JP7015329B2 - 検眼用レンズユニットおよび検眼用レンズセット - Google Patents
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Description
本発明は、レンズユニットに関する。
レンズを有しないフレーム部材に、フレーム部材から独立しておりフレーム部材に着脱可能なレンズを取り付け、使用者に掛けさせることにより、使用者に所望のレンズを体験させることが行われている。このようなフレーム部材は検眼フレーム、トライアルフレーム、試験枠、または万能枠等と称される。また、このようなレンズは検眼レンズやトライアルレンズ等と称される。
特許文献１には、２焦点、多焦点あるいは累進屈折率レンズを用いた検眼用レンズが開示されている。
一方で、近年では、電気素子を有するレンズを備えたアイウェアが様々な用途に用いられている。例えば特許文献２には、屈折率が変化する液晶レンズを備えたアイウェアが開示されている。
電気素子を有するレンズの使用時には、電気素子への給電が必要となる。特許文献２に開示されたアイウェアでは、つる（テンプル）の端部に設けられた電源と、レンズの上縁部に沿って配置された電気的接点と、を電気的に接続する導電性経路がつるおよびフレームの内部に設けられている。
電気素子を有する検眼レンズをフレーム部材に取り付けて使用者に掛けさせることで、電気素子の駆動による見え方の変わり具合を使用者に体験させたい、という要望がある。しかしながら、検眼レンズはフレーム部材から独立したものであるため、特許文献２に開示されたアイウェアのように、フレームやテンプルの内部には電源と電気素子とを電気的に接続する経路を配置することができない。
本発明は、上記事情に鑑み、フレーム部材から独立したレンズユニットであって、電気素子とその電気素子への給電手段を備えたレンズユニットを提供することを目的とする。
本発明に係る検眼用レンズユニットは、フレーム部材に取り付けられて使用される検眼用レンズユニットであって、電気素子を有するレンズと、前記レンズの周縁部を覆うリム部と、前記電気素子の制御を行う制御部と、前記電気素子に電力を供給する給電部と、前記周縁部に露出した前記電気素子の電極端部と前記制御部とを電気的に接続し、前記リム部と前記レンズの周縁部との間に配置されている導電部と、前記レンズまたは前記リム部から突出し、前記制御部が設けられているつまみ部と、を有する。
本発明の係る検眼用レンズセットは、上記の検眼用レンズユニットと、前記検眼用レンズユニットを収容した状態で充電を行うことができる充電ユニットと、を有する。
本発明の係る検眼用レンズセットは、上記の検眼用レンズユニットと、前記検眼用レンズユニットを収容した状態で充電を行うことができる充電ユニットと、を有する。
本発明によれば、フレーム部材から独立したレンズユニットであって、電気素子とその電気素子への給電手段を有するレンズユニットが提供される。
以下、本発明の実施形態（本実施形態）に係るレンズユニットについて説明する。なお、本実施形態に係るレンズユニットは、フレーム部材から独立した構造を有し、フレーム部材に対して取り付けおよび取り外しを行うことができ、例えば検眼レンズやトライアルレンズ等と称されるレンズユニットである。本実施形態に係るレンズユニットは、眼鏡等のアイウェアの作成時等に使用者にレンズの度数を合わせたり、使用者に所望のレンズを体験させたりする目的で、検眼フレームや試験枠、万能枠等と呼ばれるフレーム部材に取り付けて使用されるものである。
［レンズユニット１００の構成］
図１は、本実施形態に係るレンズユニット１００の外観を例示した図である。図１Ａは、レンズユニット１００の正面図であり、図１Ｂはレンズユニット１００の側面図である。図１Ａおよび図１Ｂの前後方向、上下方向、および左右方向は、レンズユニット１００がフレーム部材に取り付けられた状態で使用者から見た場合の方向にそれぞれ対応している。
図１は、本実施形態に係るレンズユニット１００の外観を例示した図である。図１Ａは、レンズユニット１００の正面図であり、図１Ｂはレンズユニット１００の側面図である。図１Ａおよび図１Ｂの前後方向、上下方向、および左右方向は、レンズユニット１００がフレーム部材に取り付けられた状態で使用者から見た場合の方向にそれぞれ対応している。
図１Ａに示すように、レンズユニット１００は、レンズ１１０、リム部１２０、およびつまみ部１３０を有する。
レンズ１１０は、液晶レンズ１１１および１対の電極１１２を有する。
レンズ１１０はその厚み方向に複数の層が重なる多層構造となっており、液晶レンズ１１１を有する部位において、液晶層を前後から挟む一対の導電層を有している。一対の導電層はそれぞれ電極１１２に接続されている。電極１１２を介して一対の導電層間に電圧を印加することにより、液晶層を活性化し、液晶レンズ１１１の屈折率を変化させることができる。液晶レンズ１１１は、本発明の電気素子および光学素子の一例である。電極１１２を介した液晶レンズ１１１への電力供給経路についての詳細は後述する。
レンズユニット１００は、例えば遠近両用のレンズであり、液晶レンズ１１１が近距離用に、レンズ１１０のそれ以外の部位が遠距離用にそれぞれ使用される。このため、液晶レンズ１１１の位置は、レンズユニット１００がフレーム部材に取り付けられた状態で使用者から見てレンズ１１０の下方よりの位置に配置されることが望ましい（図１Ａ参照）。液晶レンズ１１１の加入度数（遠距離用と近距離用の度数の差）は、例えば０．７５Ｄである。なお、本発明はこれに限定されず、例えばリング電極を採用し、液晶レンズを複数重ねた構成とすることで、加入度数を変化させることができるようにしてもよい。この場合、後述の操作部１３１に対する操作に応じて、液晶レンズ１１１の加入度数が変化するように構成されればよい。
レンズ１１０は、母材となるレンズブランク（不図示）から切り出されて形成される。図１Ａに示すように、本実施形態においてはレンズ１１０はほぼ円形状を有するが、本発明はこれに限定されない。レンズ１１０の形状としては、円形状の他に、例えば矩形状、台形状、楕円形状、これらの形状のうちいくつかを組み合わせた形状や不定形状等が挙げられる。
リム部１２０は、レンズ１１０の周囲を覆い、レンズ１１０を保持する部材である。リム部１２０の材料としては、例えばチタン、アルミニウム、ステンレス等の金属、ポリアミド、アセテート、セルロイド、ポリエーテルイミドおよびポリウレタン等の樹脂、あるいはカーボン等が挙げられる。なお、上記したように、本実施形態に係るレンズユニット１００は、フレーム部材に適宜着脱されて使用されることが想定されている。従って、複数回の着脱による摩耗や変形等を防止するため、リム部１２０の少なくとも外部に露出する箇所は、金属等の耐久性の高い材料で構成されていることが望ましい。
レンズ１１０およびリム部１２０の厚さ（レンズ１１０の光軸方向に沿った長さ）については本発明では特に限定しないが、検眼フレームや試験枠等のフレーム部材に着脱可能とするため、３ｍｍ程度の厚さであることが望ましい。
つまみ部１３０は、使用者がレンズユニット１００を取り扱う際につままれる部材である。つまみ部１３０をつまむことにより、使用者はレンズユニット１００をフレーム部材に容易に取り付けることができる。つまみ部１３０の材料については特に限定されず、リム部１２０と同一の材料で形成されてもよいし、リム部１２０とは異なる材料で形成されてもよい。また、つまみ部１３０は、リム部１２０と一体に形成されてもよいし、別体に形成されていてもよい。つまみ部１３０がリム部１２０と別体に形成されている場合、つまみ部１３０はレンズ１１０の周縁部の一部に固定されてもよいし、リム部１２０の一部に固定されてもよい。図１では、一例として、リム部１２０の一部に開口部１２０Ａが設けられ、つまみ部１３０がこの開口部１２０Ａを通ってレンズ１１０の周縁部の一部に固定された場合について例示している。
図１Ａに示すように、つまみ部１３０には、液晶レンズ１１１の屈折率を変化させるための操作を受け付ける操作部１３１が設けられている。本実施形態では、一例として、操作部１３１は、タッチセンサとして使用されうる静電容量方式の検出パッドであり、対象物（使用者の指等）が接触したときに、当該接触によって生じる静電容量の変化を検出する。なお、つまみ部１３０が金属等導電性を有する材料で形成されている場合、例えば操作部１３１の周囲に絶縁性を有する部材（図示は省略）が配置され、操作部１３１とつまみ部１３０とが絶縁される。
他の例として、例えば、操作部１３１は、レンズユニット１００とは別体に設けられたスイッチに対するオン／オフ操作によって行われたオン／オフ指示を無線通信によって受信する無線通信機であってもよい。操作部１３１の無線通信機としては、例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に対応した通信機が用いられればよい。
また、つまみ部１３０には、後述の給電部１６０（図２参照）に対して充電を行う場合の充電端子１３２が設けられている。
［液晶レンズ１１１への電力供給経路］
次に、レンズ１１０の液晶レンズ１１１への電力供給経路について詳細に説明する。電力供給経路としての導電部１４０は、図２に示すように、導電片１４１およびフレキシブル基板１４２を有する。導電部１４０は、液晶レンズ１１１の電極１１２と、制御部１５０および給電部１６０とを接続する。図２は、図１ＢのＡ－Ａ線における断面図である。
次に、レンズ１１０の液晶レンズ１１１への電力供給経路について詳細に説明する。電力供給経路としての導電部１４０は、図２に示すように、導電片１４１およびフレキシブル基板１４２を有する。導電部１４０は、液晶レンズ１１１の電極１１２と、制御部１５０および給電部１６０とを接続する。図２は、図１ＢのＡ－Ａ線における断面図である。
図２に示すように、一対の導電片１４１が、レンズ１１０とリム部１２０との間に配置されている。導電片１４１は、レンズ１１０の周縁部に沿った方向に一定以上の長さを有するように形成されている。一対の導電片１４１のそれぞれは、レンズ１１０の周縁部から露出した一対の電極１１２の端部のそれぞれに電気的に接続されている。
なお、図２では、レンズ１１０とリム部１２０との間に導電片１４１が配置されることを示すため、レンズ１１０とリム部１２０との間隔が強調されて図示されている。しかしながら、本実施形態のレンズユニット１００は、実際には図１Ａに示すように、レンズ１１０とリム部１２０との外観上の間隔が開かない構成を有する。
導電片１４１は、例えば導電ゴムのような、柔軟性と導電性を有する素材で形成されている。導電片１４１は、レンズ１１０とリム部１２０との間に、レンズ１１０およびリム部１２０によって圧縮された状態で配置される。これにより、図１Ａに示すように、レンズ１１０とリム部１２０との外観上の間隔が開かない構成が実現される。導電片１４１は柔軟性を有するため、圧縮された状態で配置されても、レンズ１１０に過度な応力が加わりレンズ１１０に歪みが生じることが防止される。
図２に示すように、一対の電極１１２のそれぞれに接続された一対の導電片１４１は、レンズ１１０の周縁部に沿った方向に互いに離間して配置されている。一対の導電片１４１同士の距離については本発明では特に限定しないが、少なくとも導電片１４１同士が確実に絶縁されるだけの距離以上離れて配置されることが望ましい。図２では、一対の導電片１４１のそれぞれが、リム部１２０の開口部１２０Ａを避けて配置された例が示されている。このような構成により、一対の導電片１４１が互いに接触して短絡が生じ、液晶レンズ１１１が正常に動作しなかったり、液晶レンズ１１１が破壊されてしまったり等の事態を防止することができる。
さらに、導電片１４１がレンズ１１０の周縁部とリム部１２０との間で圧縮された状態で配置されることにより、導電片１４１と電極１１２の間における接触圧力が十分に高められる。これにより、導電片１４１と電極１１２との間の導通を確実なものとすることができる。
なお、レンズ１１０の電極１１２とフレキシブル基板１４２とが、直接ではなく、導電片１４１を介して電気的に接続されている理由は、以下の通りである。上記したように、レンズ１１０はレンズブランクから切り出されて形成されるが、この際、レンズ１１０の周縁部における電極１１２の位置は、レンズブランクからの切り出し方に応じて変化する。しかしながら、電極１１２の位置に応じてレンズ１１０の液晶レンズ１１１への電力供給経路を設計変更することはコスト上昇や開発期間の長期化の原因となり好ましくない。このため、本発明では、レンズ１１０の周縁部に沿った方向に一定以上の長さを有する導電片１４１を配置することにより、レンズ１１０の周縁部における電極１１２の位置変化を吸収している。
一対の導電片１４１のそれぞれには、フレキシブル基板（フレキシブルプリント配線板あるいはＦＰＣともいう）１４２が電気的に接続される。フレキシブル基板１４２は、本発明の導電線の一例である。フレキシブル基板１４２は、一対の絶縁層によって導線層が挟まれ、導電層が絶縁層によって絶縁された多層構造を有する。ただし、フレキシブル基板１４２と導電片１４１との接続箇所、および、フレキシブル基板１４２と制御部１５０および給電部１６０との接続箇所においては、絶縁層の一部に開口が設けられて導電層が露出している。これにより、導電片１４１とフレキシブル基板１４２の導電層との電気的接続が確立されている。なお、導電層が露出する絶縁層の開口は、導電層が導電片１４１、制御部１５０または給電部１６０以外とは接触しないような大きさに形成され、導電層は導電片１４１、制御部１５０または給電部１６０以外とは絶縁されている。これにより、フレキシブル基板１４２における短絡が防止される。
図２に示すように、フレキシブル基板１４２は、導電片１４１とリム部１２０との間に配置される。そして、フレキシブル基板１４２は、例えばつまみ部１３０の内部を通って、つまみ部１３０の内部に設けられた制御部１５０に電気的に接続される。
フレキシブル基板１４２の幅はその全域において、リム部１２０の幅よりも小さい。なお、本明細書において、フレキシブル基板１４２およびリム部１２０の幅とは、図１Ａおよび図２の紙面に対して垂直な方向、すなわち、レンズユニット１００の厚さ方向の長さを意味する。フレキシブル基板１４２の幅は、例えば、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。また、フレキシブル基板１４２の長手方向に沿った長さは、導電片１４１と制御部１５０との直線距離より長く、かつつまみ部１３０の内部においてフレキシブル基板１４２を好適に配置できるような長さであることが望ましい。このように、フレキシブル基板１４２は、全体的に細長い形状を有している。
なお、図２ではレンズ１１０が一対の電極１１２を有し、一対の導電片１４１およびフレキシブル基板１４２が一対の電極１１２のそれぞれに接続されている構成について例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば電極１１２の数は３つ以上でもよく、その場合導電片１４１およびフレキシブル基板１４２の数は電極１１２に合わせた数とされればよい。また、複数の導電層を複数の絶縁層で隔てた１本のフレキシブル基板を用いて、複数の電極と複数の導電片とがそれぞれ接続されるようにしてもよい。
リム部１２０が金属で形成されている場合、導電片１４１とリム部１２０とが絶縁される必要がある。このため、レンズユニット１００は、リム部１２０と、導電片１４１およびフレキシブル基板１４２との間に絶縁部材１７０（図２では図示を省略）を有する。図３は、絶縁部材１７０について説明するための図である。絶縁部材１７０は、例えば、樹脂またはゴムのような絶縁性を有する素材で形成される。
図３に示すように、絶縁部材１７０は、上板部１７１と２つの側板部１７２，１７３とを有する。上板部１７１はフレキシブル基板１４２に沿った方向に長くなるように形成されている。上板部１７１の両側面には２つの側板部１７２，１７３が、フレキシブル基板１４２の方に向かってほぼ直角に接続されている。そして、絶縁部材１７０は、フレキシブル基板１４２に沿った方向において、導電片１４１より長くなるように形成されている。
図３では、説明のため絶縁部材１７０、導電片１４１およびフレキシブル基板１４２は互いに離れた状態で図示されているが、実際には絶縁部材１７０、導電片１４１およびフレキシブル基板１４２は互いに接触した状態で、図２に示すリム部１２０とレンズ１１０との間に配置される。このような構成により、絶縁部材１７０が導電片１４１を覆うような状態となり、リム部１２０と導電片１４１とが確実に絶縁される。
制御部１５０および給電部１６０は、フレキシブル基板１４２を含む導電部１４０によって、液晶レンズ１１１の電極１１２と電気的に接続されている。また、図示は省略するが、制御部１５０は、操作部１３１と電気的に接続されている。制御部１５０と操作部１３１との接続方法は特に限定しないが、例えば図示しないケーブル等によって接続されればよい。
制御部１５０は、例えば、操作部１３１の駆動と、操作部１３１における静電容量の変化の検出と、液晶レンズ１１１への電圧の印加とを制御する。具体的には、制御回路は、例えば、操作部１３１が対象物（使用者の指等）の接触を検出したときに、液晶レンズ１１１に電圧を印加する、またはその電圧の印加を停止し、液晶レンズ１１１の屈折率を切り替える。
給電部１６０は、液晶レンズ１１１、操作部１３１および制御部１５０に電力を供給する。給電部１６０は、例えばニッケル水素充電池等の充電池１６１を有し、充電池１６１に蓄えた電力を用いて各構成に対する電力の供給を行う。
図２に示すように、本実施形態において、制御部１５０および給電部１６０は、つまみ部１３０の内部に設けられている。なお、本発明はこれに限定されず、例えば、制御部１５０および／または給電部１６０の一部がリム部１２０とレンズ１１０との間に配置されていてもよいし、制御部１５０および／または給電部１６０の一部がつまみ部１３０の外壁面から外部へ露出していてもよい。
［効果］
以上説明したように、本発明の実施形態に係るレンズユニット１００は、液晶レンズ１１１を有するレンズ１１０と、レンズ１１０の周縁部を覆うリム部１２０と、液晶レンズ１１１の制御を行う制御部１５０と、周縁部に露出した液晶レンズ１１１の電極１１２端部と制御部１５０とを電気的に接続し、リム部１２０とレンズ１１０の周縁部との間に配置されている導電部１４０と、レンズ１１０またはリム部１２０から突出するつまみ部１３０と、を有する。
以上説明したように、本発明の実施形態に係るレンズユニット１００は、液晶レンズ１１１を有するレンズ１１０と、レンズ１１０の周縁部を覆うリム部１２０と、液晶レンズ１１１の制御を行う制御部１５０と、周縁部に露出した液晶レンズ１１１の電極１１２端部と制御部１５０とを電気的に接続し、リム部１２０とレンズ１１０の周縁部との間に配置されている導電部１４０と、レンズ１１０またはリム部１２０から突出するつまみ部１３０と、を有する。
このような構成のレンズユニット１００を、例えば検眼フレームや試験枠等を呼ばれるフレーム部材に取り付けることにより、使用者に対して、液晶レンズ１１１における屈折率の変化を体験させることができる。この際、フレーム部材に取り付けるレンズユニット１００は自由に取り替えが可能であるため、使用者は、様々な屈折率の液晶レンズ１１１を備えたレンズユニット１００を試用することができる。
また、本発明の実施形態に係るレンズユニット１００によれば、導電部１４０は、制御部１５０に接続されたフレキシブル基板１４２と、電極１１２とフレキシブル基板１４２とを電気的に接続する導電片１４１と、を有し、複数の電極１１２のそれぞれと接続された複数の導電片１４１は、レンズ１１０の周縁部に沿った方向に互いに離間して配置されている。
このような構成により、複数の電極１１２のそれぞれに接続された複数の導電片１４１同士を確実に絶縁することができ、短絡による液晶レンズ１１１の誤作動や破壊等を防止することができる。また、導電片１４１を介して電極１１２とフレキシブル基板１４２とを接続することで、レンズブランクからのレンズ１１０の切り出し方に応じたレンズ１１０の周縁部における電極１１２の位置変化に対応することができる。また、複数の導電片１４１はリム部１２０とレンズ１１０の周縁部との間に配置されるので、導電片１４１と電極１１２の間における接触圧力が十分に高められ、導電片１４１と電極１１２との間の導通が確実なものとなる。
また、本発明の実施形態に係るレンズユニット１００によれば、リム部１２０は、つまみ部１３０が配置される開口部１２０Ａを有し、導電片１４１は、開口部１２０Ａを避けて配置されている。
上記したように導電片１４１はレンズ１１０の周縁部とリム部１２０との間に配置されるので、導電片１４１同士が十分に離間して配置されても、リム部１２０の開口部１２０Ａを必要以上に大きくする必要がない。開口部１２０Ａを必要以上に大きくすることはつまみ部１３０を大きくすることにつながり、レンズユニット１００の美観の低下や使い勝手の悪化の原因となり得る。本発明の実施形態に係るレンズユニット１００によれば、このような事態を防止できるため、好適である。
また、本発明の実施形態に係るレンズユニット１００によれば、リム部１２０の少なくとも外部に露出する箇所は、金属で構成されている。このような構成により、レンズユニット１００の耐久性が向上し、レンズユニット１００がフレーム部材への複数回の着脱にも対応できるようになる。
また、本発明の実施形態に係るレンズユニット１００によれば、制御部１５０に対する操作を受け付ける操作部１３１が、つまみ部１３０に設けられている。このような構成により、レンズユニット１００をフレーム部材に取り付けて試用する使用者は、液晶レンズ１１１の屈折率の変化を容易に体験することができる。
また、本発明の実施形態に係るレンズユニット１００には、制御部１５０に対する操作を受け付け、液晶レンズ１１１の屈折率が変化した際に、使用者または操作者（使用者以外の者であって使用者の試用等をサポートする者）が液晶レンズ１１１の屈折率が変化したことを認識可能となるように、ＬＥＤまたは音により通知する通知部（図示しない）を設けてもよい。このような構成により、レンズユニット１００をフレーム部材に取り付けて試用する使用者または操作者は、液晶レンズ１１１の屈折率が変化したことを屈折率の変化以外の光や音に基づいて認識することができる。
［使用例］
以下では、上記実施形態のレンズユニット１００の使用例について、具体例を挙げて説明する。まず、上記実施形態のレンズユニット１００が取り付けられるフレーム部材について説明する。
以下では、上記実施形態のレンズユニット１００の使用例について、具体例を挙げて説明する。まず、上記実施形態のレンズユニット１００が取り付けられるフレーム部材について説明する。
＜フレーム部材＞
図４Ａおよび図４Ｂは、レンズユニット１００を取り付けるフレーム部材について説明するための図である。図４Ａは、フレーム部材２００の外観を例示した斜視図である。図４Ａに示すように、フレーム部材２００は、ユーザの左右の目にそれぞれ対応する一対のレンズユニット１００を取り付けることができるように構成されている。図４Ｂは、レンズユニット１００をフレーム部材２００に取り付ける様子を例示した図である。図４に示すフレーム部材２００は、一般に検眼フレームや試験枠、万能枠等と呼ばれるものである。
図４Ａおよび図４Ｂは、レンズユニット１００を取り付けるフレーム部材について説明するための図である。図４Ａは、フレーム部材２００の外観を例示した斜視図である。図４Ａに示すように、フレーム部材２００は、ユーザの左右の目にそれぞれ対応する一対のレンズユニット１００を取り付けることができるように構成されている。図４Ｂは、レンズユニット１００をフレーム部材２００に取り付ける様子を例示した図である。図４に示すフレーム部材２００は、一般に検眼フレームや試験枠、万能枠等と呼ばれるものである。
図４Ａに示すように、フレーム部材２００は、フロント部分に保持部材２０１，２０２を有する。この保持部材２０１，２０２は、レンズユニット１００がフレーム部材２００に取り付けられるとき、レンズユニット１００を保持する部材である。
図４Ｂに示すように、フレーム部材２００に対するレンズユニット１００の取り付けは、例えば保持部材２０１，２０２の間にレンズユニット１００が差し込まれることで行われればよい。なお、図４Ｂではレンズユニット１００がフレーム部材２００の上側から取り付けられる例を示しているが、本発明はこれに限定されず、レンズユニット１００は例えばフレーム部材２００の横や下側から取り付けられてもよい。
＜充電ユニット＞
次に、レンズユニット１００の給電部１６０に対して充電を行う構成について具体例を挙げて説明する。上記実施形態において、給電部１６０は充電池１６１に蓄えた電力を用いてレンズユニット１００の各構成への給電を行う。このため、レンズユニット１００の使用前には、充電池１６１を充電する構成が必要となる。
次に、レンズユニット１００の給電部１６０に対して充電を行う構成について具体例を挙げて説明する。上記実施形態において、給電部１６０は充電池１６１に蓄えた電力を用いてレンズユニット１００の各構成への給電を行う。このため、レンズユニット１００の使用前には、充電池１６１を充電する構成が必要となる。
図５Ａおよび図５Ｂは、レンズユニット１００の充電池１６１を充電する充電ユニット３００について例示した図である。図５Ａは、充電ユニット３００の外観を例示した斜視図である。図５Ｂは、充電ユニット３００においてレンズユニット１００が充電されている様子を例示した図である。
図５Ａに示すように、充電ユニット３００は、例えば土台部３０１と蓋部３０２と、を有し、蓋部３０２はヒンジ部（図示せず）によって土台部３０１に対して開閉できるように構成されている（矢印Ａ）。土台部３０１にはレンズユニット１００を保持するためのスリット３０３が設けられている。同様に、蓋部３０２が閉められた状態でレンズユニット１００を保持するためのスリット３０４が、蓋部３０２に設けられている。土台部３０１および蓋部３０２の、少なくともレンズユニット１００に接する部位は、レンズユニット１００を傷つけないような柔らかい材料（布等）で形成されていることが望ましい。
図５Ｂに示すように、レンズユニット１００が土台部３０１のスリット３０３に挿入されると、レンズユニット１００は土台部３０１によって保持される。この状態で蓋部３０２が閉められると、レンズユニット１００のつまみ部１３０が蓋部３０２のスリット３０４に挿入される。スリット３０４の内部には、つまみ部１３０の充電端子１３２と接触した場合に給電可能な給電端子（不図示）が設けられている。このような構成により、レンズユニット１００が充電ユニット３００に入れられて蓋部３０２が閉められることで、充電端子１３２を介して給電部１６０（図２参照）に対して充電が行われる。これにより、レンズユニット１００の非使用時には、充電ユニット３００においてレンズユニット１００の収容と充電とを同時に行うことができ、レンズユニット１００の使い勝手が向上する。
なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、充電ユニット３００が一例として１対のスリット３０３，３０４を有する例について示したが、充電ユニット３００はより多くのスリットを有していてもよい。この場合、充電ユニット３００を、複数のレンズユニット１００の収容および充電を同時に行うことができる収容部材（ケース）のように扱うことができ、より好適である。図６は、複数のレンズユニット１００と、これらを収容できる充電ユニット３００とを含むレンズセット４００を例示した図である。
また、図５Ａおよび図５Ｂでは、充電ユニット３００がレンズユニット１００を立てた状態（つまみ部１３０が上側となる状態）で保持する例について示した。しかしながら、充電ユニット３００は、例えばレンズユニット１００を横にした状態（つまみ部１３０が左右いずれかに倒れた状態）で保持してもよい。この場合、充電ユニット３００において、充電端子１３２に給電するための給電端子の位置が適宜調節されればよい。
＜複数のレンズユニット間の通信＞
例えばユーザの左右の目にそれぞれ対応する一対のレンズユニットが同時に使用される場合等、複数のレンズユニットが同時に使用される場合、本発明のレンズユニットは、複数のレンズユニット間で互いに通信を行うように構成されてもよい。図７は、一対のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂの間で無線通信を行う例について説明するための図である。図７に示す例では、一対のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂはそれぞれ無線通信部１８０を有する。
例えばユーザの左右の目にそれぞれ対応する一対のレンズユニットが同時に使用される場合等、複数のレンズユニットが同時に使用される場合、本発明のレンズユニットは、複数のレンズユニット間で互いに通信を行うように構成されてもよい。図７は、一対のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂの間で無線通信を行う例について説明するための図である。図７に示す例では、一対のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂはそれぞれ無線通信部１８０を有する。
一対のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂがユーザの左右の目に対して同時に使用される場合、ユーザにとって好適な加入度数は左右ほぼ同じであることが多いため、左右のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂで液晶レンズ１１１の屈折率をほぼ同じに調節することが好ましい。このような場合、例えば、まず一方のレンズユニット１００Ａでユーザの目に合わせて液晶レンズ１１１の屈折率を設定した時点で、制御部１５０が有する無線通信部１８０を用いて、設定した屈折率に関する情報をもう一方のレンズユニット１００Ｂの無線通信部１８０に対して送信する。もう一方のレンズユニット１００Ｂの制御部１５０は、受信した屈折率に関する情報に基づいて、液晶レンズ１１１の屈折率の設定を行う。このような構成により、一対のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂがユーザの左右の目に対して同時に使用される場合に、左右のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂのそれぞれに対して屈折率の調節を行う手間を省略できるので、レンズユニット１００の使い勝手が向上する。
なお、無線通信部１８０としては、例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等、既知の無線通信技術を用いた通信機が用いられればよい。また、図７では一方のレンズユニット１００Ａからもう一方のレンズユニット１００Ｂに対してのみ送信が行われる例を示したが、双方向で通信を行うことができるように構成されてもよい。さらに、無線通信部１８０は、一対のレンズユニット１００Ａ，１００Ｂの間での通信だけでなく、例えば外部の制御装置（不図示）との無線通信を行ってもよい。この場合、無線通信部１８０は、外部の制御装置から屈折率の指定に関する情報を受信し、制御部１５０がこれに基づいて液晶レンズ１１１の屈折率を制御すればよい。
［変形例］
なお、上記した実施形態では、図１Ａおよび図２に示すように、レンズユニット１００がフレーム部材に取り付けられた状態で、つまみ部１３０が、液晶レンズ１１１の中心とレンズ１１０の中心とを通る直線のほぼ上に配置されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、つまみ部１３０は、斜め向きや横向き（液晶レンズ１１１の中心とレンズ１１０の中心とを通る直線に対して直交する方向を向く）で配置されてもよい。このような構成により、例えばフレーム部材に他のレンズとレンズユニット１００とを重ねて取り付ける必要が生じた場合に、他のレンズのつまみ部とレンズユニット１００のつまみ部１３０とが互いに干渉し、レンズユニット１００をフレーム部材に取り付けにくくなる事態を回避することができる。
なお、上記した実施形態では、図１Ａおよび図２に示すように、レンズユニット１００がフレーム部材に取り付けられた状態で、つまみ部１３０が、液晶レンズ１１１の中心とレンズ１１０の中心とを通る直線のほぼ上に配置されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、つまみ部１３０は、斜め向きや横向き（液晶レンズ１１１の中心とレンズ１１０の中心とを通る直線に対して直交する方向を向く）で配置されてもよい。このような構成により、例えばフレーム部材に他のレンズとレンズユニット１００とを重ねて取り付ける必要が生じた場合に、他のレンズのつまみ部とレンズユニット１００のつまみ部１３０とが互いに干渉し、レンズユニット１００をフレーム部材に取り付けにくくなる事態を回避することができる。
また、上記した実施形態では、図１Ｂに示すように、つまみ部１３０は、レンズ１１０とほぼ同一平面内においてレンズ１１０から外部へ延びるように形成されていたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、つまみ部１３０は、レンズ１１０とは同一平面内に配置されずともよく、レンズユニット１００を側面視した場合に、つまみ部１３０がレンズ１１０から斜めに延びるように形成されてもよい。さらに、つまみ部１３０は、例えば途中から折れ曲がるように形成されていてもよい。
図８は、つまみ部１３０が、途中から折れ曲がるように形成された例を示した図である。図８Ａに示すように、つまみ部１３０の根元に近い部分（根元部分１３０Ａ）はレンズ１１０とほぼ同一平面内に配置されており、つまみ部１３０の先端に近い部分（先端部分１３０Ｂ）はレンズ１１０と同一の平面からほぼ直角に曲げられている。先端部分１３０Ｂの根元にはヒンジ部１３３が設けられる。ヒンジ部１３３を支点として、ユーザは先端部分１３０Ｂを根元部分１３０Ａに対して折り曲げたり元の状態（伸ばした状態）に戻したりすることができるように構成されている。
さらに、このような場合、操作部１３１は先端部分１３０Ｂに設けられることが望ましい。その理由は、フレーム部材２００にレンズユニット１００を取り付けた状態で、操作部１３１がユーザの操作しやすい箇所に位置するからである。図８Ｂは、操作部１３１が先端部分１３０Ｂに設けられた場合の使用例を示した図である。図８Ｂでは、先端部分１３０Ｂを有するつまみ部１３０が横向きに配置されたレンズユニット１００が、図４に例示したフレーム部材２００に取り付けられた様子が示されている。
図８Ｂに示すように、レンズユニット１００がフレーム部材２００に取り付けられた状態では、先端部分１３０Ｂに設けられた操作部１３１が通常の眼鏡のテンプルにあたる箇所に位置する。テンプルは眼鏡をかけた人が手を触れやすい位置であるため、レンズユニット１００が取り付けられたフレーム部材２００を使用するユーザは、操作部１３１を好適に操作することができる。また、電気素子を有するレンズを備えた電子眼鏡等のアイウェアにおいて、一般的には、電気素子の操作部はテンプルに設けられる場合が多いため、ユーザはレンズユニット１００の試用時において、実際の操作感覚とほぼ同様の体験を行うことができる。
上記使用例にて説明したように、上記実施形態に係るレンズユニット１００は、検眼フレームや試験枠等と呼ばれるフレーム部材に取り付けられることが想定されていたが、本発明はこれに限定されない。本発明のレンズユニットは、フレーム部材に取り付けられるだけでなく、例えば、フォロプター等と呼ばれる検眼装置等、他の装置に取り付けられて用いられてもよい。
また、上記した実施形態において、図１Ａでは、リム部１２０の一部に開口部１２０Ａが設けられ、つまみ部１３０がこの開口部１２０Ａを通ってレンズ１１０の周縁部の一部に固定された場合について例示したが、本発明はこれに限定されない。図９Ａおよび図９Ｂは、つまみ部１３０の固定方法の他の例について示した図である。
図９Ａは、つまみ部１３０のほぼ全体が、レンズユニット１００の本体部分（ここではレンズ１１０およびリム部１２０を含む部分）に対して取り外しできるように構成された例を示した図である。図９Ａに示す例では、リム部１２０にコネクタ１２１が、つまみ部１３０にコネクタ１３４が、それぞれ設けられている。これらのコネクタ１２１，１３４は、それぞれタブ端子やＵＳＢ端子等の電気接点（不図示）を有する。この電気接点により、つまみ部１３０がリム部１２０に取り付けられたとき、つまみ部１３０の内部に設けられた給電部１６０と、液晶レンズ１１１の電極１１２とが電気的に接続される。なお、図９Ａに示す例において、給電部１６０は取り外されるつまみ部１３０の内部に設けられることが望ましいが、制御部１５０はつまみ部１３０の内部にではなく、レンズユニット１００の本体部分に設けられてもよい。この場合、制御部１５０は、つまみ部１３０が取り外されてもレンズユニット１００の本体部分に残ることになる。
このような構成により、例えばつまみ部１３０を取り外してつまみ部１３０のみ給電部１６０の充電器に接続し、充電することができる。このため、例えば給電部１６０の充電残量が少なくなった場合に、つまみ部１３０を取り外して充電残量が十分残った給電部１６０を含むつまみ部１３０を取り付けることで、レンズユニット１００の継続的な使用が可能となる。
図９Ｂは、リム部１２０とつまみ部１３０とが一体に形成された例を示した図である。この例では、リム部１２０を閉じる部材であるリムロック１２２につまみ部１３０が固定されている。これにより、つまみ部１３０を強固に固定することができる。
また、上記した実施形態では、充電池１６１に対して充電を行うための充電端子１３２が取り外せないつまみ部１３０に設けられているとしたが、本発明はこれに限定されない。本発明では、充電池１６１に対する充電は、例えば外部からの非接触給電を受電する非接触受電部１６２を介して行われるようにしてもよい。図１０は、給電部１６０が非接触受電部１６２を有する例を示した図である。
さらに、非接触受電部１６２が外部からの給電を受電する場合に、受電した電力を充電池である給電部１６０に充電させず、受電した電力を直接電極１１２や制御部１５０に対して供給するようにしてもよい。この場合、給電部１６０は充電池１６１を有する必要がなくなるため、省スペース化やコスト軽減を行うことができる。また、レンズユニット１００の使用前に充電池１６１に対する充電の必要がなくなるため、レンズユニット１００の使い勝手が向上する。
さらに、上記した実施形態において、レンズ１１０は本発明の電気素子および光学素子の一例として、電気制御によって屈折率が変化する液晶レンズ１１１を有するとしたが、本発明はこれに限定されない。本発明の電気素子および光学素子としては、例えば電気制御によって光の透過率が変化するエレクトロクロミックレンズを採用してもよい。また、本発明の電気素子および光学素子として、液晶レンズとエレクトロクロミックレンズ等、互いに異なる種類のレンズを複数枚重ね合わせた複合レンズを採用してもよい。この場合、それぞれのレンズに対応した操作部１３１が、レンズの種類に応じて独立して設けられることが望ましい。
さらに、上記した実施形態において、光学素子の一例としての液晶レンズ１１１は、制御部１５０の制御によって屈折率を変化させるとしたが、本発明はこれに限定されない。本発明のレンズユニットは、例えば電気制御によって光学特性（屈折率や光の透過率等）が変化せず、光学特性がレンズの他の領域とは異なる状態で固定された光学素子を有していてもよい。具体的には、例えばレンズの他の領域とは光学特性が異なる材料（例えば透明接着剤等）を配置することで、電気制御によらずとも光学特性が異なる領域を有するようにしてもよい。
上記した実施形態においては、つまみ部１３０、つまみ部１３０に設けられた構成である操作部１３１、制御部１５０、および給電部１６０がそれぞれ１つずつ設けられた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明のレンズユニットは、つまみ部、操作部、制御部、および給電部を複数有していてもよい。これらはレンズユニットの使用目的や使用形態等に応じて適宜変更されればよい。
２０１８年２月９日出願の特願２０１８－０２２１４９の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明は、電気素子を有するレンズを備えるレンズユニットとして好適である。
１００，１００Ａ，１００Ｂ レンズユニット
１１０ レンズ
１１１ 液晶レンズ
１１２ 電極
１２０ リム部
１２０Ａ 開口部
１２１ コネクタ
１２２ リムロック
１３０ つまみ部
１３０Ａ 根元部分
１３０Ｂ 先端部分
１３１ 操作部
１３２ 充電端子
１３３ ヒンジ部
１３４ コネクタ
１４０ 導電部
１４１ 導電片
１４２ フレキシブル基板
１５０ 制御部
１６０ 給電部
１６１ 充電池
１６２ 非接触受電部
１７０ 絶縁部材
１７１ 上板部
１７２，１７３ 側板部
１８０ 無線通信部
２００ フレーム部材
２０１，２０２ 保持部材
３００ 充電ユニット
３０１ 土台部
３０２ 蓋部
３０３，３０４ スリット
４００ レンズセット
１１０ レンズ
１１１ 液晶レンズ
１１２ 電極
１２０ リム部
１２０Ａ 開口部
１２１ コネクタ
１２２ リムロック
１３０ つまみ部
１３０Ａ 根元部分
１３０Ｂ 先端部分
１３１ 操作部
１３２ 充電端子
１３３ ヒンジ部
１３４ コネクタ
１４０ 導電部
１４１ 導電片
１４２ フレキシブル基板
１５０ 制御部
１６０ 給電部
１６１ 充電池
１６２ 非接触受電部
１７０ 絶縁部材
１７１ 上板部
１７２，１７３ 側板部
１８０ 無線通信部
２００ フレーム部材
２０１，２０２ 保持部材
３００ 充電ユニット
３０１ 土台部
３０２ 蓋部
３０３，３０４ スリット
４００ レンズセット
Claims (16)
- フレーム部材に取り付けられて使用される検眼用レンズユニットであって、
電気素子を有するレンズと、
前記レンズの周縁部を覆うリム部と、
前記電気素子の制御を行う制御部と、
前記電気素子に電力を供給する給電部と、
前記周縁部に露出した前記電気素子の電極端部と前記制御部とを電気的に接続し、前記リム部と前記レンズの周縁部との間に配置されている導電部と、
前記レンズまたは前記リム部から突出し、前記制御部が設けられているつまみ部と、
を有する検眼用レンズユニット。 - 前記導電部は、
前記制御部に接続された導電線と、
前記電極端部と前記導電線とを電気的に接続する導電片と、
を有する、請求項１に記載の検眼用レンズユニット。 - 複数の前記導電片は、複数の前記電極端部のそれぞれと前記導電線とを電気的に接続しており、前記レンズの周縁部に沿った方向に互いに離間して配置されている、
請求項２に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記複数の導電片は、互いに絶縁されている、
請求項３に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記リム部は、前記つまみ部が配置される開口部を有し、
前記導電片は、前記開口部を避けて配置されている、
請求項２から４のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記導電片と前記リム部とを絶縁する絶縁部材が、前記リム部と前記導電部との間に配置されている、
請求項２から５のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記リム部の外部に露出する箇所は、金属で構成されている、
請求項１から６のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記つまみ部に設けられており、前記制御部に対する操作を受け付ける操作部をさらに有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記つまみ部は、その先端部分を根元部分に対して回転させるためのヒンジ部を有する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記電気素子は、電気制御により光学特性が変化する光学素子である、
請求項１から９のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 無線通信を行う無線通信部であって、前記光学素子の制御に関する情報を送信および／または受信する無線通信部をさらに有する、
請求項１０に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記給電部は、充電池を有する、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記つまみ部は、前記充電池に対して充電を行うための充電端子を有する、
請求項１２に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記給電部は、外部からの非接触給電を受電する非接触受電部を有する、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 前記つまみ部は、前記検眼用レンズユニットが前記フレーム部材に取り付けられる際につままれる部位である、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニット。 - 少なくとも１つの請求項１から１５のいずれか一項に記載の検眼用レンズユニットと、
前記検眼用レンズユニットを収容した状態で充電を行うことができる充電ユニットと、
を有する検眼用レンズセット。
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