 and an “ABC” display plate are arranged on the back side of the spectacle lens 1 in the figure. Now, it is assumed that the polarization transmission axis 1a of the spectacle lens 1 is parallel to the X direction. On the other hand, when the polarization transmission axis 7a of the polarizing plate 6 is parallel to the polarization transmission axis 1a, the reflected light L3 reflected by the spectacle lens 1 is also reflected by the polarizing plate 7. For this reason, when the observer is behind the polarizing plate 7 in the drawing, the display of “ABC” cannot be visually recognized through the eyes E of the observer (see FIGS. 3C and 4C). At this time, the scenery through the spectacle lens 1 can be seen through.

一方、偏光板7を90°回転させ、偏光板7の偏光透過軸7bを偏光透過軸1aと直交させると、眼鏡レンズ1にて反射された反射光L4は、偏光板7を透過する。したがって、観察者の眼Eを通して「ABC」の表示を視認することができる(図3D、図4D参照)。このとき、眼鏡レンズ1越しの風景が透けて見えず、コントラストの良い画像として視認できる。   On the other hand, when the polarizing plate 7 is rotated by 90 ° and the polarization transmission axis 7b of the polarizing plate 7 is orthogonal to the polarization transmission axis 1a, the reflected light L4 reflected by the spectacle lens 1 is transmitted through the polarizing plate 7. Therefore, the display of “ABC” can be visually recognized through the eyes E of the observer (see FIGS. 3D and 4D). At this time, the scenery through the spectacle lens 1 cannot be seen through and can be visually recognized as a high-contrast image.

ただし図3D、図4Dに示すように、「ABC」は反転して表示される。したがって、撮像される画像は任意の必要な画像に処理することが好ましい。ただし、得られる画像表示が反転されたものであってもよい場合には、少なくとも図2Bの光学機構で足りる。   However, as shown in FIG. 3D and FIG. 4D, “ABC” is displayed inverted. Therefore, it is preferable to process the captured image into any necessary image. However, when the obtained image display may be reversed, at least the optical mechanism of FIG. 2B is sufficient.

光反射層4(図1参照)が偏光層であるとき、偏光透過軸1aは、P偏光成分を透過させる透過軸であってもS偏光成分を透過させる透過軸であっても構わない。例えば、偏光透過軸1aがP偏光を透過し、S偏光を反射すると仮定する。かかる場合、図2Aに示したように、眼鏡レンズ1と偏光板6の偏光透過軸1a、6aが平行の場合、P偏光が眼鏡レンズ1と偏光板6の双方を透過し、「ABC」の表示を視認でき透明である。   When the light reflection layer 4 (see FIG. 1) is a polarizing layer, the polarization transmission axis 1a may be a transmission axis that transmits the P-polarized component or a transmission axis that transmits the S-polarized component. For example, assume that the polarization transmission axis 1a transmits P-polarized light and reflects S-polarized light. In this case, as shown in FIG. 2A, when the polarization transmission axes 1a and 6a of the spectacle lens 1 and the polarizing plate 6 are parallel, the P-polarized light is transmitted through both the spectacle lens 1 and the polarizing plate 6, and “ABC” The display is visible and transparent.

また、図2Bに示したように、眼鏡レンズ1と偏光板7の偏光透過軸1a、7bが直交の場合、偏光板7は、S偏光を透過し、P偏光を反射する。したがって、S偏光が眼鏡レンズ1で反射されると、S偏光である反射光は、偏光板7を透過するため、「ABC」の反転表示を視認することができる。このとき、P偏光は、眼鏡レンズ1を透過し、また眼鏡レンズ1にて透過されなかったP偏光は、偏光板7では反射されるので、高コントラスで画像光を取得することができる。   As shown in FIG. 2B, when the polarization transmission axes 1a and 7b of the spectacle lens 1 and the polarizing plate 7 are orthogonal, the polarizing plate 7 transmits S-polarized light and reflects P-polarized light. Therefore, when the S-polarized light is reflected by the spectacle lens 1, the reflected light that is the S-polarized light is transmitted through the polarizing plate 7, so that the reverse display of “ABC” can be visually recognized. At this time, the P-polarized light is transmitted through the spectacle lens 1, and the P-polarized light that is not transmitted through the spectacle lens 1 is reflected by the polarizing plate 7, so that image light can be acquired with high contrast.

次に、図1、図2で説明した眼鏡レンズを用いた具体的なアプリケーションについて説明する。図5は、第1の実施の形態を示す眼鏡の模式図(斜視図)である。   Next, a specific application using the spectacle lens described in FIGS. 1 and 2 will be described. FIG. 5 is a schematic diagram (perspective view) of the glasses showing the first embodiment.

図5に示すように、眼鏡30は、眼鏡レンズ1と眼鏡レンズ1を支持するフレーム31とを有して構成される。図5に示すように、眼鏡30にはフレーム31のテンプル部分の内面31a(使用者と対向する側の面)に、CCDカメラやCMOS等の撮像素子(画像光機能部)32と、眼鏡レンズ1に向けて照明光を照射する照明部33とが設けられている。   As shown in FIG. 5, the spectacles 30 include a spectacle lens 1 and a frame 31 that supports the spectacle lens 1. As shown in FIG. 5, an eyeglass 30 has an inner surface 31a (a surface on the side facing the user) of a temple portion of a frame 31, an image sensor (image light functional unit) 32 such as a CCD camera or CMOS, and an eyeglass lens. And an illuminating unit 33 that irradiates illumination light toward 1.

照明部33は、拡散照明やパルス発光可能な構成等であるが、使用者に照明光の影響を与えないように照明部33は、例えば、近赤外LED照明であることが好ましい。近赤外照明により、眼鏡レンズ1の光反射層を介して瞳周辺を眩しくない状態で照明でき、瞳孔画像を撮像素子32で適切に撮影できる。   The illumination unit 33 has a configuration capable of diffusing illumination, pulsed light emission, or the like, but the illumination unit 33 is preferably, for example, near-infrared LED illumination so as not to affect the user with illumination light. Near-infrared illumination can illuminate the periphery of the pupil through the light reflection layer of the spectacle lens 1 without being dazzled, and a pupil image can be appropriately captured by the imaging element 32.

図5に示すように、眼鏡30を装着した使用者の瞳孔E1、あるいは瞳孔E1の周辺も含んだ画像光L5が眼鏡レンズ1で反射されて撮像素子32に取り込まれる。ここで「瞳孔画像」とは、瞳孔のみの画像、瞳孔と瞳孔周辺を含む画像の双方が含まれる。   As shown in FIG. 5, image light L <b> 5 including the pupil E <b> 1 of the user wearing the glasses 30 or the periphery of the pupil E <b> 1 is reflected by the eyeglass lens 1 and taken into the image sensor 32. Here, the “pupil image” includes both an image of only the pupil and an image including the pupil and the periphery of the pupil.

図8は、第1の実施の形態の眼鏡の光学機構を説明するための模式図(断面図)である。図8に示すように、眼鏡レンズ1には光反射層4が内蔵されている。光反射層4は図1で説明した通り、光軸直交方向に対して0°よりも大きく30°よりも小さい傾きを有して配置されている。図8では、その内面1b及び外面1cが球面あるいは非球面の屈曲面からなる眼鏡レンズ1を図示した。なお図8では各光反射層4の傾き角度を同じとしたが、実際には、各光反射層4の傾き角度はレンズの曲率に応じて変化している。図9、図10も同じである。例えば図8に示す眼鏡30は偏光サングラスであり、光反射層4にてP偏光を透過しS偏光を反射すると仮定すると、画像光L5のS偏光成分が光反射層4にて反射される。このとき、光反射層4は光軸直交方向に対して0°よりも大きく30°よりも小さい傾きで配置されているので、正反射せず、画像光L5の反射光が使用者の眼に戻ってこない。また入射角を臨界角よりも小さくできるため、眼鏡レンズ1にて反射した画像光L5は眼鏡レンズ1内に閉じ込められず、斜めに反射した画像光L5が眼鏡レンズ1の外部に出射される。そして斜めに反射した画像光L5は、その反射光路上に配置された撮像素子32に入射され、撮像素子32にて画像光L5を取得することができる。   FIG. 8 is a schematic diagram (cross-sectional view) for explaining the optical mechanism of the glasses according to the first embodiment. As shown in FIG. 8, the spectacle lens 1 has a light reflecting layer 4 built therein. As described with reference to FIG. 1, the light reflecting layer 4 is disposed with an inclination greater than 0 ° and smaller than 30 ° with respect to the direction perpendicular to the optical axis. FIG. 8 shows the spectacle lens 1 whose inner surface 1b and outer surface 1c are spherical or aspherical curved surfaces. In FIG. 8, the inclination angles of the respective light reflecting layers 4 are the same. However, in actuality, the inclination angles of the respective light reflecting layers 4 change according to the curvature of the lens. The same applies to FIGS. 9 and 10. For example, the spectacles 30 shown in FIG. 8 are polarized sunglasses, and assuming that the P-polarized light is transmitted by the light reflecting layer 4 and the S-polarized light is reflected, the S-polarized component of the image light L5 is reflected by the light reflecting layer 4. At this time, since the light reflecting layer 4 is arranged with an inclination larger than 0 ° and smaller than 30 ° with respect to the direction perpendicular to the optical axis, the light reflecting layer 4 is not regularly reflected, and the reflected light of the image light L5 is directed to the user's eyes. I won't come back. Further, since the incident angle can be made smaller than the critical angle, the image light L5 reflected by the spectacle lens 1 is not confined in the spectacle lens 1, and the image light L5 reflected obliquely is emitted to the outside of the spectacle lens 1. The image light L5 reflected obliquely is incident on the image sensor 32 disposed on the reflected light path, and the image light L5 can be acquired by the image sensor 32.

一方、使用者側(内面1b側)から見て、P偏光成分は透過するので、使用者は、眼鏡レンズ1越しの前方風景を視認することができる。   On the other hand, as viewed from the user side (inner surface 1b side), the P-polarized light component is transmitted, so that the user can visually recognize the front scenery through the spectacle lens 1.

また外光の多重反射を改善するために、外光の入射側(外面1c側)に吸収型偏光層37を配置することが好ましい。このとき、吸収型偏光層37の透過軸は、光反射層4と一致している(図2Aの説明参照)。図1に、吸収型偏光層37を設けない場合の多重反射線を図示した。これに対して、吸収型偏光層37(P偏光成分は透過させ、S偏光成分は吸収)を設けると、P偏光成分とS偏光成分のうち、反射光としてのS偏光成分を眼鏡レンズ1の手前で吸収することができる。また眼鏡30を装着したときに、眼鏡30の脇から侵入する外光の影響を抑制するために、画像光L5の反射光を適切に得られる範囲内で、内面1b側に吸収型偏光層37(超高透過吸収型)を配置することもできる。あるいは、眼鏡30が偏光サングラスでない場合、内面1bの全域に吸収型偏光層37を設けて、S偏光成分あるいはP偏光成分の一方を吸収することもできる。吸収型偏光層37はフィルム状であると、眼鏡レンズ1の面に適切に貼り合わせすることができる。また吸収型偏光層37を眼鏡レンズ1の内部に配置することもできる。   In order to improve the multiple reflection of external light, it is preferable to dispose the absorption-type polarizing layer 37 on the external light incident side (external surface 1c side). At this time, the transmission axis of the absorptive polarizing layer 37 coincides with that of the light reflecting layer 4 (see the description of FIG. 2A). FIG. 1 shows multiple reflection lines when the absorption-type polarizing layer 37 is not provided. On the other hand, when the absorption-type polarizing layer 37 (P-polarized component is transmitted and S-polarized component is absorbed), the S-polarized component as the reflected light of the P-polarized component and the S-polarized component is reflected on the spectacle lens 1. Can be absorbed in front. Further, in order to suppress the influence of external light entering from the side of the spectacles 30 when the spectacles 30 are worn, the absorbing polarizing layer 37 on the inner surface 1b side within a range where the reflected light of the image light L5 can be appropriately obtained. (Ultra high transmission absorption type) can also be arranged. Alternatively, when the glasses 30 are not polarized sunglasses, an absorption polarizing layer 37 can be provided over the entire inner surface 1b to absorb either the S-polarized component or the P-polarized component. If the absorbing polarizing layer 37 is in the form of a film, it can be appropriately bonded to the surface of the spectacle lens 1. Further, the absorption polarizing layer 37 can be disposed inside the spectacle lens 1.

図8に示すように、撮像素子32と眼鏡レンズ1との間には偏光板34が配置されている。この偏光板34は、光反射層4の偏光透過軸に対して直交する偏光透過軸を有している(図2Bの説明参照)。これにより高コントラストの画像光L5を撮像素子32に取り込むことができる。また偏光板34は、照明部33(図5参照)と眼鏡レンズ1との間にも配置されていることが好適である。照明部33と眼鏡レンズ1との間に配置される偏光板34も、眼鏡レンズ1の偏光透過軸と直交する偏光透過軸を備えている。これにより、正反射光をカットすることができ、照明による局部的なハレーションを解消でき、正確な画像を取得できる。   As shown in FIG. 8, a polarizing plate 34 is disposed between the image sensor 32 and the spectacle lens 1. The polarizing plate 34 has a polarization transmission axis orthogonal to the polarization transmission axis of the light reflection layer 4 (see the description of FIG. 2B). As a result, the high-contrast image light L5 can be taken into the image sensor 32. The polarizing plate 34 is also preferably disposed between the illumination unit 33 (see FIG. 5) and the spectacle lens 1. The polarizing plate 34 disposed between the illumination unit 33 and the spectacle lens 1 also has a polarization transmission axis orthogonal to the polarization transmission axis of the spectacle lens 1. Thereby, specular reflection light can be cut, local halation due to illumination can be eliminated, and an accurate image can be acquired.

図5に示す眼鏡30では、使用者の正面に自らの瞳孔画像が映り込まないので視認性に優れ、一方、瞳孔画像は斜めに反射して、その反射経路上に配置された撮像素子32に取り込まれ、瞳孔画像に基づいた様々な解析処理を行うことが可能である。例えば瞳孔画像より使用者の視点変化や健康状態(バイタルセンシング)などを検出することができる。   The eyeglasses 30 shown in FIG. 5 have excellent visibility because their own pupil image does not appear in front of the user. On the other hand, the pupil image is reflected obliquely to the image sensor 32 arranged on the reflection path. It is possible to perform various analysis processes based on the captured pupil image. For example, it is possible to detect a user's viewpoint change, health condition (vital sensing), and the like from the pupil image.

図5では、一方の瞳孔だけを撮影できる形態であるが、両目の瞳孔を撮影するように、フレーム31の両側のテンプル部分に撮像素子32及び照明部33を配置することができる。後述する図6、図7においても、画像光機能部や照明部を両目に対して配置することができる。   In FIG. 5, only one pupil can be imaged. However, the imaging element 32 and the illumination unit 33 can be arranged in the temple portions on both sides of the frame 31 so as to image the pupils of both eyes. Also in FIGS. 6 and 7 to be described later, the image light function unit and the illumination unit can be arranged with respect to both eyes.

図6は、第2の実施の形態を示す眼鏡の模式図(斜視図)である。図9は、第2の実施の形態の眼鏡の光学機構を説明するための模式図(断面図)である。なお図6、図9において図5、図8と同じ符号は同じ部材を示している。   FIG. 6 is a schematic diagram (perspective view) of eyeglasses showing the second embodiment. FIG. 9 is a schematic diagram (cross-sectional view) for explaining the optical mechanism of the glasses of the second embodiment. 6 and 9, the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 8 denote the same members.

図6では、外界用撮像素子35が設けられている。外界用撮像素子35は、例えばフレーム31の外面であって、眼鏡レンズ1の間の位置に配置することができる。   In FIG. 6, an image sensor 35 for the outside world is provided. The image sensor 35 for the outside world can be disposed on the outer surface of the frame 31, for example, at a position between the spectacle lenses 1.

外界用撮像素子35で眼鏡30の前方の風景を撮影し、その映像を制御部36に送信する(図9参照)。一方、撮像素子32では、図5、図8で説明したように、瞳孔画像を取得し、制御部36に送信される。制御部36では、図6に示すように、得られた瞳孔画像と外界画像とを所定の方法に基づいてマッチングさせて、外界画像40内での視点41、42の検出を行うことができる。なお図6に示す視点41、42は、時間経過に伴う視点変化を示している。   A scene in front of the glasses 30 is photographed by the image sensor 35 for the outside world, and the image is transmitted to the control unit 36 (see FIG. 9). On the other hand, as described with reference to FIGS. 5 and 8, the imaging element 32 acquires a pupil image and transmits it to the control unit 36. As shown in FIG. 6, the control unit 36 can detect the viewpoints 41 and 42 in the external image 40 by matching the obtained pupil image and the external image based on a predetermined method. Note that viewpoints 41 and 42 shown in FIG. 6 indicate changes in viewpoint over time.

外界画像40は外界そのものの画像でなくてもよく、予め定められた部分だけを取り出した画像、あるいは、所定の色度や彩度等に基づいて処理された画像等とすることができる。   The outside image 40 does not have to be an image of the outside world itself, and can be an image obtained by extracting only a predetermined portion, an image processed based on predetermined chromaticity, saturation, or the like.

外界画像40のマッピングやイニシャライズを経て外界画像40内での視点変化を求めることができる。図6に示す眼鏡30では、例えば、自動車の運転などで視点変化を検出し、また外界画像40と視点との関係などに基づいて運転の安全性を高めることができる。   The viewpoint change in the external image 40 can be obtained through mapping and initialization of the external image 40. With the glasses 30 shown in FIG. 6, for example, a change in viewpoint can be detected by driving a car, and driving safety can be improved based on the relationship between the external image 40 and the viewpoint.

図7は、第3の実施の形態を示す眼鏡型表示装置の模式図(斜視図)である。図10は、第3の実施の形態の眼鏡の光学機構を説明するための模式図(断面図)である。図5、図6、図8、図9と同じ符号の部分は、各図面と同じ部材を示している。   FIG. 7 is a schematic view (perspective view) of a glasses-type display device showing a third embodiment. FIG. 10 is a schematic diagram (cross-sectional view) for explaining the optical mechanism of the glasses of the third embodiment. Parts having the same reference numerals as those in FIGS. 5, 6, 8, and 9 indicate the same members as those in the drawings.

図7は、ヘッドマウントディスプレイ(眼鏡型表示装置)44を構成している。図7に示すように、フレーム31のテンプル部分の内面31aには、プロジェクタ(投影装置)45が配置されている。図7に示すように、プロジェクタ45は、光軸方向に対して傾いた位置であって、光反射層4(図1等参照)を介した反射光路上に配置されている。このため、プロジェクタ45から出射された画像光L6は、眼鏡レンズ1の光反射層4にて反射されるので、ヘッドマウントディスプレイ44を装着した使用者がプロジェクタ45にて映し出された画像を見ることができる。このとき光反射層4にて反射した画像光L6を、光軸方向と平行な方向に出射できる。   FIG. 7 shows a head mounted display (glasses type display device) 44. As shown in FIG. 7, a projector (projection device) 45 is disposed on the inner surface 31 a of the temple portion of the frame 31. As shown in FIG. 7, the projector 45 is disposed at a position inclined with respect to the optical axis direction and on a reflected light path through the light reflecting layer 4 (see FIG. 1 and the like). For this reason, since the image light L6 emitted from the projector 45 is reflected by the light reflecting layer 4 of the spectacle lens 1, the user wearing the head mounted display 44 sees the image projected by the projector 45. Can do. At this time, the image light L6 reflected by the light reflecting layer 4 can be emitted in a direction parallel to the optical axis direction.

図7では、フレーム31テンプル部分の内面31aに図5で説明した撮像素子32及び照明部33が配置されている。   In FIG. 7, the image sensor 32 and the illumination unit 33 described with reference to FIG. 5 are arranged on the inner surface 31 a of the temple portion of the frame 31.

図10に示すように、撮像素子32により瞳孔E1の画像を取得できる。図10に示す制御部42では、撮像素子32にて取得された瞳孔画像と、プロジェクタ45(図7参照)からの表示画像とをマッチングさせて、表示画像内での瞳孔位置を検出することができる。これにより、視点位置に基づいて、表示画像に対する所定の処理、命令等を行うことができる。例えば、表示画像がキーボードであり、視点の動きに基づいて文字入力を可能とする。あるいは表示画像がゲーム画像であり、視点の動きに基づいて、ゲームを進行させることができる。このように、目の動きに合わせて画像を動かしたり画像内に所定の指示を与える等、手を使わずとも所定の動作を行うことが可能になる。   As shown in FIG. 10, an image of the pupil E <b> 1 can be acquired by the image sensor 32. In the control unit 42 shown in FIG. 10, the pupil image acquired by the image sensor 32 and the display image from the projector 45 (see FIG. 7) are matched to detect the pupil position in the display image. it can. Accordingly, predetermined processing, instructions, and the like can be performed on the display image based on the viewpoint position. For example, the display image is a keyboard, and characters can be input based on the movement of the viewpoint. Alternatively, the display image is a game image, and the game can be advanced based on the movement of the viewpoint. As described above, it is possible to perform a predetermined operation without using a hand, such as moving an image in accordance with the movement of the eyes or giving a predetermined instruction in the image.

また、例えば、眼鏡レンズ1の外面1cにP偏光吸収層43を配置し、光反射層4がP偏光を透過する場合、偏光透過軸が直交配置となり外界が見えなくなる。このように、外界を見えなくし、コントラストの良い画像で画像を視認したい場合は、眼鏡レンズ1の外面1cにP偏光吸収層43を配置することが好ましい。なお、P偏光吸収層43は取り外し可能とすることが好ましい。   Further, for example, when the P-polarized light absorbing layer 43 is disposed on the outer surface 1c of the spectacle lens 1 and the light reflecting layer 4 transmits P-polarized light, the polarization transmission axes are orthogonally arranged so that the outside world cannot be seen. As described above, when it is desired to make the outside world invisible and to visually recognize the image with a good contrast, it is preferable to dispose the P-polarized light absorption layer 43 on the outer surface 1c of the spectacle lens 1. The P-polarized light absorbing layer 43 is preferably removable.

投影装置に、LCOSやLCDを用い、光反射層に偏光層を用いて画像投影する場合、画像光に偏光層の偏光透過軸と直交する偏光を持たせることでコントラストの良い画像を得ることができる。   When using LCOS or LCD as a projection device and projecting an image using a polarizing layer as a light reflecting layer, an image with good contrast can be obtained by giving the image light polarized light orthogonal to the polarization transmission axis of the polarizing layer. it can.

また、DLP方式の投影装置を用いた場合、画像光は偏光を持たないため、例えば、RGBの波長選択反射層を使うことができる。   Further, when a DLP projection apparatus is used, the image light has no polarization, and therefore, for example, an RGB wavelength selective reflection layer can be used.

図12は、本実施の形態に係る眼鏡レンズの製造工程を説明するための工程図(模式図)である。図13は、図12の次に行われる工程図(模式図)である。   FIG. 12 is a process diagram (schematic diagram) for explaining a manufacturing process of the spectacle lens according to the present embodiment. FIG. 13 is a process diagram (schematic diagram) performed after FIG.

図12Aでは、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)で形成された平板状の基材50の一面に粘着層(図示しない)を介して光反射層4を貼り合せる。粘着層は粘着と剥離性を備えた微粘着層であることが好適である。   In FIG. 12A, for example, the light reflecting layer 4 is bonded to one surface of a flat substrate 50 formed of polymethyl methacrylate resin (PMMA) via an adhesive layer (not shown). The adhesive layer is preferably a slightly adhesive layer having adhesion and peelability.

図12Bの工程では、表面に複数の傾斜面52が垂直面53を介して連続して形成された金型54を用意する。傾斜面52の傾き角度θ3はXY平面に対して0°よりも大きく30°よりも小さい範囲にて設定される。金型54は例えばNiで形成されている。   In the step of FIG. 12B, a mold 54 is prepared in which a plurality of inclined surfaces 52 are continuously formed on the surface via a vertical surface 53. The inclination angle θ3 of the inclined surface 52 is set in a range larger than 0 ° and smaller than 30 ° with respect to the XY plane. The mold 54 is made of Ni, for example.

図12Bに示すように、基材50の光反射層4が設けられた側を金型54の傾斜面52が設けられた側と対向させる。そして真空熱プレスを行う。   As shown in FIG. 12B, the side of the substrate 50 on which the light reflecting layer 4 is provided is opposed to the side of the mold 54 on which the inclined surface 52 is provided. Then, vacuum hot pressing is performed.

図12Cに示すように、真空熱プレスにより、基材50に設けられた光反射層4が金型54の傾斜面52のエッジ部54a(傾斜面52と垂直面53との縁部)にて切断されつつ、基材50が金型54の傾斜面52と垂直面53との間の空間に侵入する(流動する)。なお、光反射層4は、傾斜面52にのみ設けられ、垂直面53には設けられていない。   As shown in FIG. 12C, the light reflecting layer 4 provided on the base material 50 is formed at the edge portion 54a of the inclined surface 52 of the mold 54 (the edge portion between the inclined surface 52 and the vertical surface 53) by vacuum hot pressing. The base material 50 enters (flows) into the space between the inclined surface 52 and the vertical surface 53 of the mold 54 while being cut. The light reflecting layer 4 is provided only on the inclined surface 52 and is not provided on the vertical surface 53.

そして、金型54を除去する。これにより、図12Dに示すように、0°よりも大きく30°よりも小さい傾き角度θ3を有する基材50の傾斜面52に光反射層4が配置された光反射層付き基材55を得ることができる。なお図12Dでは、図12Cを反転させて図示した。   Then, the mold 54 is removed. As a result, as shown in FIG. 12D, the substrate 55 with the light reflecting layer in which the light reflecting layer 4 is arranged on the inclined surface 52 of the substrate 50 having the inclination angle θ3 larger than 0 ° and smaller than 30 ° is obtained. be able to. In FIG. 12D, FIG. 12C is shown inverted.

次に図12Eに示すように、基材50の光反射層4が配置された側に、透明接着樹脂5を介して透明基材2を対向させて、基材50と透明基材2との間を、透明接着樹脂5を介して接合する(図13A参照)。透明接着樹脂5にはUV接着剤を用いることが好ましい。透明接着樹脂5にUV接着剤を用いた場合には、図13Aの状態でUV照射して、透明接着樹脂5を硬化させることができる。   Next, as shown in FIG. 12E, the transparent substrate 2 is opposed to the side where the light reflecting layer 4 of the substrate 50 is disposed through the transparent adhesive resin 5, and the substrate 50 and the transparent substrate 2 are separated. The space is joined through the transparent adhesive resin 5 (see FIG. 13A). It is preferable to use a UV adhesive for the transparent adhesive resin 5. When a UV adhesive is used for the transparent adhesive resin 5, the transparent adhesive resin 5 can be cured by UV irradiation in the state of FIG. 13A.

次に図13Bの工程では、基材50を除去する。図13Bでは、図13Aを反転させて図示した。基材50と光反射層4との間に介在する粘着層は微粘着層であるため、基材50を適切に除去することができる。   Next, in the step of FIG. 13B, the base material 50 is removed. In FIG. 13B, FIG. 13A is shown inverted. Since the adhesive layer interposed between the base material 50 and the light reflecting layer 4 is a slightly adhesive layer, the base material 50 can be appropriately removed.

そして図12Eで示した工程と同様の工程を、図13Bで露出した光反射層4上にも行うことで、図13Cに示すように、一対の透明基材2、3と、透明基材2、3の間に配置された、0°よりも大きく30°よりも小さい傾き角度を有する光反射層4と、透明基材2,3間の空間を埋める透明接着樹脂5と、を有する眼鏡レンズ1のベース基材を製造することができる。眼鏡レンズ化する場合、必要に応じ所望の曲率の金型を用い、真空成形することで、レンズ状に曲率を付加できる。   Then, the same process as that shown in FIG. 12E is also performed on the light reflection layer 4 exposed in FIG. 13B, so that the pair of transparent base materials 2 and 3 and the transparent base material 2 as shown in FIG. 13C. 3, a spectacle lens having a light reflecting layer 4 having an inclination angle larger than 0 ° and smaller than 30 °, and a transparent adhesive resin 5 filling a space between the transparent base materials 2 and 3. One base substrate can be manufactured. In the case of making a spectacle lens, a curvature can be added to the lens shape by vacuum forming using a mold having a desired curvature if necessary.

図1に示すように、上記した製造方法に基づけば、光反射層4を不連続にて配置することができる。すなわち、図12Cに示すように、光反射層4は複数に切断されて、垂直面53には配置されない。垂直面53にも配置されると光反射層4が連続的な配置となり、眼鏡レンズ1内に進入した光が垂直面53に配置された光反射層4で乱反射を起こす。したがって、図13Cに示すように、0°よりも大きく30°よりも小さい傾き角度で配置された複数の光反射層4が不連続に配置されていることで、光の多重反射を抑制することができる。   As shown in FIG. 1, based on the above manufacturing method, the light reflecting layer 4 can be discontinuously arranged. That is, as shown in FIG. 12C, the light reflecting layer 4 is cut into a plurality of pieces and is not disposed on the vertical surface 53. If the light reflection layer 4 is also disposed on the vertical surface 53, the light reflection layer 4 is continuously disposed, and the light that has entered the spectacle lens 1 causes irregular reflection at the light reflection layer 4 disposed on the vertical surface 53. Therefore, as shown in FIG. 13C, the multiple light reflection layers 4 arranged at an inclination angle larger than 0 ° and smaller than 30 ° are discontinuously arranged to suppress multiple reflection of light. Can do.

以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例をもとに本発明をより詳細に説明する。なお、下記実施例における構成は例示的なものであり、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、適宜変更して実施することが可能である。そのため、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples carried out to clarify the effects of the present invention. In addition, the structure in the following Example is an illustration and can be implemented changing suitably. Other modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the present invention is not limited at all by the following examples.

[実施例1]
図2Bに示す光学機構を用いて、実験を行った。光反射層には、ワイヤグリッド偏光子を用いた。光反射層は、可視光波長から近赤外波長域(400−1600nm)の広い波長範囲で、透過反射偏光を有する。また、眼鏡レンズの平均透過率が35%であり、平均反射率が35%であった。レンズ曲率は130mmであった。
[Example 1]
Experiments were performed using the optical mechanism shown in FIG. 2B. A wire grid polarizer was used for the light reflecting layer. The light reflection layer has transmitted and reflected polarized light in a wide wavelength range from a visible light wavelength to a near infrared wavelength range (400 to 1600 nm). Moreover, the average transmittance of the spectacle lens was 35%, and the average reflectance was 35%. The lens curvature was 130 mm.

実験では、図2Bに示す偏光板7の偏光透過軸を、光反射層の偏光透過軸と直交させた。そして図2Bの瞳Eの箇所にカメラを設置して撮影したところ図3Dに示すように、ABC文字(反転画像)を撮影することができた。   In the experiment, the polarization transmission axis of the polarizing plate 7 shown in FIG. 2B was orthogonal to the polarization transmission axis of the light reflection layer. Then, when a camera was installed at the position of pupil E in FIG. 2B and taken, ABC characters (inverted image) could be taken as shown in FIG. 3D.

[実施例2]
実施例1の眼鏡レンズの凸面側に吸収型偏光板を光反射層の偏光透過軸と一致させて配置した。眼鏡レンズの平均透過率は32%であり、反射率は35%であった。
[Example 2]
An absorptive polarizing plate was disposed on the convex surface side of the spectacle lens of Example 1 so as to coincide with the polarization transmission axis of the light reflecting layer. The average transmittance of the spectacle lens was 32%, and the reflectance was 35%.

外光の光反射層での反射光は、吸収型偏光板に吸収されるため、眼鏡レンズ内の多重反射が減少し、よりクリアな視界が得られた。   Since the reflected light of the external light reflection layer is absorbed by the absorption type polarizing plate, the multiple reflection in the spectacle lens is reduced, and a clearer field of view is obtained.

[実施例3]
光反射層として、東海ゴム工業製の近赤外反射膜である「リフレシャイン」を用いた。可視光域(400ー750nm)の平均透過率は70%であり、近赤外光域(800−1600nm)での平均反射率は約30%程度であった。
[Example 3]
As the light reflecting layer, “Refle Shine” which is a near infrared reflecting film manufactured by Tokai Rubber Industries, Ltd. was used. The average transmittance in the visible light region (400-750 nm) was 70%, and the average reflectance in the near-infrared light region (800-1600 nm) was about 30%.

ワイヤグリッド偏光子を用いた実施例1に比べて、画像のコントラストが多少落ちたものの、赤外反射でも画像を取得することができるとわかった。   It was found that the image can be acquired even by infrared reflection, although the contrast of the image is somewhat lower than that of Example 1 using the wire grid polarizer.

本発明の光学装置を用いて眼鏡(サングラスを含む)や眼鏡型表示装置に適用することができる。眼鏡としては一般的な使用形態の他に、乗り物の運転用や、バイタルセンシング用などとしても適用できる。またヘッドマウントディスプレイとして適用でき、特に手を使わずとも表示画像に対する処理、命令等を行うことが可能である。   The optical device of the present invention can be applied to eyeglasses (including sunglasses) and eyeglass-type display devices. As a pair of spectacles, the present invention can be applied to driving a vehicle, vital sensing, etc. in addition to a general usage pattern. Further, it can be applied as a head-mounted display, and it is possible to perform processing, instructions, etc. on a display image without using a hand.

1 眼鏡レンズ
1a、6a、6b、7a、7b 偏光透過軸
2、3 透明基材
4 光反射層
5 透明接着樹脂
6、7、34 偏光板
20 ワイヤグリッド偏光子
21 保持基材
22 樹脂基材
23 格子状凸部
27 金属層
30 眼鏡
31 フレーム
32 撮像素子
33 照明部
35 外界用撮像素子
36、42 制御部
37 吸収型偏光層
40 外界画像
43 P偏光吸収層
44 ヘッドマウントディスプレイ
45 プロジェクタ
50 基材
52 傾斜面
53 垂直面
54 金型
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Eyeglass lens 1a, 6a, 6b, 7a, 7b Polarization transmission axis 2, 3 Transparent base material 4 Light reflection layer 5 Transparent adhesive resin 6, 7, 34 Polarizing plate 20 Wire grid polarizer 21 Holding base material 22 Resin base material 23 Lattice-shaped convex part 27 Metal layer 30 Glasses 31 Frame 32 Imaging element 33 Illumination part 35 External imaging element 36, 42 Control part 37 Absorption-type polarizing layer 40 External field image 43 P-polarized light absorption layer 44 Head-mounted display 45 Projector 50 Base material 52 Inclined surface 53 Vertical surface 54 Mold

本発明は、光反射層を備えた眼鏡レンズを有する光学装置であって、前記光反射層は、P偏光及びS偏光のいずれか一方を透過し、他方を反射する偏光層であり、前記光反射層は、前記眼鏡レンズの光軸直交方向に対して、0°よりも大きく30°よりも小さい傾きを有しており、前記光反射層の可視光の透過率は30%以上であり、反射率は15%以上であり、複数の前記光反射層が、接触せずに互いの端部同士が光軸方向に離れて配置され、前記光反射層により光軸方向に対して斜めに反射した画像光を取得し、及び/又は、画像光を前記眼鏡レンズに向けて光軸方向に対して斜め方向に出力するための画像光機能部が設けられていることを特徴とする。 The present invention is an optical device having a spectacle lens including a light reflecting layer, wherein the light reflecting layer is a polarizing layer that transmits one of P-polarized light and S-polarized light and reflects the other. The reflective layer has an inclination greater than 0 ° and smaller than 30 ° with respect to the optical axis orthogonal direction of the spectacle lens, and the visible light transmittance of the light reflective layer is 30% or more, The reflectance is 15% or more, and the plurality of light reflecting layers are arranged in contact with each other without being in contact with each other, and are reflected obliquely with respect to the optical axis direction by the light reflecting layer. An image light function unit is provided for acquiring the image light and / or outputting the image light toward the spectacle lens in an oblique direction with respect to the optical axis direction.

そして本発明では、画像光機能部にて、光反射層により光軸方向に対して斜めに反射した画像光を取得したり、斜めに投影する画像光を光軸方向に出力することができ、特に、薄い膜厚の眼鏡レンズで且つ簡単な光学機構でそれを実現することが可能になる。また、多重反射を抑制でき、視認性に優れた画像を取得し、あるいは画像を表示することができる。 In the present invention, the image light function unit can acquire image light reflected obliquely with respect to the optical axis direction by the light reflection layer, or output image light projected obliquely in the optical axis direction. In particular, it is possible to achieve this with a thin spectacle lens and a simple optical mechanism. In addition, multiple reflections can be suppressed, and an image with excellent visibility can be acquired or displayed.

本発明では、このとき、前記眼鏡レンズと前記画像光機能部との間に偏光板が配置されており、前記偏光層と前記偏光板との偏光透過軸とが直交していることが好ましい。これにより、コントラストの高い画像を取得し、あるいはコントラストの高い画像を表示することができる。 In the present invention, when this, it is preferable polarizing plates are arranged, in which the polarization transmission axis of the polarizing plate and the polarizing layer is orthogonal between the eyeglass lens and the image optical functional unit . Thereby, an image with high contrast can be acquired or an image with high contrast can be displayed.

また本発明では、前記偏光層は、ワイヤグリッド偏光子であることが好ましい。 In the present invention, the polarizing layer is preferably a wire grid polarization element.

Claims (15)

光反射層を備えた眼鏡レンズを有する光学装置であって、
前記光反射層は透明であり、
前記光反射層は、前記眼鏡レンズの光軸直交方向に対して、0°よりも大きく30°よりも小さい傾きを有しており、
前記光反射層により光軸方向に対して斜めに反射した画像光を取得し、及び/又は、画像光を前記眼鏡レンズに向けて光軸方向に対して斜め方向に出力するための画像光機能部が設けられていることを特徴とする眼鏡レンズを有する光学装置。
An optical device having a spectacle lens with a light reflecting layer,
The light reflecting layer is transparent;
The light reflecting layer has an inclination greater than 0 ° and smaller than 30 ° with respect to the optical axis orthogonal direction of the spectacle lens;
Image light function for acquiring image light reflected obliquely with respect to the optical axis direction by the light reflecting layer and / or outputting the image light toward the spectacle lens in an oblique direction with respect to the optical axis direction An optical device having a spectacle lens, wherein a portion is provided.
前記光反射層は、偏光層であることを特徴とする請求項1記載の眼鏡レンズを有する光学装置。   The optical device having a spectacle lens according to claim 1, wherein the light reflecting layer is a polarizing layer. 前記眼鏡レンズと前記画像光機能部との間に偏光板が配置されており、前記偏光層と前記偏光板との偏光透過軸とが直交していることを特徴とする請求項2記載の眼鏡レンズを有する光学装置。   The spectacles according to claim 2, wherein a polarizing plate is disposed between the spectacle lens and the image light functional unit, and a polarizing transmission axis of the polarizing layer and the polarizing plate is orthogonal to each other. An optical device having a lens. 前記偏光層は、ワイヤグリッド偏光子、あるいは、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子であることを特徴とする請求項2又は3に記載の眼鏡レンズを有する光学装置。   The optical device having a spectacle lens according to claim 2 or 3, wherein the polarizing layer is a wire grid polarizer or a polarizer in which thin films having different birefringence are laminated. 前記光反射層が、波長選択性を有していることを特徴とする請求項1記載の眼鏡レンズを有する光学装置。   2. The optical device having a spectacle lens according to claim 1, wherein the light reflecting layer has wavelength selectivity. 前記光反射層は、RGB反射特性、近赤外反射特性、及び赤外反射特性の少なくとも1種以上の反射特性を有することを特徴とする請求項5記載の眼鏡レンズを有する光学装置。   6. The optical device having a spectacle lens according to claim 5, wherein the light reflection layer has at least one reflection characteristic of RGB reflection characteristics, near infrared reflection characteristics, and infrared reflection characteristics. 前記眼鏡レンズは、一対の透明基材と、前記一対の透明基材の間に配置された前記光反射層と、前記一対の透明基材の間を埋める透明接着樹脂と、を有して構成されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の眼鏡レンズを有する光学装置。   The spectacle lens includes a pair of transparent base materials, the light reflecting layer disposed between the pair of transparent base materials, and a transparent adhesive resin filling between the pair of transparent base materials. An optical device having a spectacle lens according to any one of claims 1 to 6. 複数の前記光反射層が、不連続に配置されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の眼鏡レンズを有する光学装置。   The optical device having a spectacle lens according to claim 1, wherein the plurality of light reflecting layers are discontinuously arranged. さらに、吸収型偏光層が外光の光入射側に配置されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の眼鏡レンズを有する光学装置。   9. The optical apparatus having a spectacle lens according to claim 1, further comprising an absorptive polarizing layer disposed on a light incident side of external light. 請求項1ないし9のいずれかに記載の光学装置を有する眼鏡であって、
使用者の瞳孔画像を撮影する前記画像光機能部としての撮像素子を有することを特徴とする眼鏡。
A pair of spectacles comprising the optical device according to claim 1.
Eyeglasses comprising an image sensor as the image light functional unit that captures a pupil image of a user.
さらに、前記光反射層を介して瞳周辺を照明するための照明部を備えることを特徴とする請求項10記載の眼鏡。   The spectacles according to claim 10, further comprising an illuminating unit for illuminating a pupil periphery through the light reflecting layer. 前記光反射層は偏光層であり、前記撮像素子と前記眼鏡レンズとの間、あるいは、前記照明部と前記眼鏡レンズとの間、又は、前記撮像素子と前記眼鏡レンズとの間及び前記照明部と前記眼鏡レンズとの間に、前記偏光層の偏光透過軸と直交する偏光透過軸を備えた偏光板が配置されていることを特徴とする請求項10又は11に記載の眼鏡。   The light reflection layer is a polarizing layer, and is between the image sensor and the spectacle lens, or between the illumination unit and the spectacle lens, or between the image sensor and the spectacle lens, and the illumination unit. The spectacles according to claim 10 or 11, wherein a polarizing plate having a polarization transmission axis perpendicular to the polarization transmission axis of the polarizing layer is disposed between the lens and the spectacle lens. さらに、外界を撮影する外界用撮像素子を備え、前記外界用撮像素子にて撮影された外界画像と、前記瞳孔画像とに基づいて、視点検出を可能としたことを特徴とする請求項10ないし12のいずれかに記載の眼鏡。   11. The camera according to claim 10, further comprising an imaging device for an outside world that photographs the outside world, wherein viewpoint detection is possible based on the outside image captured by the imaging device for the outside world and the pupil image. 12. The spectacles according to any one of 12. 請求項1ないし9のいずれかに記載の光学装置を有する眼鏡型表示装置であって、
使用者の眼前に画像を表示するための前記画像光機能部としての投影装置を有することを特徴とする眼鏡型表示装置。
An eyeglass-type display device comprising the optical device according to claim 1,
An eyeglass-type display device comprising a projection device as the image light functional unit for displaying an image in front of a user's eyes.
さらに、使用者の瞳孔画像を撮影する前記画像光機能部としての撮像素子、及び前記光反射層を介して瞳周辺を照明するための照明部を備えることを特徴とする請求項14記載の眼鏡型表示装置。   The eyeglasses according to claim 14, further comprising: an imaging device as the image light functional unit that captures a pupil image of a user, and an illumination unit that illuminates the periphery of the pupil through the light reflection layer. Type display device.
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