(57)【要約】【課題】眼鏡レンズの任意の位置において画像の視認ができる眼鏡装着型画像表示装置を提案する。【解決手段】画像表示パネル６の駆動回路系を有し、眼鏡１００のテンプル１０５Ｒに装着されるユニット本体３と、眼鏡レンズ１０１Ｒの前面に位置し、該画像表示パネル６からの画像光を入射して観察者の眼球Ｅに向けて射出する導光部材４とを備えた眼鏡装着型画像表示装置１において、ユニット本体３に、眼球中心Ｃを基点Ｏとする円軌道ＰＣを有し、この円軌道ＰＣに沿って導光部材４をスライド可能に保持するガイド８を設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示パネルの駆動回路系を有し、眼鏡のテンプルに装着されるユニット本体と、眼鏡レンズの前面に位置し、該画像表示パネルからの画像光を入射して観察者の眼球に向けて射出する導光部材とを備えた眼鏡装着型画像表示装置において、
前記ユニット本体に、眼球中心を基点とする円軌道を有し、この円軌道に沿って導光部材をスライド可能に保持するガイドを設けたことを特徴とする眼鏡装着型画像表示装置。
【請求項２】
前記ガイドは、円軌道の末端につながり、円軌道を経て導光部材をそのまま収納領域へと誘導する退避軌道を有する、請求項１記載の眼鏡装着型画像表示装置。
【請求項３】
前記眼鏡装着型画像表示装置は、眼球中心に向かう軸心を有し、前記ガイドを該軸心の周りに回動可能とする回動軸体を備える、請求項１又は２記載の眼鏡装着型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、眼鏡装着型の画像表示装置に関し、特に眼鏡レンズの幅方向（左右方向）の任意の位置において画像の視認を行えるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡装着型の画像表示装置としては、眼鏡の２本のテンプルのうちの一方に本体部を設け、この本体部に対してテンプルの長手方向に進退移動可能に画像表示部を設けて、この画像表示部を使用位置と待機位置との間で進退移動させることにより、画像表示部を使用位置と待機位置とに位置決め可能としたヘッドマウント型表示装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６２７８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のヘッドマウント型表示装置では、使用位置と待機位置の２つの位置設定を行うことしかできず、つまり、使用位置においては画像表示部の位置は常に一定であり、観察者の好みや環境に応じて適宜に使用位置の変更が行えないところに問題を残していた。
【０００５】
それゆえこの発明は、眼鏡レンズの任意の位置において画像の視認ができる眼鏡装着型画像表示装置を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の眼鏡装着型画像表示装置は、画像表示パネルの駆動回路系を有し、眼鏡のテンプルに装着されるユニット本体と、眼鏡レンズの前面に位置し、該画像表示パネルからの画像光を入射して観察者の眼球に向けて射出する導光部材とを備えた眼鏡装着型画像表示装置において、
前記ユニット本体に、眼球中心を基点とする円軌道を有し、この円軌道に沿って導光部材をスライド可能に保持するガイドを設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
かかる眼鏡装着型画像表示装置にあっては、観察者が眼鏡レンズの前面に配置された導光部材を眼鏡レンズの左右方向の何れかに移動させると、ガイドを介してユニット本体に連結された導光部材が、該ガイドの円軌道に沿って移動する。
【０００８】
したがって、この発明の眼鏡装着型画像表示装置によれば、導光部材を、眼球中心を基点とする円軌道上にて移動させることができることから、観察者が導光部材を眼鏡レンズの幅方向に変更した場合であっても確実に画像を視認することができる。
【０００９】
なお、この発明の眼鏡装着型画像表示装置においては、前記ガイドは、円軌道の末端につながり、円軌道を経て導光部材をそのまま収納領域へと誘導する退避軌道を有することが好ましい。このようにすれば、当該ガイドを介して導光部材を円軌道の末端側へそのまま移動させることにより、導光部材を観察者の視界を妨げない箇所へ退避、収納することが可能となる。
【００１０】
また、この発明の眼鏡装着型画像表示装置においては、眼球中心に向かう軸心を有し、前記ガイドを該軸心の周りに回動可能とする回動軸体を備えることが好ましい。これによれば、導光部材を、眼球中心に向かう軸心をもった回動軸体を介して回動させることができるので、導光部材の位置が、眼鏡レンズの幅方向のみならず、上方、中央および下方に変更された場合にあっても表示された画像を確実に視認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に従う一実施形態の眼鏡装着型画像表示装置を眼鏡に装着した状態で示した外観斜視図である。
【図２】ホルダーに保持される導光部材を示す外観斜視図である。
【図３】（ａ）は図１に示した画像表示装置を眼球ととともに模式的に示した底面図であって、導光部材が正面表示位置に置かれた状態を示したものであり、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】眼球中心の範囲を説明するために用いられる、眼球及び接眼レンズを眼球の実中心を通る平面内で示した模式図である。
【図５】接眼レンズの角度ズレの許容限界を示すために用いられる、接眼レンズ及びそれを通る光線を眼球の実中心を通る平面内で示した模式図である。
【図６】図１に示した画像表示装置を眼球とともに模式的に示した底面図であって、導光部材がサイド表示位置に置かれた状態を示したものである。
【図７】この発明に従う他の実施形態の画像表示装置を眼鏡に装着した状態で示した外観斜視図である。
【図８】図７に示した画像表示装置を眼球ととともに模式的に示した底面図であって、導光部材が正面表示位置に置かれた状態を示したものである。
【図９】図８に示した画像表示装置を眼球ととともに模式的に示した底面図であって、導光部材が収納姿勢に置かれた状態を示したものである。
【図１０】この発明に従うさらに他の実施形態の画像表示装置を眼球ととともに模式的に示した底面図であって、導光部材が正面表示位置に置かれた状態を示したものである。
【図１１】図１０に示した画像表示装置を眼鏡に装着した状態で示した側面図であって、導光部材が下方位置に置かれた状態を示したものである。
【図１２】図１０に示した画像表示装置を眼鏡に装着した状態で示した側面図であって、導光部材が上方位置に置かれた状態を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態を具体的に説明する。ここで、図１はこの発明に従う一実施形態の眼鏡装着型画像表示装置（以下、単に「画像表示装置」という）を眼鏡に装着した状態で示した外観斜視図であり、図２は、ホルダーに保持される導光部材を示す外観斜視図であり、図３（ａ）は図１に示した画像表示装置を眼球ととともに模式的に示した底面図であって、導光部材が正面表示位置に置かれた状態を示したものであり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４は、眼球中心の範囲を説明するために用いられる、眼球及び接眼レンズを眼球の実中心を通る平面内で示した模式図であり、図５は、接眼レンズの角度ズレの許容限界を示すために用いられる、接眼レンズ及びそれを通る光線を眼球の実中心を通る平面内で示した模式図であり、図６は図１に示した画像表示装置を眼球とともに模式的に示した底面図であって、導光部材がサイド表示位置に置かれた状態を示したものである。
【００１３】
各図において、この実施形態の画像表示装置１が装着される一般的な眼鏡１００はレンズ１０１Ｒ、１０１Ｌと、このレンズ１０１Ｒ、１０１Ｌを保持するフレーム１０２Ｒ、１０２Ｌと、このフレーム１０２Ｒ、１０２Ｌの左右の幅端に一体連結する鎧１０３Ｒ、１０３Ｌと、この鎧１０３Ｒ、１０３Ｌにヒンジ部１０４Ｒ、１０４Ｌを介して折り畳み可能に連結するテンプル１０５Ｒ、１０５Ｌから構成されている。
【００１４】
画像表示装置１は、右側のテンプル１０５Ｒに取付け具２を介して取り付けられたユニット本体３と、右側のレンズ１０１Ｒの前面に位置し、後述の画像表示パネルより入射した画像光を観察者の眼球Ｅに向けて射出する導光部材４とを備える。取付け具２としては例えばねじ止めタイプやクリップタイプのものを用いることができるがこれに限定されない。
【００１５】
導光部材４は、図２に詳細を示すように、その一端に、入射部４ａが形成され、他端には射出部４ｂが形成され、その射出部４ｂには画像光による画像を表示する虚像位置に応じた曲率の接眼レンズにて構成された接眼光学部４ｃが配置されている。導光部材４の一端はホルダー５によって保持されており、このホルダー５内には、導光部材４の入射部４ａの端面に対向配置された、液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子等からなる画像表示パネル６が設けられている。ホルダー５の本体部分は導光部材４を挿通させる開口を有する口型形状をなしており、その上面には、後述するガイド部材のガイド溝内に挿入され、該ガイド溝と摩擦係合する断面略Ｔ形の２個のスライダ７が相互に所定の距離を隔てて配置されている。また、導光部材４の入射部４ａ、射出部４ｂを除く領域には外光の侵入を防ぐためコーティング処理が施されている。
【００１６】
ユニット本体３は、画像表示パネル６を駆動する回路等を内蔵しており、導光部材４の、ガイド部材に沿ったスライド移動を自動で行い得るようにする場合には、そのための駆動装置も内蔵することができ、ユニット本体３の内部を導光部材４の収納スペースとして構成することもできる。また、図３に示すように、ユニット本体３の下面には、断面略Ｃ形をなし内側にガイド溝８ａを有するガイド部材８が配置されている。ガイド溝８ａは眼球中心Ｃを基点Ｏする半径Ｒの円軌道ＰＣを形成できる形状を有する。
【００１７】
なお、ここでいう「眼球中心」とは眼球Ｅの実中心ＣＥ及びその近傍領域、すなわち眼球の実中心ＣＥから所定の半径ＲＡの球状領域内をも含むものである。そして所定の半径ＲＡは、図４に示すように、眼球Ｅの実中心ＣＥから角膜までの距離をＬ１、アイリリーフ（瞳と接眼レンズ４ｃとの距離）をＬ２、接眼レンズの角度ズレ許容限界をθ°としたとき、
ＲＡ＝（Ｌ１＋Ｌ２）×ｔａｎ（θ°）・・・（１）
として求めることができる。なお、接眼レンズ４ｃの角度ズレ許容限界θ°とは、接眼レンズ４ｃを傾斜させても接眼レンズ４ｃの最周縁部を通る光線が瞳孔によってケラレなしに存在する限界の傾斜角度を意味する。角度ズレ許容限界θ°について、上下方向の角度ズレを例に図５（ａ）、（ｂ）に基づいて説明するに、仮に、眼球Ｅの実中心ＣＥから角膜までの距離Ｌ１を１３ｍｍ、アイリリーフＬ２を２０ｍｍ、接眼レンズ４ｃの縦幅Ｄを２．６ｍｍｍ、瞳孔径φＰを４ｍｍとし、接眼レンズ４ｃの最上周縁部を通る光線ｇ（光線ｇの上下方向における半画角ωは３．４°）に着目すると、該光線ｇは図５（ｂ）に示すように接眼レンズ４ｃの光線角度（光軸に対する光線ｇの角度）が最大９．４°に変動した場合であっても観察者の瞳孔をケラレなしに通って入射され、ここに、接眼レンズ４ｃの角度ズレの許容限界θは６°となる。したがって、前記球状領域（図４中点々で示す領域）の半径ＲＡは、Ｌ１＝１３、Ｌ２＝２０、θ＝６を（１）式に代入してＲＡ＝３．４６ｍｍとなり、円軌道ＰＣの中心Ｏは、眼球の実中心ＣＥ及び半径ＲＡを３．４６ｍｍとする球状領域を含む領域内に存在させておけば画像の視認が可能となる。
【００１８】
図３（ｂ）に示すように、ガイド部材８のガイド溝８ａは、ホルダー５に設けられた２個のスライダ７と摩擦係合し、かつこれらのスライダ７をスライド可能に抜け止め保持する。スライダ７とガイド溝８ａ間の摩擦抵抗は例えばこれらの間に弾性部材（図示省略）を介装することにより得ることができる。これにより、ホルダー５及び導光部材４は、所定以上の推力ＦＳを付与した場合にガイド部材８に沿って移動する一方、当該推力ＦＳを除去した状態ではその場所に保持される。図６に示すように、ガイド部材８の長手方向の両端部には、ホルダー５のスライダ７がガイド溝８ａから抜け落ちるのを防止するとともに、スライダ７のストッパとして機能する前壁ＷＦおよび後壁ＷＢが配置されている。円軌道ＰＣの長さＬＣは、導光部材４の、幅方向への最大の変位距離となる。ここでは導光部材４の接眼光学部４ｃを正面に配置したとき（図３（ａ）に示す正面表示位置）に基点Ｏと接眼光学部４ｃの中央とを通る直線ｌＦと、導光部材４を最大限幅方向外側に移動させたとき（図６に示す最大サイド表示位置）の基点Ｏと接眼光学部４ｃの中央とを通る直線ｌＳＭＡＸとの交差角度である、最大変位角度αＭＡＸを４０°とし、円軌道ＰＣの長さは、少なくともＬｃ＝αＭＡＸ×２πＲ／３６０°となる。
【００１９】
上記の構成になる画像表示装置１にあっては、観察者がレンズ１０１Ｒの前面に配置された導光部材４をレンズ１０１Ｒの左右方向の何れかに移動させると、ホルダー５に配置されたスライダ７がガイド溝８ａ内を円軌道ＰＣに沿ってスライドし、これに伴いホルダー５及びこれに保持された導光部材４がガイド部材８の円軌道ＰＣに沿って移動する。
【００２０】
したがって、この実施形態の画像表示装置１によれば、導光部材４を、眼球中心Ｃ内を基点Ｏとする円軌道ＰＣ上にて移動させることができることから、つまり導光部材４の接眼光学部４ｃを眼球中心Ｃを通る直線上に常に位置させることができることから、観察者が導光部材４をレンズ１０１Ｒの幅方向に変位させた場合であっても確実に画像を視認することができる。
【００２１】
図７は、この発明に従う他の実施形態の画像表示装置を眼鏡に装着した状態で示した外観斜視図である。なお、前記実施形態を構成する要素と同様の要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。この例は、ガイド部材８のガイド溝８ａを後方に延長し、導光部材４をそのまま収納領域へと誘導する退避軌道ＰＥを設けたものである。
【００２２】
この例は、図８に画像表示装置の底面図を示すように、退避軌道ＰＥは、該円軌道ＰＣの曲率半径Ｒよりも小さい曲率半径ｒを有して、上記例と同様の円軌道ＰＣの末端Ｔ（遷移点）から後方に連続的につながる。退避軌道ＰＥは、この例のように円軌道ＰＣの曲率半径Ｒに比べ小さい曲率半径ｒを用いて構成できる他、同一の曲率半径Ｒをもって円軌道ＰＣを単に延長することにより構成したり、円軌道ＰＣの末端Ｔにつながる不規則な軌道（図示省略）を用いて構成したりできるが、導光部材４をよりコンパクトに退避、収納する観点から、退避軌道ＰＥの曲率半径ｒを円軌道Ｒの曲率半径よりも小さくするか、曲率半径Ｒの円軌道より半径方向内側に退避軌道を設けることが好ましい。この例におけるその他の構成は図１〜６で説明した画像表示装置とほぼ同じである。
【００２３】
上記の構成になる画像表示装置１にあっては、観察者がレンズ１０１Ｒの前面に配置された導光部材４をレンズ１０１Ｒの左右方向の何れかに移動させると、ホルダー５のスライダ７がガイド溝８ａ内を円軌道に沿ってスライドし、これに伴い導光部材４がガイド８の円軌道ＰＣに沿って移動する。そして、導光部材４を円軌道ＰＣの後方にさらに移動させると、ホルダー５に配置されたスライダ７がガイド溝８ａ内をそのまま退避軌道ＰＥに沿ってスライドし、これに伴い導光部材４が収納領域へと誘導される。この収納姿勢では、導光部材４及びホルダー５はユニット本体３の幅方向外端よりも内側に配置されるので、不使用時において、導光部材４等が外部と接触して破損、損傷するのを防止できるとともに、美観を向上できる。
【００２４】
したがって、この実施形態の画像表示装置１によれば、図８に示すように、観察者が導光部材４をレンズ１０１Ｒの幅方向に変位させた場合であっても確実に画像を視認することができる。また、導光部材４を退避軌道ＰＥに沿わせて移動させることで導光部材４を図９に示す状態に退避させることができ、さらに導光部材を後方に最大限変位させることによって導光部材を収納領域に保持することができる。
【００２５】
図１０は、この発明に従うさらに他の実施形態の画像表示装置を眼鏡に装着した状態で示した外観斜視図である。なお、前記実施形態を構成する要素と同様の要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。この例では、ユニット本体３は、眼球中心Ｃに軸心Ｘが向くよう配置された回動軸体９を介して取付け具２に連結される。この回動軸体９は枢軸（ピン状のもの）を例として示してあり、その一端は取付け具２の側壁に連結しており、他端はこの取付け具２の側壁に対向するユニット本体３の側壁に連結しており、ユニット本体３を、軸心Ｘの周りに取付け具２に対して回動できるようになっている（図１１、１２参照）。この例では回動軸体９はユニット本体３及び取付け具２の少なくとも一方に穿設された嵌合孔（軸受け部）内に回動可能に抜け止め支持されており、回動軸体９は、これを保持する軸受け部との相互間における摩擦係合によって回動角度が任意に変更できる。つまり、上、下方向の推力ＦＵ、ＦＤを加えた状態では図１１、１２に示すように回動し、この推力ＦＵ、ＦＤを除去した状態ではその場所に保持される。
【００２６】
回動軸体９は、図１０に示すように、その軸心Ｘが眼鏡１００の平面視において眼球中心Ｃを通るよう配設するのが好適であり、これにより導光部材４から射出された画像光による画像の確実な視認が可能となる。つまり、接眼光学部４ｃの眼球中心Ｃへの光軸を外すことなく、ガイド部材８による円軌道ＰＣを傾斜させることができる。ユニット本体３の取付け具２に対する回動角度は、眼鏡の側面視（図１１、１２参照）において、眼球中心Ｃを通る水平面に対して上下方向に±３０°以下（つまり角度βＵ、βＤをそれぞれ３０°以下）とすることが好ましい。
【００２７】
上記の構成になる画像表示装置１にあっては、前記実施形態の画像表示装置に加え、眼球中心Ｃを向く軸心Ｘを有する回動軸体９を介してユニット本体３を回動させると、これに伴いガイド部材８も当該軸心Ｘの周りに回動する。このとき、ガイド部材８の回動軸心は眼球中心Ｃを通るので、導光部材４をレンズ１０１Ｒの上下方向に変位させた場合、さらには図１１（ｂ）、図１２（ｂ）に示すようにそこから右方向（後方）に円軌道ＰＣに沿って変位させた場合であっても、接眼光学部４ｃを常に眼球中心と同一直線上に位置させることができる。
【００２８】
したがって、この実施形態の画像表示装置１によれば、導光部材４の位置が、レンズ１０１Ｒの幅方向のみならず、上方、中央および下方に変更された場合にあっても表示された画像を確実に視認することができる。
【００２９】
上述したところはこの発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、上記例では、ガイド溝８ａに対するスライダ７の位置保持はこれら相互間における摩擦係合により行うとして説明したが、これに代えて又はこれとともにストッパ等の位置保持手段を用いても良い。回転軸体の回転保持も同様である。また、ガイド部材に沿った導光部材４及びホルダー５の移送は手動ではなく自動で行っても良い。また、眼球中心Ｃ内に基点Ｏをもつ円軌道を有するガイドは、上記構成に限らず、例えば導光部材に、側部に歯を有し当該円軌道に沿って湾曲して延びる棒状体を連結し、この歯に係合するギヤを設け、このギヤを回転させることによって行っても良い。また、前記の例において、回動軸体はユニット本体とは別の部材に設けても良く、ガイド部材に直接設けても良い。さらに、画像表示パネルはユニット本体に配置しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明によれば、眼鏡レンズの任意の位置において画像の視認ができる眼鏡装着型画像表示装置を提案することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  眼鏡装着型画像表示装置
２  取付け具
３  ユニット本体
４  導光部材
５  ホルダー
６  画像表示パネル
７  スライダ
８  ガイド部材
８ａ  ガイド溝
Ｃ  眼球中心
ＣＥ  眼球の実中心
Ｅ  眼球
Ｅａ  瞳
Ｏ  基点
ＰＣ  円軌道
ＰＥ  退避軌道
１００  眼鏡
【図１】
2010224472.tif 000003
【図２】
2010224472.tif 000004
【図３】
2010224472.tif 000005
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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