(57)【要約】【課題】液晶レンズを利用した、そのパワーの変化範囲が、０を跨ぎプラスからマイナスに亘るレンズ構成を提供する。【解決手段】レンズ群Ｘには、液晶レンズ１００と、マイナスのパワーの凹レンズ１５０が含まれる。液晶レンズ１００は、平行な２枚の透明な板、板に沿う透明電極、板の間に充填された液晶層３０を有する。透明電極の内側面に、誘電体の粉末が、外側に向かって薄くなる同心円状の濃度分布を持つように付着させられる。電位差が一定以上の場合、液晶レンズ１００のプラスのパワーは、凹レンズ１５０のマイナスのパワーを打消す。【選択図】図８
2009294653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて配された２枚の透明な板、
前記２枚の板に沿って前記板のそれぞれと対にして設けられた２つの透明電極、
前記２つの透明電極の間に配された液晶層、
前記２つの透明電極の間に所望の電圧を印加する電圧印加手段、
を有し、
前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、前記液晶層に屈折率分布が生じるようになっている、
液晶レンズと、
プラスのパワーを有し、前記液晶レンズと共通の光軸上に置かれたレンズと、
を備えており、
前記液晶レンズは、前記電圧印加手段が前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に前記液晶層に生じる前記屈折率分布が、当該液晶層を含む前記液晶レンズのパワーが前記レンズのプラスのパワーを打消す以上のマイナスのパワーを生じるようなものとなっている、
レンズ構造。
【請求項２】
所定の間隔をおいて配された２枚の透明な板、
前記２枚の板に沿って前記板のそれぞれと対にして設けられた２つの透明電極、
前記２つの透明電極の間に配された液晶層、
前記２つの透明電極の間に所望の電圧を印加する電圧印加手段、
を有し、
前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、前記液晶層に屈折率分布が生じるようになっている、
液晶レンズと、
マイナスのパワーを有し、前記液晶レンズと共通の光軸上に置かれたレンズと、
を備えており、
前記液晶レンズは、前記電圧印加手段が前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に前記液晶層に生じる前記屈折率分布が、当該液晶層を含む前記液晶レンズのパワーが前記レンズのマイナスのパワーを打消す以上のプラスのパワーを生じるようなものとなっている、
レンズ構造。
【請求項３】
前記２つの透明電極に挟まれた空間に、前記２枚の透明電極の面方向に誘電率分布を与える誘電率分布形成手段を備えている、
請求項１又は２記載のレンズ構造。
【請求項４】
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の外側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられており、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極の内側の面に設けられている、
請求項３記載のレンズ構造。
【請求項５】
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の外側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられており、前記誘電率分布形成手段は、前記透明電極と対にされた前記板に設けられている、
請求項３記載のレンズ構造。
【請求項６】
前記誘電率分布形成手段は、前記板の少なくとも一方の面に設けられている、
請求項３記載のレンズ構造。
【請求項７】
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の内側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられており、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極の内側の面に設けられている、
請求項５記載のレンズ構造。
【請求項８】
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の内側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられており、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極の内側に設けられた透明な透明層に設けられている、
請求項３記載のレンズ構造。
【請求項９】
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の外側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられており、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極の内側に設けられた透明な透明層に設けられている、
請求項３記載のレンズ構造。
【請求項１０】
前記誘電率分布形成手段は、前記透明層の少なくとも一方の面に設けられている、
請求項８又は９記載のレンズ構造。
【請求項１１】
前記誘電率分布形成手段は、層状である、
請求項３記載のレンズ構造。
【請求項１２】
前記２枚の板が、互いに平行に配されている、
請求項１又は２記載のレンズ構造。
【請求項１３】
前記２枚の板がともに平らな板であり、互いに平行に配されている、
請求項１又は２記載のレンズ構造。
【請求項１４】
前記誘電率分布形成手段が与える誘電率分布は、
前記２枚の板に垂直に入射した場合の光の屈折率が、光軸を中心として漸増するか又は漸減するようなものとされている、
請求項３記載のレンズ構造。
【請求項１５】
前記誘電率分布形成手段が与える誘電率分布は、
同心円状の分布となっている、
請求項１４記載のレンズ構造。
【請求項１６】
前記誘電率分布形成手段は、その粒径が前記液晶レンズの透明度に影響を与えない程度とされた誘電体の粉末の濃度の分布によって誘電率分布を形成するようになっている、
請求項３記載のレンズ構造。
【請求項１７】
前記誘電率分布形成手段は、その粒径が前記液晶レンズの透明度に影響を与えない程度とされた誘電体の粉末の濃度の分布によって誘電率分布を形成するようになっており、前記誘電体の粉末の濃度の分布は、前記透明電極の内側の面に形成されている、
請求項４又は７記載のレンズ構造。
【請求項１８】
前記誘電率分布形成手段は、その粒径が前記液晶レンズの透明度に影響を与えない程度とされた誘電体の粉末の濃度の分布によって誘電率分布を形成するようになっており、前記誘電体の粉末の濃度の分布は、前記板の少なくとも一方の面に形成されている、
請求項６記載のレンズ構造。
【請求項１９】
前記誘電率分布形成手段は、その粒径が前記液晶レンズの透明度に影響を与えない程度とされた誘電体の粉末の濃度の分布によって誘電率分布を形成するようになっており、前記誘電体の粉末の濃度の分布は、前記透明層の少なくとも一方の面に形成されている、
請求項１０記載のレンズ構造。
【請求項２０】
前記誘電体は、チタン酸バリウムである、
請求項１６〜１９のいずれかに記載のレンズ構造。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれかに記載のレンズ構造を、ユーザの眼の前方に着脱自在に固定するための固定手段を備えている、
遠近両用眼鏡。
【請求項２２】
前記遠近両用眼鏡を身につけているユーザが見ていると推定される対象物までの距離を測定する測距手段を備えており、
前記電圧印加手段は、前記測距手段で測定した前記対象物までの距離に基づいて、前記２つの透明電極の間に印加する電圧を制御するようになっている、
請求項２１記載の遠近両用眼鏡。
【請求項２３】
前記対象物までの距離が予め定められた所定の距離である基準距離よりも大きいか小さいかを判定する判定手段を備えており、
前記電圧印加手段は、前記判定手段が、前記対象物までの距離が前記基準距離よりも大きいと判定した場合には、前記液晶レンズと前記レンズの合成後のパワーがマイナスとなるように、前記判定手段が、前記対象物までの距離が前記基準距離よりも小さいと判定した場合には、前記液晶レンズと前記レンズの合成後のパワーがプラスとなるように、前記２つの透明電極の間に印加する電圧を制御するようになっている、
請求項２２記載の遠近両用眼鏡。
【請求項２４】
前記測距手段は、前記ユーザの顔の正面方向にある物を前記対象物として、当該対象物までの距離を測定するようになっている、
請求項２２記載の遠近両用眼鏡。
【請求項２５】
所定の間隔をおいて配された２枚の透明な板、
前記２枚の板に沿って前記板のそれぞれと対にして設けられた２つの透明電極、
前記２つの透明電極の間に配された所定の物質による層、
前記２つの透明電極の間に所望の電圧を印加する電圧印加手段、
を有し、
前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、前記層に屈折率分布が生じるようになっている、
可変焦点レンズと、
プラスのパワーを有し、前記可変焦点レンズと共通の光軸上に置かれたレンズと、
を備えており、
前記可変焦点レンズは、前記電圧印加手段が前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に前記層に生じる前記屈折率分布が、当該層を含む前記可変焦点レンズのパワーが前記レンズのプラスのパワーを打消す以上のマイナスのパワーを生じるようなものとなっている、
レンズ構造。
【請求項２６】
所定の間隔をおいて配された２枚の透明な板、
前記２枚の板に沿って前記板のそれぞれと対にして設けられた２つの透明電極、
前記２つの透明電極の間に配された所定の物質による層、
前記２つの透明電極の間に所望の電圧を印加する電圧印加手段、
を有し、
前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、前記層に屈折率分布が生じるようになっている、
可変焦点レンズと、
マイナスのパワーを有し、前記可変焦点レンズと共通の光軸上に置かれたレンズと、
を備えており、
前記可変焦点レンズは、前記電圧印加手段が前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に前記層に生じる前記屈折率分布が、当該層を含む前記可変焦点レンズのパワーが前記レンズのマイナスのパワーを打消す以上のプラスのパワーを生じるようなものとなっている、
レンズ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶レンズを初めとする焦点を可変とした可変焦点レンズの応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な分野に応用されている液晶の応用分野の１つに、レンズがある。液晶レンズと呼ばれるそのレンズは、その配向の状態によって屈折率が変わるという液晶が持つ性質を利用するものとなっている。光の透過方向に対して垂直に配された液晶層を、光の透過方向に対して垂直な方向における部分毎に配向の状態が異なるように制御することによって、例えば、均一な厚さの液晶であっても、レンズの如き性質を持つようにすることができる。
かかる液晶レンズは、液晶の配向の状態を変化させることで、レンズの性質（例えば、焦点距離）を変化させたり、レンズとしての性質を持たせたり失わせたりすることができるという大きな特徴がある。つまり、液晶レンズは可変焦点レンズとして機能する。
この特徴は、透明なガラスや樹脂に凸又は凹の形状を与えて作られる、その性質が固定されている古典的なレンズとは一線を画すものであり、その製品化が望まれている。
【０００３】
従来の液晶レンズは、例えば、以下のように構成されている。
従来の液晶レンズのうち、あるタイプのものは、平行に配された２枚の透明な板と、それら２枚の板に沿って（例えば、板の内側に）設けられたそれらの間に電圧を印加するための透明電極と、２枚の板の間に充填された液晶層と、を備える。一般的には、２枚の板はともに矩形とされる。２つの透明電極はともに、一般的には２枚の板と同じ大きさ、形状とされるが、それらのうちの少なくとも一方に、多くの場合は円形の開口が設けられる。このような透明電極を用いた場合、２つの透明電極の間に所定の電位差を与えると、透明電極の開口の中心に生じる電界が最も弱くなり、透明電極の開口の縁に生じる電界が最も強くなるため、透明電極の開口の中心から外側にかけて、電界の強弱が生じる。その電界の分布に基づいて、２枚の板の間に充填された液晶層中の液晶は部位により配向の状態を変えるため、上述の液晶レンズは、レンズとしての機能を有することになる。
【０００４】
これ以外にも幾つかの液晶レンズが提案されてはいるが、それらには共通する特徴がある。
それは、液晶レンズは、上述した通りその焦点を変化させる（レンズのパワーを変化させる）ことができるものであるが、透明電極間に電位差が与えられていない場合に液晶に配向が生じず、透明電極間に電位差が与えられている場合に液晶に配向が生じること、また、透明電極間に電位差を与えたときに生じる液晶の配向の状態は、電位差を与える向きによらず同一であるということ、という事情に鑑みれば、液晶レンズが持つパワーは、０〜＋の所定の値まで、又は−の所定の値〜０までとなり、０を跨ぐことがない。
これは、液晶レンズの応用の幅を狭める事情となる。例えば、一般的な遠近両用眼鏡の場合、近くを見る場合にはプラスのパワーを持つレンズが、遠くを見る場合にはマイナスのパワーを持つレンズが必要となるが、そのパワーの変化の範囲が０を跨がない液晶レンズはこの用途には応用できない。
【０００５】
液晶レンズの他にも、液晶レンズの液晶を、電界の分布に応じて部位によりその屈折率を変える所定の物質（その一例として、電気光学結晶、例えば、KTN（タンタル酸ニオブ酸カリウム、KTa1-xNbxO3）を挙げることができる。）に置換えることにより可変焦点レンズを得ることも可能であるが、そのような可変焦点レンズであっても、そのパワーの変化の範囲が０を跨がないのであればその用途に制限が生じるのは液晶レンズの場合と同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９２００９
【特許文献２】特開２００６−３１３２４８
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】液晶分子配向効果と新規光学デバイスへの応用（秋田大学電気電子工学科  佐藤  進／２００６年日本液晶学会討論会）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、液晶レンズを初めとする可変焦点レンズを利用した、パワーの変化範囲が０を跨ぐレンズ構造を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、液晶レンズのパワーと、レンズのパワーが互いに逆の関係にある、以下の２つの発明を提案する。
１つ目の発明は、所定の間隔をおいて配された２枚の透明な板、前記２枚の板に沿って前記板のそれぞれと対にして設けられた２つの透明電極、前記２つの透明電極の間に配された液晶層、前記２つの透明電極の間に所望の電圧を印加する電圧印加手段、を有し、前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、前記液晶層に屈折率分布が生じるようになっている、液晶レンズと、プラスのパワーを有し、前記液晶レンズと共通の光軸上に（例えば、液晶レンズに近接させて）置かれたレンズと、を備えているレンズ構造である。
そして、このレンズ構造における前記液晶レンズは、前記電圧印加手段が前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に前記液晶層に生じる前記屈折率分布が、当該液晶層を含む前記液晶レンズのパワーが前記レンズのプラスのパワーを打消す以上のマイナスのパワーを生じるようなものとなっている。
２つ目の発明は、所定の間隔をおいて配された２枚の透明な板、前記２枚の板に沿って前記板のそれぞれと対にして設けられた２つの透明電極、前記２つの透明電極の間に配された液晶層、前記２つの透明電極の間に所望の電圧を印加する電圧印加手段、を有し、前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、前記液晶層に屈折率分布が生じるようになっている、液晶レンズと、マイナスのパワーを有し、前記液晶レンズと共通の光軸上に置かれたレンズと、を備えているレンズ構造である。
そして、このレンズ構造における前記液晶レンズは、前記電圧印加手段が前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に前記液晶層に生じる前記屈折率分布が、当該液晶層を含む前記液晶レンズのパワーが前記レンズのマイナスのパワーを打消す以上のプラスのパワーを生じるようなものとなっている。
これら２つのレンズ構造は、レンズ（これは、焦点或いはパワーが変化しない古典的なレンズを意味する。）と液晶レンズを組合わせたものである点で共通する。これらレンズ構造は、レンズにより固定のプラスのパワー又はマイナスのパワーをバックグラウンドとして持ち、且つ液晶レンズによりレンズが持つプラスのパワーを打消す以上のマイナスのパワー又はレンズが持つマイナスのパワーを打消す以上のプラスのパワーを生じさせるものとなっている。このような構成により、これら２つのレンズ構造はともに、液晶レンズとレンズの合成のパワーが０を跨いで変化するようなものとなる。
【００１０】
上述の２つの発明はいずれも、それらが持つ液晶レンズを可変焦点レンズに置換えることにより、より一般化することができる。つまり、上述の２つの発明では、それらが持っていた液晶層を、２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、屈折率分布が生じるようになっている、２つの透明電極の間に配された所定の物質による層に置換えることが可能である。
そのような場合、上述の１つ目の発明は、所定の間隔をおいて配された２枚の透明な板、前記２枚の板に沿って前記板のそれぞれと対にして設けられた２つの透明電極、前記２つの透明電極の間に配された所定の物質による層、前記２つの透明電極の間に所望の電圧を印加する電圧印加手段、を有し、前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、前記層に屈折率分布が生じるようになっている、可変焦点レンズと、プラスのパワーを有し、前記可変焦点レンズと共通の光軸上に置かれたレンズと、を備えており、前記可変焦点レンズは、前記電圧印加手段が前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に前記層に生じる前記屈折率分布が、当該層を含む前記可変焦点レンズのパワーが前記レンズのプラスのパワーを打消す以上のマイナスのパワーを生じるようなものとなっている、レンズ構造となる。
また、そのような場合、上述の２つ目の発明は、所定の間隔をおいて配された２枚の透明な板、前記２枚の板に沿って前記板のそれぞれと対にして設けられた２つの透明電極、前記２つの透明電極の間に配された所定の物質による層、前記２つの透明電極の間に所望の電圧を印加する電圧印加手段、を有し、前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に、前記層に屈折率分布が生じるようになっている、可変焦点レンズと、マイナスのパワーを有し、前記可変焦点レンズと共通の光軸上に置かれたレンズと、を備えており、前記可変焦点レンズは、前記電圧印加手段が前記２つの透明電極の間に電圧を印加した場合に前記層に生じる前記屈折率分布が、当該層を含む前記可変焦点レンズのパワーが前記レンズのマイナスのパワーを打消す以上のプラスのパワーを生じるようなものとなっている、レンズ構造となる。
【００１１】
以上説明した本発明は、以下のようなバリエーションを持ちうる。
なお、以下の説明では、説明を具体的なものとするために、可変焦点レンズが液晶レンズであるという前提で記述を行なうが、液晶レンズの液晶を上述の如き「所定の物質」に置換えることは可能であり、そのような「所定の物質」を有する可変焦点レンズを液晶レンズに代えて持つ発明もが以下の説明で開示されていることは、当業者であれば当然に理解できるであろう。
【００１２】
本発明における前記液晶レンズは、電圧印加手段が２つの透明電極の間に電圧を印加した場合、液晶層に屈折率分布が生じるようなものとされている。
液晶層に屈折率分布を生じさせるための仕組みはどのようなものでもよく、例えば、透明電極のうちの１つに、背景技術の欄で述べたような孔を開けておくのもその一例となる。
それ以外の例として、液晶レンズが、前記２つの透明電極に挟まれた空間に、前記２枚の透明電極の面方向に誘電率分布を与える誘電率分布形成手段を備えている、というものを挙げることができる。
透明電極の少なくとも一方に開口を設ける背景技術で紹介した液晶レンズの場合、開口の内側に位置する液晶層には、それに電位差を与える透明電極が近接しては存在しないため（液晶層のうち開口の内側に位置する部分は、両側から透明電極に挟まれているわけではない。）、開口が大きい場合、開口の縁から開口の中心にかけての電界の勾配を、所望の状態に保つのが難しい。両透明電極間に作る電位差を大きくすれば、かかる電界の勾配を好ましい範囲に保つことができるかもしれないが、開口が大きくなればなるほど両透明電極間に印加すべき電位差が大きくなる。両透明電極間に与える電位差を大きくする場合には、高電圧を発生させるための電源が必要となるためコスト的に難があり、また、安全性の面でもやや難がある。つまり、従来の液晶レンズには、形状、大きさについての制限が強くあり、また、液晶レンズの面積の割に低電圧で駆動させることが難しいという不具合がある。
上述の如き誘電率分布形成手段を設ける液晶レンズは、２つの透明電極のどちらにも開口がなくても、両透明電極間に電位差を形成した場合、上述の誘電率の変化によって、２枚の透明な板の間に生じる電界を、板の場所によって変化させることができ、それにより液晶層の場所によって液晶の配向状態を変化させられるようになる。このような液晶レンズは、従来技術の如く透明電極に孔を空けることが不要となり、両透明電極間の距離を両透明電極のすべての範囲で小さく保ち得るものとなるため、透明電極間に与える電位差を小さくするにも好適であるから、本発明のレンズ構造で用いるに都合が良い。
【００１３】
本発明の液晶レンズに用いられる板は平らな板でもよいが、必ずしも平らな板である必要はない。例えば、板は、湾曲していてもよい。また、本発明の液晶レンズに用いられる板の少なくとも一方の面には、凹凸があってもよい。２枚の板は、略平行に配されるが、完全に平行でなくともよい。２枚の板がともに平らな板で、凹凸がなく、且つ互いに完全に平行であれば、液晶レンズを薄くすることが可能となる。
本発明のレンズ構造におけるレンズは、液晶レンズの板のうちの一方と一体化していても構わない。例えば、板のうちの一方が、外向きに膨らむドーム状の部分を備えている場合には、そのドーム状の部分が、本発明のレンズになる。
【００１４】
本発明における誘電率分布形成手段が形成する誘電率の分布は、液晶レンズが持つべき目的に応じて適当に選択すればよい。誘電率の変化は、例えば、板の形状（形状次第で板自体がレンズとして機能する場合も想定できる。）、液晶レンズと組合されるレンズその他の他の光学系との兼ね合いで設計すればよい。
例えば、本発明における前記誘電率分布形成手段が与える誘電率分布は、例えば２つの前記透明電極に電圧を印加しているときに前記２枚の板に垂直に入射した場合の光の屈折率が、光軸を中心として漸増するか又は漸減するようなものとされていてもよい。このようにすれば、光軸を中心として漸増するか又は漸減する屈折率を有するレンズに、液晶レンズを組合わせ易くなる。この場合、前記誘電率分布形成手段が与える誘電率分布は、同心円状の分布となっていてもよい。
【００１５】
本発明における誘電率分布形成手段は、誘電率分布を形成できるのであれば具体的な構成は不問である。例えば、前記誘電率分布形成手段は、その粒径が前記液晶レンズの透明度に影響を与えない程度とされた誘電体の粉末の濃度の分布によって形成されていてもよい。
前記誘電体は、どのようなものでもよいが、例えば、チタン酸バリウムとすることができる。
前記誘電体の粒径は、前記液晶レンズの透明度（多くの場合、可視光に対する透明度）に影響を与えない程度であればよいが、例えば、その直径がμｍ以下のオーダーであればよいと考えられる。
前記誘電率分布形成手段は、層状であってもよい。この場合の『層状』という文言には、全体として連続である層の他、全体として不連続な層をも含むものとする。全体として不連続な層とは、例えば、層の一部に抜けがある場合、層が散点状である場合である。
【００１６】
本発明では、上述した誘電率分布形成手段は、既に述べたように、２つの透明電極に挟まれた空間内に設けられていればよい。なお、本願で『２つの透明電極に挟まれた空間内』という文言には、２つの透明電極に挟まれた空間に加え、２つの透明電極のその空間に臨む面をも含むものとする。
本発明では、液晶レンズにおける２つの透明電極は、２枚の板のそれぞれと対とされる。つまり、本発明には、板と透明電極の組が２対ある。これら２対の板と透明電極の組はともに、板が内側透明電極が外側という位置関係にあってもよく、その逆の位置関係にあってもよい（なお、本願で『外側』という文言は、液晶層の厚さ方向の中心から遠い側を意味する）。２対の板と透明電極の組の双方で、透明電極と板の位置関係（内外の位置関係）が同じである必要性は存在しない。
透明電極は、板に沿って設けられるが、板と必ずしも密着している必要はない。透明電極と板の間に他の部材が存在していてもよい。
【００１７】
対になった板と透明電極の位置関係にもよるが、本発明における誘電率の変化は、以下に例示する場所に設けることができる。
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の外側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられている場合、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極の内側の面に設けられていてもよい。
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の外側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられている場合、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極と対にされた前記板に設けられていてもよい。この場合、誘電率分布形成手段は、２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板のどの部分（例えばその内部）に設けられていてもよいが、２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の少なくとも一方の面に設けられていてもよい。
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の外側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられている場合、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極の内側（例えば、当該透明電極と当該透明電極と対にされた前記板との間、或いは当該透明電極と対にされた前記板の内側）に設けられた透明な透明層に設けられていてもよい。透明層がある場合、誘電率分布形成手段は、透明層のどの部分（例えばその内部）に設けられていてもよいが、前記誘電率分布形成手段は、前記透明層の少なくとも一方の面に設けられていてもよい。
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の内側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられている場合には、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極の内側の面に設けられていてもよい。
２対の前記板と前記透明電極のうちの一対に含まれる前記板の内側に当該板と対にされた前記透明電極が設けられている場合には、前記誘電率分布形成手段は、当該透明電極の内側に設けられた透明な透明層に設けられていてもよい。透明層がある場合、誘電率の変化は透明層のどの部分（例えばその内部）に設けられていてもよいが、前記誘電率分布形成手段は、前記透明層の少なくとも一方の面に設けられていてもよい。
なお、誘電率の変化は、２対ある板と透明電極（と、場合によっては透明層）からなる組の双方に設けられていてもよい。
透明電極の内側の面に誘電率分布形成手段が設けられる場合、前記誘電率分布形成手段は、前記透明電極の内側の面に、その粒径が前記液晶レンズの透明度に影響を与えない程度とされた誘電体の粉末の濃度の分布を設けることによって、誘電率分布を形成するようなものとすることができる。
板の表面に前記誘電率分布形成手段が設けられる場合、前記誘電率分布形成手段は、前記板の少なくとも一方の面に、その粒径が前記液晶レンズの透明度に影響を与えない程度とされた誘電体の粉末の濃度の分布を設けることによって、誘電率分布を形成するようなものとすることができる。
透明層の表面に誘電率分布形成手段が設けられる場合、前記誘電率分布形成手段は、前記透明層の少なくとも一方の面に、その粒径が前記液晶レンズの透明度に影響を与えない程度とされた誘電体の粉末の濃度の分布を設けることによって、誘電率分布を形成するようなものとすることができる。
板、透明電極、透明層などの所定の物の表面に誘電体の粉末を分布させる場合には、何らかのバインダに誘電体の粉末を混入したインク様のものを用いて印刷を行うことで、その所定の物の表面に誘電体の粉末の濃度の分布を作ることができる。印刷の技術は、高度に完成しているので、板、透明電極、透明層等の表面に誘電体の粉末の濃度分布を作るには大きな困難はない。
【００１８】
本願のレンズ構造に含まれる液晶レンズは、様々な分野での応用が期待されるが、例えば、以下のような遠近両用眼鏡への応用が期待される。
その遠近両用眼鏡は、上述した液晶レンズ、及びレンズを、ユーザの眼の前方に固定するための固定手段を備えている、遠近両用眼鏡である。
このような遠近両用眼鏡であれば、遠くを見ることと近くを見ることの双方を液晶レンズの全範囲を用いて行えるので、レンズの上部と下部を分割してそれぞれに、遠くを見るための機能と、近くを見るための機能を与えている従来の遠近両用眼鏡と比較して、視野を広くとれるようになる。
遠近両用眼鏡は、前記遠近両用眼鏡を身につけているユーザが見ていると推定される対象物までの距離を測定する測距手段を備えており、前記電圧印加手段は、前記測距手段で測定した前記対象物までの距離に基づいて、前記２つの透明電極の間に印加する電圧を制御するようになっていてもよい。このような遠近両用眼鏡であれば、遠視用眼鏡として働くときと近視用眼鏡として働くときの切換えを、自動的に行えるようになる。
このような自動的な切換え機能を有する遠近両用眼鏡は、プラスからマイナスに亘る範囲のパワーの切換えを連続的に行うものであってもよいし、プラスのあるパワーとマイナスのあるパワーの例えば２つのパワーという複数の不連続なパワーを選択できるようになっているものであってもよい。後者の場合の遠近両用眼鏡は、例えば、前記対象物までの距離が予め定められた所定の距離である基準距離よりも大きいか小さいかを判定する判定手段を備えており、前記電圧印加手段は、前記判定手段が、前記対象物までの距離が前記基準距離よりも大きいと判定した場合には、前記液晶レンズと前記レンズの合成後のパワーがマイナスとなるように、前記判定手段が、前記対象物までの距離が前記基準距離よりも小さいと判定した場合には、前記液晶レンズと前記レンズの合成後のパワーがプラスとなるように、前記２つの透明電極の間に印加する電圧を制御するようになっていてもよい。基準距離を閾値とした遠視用眼鏡として働くときと近視用眼鏡として働くときの切換えを行うことにより、遠視用眼鏡として働くときと近視用眼鏡として働くときの自動的な切換えを簡易に実現できるようになる。
前記測距手段は、前記ユーザの顔の正面方向にある物を前記対象物として、当該対象物までの距離を測定するようになっていてもよい。ユーザの顔の正面方向にある物を対象物と見做すことにより、遠視用眼鏡として働くときと近視用眼鏡として働くときの切換えをある程度正確に行えるようになる。
遠近両用眼鏡に用いる測距手段は、例えば、デジタルカメラで汎用されているＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）機能を実現するために用いられているものを応用することができる。測距手段が測定するパラメータは、必ずしも対象物までの距離である必要はなく、測距手段は、測定した他のパラメータに演算を行うことで対象物までの距離を間接的に求められるものになっていても構わない。ＡＦ機構では、対象物までの距離を測定する場合に加えて、ＣＣＤ等の撮像素子に映りこんでいる対象物のエッジのシャープさなどに基づいてＡＦの機能を実現するものもあるが、そのような原理を用いて間接的に対象物までの距離を測定するものも、本願の測距手段に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態による液晶レンズの構成を示す斜視図。
【図２】図１に示した液晶レンズの透明電極の一面を概念的に示す平面図。
【図３】変形例１による液晶レンズの構成を示す斜視図。
【図４】変形例２による液晶レンズの構成を示す斜視図。
【図５】変形例３による液晶レンズの構成を示す斜視図。
【図６】変形例４による液晶レンズの構成を示す斜視図。
【図７】遠近両用眼鏡の構成を示す斜視図。
【図８】図７に示した遠近両用眼鏡中のレンズ群の構成を示す縦断面図。
【図９】図７に示した遠近両用眼鏡中のレンズ群の他の構成を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
≪液晶レンズ≫
まず、この実施形態で用いられる液晶レンズの構成について説明する。
液晶レンズ１００Ａの概略的構成を図１に示す。
この液晶レンズ１００Ａは、２枚の透明な板１０を有している。この実施形態の透明な板１０は、必ずしもこの限りではないが、厚さが均一な、平らな板とされている。この実施形態では、これら板１０は、ガラス製であるが、例えば、アクリルなどの樹脂製とすることができる。この実施形態では、２枚の透明な板１０は同形状の矩形であり、互いに平行とされている。
２枚の透明な板１０それぞれの内側には、透明電極２０が設けられている。透明電極２０は、公知のものでよく、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）、酸化亜鉛、酸化スズなどを材料として形成されている。透明電極２０は、スパッタリング法、真空蒸着法、ゾル・ゲル法、クラスタービーム蒸着法、ＰＬＤ法などの公知の方法で、この実施形態では板１０の内側の面に密着させた状態で設けられている。
２枚の板１０の間には、液晶層３０が設けられている。この実施形態では、２枚の板１０の間に、透明電極２０を介して液晶層３０が設けられている。必ずしもこの限りではないが、この実施形態では、液晶層３０は、それが位置する部分における電界の大きさが大きくなる程、その部分の液晶の配向の程度が大きくなり、屈折率が小さくなるようなものとされている。なお、この実施形態で使用する液晶は、サーモトロピック液晶であり、より詳細には、誘電異方性が正のネマティック液晶である。
もっとも、その名前にも関わらず、液晶層３０は必ずしも液晶で構成されている必要はなく、２つの透明電極２０の間に電圧を印加した場合に、電界に応じた屈折率分布を生じるような性質を持つ所定の物質により構成されていればよい。そのような物質で作られた層の一例が液晶で作られた液晶層であり、他の例が電気光学結晶、例えば、KTN（タンタル酸ニオブ酸カリウム、KTa1-xNbxO3）により作られた電気工学結晶層である。
透明電極２０は、外部の電源回路４０とケーブル４１で接続されている。電源回路４０は、２つの透明電極２０の間に所望の電位差を印加できるようなものになっている。
【００２２】
この実施形態では、両透明電極２０が、板１０の内側にあるため、透明電極２０の内側の面に、誘電率を変化させるための工夫を行ってある。
その工夫とは、以下のようなものである。
この実施形態では、２つの透明電極２０のうちの一方の内側の面に、平面視した場合の透明電極２０の中心を中心とし、同心円状の濃度分布を有するようにして、誘電体の粉末が付着させられている。
誘電体としては、例えば、Ｒｏｃｈｅｌｌｅ塩（略称：Ｒ塩）、リン酸２水素カリ（略称：ＫＤＰ)、ＫＤＰの同類物質のヒ酸カリなどの公知のものを用いることができるが、この実施形態では、より汎用されているチタン酸バリウム（略称：ＢＴ）を用いることとしている。
誘電体の粉末の粒径は、液晶レンズ１００Ａの透明度（この実施形態では、可視光に対する透明度）に影響を与えない程度に小さければよいが、この実施形態では、μｍオーダー以下の大きさとし、より詳細にはｎｍのオーダーとしている。つまり、この実施形態における誘電体の粉末は、いわゆるナノ粒子である。
誘電体の透明電極２０への付着は、ポリビニルアルコール等のバインダと、誘電体の粉末とを含むディスパージョンを、インクジェット印刷の装置を用いて透明電極２０の内側の面に印刷することにより行うことができる。
透明電極２０の誘電体が印刷された面の状態を概念的に、図２に示す。図２における破線で示した円で囲まれた範囲に、誘電体の印刷がなされている。円の中心は、上述したように透明電極２０の中心と一致している。円の中心における誘電体の濃度は、この実施形態では、略０である。円の縁における透明電極２０の濃度は、この部分に生じさせるべき屈折率の大きさに応じて決定する。誘電体の濃度は、この実施形態では、円の半径方向で見た場合、円の中心から外側に向けて滑らかに漸増するようになっている。
誘電体の粉末を含むバインダは、必ずしもこの限りではないが、この実施形態では、層状になる。誘電体の粉末を含むバインダは、連続的な層状になっていても不連続な層状になっていても構わないが、この実施形態では、インクジェット式の印刷により、不連続な層状になる。
なお、この実施形態では、２つの透明電極２０のうちの一方の内側の面に設けられる誘電体の濃度分布は、所定の点を中心として、内から外に向けてその濃度が漸増するような同心円状の分布とされているが、これとは逆に、所定の点を中心として内から外に濃度が漸減するような同心円状の分布とすることも可能である。
また、この実施形態では、２つの透明電極２０のうちの一方の内側の面に、上述した如き誘電体の粉末による濃度分布を形成することとしたが、２つの透明電極２０の双方の内側の面に、上述の如き誘電体の粉末による濃度分布を形成してもよい。もっとも、２つの透明電極２０の双方の内側の面に、上述の如き誘電体の粉末による濃度分布を形成する場合には、透明電極２０の内側の面に形成する誘電体の粉末による濃度分布の態様は、必ずしも同じである必要はない。
【００２３】
この実施形態の液晶レンズ１００Ａは、以下のように動作する。
まず、液晶レンズ１００Ａに含まれる２つの透明電極２０の間に電位差がない場合（電源回路４０が、２つの透明電極２０の間に電位差を与えていない場合）には、この実施形態の液晶レンズ１００Ａはレンズとして機能せず、基本的にはその焦点距離は無限遠である。もっとも、液晶レンズ１００Ａは、上述した誘電体の粉末の濃度分布により、その広さ方向の部分によって誘電率が異なるため、それに基づいてその広さ方向の部分によって屈折率が異なる場合がある。この場合には、液晶レンズ１００Ａは、誘電体の粉末の濃度分布に応じた屈折率の分布によりレンズとして機能することになるが、それを考慮してもその焦点距離はかなり長いものとなる。
上述の電源回路４０が、２つ透明電極２０の間に電位差を与えた場合には、液晶レンズ１００Ａはレンズとして機能することになる。電源回路４０が２つの透明電極２０の間に電位差を与えた場合、２枚の透明電極２０の間に電界が生じるが、この電界は一方の透明電極２０の内側に設けられた上述の円の中心（透明電極２０の中心）に近い程低くされた誘電体の粉末の濃度分布にしたがって、上述の円の中心（透明電極２０の中心）に近いほど弱く、円の中心から離れる程強くなる。ただし、円の外側の電界は一様である。そのため、２つの透明電極２０の間に電位差を与えた場合における液晶層３０の配向の程度は、透明電極２０の中心から遠いほど強くなり、透明電極２０の中心に近いほど液晶による屈折率が大きくなる。これは、液晶レンズ１００Ａが（より正確には、液晶レンズ１００Ａのうち上述の円に対応した部分が）、正のパワーを持つ凸レンズと同様に機能することを意味する。電源回路４０が２つの透明電極２０の間に与える電位差が大きくなると、全体的に液晶層３０中の液晶の配向の程度が大きくなるので、一定の閾値に電位差が到達するまでは、２つの透明電極２０の間に設けられる電位差が大きくなればなるほど液晶レンズ１００Ａのパワーが大きくなる。
なお、誘電体の濃度分布を中心に近い程高くした場合には、２つの透明電極２０間に電位差を与えた場合における屈折率の分布は、透明電極２０の中心に近い場所程小さくなる。これは、そのような液晶レンズ１００Ａが負のパワーを持つ凹レンズと同様に機能することを意味する。この場合には、電源回路４０が２つの透明電極２０の間に与える電位差が大きくなると、液晶レンズ１００Ａのパワーはそれに連れて小さくなる。
【００２４】
＜変形例１＞
変形例１による液晶レンズ１００Ｂについて説明する。
変形例１による液晶レンズ１００Ｂは、基本的に実施形態による液晶レンズ１００Ａと同様の構成を備える。
変形例１による液晶レンズ１００Ｂは、図３に示したように、実施形態による液晶レンズ１００Ａの場合と同様に、外側から、２枚の板１０、２つの透明電極２０、及び液晶層３０を備え、２つの透明電極２０と接続された電源回路４０を備えている。変形例１の液晶レンズ１００Ｂの板１０、透明電極２０、液晶層３０の機能は、実施形態の場合のそれらと、それぞれ同様である。
変形例１の液晶レンズ１００Ｂが、実施形態による液晶レンズ１００Ａと異なるのは、変形例１の液晶レンズ１００Ｂは、実施形態による液晶レンズ１００Ａが備えていなかった透明層５０を、透明電極２０と液晶層３０の間に２つ備えているという点である。透明層５０は、透明な層であり、この変形例１では、薄い膜状に形成された樹脂によって構成されている。透明層５０を構成する樹脂の種類は特に問わない。この変形例１では、２つの透明層５０の少なくとも一方に、誘電体の粉末による図２に示したような濃度分布が設けられている。かかる濃度分布は、必ずしもこの限りではないが、この変形例１では、２つの透明層５０の少なくとも一方の少なくとも片面に設けられている。透明層５０に誘電体による濃度分布を形成する方法は、実施形態の場合と同様の印刷によればよい。
なお、２つの透明層５０の双方に誘電体の濃度分布を形成しない場合には、透明層５０は１層でよい。
【００２５】
＜変形例２＞
変形例２による液晶レンズ１００Ｃについて説明する。
変形例２による液晶レンズ１００Ｃは、基本的に実施形態による液晶レンズ１００Ａと同様の構成を備える。
変形例２による液晶レンズ１００Ｃは、図４に示したように、実施形態による液晶レンズ１００Ａが備えるのと同様の、２枚の板１０、２つの透明電極２０、液晶層３０、及び２つの透明電極２０と接続された電源回路４０を備えている。
変形例２の液晶レンズ１００Ｃが、実施形態による液晶レンズ１００Ａと異なるのは、変形例２の液晶レンズ１００Ｃでは、実施形態の場合とは逆に、２つの透明電極２０がともに、板１０の外側にそれぞれ設けられているという点である。
この変形例２では、２枚の板１０の少なくとも一方の片面に、誘電体の粉末が、実施形態の場合と同様の手法、濃度分布で配されている。
なお、変形例２の液晶レンズ１００Ｃでは、板１０の表面に誘電体の粉末を配するのと同時に、或いはそれに代えて、誘電体の粉末が、実施形態の場合と同様の手法、濃度分布で透明電極２０の内側の面に配されていてもよい。
【００２６】
＜変形例３＞
変形例３による液晶レンズ１００Ｄについて説明する。
変形例３による液晶レンズ１００Ｄは、基本的に変形例１による液晶レンズ１００Ｂと同様の構成を備える。
変形例３による液晶レンズ１００Ｄは、図５に示したように、変形例１による液晶レンズＢが備えるのと同様の、２枚の板１０、２つの透明電極２０、液晶層３０、２つの透明層５０、及び２つの透明電極２０と接続された電源回路４０を備えている。
変形例３の液晶レンズ１００Ｄが、変形例１による液晶レンズ１００Ｂと異なるのは、変形例３の液晶レンズ１００Ｄでは、２つの透明電極２０がともに、変形例１の場合とは逆に板１０の外側にそれぞれ設けられており、且つ対になっている板１０と透明電極２０の間に２つの透明層５０がそれぞれ設けられている、という点である。
この変形例３では、誘電体の粉末が、変形例１の場合と同様の手法、濃度分布でいずれかの透明層５０（例えば、透明層５０のいずれかの面）に配されている。
なお、上述の如き誘電体の粉末によって濃度分布が設けられた透明層５０は、２つの板１０の内側（例えば、２つの板１０の内側の面に密接して）設けられていてもよい。
ただし、２つの透明層５０の片方にしか誘電体の濃度分布を形成しない場合には、透明層５０は１層でよい。
【００２７】
＜変形例４＞
変形例４による液晶レンズ１００Ｅについて説明する。
変形例４による液晶レンズ１００Ｅは、基本的に変形例３による液晶レンズ１００Ｄと同様の構成を備える。
変形例４による液晶レンズ１００Ｅは、図６に示したように、変形例３による液晶レンズ１００Ｄが備えるのと同様の、２枚の板１０、２つの透明電極２０、液晶層３０、２つの透明層５０、及び２つの透明電極２０と接続された電源回路４０を備えている。
変形例４の液晶レンズ１００Ｅが、変形例３による液晶レンズ１００Ｄと異なるのは、変形例４の液晶レンズ１００Ｄでは、変形例３の場合では、対になっている板１０と透明電極２０の間にそれぞれ設けられていた２つの透明層５０がともに、板１０の内側にそれぞれ設けられているという点である。
この変形例４では、誘電体の粉末が、変形例３の場合と同様の手法、濃度分布でいずれかの透明層５０に（例えば、透明層５０のいずれかの面）に配されている。
なお、２つの透明層５０の双方に誘電体の濃度分布を形成する必要がない場合には、誘電体の濃度分布を形成しない透明層５０は不要である。その場合には、透明層５０は一層となる。
【００２８】
≪遠近両用眼鏡≫
次に、上記≪液晶レンズ≫の欄で説明した上述の如き液晶レンズ１００（１００Ａ〜１００Ｅのいずれか）を応用した、遠近両用眼鏡について説明する。
この遠近両用眼鏡３００は、図７に示したように、眼鏡様に構成されている。
この遠近両用眼鏡３００は、２つのフレーム２１０と、２つのフレーム２１０を繋ぐブリッジ２２０と、２つのフレーム２１０の外側に取付けられたテンプル２３０と、を備えている。フレーム２１０、ブリッジ２２０、テンプル２３０は、例えば金属で構成することができるが、この実施形態では、樹脂で作られている。テンプル２３０は、フレーム２１０に対して折り畳むことができるようになっていてもよい。また、ブリッジ２２０又はフレーム２１０の内側部分には、公知のノーズパッドが設けられていてもよい。
フレーム２１０は、この実施形態では、必ずしもこの限りではないが、円形のドーナツ形状とされている。両フレーム２１０の内側の空間には、レンズ群Ｘが嵌めこまれている。レンズ群Ｘは、本願におけるレンズ構造に相当する。レンズ群Ｘの構成については後述する。
【００２９】
テンプル２３０には、制御ユニット１１０が取付けられている。制御ユニット１１０は、この実施形態では直方体形状に形成された樹脂製のケースに、≪液晶レンズ≫の欄で説明した電源回路４０を収納したものとされている。制御ユニット１１０は、また、電源回路４０の制御を行う制御回路を収納している。なお、図７にも本来は、電源回路、制御回路を記載すべきであるが、簡単のため図７ではこれらの図示をともに省略している。制御回路は、いずれも周知技術であるためともに図示を省略するＣＰＵとメモリを含んで構成されており、ＣＰＵがメモリに記録されたプログラムを実行することにより、２つの透明電極２０に与える電位差を所定のタイミングで自動的に変化させるように電源回路４０を制御するようなものとなっている。
制御ユニット１１０の正面には、測距機構１１１が設けられている。測距機構１１１は、制御ユニット１１０の正面にあり遠近両用眼鏡３００を身に着けたユーザの正面の所定の物である対象物（これは、ユーザが見ている可能性の高い物である。）までの距離を測定するものである。かかる、測距機構１１１は、デジタルカメラの技術分野で周知のものであるから、その構成の詳述を省略する。制御回路は、測距機構１１１から、対象物までの距離についての情報を受付けるようになっており、且つその情報を用いて、遠近両用眼鏡３００の２つの透明電極２０に与える電位差を変化させるように電源回路を制御するようになっている。図示せぬメモリには、また、後述する基準距離についてのデータが記録されている。
【００３０】
次いで、レンズ群Ｘの構成について説明する。
レンズ群Ｘは、この実施形態では、図８に示したように構成されている。
レンズ群Ｘは、液晶レンズ１００と、負のパワーを有する凹レンズ１５０との組合わせによって構成されている。必ずしもこの限りではないが、凹レンズ１５０は、両凹レンズである。
液晶レンズは、≪液晶レンズ≫の欄で説明した液晶レンズ１００のいずれか（１００Ａ〜１００Ｅのいずれか）が嵌めこまれている。液晶レンズ１００は、既に説明した通り、２枚の透明な板１０、２つの層状の透明電極２０、液晶層３０、及び場合によっては２つの透明層５０を備えている。ただし、これら２枚の透明な板１０、２つの層状の透明電極２０、液晶層３０、及び場合により存在する２つの透明層５０は、この実施形態の遠近両用眼鏡３００に応用する場合にはすべて、フレーム２１０の内側の空間の形状に対応した形（即ち、この実施形態では円形）とされている。より詳細には、この遠近両用眼鏡３００の液晶レンズ１００に含まれる板１０は、図２で示した破線の内側の部分に対応したものとされている。つまり、この遠近両用眼鏡３００の液晶レンズ１００は、図２に示された液晶レンズのうち、破線で囲まれた部分の板１０、及びそれに対応する透明電極２０と液晶層３０、及び場合によっては透明層５０を切出したような形状となっている。なお、透明電極２０は、ケーブル４１を介して電源回路４０と接続されている。それにより２つの透明電極２０の間の電位差は、電源回路４０により制御できるようにされている。
液晶レンズ１００は、実施形態で説明したように、透明電極２０の間に電位差を印加しない場合にはレンズとして機能しないか、或いはレンズとして殆ど機能しない。他方、液晶レンズ１００は、透明電極２０の間に電位差を印加することでプラスのパワーを持つものとなっている。つまり、この実施形態の液晶レンズ１００では、図２に示した如く、誘電体の粉末の濃度分布は中心に近づくほど濃度が低くなるようになっている。この実施形態の液晶レンズ１００は、透明電極２０の間に印加する電位差をある程度以上大きくした場合には、液晶レンズ１００と凹レンズ１５０による合成のパワーがプラスになるようになっている。
凹レンズ１５０は、レンズとして機能しているときの液晶レンズ１００と同軸となるように配されている。なお、凹レンズ１５０と液晶レンズ１００の前後方向の位置関係は不問である。
【００３１】
ユーザは、通常の眼鏡と同様の方法で、２つのテンプル２３０を両耳にかけてこの遠近両用眼鏡３００を用いる。その状態で、２つのレンズ群Ｘはそれぞれ、ユーザの右眼と左眼の前に位置することになる。ユーザは、この遠近両用眼鏡３００を使用するとき、レンズ群Ｘを通して外界を見ることになる。
このとき、電源回路４０は、制御回路に制御されて、動的に、液晶レンズ１００の２つの透明電極２０の間の電位差を変化させる。これにより、液晶レンズ１００は、焦点距離を変化させる。制御回路は、測距機構１１１からそのとき受取っている対象物までの距離についてのデータが、対象物までの距離が所定の基準距離（この実施形態では、例えば６０ｃｍ）より遠いということを示すものである場合には、液晶レンズ１００が近視用の眼鏡のレンズと同様に機能するような電位差を２つの透明電極２０間に印加する。この場合には、２つの透明電極２０間に電位差は印加されない。このとき、液晶レンズ１００と凹レンズ１５０の合成のパワーは、通常の近視用の眼鏡と同様、マイナスとなる。
他方、測距機構１１１からそのとき受取っている対象物までの距離についてのデータが、対象物までの距離が所定の基準距離より近いということを示すものである場合には、制御回路は、液晶レンズ１００が遠視用の眼鏡のレンズと同様に機能するような電位差を２つの透明電極２０間に印加する。このとき、液晶レンズ１００と凹レンズ１５０の合成のパワーは、通常の遠視用の眼鏡と同様、プラスとなる。
以上のような動作により、この遠近両用眼鏡３００を身に着けたユーザは、遠くを見ている場合には近視用の眼鏡を掛けているような状態で外界を見ることができ、近くを見ている場合には遠視用の眼鏡を掛けているような状態で外界を見ることができる。いずれの場合でも、ユーザは、普通の遠近両用眼鏡を掛けているときのように、視界を狭められることはない。
なお、この実施形態では、液晶レンズ１００と制御ユニット１１０を含むレンズ群は、右眼用と左眼用の２つ存在したが、いずれかの眼用に１つだけとすることも可能である。
【００３２】
なお、レンズ群Ｘは、図９に示したように構成されていても構わない。
この場合のレンズ群Ｘは、液晶レンズ１００と、正のパワーを有する凸レンズ１６０との組合わせによって構成されている。必ずしもこの限りではないが、凸レンズ１６０は、両凸レンズである。
液晶レンズ１００は、実施形態で説明したように、透明電極２０の間に電位差を印加しない場合にはレンズとして機能しないか、或いはレンズとして殆ど機能しない。他方、この場合の液晶レンズ１００は、透明電極２０の間に電位差を印加することでマイナスのパワーを持つものとなっている。つまり、この実施形態の液晶レンズ１００では、図２に示した場合と逆に、誘電体の粉末の濃度分布は、中心に近づくほど濃度が高くなるようになっている。この実施形態の液晶レンズ１００は、透明電極２０の間に印加する電位差をある程度大きくした場合には、液晶レンズ１００と凸レンズ１６０による合成のパワーがマイナスになるようになっている。
このようなレンズ群Ｘを有する場合、制御回路は、測距機構１１１からそのとき受取っている対象物までの距離についてのデータが、対象物までの距離が所定の基準距離より近いということを示すものである場合には、液晶レンズ１００が遠視用の眼鏡のレンズと同様に機能するような電位差を２つの透明電極２０間に印加する。他方、測距機構１１１からそのとき受取っている対象物までの距離についてのデータが、対象物までの距離が所定の基準距離より遠いということを示すものである場合には、制御回路は、液晶レンズ１００が近視用の眼鏡のレンズと同様に機能するような電位差を２つの透明電極２０間に印加する。この場合には、２つの透明電極２０間に、液晶レンズ１００のパワーが凸レンズ１６０の持つプラスのパワーを打消す以上のマイナスのパワーを持つようになるような電位差が印加されることになる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  板
２０  透明電極
３０  液晶
４０  電源回路
５０  透明層
４１  ケーブル
１００  液晶レンズ
１１０  制御ユニット
２１０  フレーム
２３０  テンプル
３００  遠近両用眼鏡
【図１】
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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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【図８】
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【図９】
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【図２】
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