(57)【要約】【課題】自動焦点切り換えの切り換えタイミングを使用者自身で調節できる多焦点電子眼鏡を提供する。【解決手段】注視点距離を検出する注視点距離検出部（１０７）の出力と、焦点を切り換える基準となる切り換え閾値に基づき焦点切り換え信号（１０５ａ）を作成する自動焦点信号作成部（１０５）を備える。自動焦点信号作成部（１０５）の切り換え閾値を、レンズ焦点情報記憶部（１０４）から出力されるレンズ焦点情報（１０４ａ）と、入力部（１１２）から入力された使用者による焦点切り換え閾値更新の指示に基づいて、注視点距離検出部（１０７）によって検出された注視点距離を切り換え閾値として更新するよう切り換え閾値更新処理部（１０６）が自動焦点信号作成部（１０５）に指示するので、自動焦点切り換えの切り換えタイミングを使用者自身が更新できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変焦点レンズの焦点距離を、使用者の注視点距離に近づくように制御する多焦点電子眼鏡であって、
使用者の注視点距離を検出する注視点距離検出部と、
前記注視点距離と焦点を切り換える基準となる注視点距離である切り換え閾値に基づいて前記可変焦点レンズの焦点切り換え信号を作成する自動焦点信号作成部と、
前記自動焦点信号作成部の出力した焦点切り換え信号に基づいて前記可変焦点レンズの焦点を変化させる焦点制御部と、
前記焦点制御部が前記可変焦点レンズの焦点を変化させた情報をレンズ焦点情報として記憶するレンズ焦点情報記憶部と、
使用者の操作によって切り換え閾値の更新の指示を行う切り換え閾値更新入力部と、
前記切り換え閾値更新入力部からの使用者による入力操作を判別して前記切り換え閾値の更新を前記自動焦点信号作成部に指示する切り換え閾値更新部と
を設けた多焦点電子眼鏡。
【請求項２】
前記自動焦点信号作成部は、
前記切り換え閾値が保存される切り換え閾値記憶部と、
前記注視点距離検出部の出力の注視点距離と、
前記切り換え閾値記憶部の切り換え閾値と、
前記レンズ焦点情報記憶部が出力するレンズ焦点情報とから目標となる焦点を決定する焦点決定部と
を備えている
請求項１の多焦点電子眼鏡。
【請求項３】
前記切り換え閾値は、
前記可変焦点レンズを遠距離用と中距離用のうちどちらの焦点距離に切り換えるかの基準となる“遠中切り換え閾値”と、前記可変焦点レンズを中距離用と近距離用のうちどちらの焦点距離に切り換えるかの基準となる“中近切り換え閾値”とからなる
請求項１の多焦点電子眼鏡。
【請求項４】
前記注視点距離検出部は、
眼球を撮影する撮像部と、
前記撮像部の画像から注視点距離を算出する注視点距離算出部とからなる
請求項１の多焦点電子眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点レンズを備えた多焦点電子眼鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加齢等により眼の水晶体の調節能力が衰えると、遠くや近くのものに対して焦点が合いにくくなり、遠用と近用の両方の眼鏡が必要になる。そこで、眼鏡の掛け替えの煩わしさを防ぐために、焦点の異なる複数のレンズを組み合わせた多焦点眼鏡や、１枚のレンズ中に遠用から近用までの焦点が連続してある累進多焦点眼鏡がある。
【０００３】
しかし、この種の眼鏡では焦点境界部での像の歪みや、視野が狭いという問題がある。
また、異なる焦点が一枚のレンズに分割して配置されるため、例えば、遠くを見る場合はレンズの上部を通し、近くを見る場合はレンズの下部を通して見なければならないため、使用者に不便を与える。
【０００４】
電気的な制御により焦点を変えることのできる可変焦点レンズを用いて、必要に応じてレンズの焦点を制御する方法が知られている。この場合、可変焦点レンズの切り換え指示は、眼鏡フレームに切り換えスイッチ等を設けて使用者が手動で行う。
【０００５】
このように手動で切り換える構成では、作業で両手が塞がっている場合は切り換えが行えず不便なので、特許文献１などには、距離センサを設けて使用者から注視点までの距離を測定し、注視点距離が遠い場合は「遠用」の焦点へ自動的に切り換え、近い場合は「近用」の焦点へ自動的に切り換える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２４９９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の構成では、注視点距離によってレンズの焦点を段階的に制御する場合、予め焦点を切り換える注視点距離が定義されており、使用者が焦点の切り換えタイミングを調整することができない。このため、作業内容や環境の変化等により、切り換えタイミングに違和感を覚える場合があるという課題を有している。
【０００８】
本発明は、レンズ焦点の切り換えタイミングを、眼鏡店等の専門店に出向かなくても使用者自身が設定できる多焦点電子眼鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の多焦点電子眼鏡は、可変焦点レンズの焦点距離を、使用者の注視点距離に近づくように制御する多焦点電子眼鏡であって、使用者の注視点距離を検出する注視点距離検出部と、前記注視点距離と焦点を切り換える基準となる注視点距離である切り換え閾値に基づいて前記可変焦点レンズの焦点切り換え信号を作成する自動焦点信号作成部と、前記自動焦点信号作成部の出力した焦点切り換え信号に基づいて前記可変焦点レンズの焦点を変化させる焦点制御部と、前記焦点制御部が前記可変焦点レンズの焦点を変化させた情報をレンズ焦点情報として記憶するレンズ焦点情報記憶部と、使用者の操作によって切り換え閾値の更新の指示を行う切り換え閾値更新入力部と、前記切り換え閾値更新入力部からの使用者による入力操作を判別して前記切り換え閾値の更新を前記自動焦点信号作成部に指示する切り換え閾値更新部とを設けたことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、前記自動焦点信号作成部は、前記切り換え閾値が保存される切り換え閾値記憶部と、前記注視点距離検出部の出力の注視点距離と、前記切り換え閾値記憶部の切り換え閾値と、前記レンズ焦点情報記憶部が出力するレンズ焦点情報とから目標となる焦点を決定する焦点決定部とを備えている。前記切り換え閾値は、前記可変焦点レンズを遠距離用と中距離用のうちどちらの焦点距離に切り換えるかの基準となる“遠中切り換え閾値”と、前記可変焦点レンズを中距離用と近距離用のうちどちらの焦点距離に切り換えるかの基準となる“中近切り換え閾値”とからなる。前記注視点距離検出部は、眼球を撮影する撮像部と、前記撮像部の画像から注視点距離を算出する注視点距離算出部とからなる。
【発明の効果】
【００１１】
この構成によれば、自動焦点切り換えの切り換え閾値を使用者の操作によって更新する切り換え閾値更新部を備え、個人差や眼鏡を使用するシーンの違いによって生じる切り換えタイミングの違和感を、使用者自身の操作で取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における多焦点電子眼鏡の電子回路の構成図
【図２】同実施の形態における可変焦点レンズの具体例の構成図
【図３】眼の輻輳角を説明する図
【図４】同実施の形態における自動焦点信号作成部とその周辺の構成図
【図５】同実施の形態における自動焦点信号作成部の処理の流れ図
【図６】同実施の形態における切り換え閾値更新部の処理の流れ図
【図７】同実施の形態における多焦点電子眼鏡の外観図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
この多焦点電子眼鏡のフレーム７０の左右のリム７１，７２には、図７に示すように左眼用可変焦点レンズ１０１，右眼用可変焦点レンズ１０２が取り付けられている。左リム７１には左眼用撮像部１０８が取り付けられている。右リム７２には右眼用撮像部１０９が取り付けられている。
【００１４】
フレーム７０の右テンプル７３には、切り換え閾値更新入力部１１２の遠方制御選択用ボタン７０１と近方制御選択用ボタン７０２が設けられており、何れかのボタンを操作することにより選択入力を行う。
【００１５】
フレーム７０の内部には、左眼用撮像部１０８と右眼用撮像部１０９の検出に基づいて左眼用可変焦点レンズ１０１，右眼用可変焦点レンズ１０２の焦点距離を自動調節する電子回路などが収められている。
【００１６】
図１はフレーム７０に設けられた電子回路を示している。
左眼用可変焦点レンズ１０１と右眼用可変焦点レンズ１０２は、図２に示すように構成されている。つまり、二つの透明な板状対象物２０１，２０１の間に、空気の屈折率と異なる屈折率を有する透明な液体２０２が充填されている。板状対象物２０１，２０１の上下にアクチュエータ２０３，２０３が取り付けられている。
【００１７】
焦点制御部１０３からアクチュエータ２０３，２０３に電圧を印加することにより板状対象物２０１，２０１が変形し、二つの板状対象物２０１，２０１を通過する光の屈折率が変化する。このレンズの構成は公知の技術で、例えば特開２０００−２４９８１３号公報などに示されているので詳細な説明は省略する。
【００１８】
焦点制御部１０３は、自動焦点信号作成部１０５で作成された焦点切り換え信号１０５ａに基づいて、左眼用可変焦点レンズ１０１と右眼用可変焦点レンズ１０２の焦点を変化させる。さらに焦点制御部１０３は、制御した左眼用可変焦点レンズ１０１の焦点情報と、制御した右眼用可変焦点レンズ１０２の焦点情報とを、レンズ焦点情報記憶部１０４に記憶させる。
【００１９】
レンズ焦点情報記憶部１０４に記憶された左眼用可変焦点レンズ１０１と右眼用可変焦点レンズ１０２の焦点情報であるレンズ焦点情報１０４ａは、自動焦点信号作成部１０５と切り換え閾値更新部１０６に入力される。
【００２０】
自動焦点信号作成部１０５は、レンズ焦点情報記憶部１０４に記憶されたレンズ焦点情報１０４ａと、注視点距離検出部１０７からの入力とから焦点切り換え信号１０５ａを作成する。
【００２１】
注視点距離検出部１０７は、左眼用撮像部１０８によって使用者の左眼球を撮影し、右眼用撮像部１０９によって使用者の右眼球を撮影し、注視点距離算出部１１０で画像処理技術により瞳孔位置を検出し、それを基に注視点距離を算出する。
【００２２】
注視点距離を算出する方法として、両眼の輻輳を検出して注視点距離を算出する方法を図３に示す。輻輳とは、単一像を得るための眼球の回転運動である。
遠くにある対象物を注視する場合の輻輳角３０１は図３（ａ）に示すように小さく、近くにある対象物を注視する場合の輻輳角３０２は図３（ｂ）に示すように大きくなる。この輻輳角と瞳孔間距離３０３から注視点距離３０４が求まる。輻輳角と瞳孔間距離から注視点距離を算出する式は、例えば特開２０００−２４９９０２号公報の図５に示されているので詳細な説明は省略する。
【００２３】
自動焦点信号作成部１０５とその周辺の構成を図４に示す。
自動焦点信号作成部１０５は、切り換え閾値記憶部４０１と焦点決定部４０４とで構成されている。
【００２４】
切り換え閾値記憶部４０１には、中近切り換え閾値４０２と遠中切り換え閾値４０３が設定されている。切り換え閾値とは、注視点距離がいくらのときにどの焦点で制御するかを決定するための設定値である。例えば、注視点距離が３０ｃｍ未満の場合に「近用」とし、３０ｃｍ以上５０ｃｍ未満の場合に「中用」とし、５０ｃｍ以上の場合に「遠用」とする場合、中近切り換え閾値４０２が３０ｃｍ、遠中切り換え閾値４０３が５０ｃｍとなる。
【００２５】
焦点決定部４０４では、注視点距離検出部１０７で検出された注視点距離と、中近切り換え閾値４０２と、遠中切り換え閾値４０３とを比較して、制御する焦点を決定し、レンズ焦点情報記憶部１０４に記憶されているレンズ焦点情報１０４ａと同じでなければ焦点制御部１０３に焦点切り換え信号１０５ａを通知する。
【００２６】
自動焦点信号作成部１０５の処理の流れを図５に示す。
注視点距離検出部１０７から注視点距離情報が入力されたことをステップＳ５０１で検出すると、以下の焦点判断処理を行う。
【００２７】
先ず、ステップＳ５０２では、注視点距離と中近切り換え閾値を比較して注視点距離が中近切り換え閾値より短いかをチェックする。ステップＳ５０２において注視点距離が中近切り換え閾値より短い場合にはステップＳ５０３を実行して焦点を「近用」に決定する。
【００２８】
ステップＳ５０２において注視点距離が中近切り換え閾値より短くないと判定された場合には、ステップＳ５０４を実行する。
ステップＳ５０４では、注視点距離が遠中切り換え閾値より短いかをチェックする。
【００２９】
ステップＳ５０４において注視点距離が遠中切り換え閾値より短い場合にはステップＳ５０５で焦点を「中用」に決定する。
ステップＳ５０４において注視点距離が遠中切り換え閾値より短くないと判定された場合には、ステップＳ５０６において焦点を「遠用」に決定する。
【００３０】
ステップＳ５０３またはステップＳ５０５またはステップＳ５０６を実行すると、次いでステップＳ５０７を実行する。
ステップＳ５０７では、ステップＳ５０３，Ｓ５０５，Ｓ５０６の何れかで決定した焦点と、レンズ焦点情報記憶部１０４のレンズ焦点情報１０４ａと比較する。ここで、両者が同じでなければステップＳ５０８で焦点制御部１０３に決定した焦点での切り換えを通知する。
【００３１】
ステップＳ５０２〜ステップＳ５０８の判断処理ルーチンは、注視点距離検出部１０７からの入力がある度に実行される。
切り換え閾値更新部１０６の処理の流れを図６に示す。
【００３２】
切り換え閾値更新部１０６では、切り換え閾値更新入力部１１２から使用者の操作入力が行われたことをステップＳ６０１で検出すると、以下の閾値更新処理を行う。
先ずステップＳ６０２では、レンズ焦点情報記憶部１０４に記憶されているレンズ焦点情報１０４ａが遠用であるかチェックする。ステップＳ６０２においてレンズ焦点情報１０４ａが遠用であると判定された場合には、ステップＳ６０３を実行する。
【００３３】
ステップＳ６０３では、ステップＳ６０１で検出した操作入力が近方であるかチェックする。ステップＳ６０３において操作入力が近方であると判定された場合には、ステップＳ６０４を実行する。
【００３４】
ステップＳ６０４では、遠中切り換え閾値４０３を注視点距離検出部１０７で検出された注視点距離に更新してステップＳ６０１に戻る。
ステップＳ６０３において操作入力が近方でないと判定された場合にはステップＳ６０１に戻る。
【００３５】
ステップＳ６０２においてレンズ焦点情報１０４ａが遠用でないと判定された場合には、ステップＳ６０５を実行する。
ステップＳ６０５では、レンズ焦点情報記憶部１０４に記憶されているレンズ焦点情報１０４ａが中用であるかチェックする。ステップＳ６０５においてレンズ焦点情報１０４ａが中用であると判定された場合には、ステップＳ６０６を実行する。
【００３６】
ステップＳ６０６では、ステップＳ６０１で検出した操作入力が遠方であるかチェックする。ステップＳ６０６において操作入力が遠方であると判定された場合には、ステップＳ６０７を実行する。
【００３７】
ステップＳ６０７では、遠中切り換え閾値４０３を注視点距離検出部１０７で検出された注視点距離に更新してステップＳ６０１に戻る。ステップＳ６０６において操作入力が遠方でないと判定された場合には、ステップＳ６０８を実行する。ステップＳ６０８では、中近切り換え閾値４０２を注視点距離検出部１０７で検出された注視点距離に更新してステップＳ６０１に戻る。
【００３８】
ステップＳ６０５においてレンズ焦点情報記憶部１０４に記憶されているレンズ焦点情報１０４ａが中用でないと判定された場合には、ステップＳ６０９を実行する。
ステップＳ６０９では、ステップＳ６０１で検出した操作入力が遠方であるかチェックする。ステップＳ６０９において操作入力が遠方であると判定された場合には、ステップＳ６１０を実行して中近切り換え閾値４０２を注視点距離検出部１０７で検出された注視点距離に更新してステップＳ６０１に戻る。ステップＳ６０９において操作入力が遠方でないと判定された場合には、ステップＳ６０１に戻る。
【００３９】
以上のステップＳ６０２〜ステップＳ６１０の判断処理ルーチンを切り換え閾値更新入力部１１２からの入力がある度に行う。
このように、切り換え閾値更新入力部１１２からの使用者による入力操作を、切り換え閾値更新部１０６で判別して、ステップＳ６０４，ステップＳ６０７，ステップＳ６０８，ステップＳ６１０の何れかを実行して、自動焦点信号作成部１０５の切り換え閾値を、注視点距離検出部１０７が検出した注視点距離に更新することができる。よって、個人差や眼鏡を使用するシーンの違いによって生じる切り換えタイミングの違和感を取り除くことができる。
【００４０】
また、使用者自身がいつでも調節できるため、眼鏡店等の専門店で煩わしい個別調節をしなくても快適な焦点切り換えを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、自動的に焦点を切り換える機能を備えた各種の光学機器の高機能化に寄与する。
【符号の説明】
【００４２】
７０    フレーム
７１    左リム
７２    右リム
７３    右テンプル
１０１    左眼用可変焦点レンズ
１０２    右眼用可変焦点レンズ
１０３    焦点制御部
１０４    レンズ焦点情報記憶部
１０４ａ  レンズ焦点情報
１０５    自動焦点信号作成部
１０５ａ    焦点切り換え信号
１０６    切り換え閾値更新部
１０７    注視点距離検出部
１０８    左眼用撮像部
１０９    右眼用撮像部
１１０    注視点距離算出部
１１２    切り換え閾値更新入力部
７０１    遠方制御選択用ボタン
７０２    近方制御選択用ボタン
４０１    切り換え閾値記憶部
４０２    中近切り換え閾値
４０３    遠中切り換え閾値
４０４    焦点決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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