(57)【要約】【課題】着用者に安全でかつ容易に電池の消耗を知らせることのできる電子眼鏡を提供する。【解決手段】電気的に焦点距離を可変できる可変焦点レンズと可変焦点レンズを取り付けたフレームを有する電子眼鏡において、可変焦点レンズを制御するための駆動制御回路と、駆動制御回路に電源を供給するための電池と、電池の残量を検出するための残量検出回路と、残量検出回路の検出結果に応じた振動を行う振動部をフレームに備え、電池切れを警告表示する機能を有することにより、電池切れにより電子眼鏡の機能が停止して、着用者に視界不良を与える前に電池交換や充電をおこなうことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に焦点距離を可変できる可変焦点レンズと前記可変焦点レンズを取り付けたフレームを有する電子眼鏡において、
前記可変焦点レンズを制御するための駆動制御回路と、
前記駆動制御回路に電源を供給するための電池と、
前記電池の残量を検出するための残量検出回路と、
前記残量検出回路の検出結果に応じた振動を行う振動部を前記フレームに備えた電子眼鏡。
【請求項２】
前記振動部が、永久磁石と前記永久磁石の周囲に配置された可動コイルと前記可動コイルに接続された振動板とからなる請求項１に記載の電子眼鏡。
【請求項３】
前記振動部が圧電素子である請求項１に記載の電子眼鏡。
【請求項４】
前記フレームのテンプルに前記振動部を設けた請求項１に記載の電子眼鏡。
【請求項５】
前記フレームのモダンに前記振動部を設けた請求項１に記載の電子眼鏡。
【請求項６】
前記残量検出回路は、前記電池の残量と所定の値との差分値を演算する残量比較回路と、
前記差分値に応じて周期を変えたパルスを出力するパルス出力部と、をさらに備える請求項１に記載の電子眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子眼鏡に使用される充電式電池の電池残量警告表示に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼鏡には、近視者用には凹、遠視者用には凸の単レンズの単レンズ眼鏡が用いられていた。しかし、老眼（遠視）の近視又は遠視者には、このような単レンズ眼鏡を複数使用しなければなない。一つの眼鏡で両方の機能を満たすために、異なる焦点距離を持つレンズを組み合わせた２焦点レンズが考案された。ところが、この２焦点レンズを用いた遠近両用眼鏡では、焦点の合うレンズ領域が狭く見えにくいため、使用者に不快感を与えてしまう。そこで、レンズの焦点距離を電気的に制御することにより、近視と遠視の両方で、広い視野範囲を確保できる遠近両用の電子眼鏡が考案されている。
【０００３】
従来の電子眼鏡は、液晶レンズとフレームと電気回路とで構成されている。この液晶レンズは、光の通過する方向（配向状態）により屈折率が異なる液晶素子を用いた可変焦点レンズである。また、液晶レンズの液晶層の両端には、電圧を印加するための透明電極を設けている。フレームは、液晶レンズを固定するリムと眼前にレンズを維持するためのテンプルとノーズパッドで構成される。電気回路は、液晶レンズの駆動制御回路、電源制御回路、小型電池、スイッチで構成される。また、電気回路はフレームに組み込まれ、液晶レンズと電気的に接続している。
【０００４】
液晶レンズ内の液晶素子が予め屈折率の高くなる向きに配向されている場合には、近視矯正時は、液晶レンズに電圧を印加しないで使用する。一方、遠視矯正時には、液晶レンズに電圧を印加して、強制的に液晶素子の配向を屈折率の低くなる向きに変えて使用する。近視と遠視の切り替えには、手動または自動スイッチを用いる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このような電子眼鏡は携帯して用いられるため、その電源に電池を使用する。そのため、使用者に電池切れを警告する機能が必要となる。電子眼鏡に類似した器具で、電池切れを警告する機能を備えたものに立体表示用の液晶シャッタ眼鏡がある。液晶シャッタ眼鏡は、液晶シャッタ、受信回路、液晶シャッタの駆動制御回路、電池、電池残量検出回路で構成されており、立体映像装置から送信される立体映像を鑑賞するために用いられる。鑑賞中に電池切れが近くなると、液晶シャッタの切り替えタイミングを通常動作時と異なるタイミングで切り替えることにより、使用者に警告する機構を設けている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平４−３２２２１４号公報
【特許文献２】特開平９−０９０２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、使用者の視野内にある液晶の状態を変えて警告する。そのため、電子眼鏡に用いると屈折率を変えてしまい、着用者に視界不良を与えてしまうという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、着用者に安全でかつ容易に電池の消耗を知らせることのできる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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電子眼鏡は、電気的に焦点距離を可変できる可変焦点レンズと前記可変焦点レンズを取り付けたフレームを有する電子眼鏡において、前記可変焦点レンズを制御するための駆動制御回路と、前記駆動制御回路に電源を供給するための電池と、前記電池の残量を検出するための残量検出回路と、前記残量検出回路の検出結果に応じた振動を行う振動部を前記フレームに備えることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電子眼鏡によれば、着用者に安全でかつ容易に電池の消耗を知らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の電子眼鏡の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子眼鏡の概略図を示す。図１において、電子眼鏡は、可変焦点レンズ１とフレーム２で構成される。フレーム２は、リム３、ブリッジ４、テンプル５、ヨロイ６、ヒンジ７、モダン８、ノーズパッド９の部品によって構成されている。フレーム２の各部品の機能を説明する。リム３は可変焦点レンズ１の周りを囲んで固定している。ブリッジ４は、２つのリム３を接続している。テンプル５と、テンプル５の先端にあるモダン８と、ノーズパッド９は、顔にメガネを固定する。ヨロイ６は、テンプル５につながるリム３の両端部である。ヒンジ７は、リム３とブリッジ４で構成されるフロント部とテンプル５を接続している。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態１における電子眼鏡の側面図を示す。図２において、フレーム２には、可変焦点レンズ１を駆動するための電気回路１０と焦点距離を切り替えるスイッチ１１と、電池切れを警告するための振動部１２が組み込まれている。電気回路１０は、テンプル５、ヒンジ７、モダン８のいずれかの左右どちらか一方、または両方に取り付けてもよい。図２には電気回路１０をテンプル５に取り付けている。スイッチ１１は、手動スイッチと傾斜スイッチのどちらか一方、または両方を組み合わせて使用してもよい。手動スイッチは、フレーム２のどの部分に取り付けてもよいが、傾斜スイッチは、テンプル５に取り付けなければならない。図２は傾斜スイッチをテンプル５に取り付けている。図示はしていないが、傾斜スイッチの替わりにレンジファインダを用いる場合は、可変焦点レンズ１もしくはヨロイ６やフレーム２のフロント部に取り付ける。振動部１２は、フレーム２に取り付ける。図２には振動部１２をヒンジ７に取り付けている。
【００１３】
図３は、本発明の第１の実施の形態における電子眼鏡の電気回路ブロック図を示す。図３において、電池１３は制御回路部１４に電源を供給している。制御回路部１４は、駆動パルス生成回路１５、残量検出回路１６で構成されている。駆動パルス生成回路１５は、可変焦点レンズ１を駆動するためのパルスを生成する回路である。駆動パルスの電圧と周期を可変するために、例えば電圧変換回路や分周回路を含んでいる。残量検出回路１６は振動部１２に接続しており、電池１３の残量を検出して、検出結果に応じた信号を出力する。
【００１４】
図４は、本発明の第１の実施の形態における電子眼鏡の電池切れ警告動作のフローチャート図を示す。図４を用いて、警告表示の動作説明をおこなう。Ｖｒは電池残量、Ｖｏｆｆは電池切れ警告電圧を示す。残量検出回路１６には、例えば、Ａ／Ｄコンバータを用いる。一定の周期で電池１３の電圧レベルを検出し、その検出結果をＶｒとする（Ｓ１）。次に、ＶｒとＶｏｆｆを比較し（Ｓ２）、Ｖｒ＞ＶｏｆｆならＳ１に戻る。Ｖｒ＝Ｖｏｆｆとなると、振動部１２を振動させて警告表示をおこなう（Ｓ３）。Ｖｒを検出して（Ｓ４）、ＶｒとＶｏｆｆを比較し（Ｓ５）、Ｖｒ＜Ｖｏｆｆとなると電池切れとなる（Ｓ６）。
【００１５】
以上のように、実施の形態１においては、残量検出回路１６の検出結果に応じた振動をおこなう振動部１２をフレーム２に備えて、電池切れを警告表示することにより、電池切れになる前に電池を交換したり充電したりすることができる。
【００１６】
また、実施の形態１では、警告表示後も電池交換や充電をせずに電子眼鏡を動作させ続けた場合は、電池切れが発生して視界不良が生じる可能性がある。そこで、スイッチ１１の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）にかかわらず、可変焦点レンズ１への駆動パルスの供給を止める。制御回路部１４が駆動できなくなるまでは、スイッチ１２がＯＮになる度に警告表示をおこなう。
【００１７】
図５は、本発明の実施の形態１における電子眼鏡の振動部の構成図を示す。図５において、振動部１２は、コイル１７、磁石１８、コーン型の振動板１９で構成され、フレーム２に組み込まれる。磁石１８はフレーム２の内側に固定し、コイル１７の中に入れる。この時、コイル１７と磁石１８の間には隙間を設けておく。コイル１７は振動板１９の凸側に固定する。振動板１９の凹側はフレーム２の一部を構成する。振動板１９にフレーム２の材質と同じ材料を使用することにより、フレーム２と一体化することができる。
【００１８】
振動部１２の動作説明をおこなう。残量検出回路１６からコイル１７に交流電流を流すことにより、フレミングの法則によりコイル１７が可動する。振動板１９はコイル１７に固定してあるため、コイル１７の可動により振動板１９が振動する。
【００１９】
図６は、本発明の実施の形態１における電子眼鏡の振動部の別の構成図を示す。図６において、振動部１２に圧電素子２０を用いる。圧電素子２０は、薄膜圧電セラミック２１を電極２２ａ、２２ｂで挟み、電極２２ａには振動板２３が取り付けられている。圧電素子２０は、フレーム２に組み込まれ、振動板２３はフレーム２の一部を構成する。振動板２３にフレーム２の材質と同じ材料を使用することにより、フレーム２と一体化することができる。
【００２０】
別の構成を示す振動部１２の動作説明をおこなう。残量検出回路１６から電圧を供給することにより、薄膜圧電セラミック２１が伸縮する。その伸縮変化が振動板２３に伝搬することでたわみが発生し、振動板２３が振動する。
【００２１】
図７は、本発明の実施の形態１における電子眼鏡の振動部の配置図を示す。図７において、振動部１２をテンプル５に設ける。電気回路１０がテンプル５、ヒンジ７、モダン８のいずれかの左右どちらか一方に取り付けられている場合は、電気回路１０が取り付けられている方のテンプル５に振動部１２を取り付ける。図示しないが、電気回路１０が左右両方に取り付けられている場合は、両方のテンプル５に振動部１２を取り付ける。テンプル５は、電子眼鏡全体を振動させることができるため、着用者は振動を感じやすい。
【００２２】
図８は、本発明の実施の形態１における電子眼鏡の振動部の別の配置図を示す。図８において、振動部１２をモダン８に設ける。電気回路１０がテンプル５、ヒンジ７、モダン８のいずれかの左右どちらか一方に取り付けられている場合は、電気回路１０が取り付けられている方のモダン８に振動部１２を取り付ける。図示しないが、電気回路１０が左右両方に取り付けられている場合は、両方のモダン８に振動部１２を取り付ける。テンプル５のモダン８側の先端に電極２４を設け、テンプル５をモダン８に差し込むと同時に振動部１２と電気的に接続してパルスを供給する。
【００２３】
また、実施の形態１の振動部１２を小型で薄型のモータとすると、モダン８に振動部１２を埋め込むことができる。よって、モダン８のみが振動することとなり、着用者の耳に接触している部分で振動を感じることができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２における電子眼鏡の電気回路ブロック図を示す。実施の形態1の構成と異なるところは、残量検出回路１６に残量比較回路２５とパルス出力部２６を設けた点である。
【００２５】
図９において、二次電池２７は制御回路部１４に電源を供給している。制御回路部１４は、駆動パルス生成回路１５、残量検出回路１６、残量比較回路２５、パルス出力部２６で構成されている。駆動パルス生成回路１５は、可変焦点レンズ１を駆動するためのパルスを生成する回路である。駆動パルスの電圧と周期を可変するために、例えば電圧変換回路や分周回路を含んでいる。二次電池２７の残量を検出する残量検出回路１６は、検出した値と所定値との差分値を演算する残量比較回路２５と電気的に接続されている。この差分値に応じて周期を変えたパルスを出力するパルス出力部２６が振動部１２に接続されている。
【００２６】
図１０は、本発明の実施の形態２における電子眼鏡の電池切れ警告動作のフローチャート図を示す。本実施例では、二次電池２７にはリチウムイオン二次電池を用い、三段階の警告表示を用いて動作説明をおこなう。Ｖｒは電池残量、Ｖｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３は三段階の所定値、Ｖｄは差分値を表す。図１１に一般的なリチウムイオン二次電池放電特性を示す。この放電特性により、例えば、Ｖｐ１＝３．１Ｖ、Ｖｐ２＝３．２５Ｖ、Ｖｐ３＝３．４Ｖと設定する。図１２は、本実施例の警告表示タイミング図を示す。Ｔｉはインターバル期間、Ｔｖは振動期間とする。
【００２７】
残量検出回路１６には、例えば、Ａ／Ｄコンバータを用いてＶｒを一定の周期で検出する（Ｓ１１）。
【００２８】
残量比較回路２５には、例えば、コンパレータを用いてＶｒとＶｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３を比較し、各所定値に応じてＶｄは‘Ｈ’か‘Ｌ’を出力する（Ｓ１２、Ｓ１７、Ｓ１９）。
【００２９】
最初に、ＶｒとＶｐ１を比較する（Ｓ１２）。Ｖｒ＝Ｖｐ１ならＶｄ＝‘Ｈ’、Ｖｒ＞Ｖｐ１ならＶｄ＝‘Ｌ’とする。Ｖｄ＝‘Ｈ’なら、例えば、Ｔｉ＝０ｓとし、数秒間連続的に振動させる警告Ａで警告表示をおこなう（Ｓ１３）。この警告は最終警告表示であるため、そのまま電子眼鏡を動作させ続けると電池切れとなる（Ｓ１６）。Ｖｄ＝‘Ｌ’なら、ＶｒとＶｐ２を比較する（Ｓ１７）。Ｖｒ＝Ｖｐ２ならＶｄ＝‘Ｈ’、Ｖｒ＞Ｖｐ２ならＶｄ＝‘Ｌ’とする。Ｖｄ＝‘Ｈ’なら、例えば、警告Ｂ（Ｔｖ＝Ｔｉのタイミング）で振動部１２を振動させて警告表示して（Ｓ１８）、Ｓ１１へ戻る。Ｖｄ＝‘Ｌ’なら、ＶｒとＶｐ３を比較する（Ｓ１９）。Ｖｄ＝‘Ｈ’なら、例えば、警告Ｃ（Ｔｖ＜＜Ｔｉのタイミング）で振動部１２を振動させて警告表示して（Ｓ２０）、Ｓ１１へ戻る。Ｖｄ＝‘Ｌ’なら、警告表示しないでＳ１１へ戻る。
【００３０】
以上のように、実施の形態２においては、残量検出回路１６に電池残量と所定値との差分値を演算する残量比較回路２５と、差分値に応じて周期を変えたパルスを出力するパルス出力部２６を備えることにより、電池残量を段階的に知らせることで、電池交換や充電への対応がとりやすくなる。
【００３１】
また、実施の形態２では、最終警告表示後も電池交換や充電をせずに電子眼鏡を動作させ続けた場合は、電池切れが発生して視界不良が生じる可能性がある。そこで、スイッチ１１の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）にかかわらず、可変焦点レンズ１への駆動パルスの供給を止める。制御回路部１４が駆動できなくなるまでは、スイッチ１２がＯＮになる度に警告表示をおこなう。
【００３２】
特に、着用者が車の運転中等に、突然電池切れにより電子眼鏡の機能が停止すると非常に危険であるので、本発明による電池切れの警告機能は着用者の安全を図る上で有用である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明にかかる電子眼鏡は、着用者に安全でかつ容易に電池の消耗を知らせる表示手段を有し、電子眼鏡に使用される充電式電池の電池残量警告表示として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１における電子眼鏡の概略図
【図２】本発明の実施の形態１における電子眼鏡の側面図
【図３】本発明の実施の形態１における電子眼鏡の電気回路ブロック図
【図４】本発明の実施の形態１における電子眼鏡の電池切れ警告動作のフローチャート
【図５】本発明の実施の形態１における電子眼鏡の振動部の構成図
【図６】本発明の実施の形態１における電子眼鏡の振動部の別の構成図
【図７】本発明の実施の形態１における電子眼鏡の振動部の配置図
【図８】本発明の実施の形態１における電子眼鏡の振動部の別の配置図
【図９】本発明の実施の形態２における電子眼鏡の電気回路ブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２における電子眼鏡の電池切れ警告動作のフローチャート
【図１１】一般的なリチウムイオン二次電池放電特性を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２における電子眼鏡の警告表示タイミング図
【符号の説明】
【００３５】
１  可変焦点レンズ
２  フレーム
３  リム
４  ブリッジ
５  テンプル
６  ヨロイ
７  ヒンジ
８  モダン
９  ノーズパッド
１０  電気回路
１１  スイッチ
１２  振動部
１３  電池
１４  制御回路
１５  駆動パルス生成回路
１６  残量検出回路
１７  コイル
１８  磁石
１９  振動板
２０  圧電素子
２１  薄膜圧電セラミック
２２  電極
２３  振動板
２４  電極
２５  残量比較回路
２６  パルス出力部
２７  二次電池
【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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【図８】
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【図９】
2009180864.tif 000011
【図１０】
2009180864.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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