(57)【要約】  【課題】本発明は、光学結像器を備えた眼科用ディスプレイに関する。  【解決手段】この光学的画像装置は、光ビーム発生システムの光学要素（２０）から放射された光を成形して、情報内容（I）が見えるように装着者の眼球（O）まで前記光ビームを導く機器である。前記ディスプレイには、前記光学要素と前記光学的画像装置間の光ビーム伝播距離を調節する焦点調節機器が取り付けられている。本発明によれば、前記光ビーム発光システムは固定板である固定部位２１を備え、前記光学要素はアクチュエータ装置により位置決め調節可能な可動性連結部とつながっている。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビーム発生システムの光学要素から放射された光を成形して、情報内容（I）が見えるように装着者の眼球（O）まで前記光ビームを導く光学的画像装置（１０）を備えた眼科用ディスプレイであって、
前記ディスプレイには、前記光学要素と前記光学的画像装置（１０）間の光ビーム伝播距離を調節する焦点調節機器が取り付けられ、前記光学的画像装置（１０）が接眼レンズ用フレームに取り付けられたレンズに埋め込まれており、
前記焦点調節機器が前記光ビーム発生システムを収納したハウジング（３０）内部にあって、
前記光ビーム発生システムが、アクチュエータ装置により位置決め調節可能な可動性連結部（２２）を介して前記光学要素とつながっている固定部位である第一固定板（２１）を備えることを特徴とする眼科用ディスプレイ。
【請求項２】
前記光学要素が、前記可動性連結部（２２）を介して第一固定板（２１）とつながる第二固定板（２４）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項３】
前記アクチュエータ装置が、前記ハウジング（３０）の外側にあることを特徴とする請求項１または２に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項４】
前記可動性連結部（２２）が、弾性的で変形可能な要素であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか1項に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項５】
前記弾性的で変形可能な要素が、変形しやすいフォーク状の形態物であることを特徴とする請求項４に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項６】
前記アクチュエータ装置が、前記ハウジング（３０）の固定部に対して回動できるように取り付けられたノブ（２５）を有しており、前記ノブ（２５）に、前記第二固定板（２４）に当接した偏心シリンダー（２５A）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか1項に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項７】
前記アクチュエータ装置が、前記ハウジング（３０）の固定部位を横貫した状態で螺合されたねじ（２６）を有し、該ねじ（２６）が前記第二固定板（２４）に当接していることを特徴とする請求項１ないし５の何れか1項に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項８】
前記光学的画像装置に対して基準となる位置にあり、少なくとも二つの止め金具（１３B）の作用によって、前記焦点調節機器を搭載した前記光ビーム発生システムと連結されたアダプター（１３）を備えていることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項９】
前記アダプター（１３）が、前記第一固定板（２１）に固定されていることを特徴とする請求項１ないし８の何れか1項に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項１０】
前記光ビーム発生システムと前記アダプター（１３）間の連結が、取り外し可能であることを特徴とする請求項８または９に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項１１】
前記光学要素が、小型スクリーン（２０）であることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか1項に記載の眼科用ディスプレイ。
【請求項１２】
前記第一固定板（２１）が、付随的光学部品（２３）を備えていることを特徴とする請求項１ないし１１の何れか1項に記載の眼科用ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像またはマルチメディアタイプの情報を投影することを可能にする眼科用レンズと光学的画像装置（optical imager）とを備えた眼科用ディスプレイ（ophthalmologicaldisplay）に関する。本明細書において「レンズ」という用語は、特に、接眼レンズ用フレームに取り付けるのに適した光学システムを意味する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献1に、投影挿入体（projection insert）のある眼科用レンズが開示されている。このような投影挿入体は、光ビームを成形する光学的画像装置によって構成される。この光ビームは、電気信号に基づいて小型スクリーン（miniature screen）、レーザダイオードまたは発光ダイオード（LED）から光ビームを発生する電気システム及び光学システムにより供給される。光半導体（optical semiconductor）は装着者の眼球のところまで光ビームを伝播し、その結果、装着者は情報内容を観察することが可能となる。
【０００３】
図1に、従来のディスプレイの例を詳細に示している。
【０００４】
一例として、上記特許文献1に、同じタイプの光学的画像装置が記載されている。
【０００５】
情報を担う電気信号は、ケーブル７を通って小型スクリーン１に送信される。この電気信号に基づいて、バックライト照明（background projector）２で明るくされた小型スクリーン１に、情報に応じたピクセルイメージ（pixel image）が映し出される。一例として、コーピン（Kopin）社製サイバーディスプレイ（Cyberdisplay）（登録商標）３２０カラーのスクリーンを使用することができる。このデバイスは、３２０×２４０画素でサイズは４．８mm×３．６mmである。前記スクリーン１は、光学的画像装置５と関連付けられた位置にて機械的インターフェイス（mechanical interface）３により保持されている。防護シェル（protective shell）４が、本発明に係るアセンブリの全部または一部を保護している。
【０００６】
光学的画像装置５は、伝播プリズム（propagation prism）５a、カウンタープリズム（counter prism）５ｂ、４分の１波長板（quarterwave plate）５ｃ、裏面球面のマンジャンミラー（spherical Mangin mirror）５ｄを有している。裏面球面のマンジャンミラーは、平面‐球面レンズ（plano-spherical lens）である。このレンズの球面はアルミニウムめっき処理またはそれと同等の処理により光ビームを反射するようになっている。
【０００７】
この光学的画像装置５には、偏光分離処理体（polarization separator treatment）６も設けられている。偏光分離処理体６は、伝播プリズム５a若しくはカウンタープリズム５bの何れかに複数の薄層を析出させるか、または伝播プリズム５aとカウンタープリズム５bとの間でフィルムを貼り付けることにより設けることができる。
【０００８】
この光学的画像装置５は成形したレンズ９に埋め込まれ、ハウジングがレンズ９の一方の側面に配置される。同じ原理から、このハウジングは、その前面が前記レンズの後面に位置していてもよい。この場合、光ビームを９０°で反射させるインジェクション要素（injection element）がレンズ内に設けられることになる。
【０００９】
「レンズ」という単語は、接眼レンズ用フレームに取り付けるのに適した任意に補正するレンズを意味する。この眼科用レンズは、視力の矯正といった従来の機能があり、さらに反射、汚れ、傷などへの対策として被覆を備えている。
【００１０】
焦点調節のために、二本の棒１０A、１０Bが設けられたプレート１０に、レンズ９が固定されている。このプレート１０は、滑らせることができる手段（slidable manner）を用いることでハウジング４と連動することが可能となる。なお、焦点調節は、情報画像（information image）の見える距離（viewing distance）を調節し、それによって、安易な方法で装着者がくっきりと画像情報を見る事ができるように像を調節することを目的としている。距離Dを調節するために、前記ハウジング４が、手動にて滑り棒（slide rod）上を動くようになっている。上記棒は、横向きのねじ（transverse screw）（図示していない）によって所定の位置で固定されている。
【特許文献１】米国特許第５８８６８２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記焦点調節機器には、下記のような技術的問題がある。
【００１２】
どのように焦点が調節されるかによって、ディスプレイ全体の寸法を変える必要がある。これにより、前記焦点調節機器の設計が制限されることとなる。
【００１３】
さらに、前記焦点調節機器では、前記滑り棒（slide rod）と前記ハウジングとの間で必然的にかなりの緩みが生じるため、ディスプレイの画像精度に悪影響を与えることとなる。
【００１４】
前記ハウジングは、一般的にはプラスチック製であり、プレート１０及びプレート１０に備えられた滑り棒１０A、１０Bは金属製である。この結果、ハウジングはすぐに温められて緩みが増し、ディスプレイの画像精度が落ちることとなる。
【００１５】
さらに、従来技術では、適した焦点が得られるまで装着者がハウジングをつかみ前記滑り棒に沿ってハウジングをスライドさせるという意味で、焦点調節は手動で行われる。したがって、このような調節機器は正確さに欠け使用しづらく、実験的な使用ならともかく、日常的な使用には適合しない。
【００１６】
この問題を解決するために、本発明は、一定の外形寸法であって焦点調節時の操作が容易なディスプレイ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】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明は、光ビーム発生システムの光学要素から放射された光を成形して、情報内容が見えるように装着者の眼球まで前記光ビームを導く光学的画像装置を備えた眼科用ディスプレイであって、
前記ディスプレイには、前記光学要素と前記光学的画像装置間の光ビーム伝播距離を調節する焦点調節機器が取り付けられ、前記光学的画像装置が接眼レンズ用フレームに取り付けられたレンズに埋め込まれており、
前記焦点調節機器が前記光ビーム発生システムを収納したハウジング内部にあって、
前記光ビーム発生システムが、アクチュエータ装置により位置決め調節可能な可動性連結部を介して前記光学要素とつながっている固定部位である第一固定板を備えることを特徴とする眼科用ディスプレイを提供する。
【００１８】
前記光学要素は、前記可動性連結部を介して第一固定板とつながる第二固定板に固定されているのが好ましい。
【００１９】
前記アクチュエータ装置は、前記ハウジングの外側に設けられている。
【００２０】
本発明では、前記ハウジングは、周囲の環境（surrounding medium）、衝撃、及び押しつぶし（flattening）の危険から前記光ビーム発生システムを防禦する機能だけでなく、密閉する機能も有している。最後に設置される前記ハウジングは、取り外し可能であることが好ましい。前記ハウジングは、固定板または固定部品に保持されることによって設置される。
【００２１】
前記可動性連結部は弾性的で変形可能な要素であることが好ましい。
【００２２】
この変形可能な要素のサイズ及び位置的特性は、有限要素計算法（finite element type calculation methods）により計算できる。その結果、移動位置が決定される。
【００２３】
前記弾性的で変形可能な要素は、変形しやすいフォーク状の形態物であることが好ましい。
【００２４】
第一の実施態様では、前記アクチュエータ装置は偏心シリンダー（eccentric cylinder）を備えたノブ（konb）を有しており、前記ノブはハウジングの固定部に対して回動するように取り付けられ、前記偏心シリンダーは前記第二固定板に当接している。
【００２５】
このアクチュエータ装置には、自動的にプレストレスを与えるのに適しているという利点があるため、緩みを回避し、ノブに与える必要な力を決めることができる。その結果、装着者にとっては使いやすさが改善され、像の損傷が回避できる。さらに、同方向に続けてノブを回すことにより、可動性固定板（moving plate）は、その可動域ならどこでも位置取りすることができる。さらに、ノブは相対的に大きいサイズを有しているので、大変微細な移動であっても正確に行うことができる。
【００２６】
第二の実施態様では、前記アクチュエータ装置は、ハウジングの固定部位を横貫した状態で螺合されたねじであり、該ねじが前記第二固定板に当接したものである。
【００２７】
アダプターは、光学的画像装置に対して基準となる位置（reference position）にあって、少なくとも二つの止め金具の作用によって、前記焦点調節機器を搭載した光ビーム発生システムと連結した態様が好ましい。
【００２８】
この実施態様には、様々な光学的機能及び機械的機能が相互に切り離され非干渉化されるという利点がある。おのおのの部位は、おのおの単一の機能のみを発揮するため、機械的にも光学的にも最大限の正確さを実現できる。前記アダプターによって、確実に前記焦点調節機器を光学的画像装置に対して適当な位置に置くことができる。
【００２９】
さらに、前記アダプターは、前記固定板に固定されるのが好ましい。
【００３０】
前記アダプターは、接着、螺合、その他適当な手段によりレンズに固定される。
【００３１】
前記焦点調節機器と前記アダプター間の連結は、取り外し可能であってもよい。
【００３２】
前記光学要素は、小型のスクリーンが好ましい。
【００３３】
前記固定板には、付随的光学部品（associated optical component）も設けられている。
【００３４】
前記光学的画像装置は、レンズに埋め込まれた形態が好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明について、図を用いながら以下詳細に記載する。この図は、本発明の好ましい態様を示したに過ぎず、本発明は、図に記載した態様に限定されるものではない。
【００３６】
図１は、従来のディスプレイの平面図である。
図２は、本発明に係るディスプレイの平面図である。
図３は、本発明に係るディスプレイの焦点調節機器の正面図である。
図４は、本発明に係るディスプレイの焦点調節機器の平面図である。
図５は、本発明に係るディスプレイの焦点調節機器の背面斜視図である。
図６は、本発明に係るディスプレイの焦点調節機器の底面斜視図である。
図７は、本発明に係るディスプレイの一部を構成するアクチュエータ装置の第一の実施態様を示したものである。
図８は、本発明に係るディスプレイの一部を構成するアクチュエータ装置の第二の実施態様を示したものである。
【００３７】
図２に、本発明に係るディスプレイを示す。
【００３８】
この眼科用ディスプレイは、ハウジング３０内に配置された小型スクリーン２０から発せられる光ビームを成形し、装着者の眼球まで前記光ビームを導く光学的画像装置１０を備えており、これにより情報内容を可視化する。前記光学的画像装置１０は、図１に記載した画像装置と同型のものである。一方、ハウジング３０は、光学的画像装置を備えたレンズ１１の裏面（rear face）に設けられている。光ビームを９０°の角度で反射させる反射要素１２もまた、レンズ１１に埋め込まれている。その結果、前記光ビームは光学的画像装置１０中をその長手方向に伝わることとなる。
【００３９】
本発明は、図１に示した光学的画像装置にも図２に示した光学的画像装置にも使用できることは明らかである。
【００４０】
まず、アダプター１３は、接着性のものでレンズ１１に正確に固着され、前記焦点調節機器が前記アダプター１３に固定される。前記アダプター１３には垂直側面が二つあるため、前記アダプター１３を光学的画像装置１０（正確には反射要素１２）に対して、的確に位置付けることができる。
【００４１】
前記焦点調節機器は第一固定板２１を有している。この第一固定板２１は、調節可能な可動性連結部２２を介して小型スクリーン２０とつながっている。さらに、第一固定板２１は、図示した光学部品２３も保持している。アダプター１３は、第一固定板２１に固定されている。
【００４２】
図２に示すように、前記可動性連結部２２を調節することによって、小型スクリーン２０の位置が変わり（例えばP１地点から破線で表したP２地点まで）、小型スクリーン２０と光学的画像装置１０間の光ビームの伝播距離が修正される。これにより、像が、像I１の位置から眼球Oへの距離が一層離れた像I２（破線で示す）の位置に移動し、その結果、装着者は焦点が調節された像を見ることができる。
【００４３】
この焦点調節機器の好ましい実施態様を、図３〜６に詳細に示す。上記の図３〜６では、ハウジング３０は省略した。
【００４４】
アダプター１３は、ほぼ四角形の厚板であり、その外側表面１３Aは接着性のものでレンズと固着されている。図５に示すように、前記アダプター１３は、３つの止め金具１３Bにて第一固定板２１に固定されている。この止め金具１３Bは、アダプター１３に設けられた止め金具挿入用の開口部にはめ込まれている。上記３つの止め金具により、アダプター１３の正確な位置取りが可能となる。さらに、アダプター１３は、止め金で締められている杭（snap-fastening peg）１３Cを備えている。この杭１３Cは、第一固定板２１に設けられた二本の弾力性のある棒（resilient rod）２１Aの間にて、止め金で締められている。従って、前記杭１３Cを取り外すと、第一固定板２１からアダプター１３を分離できる。
【００４５】
前記第一固定板２１には、小型スクリーン２０の下流側に光学部品（図の例によれば正確にはレンズ２３）が設けられている。このレンズ２３が、光ビームFの方向を変える。つまり、このレンズ２３は、小型スクリーン２０からの光ビームFを入射面２３Aにて受けると、光ビームFの方向を変えて、出射面２３Bから接眼レンズ（eyeglass lens）に埋め込まれた光学的画像装置１０に向けて光ビームFを発する。
【００４６】
小型スクリーン２０は、第二固定板２４に設けられている。この第二固定板２４は、弾性的で変形可能な要素（elastically-deformable element）からなる可動性連結部２２を介して、第一固定板２１とつながっている。その結果、小型スクリーン２０とレンズ２３の入射面２３A間の距離を調節することが可能となる。
【００４７】
このために、第一固定板２１には、レンズ２３の入射面２３Aの光軸にほぼ平行な基板（base）２１Bと、前記基板２１Bに対して垂直であり前記基板２１Bの複数の側面の一つに配置された突起部（lug）２１Cが設けられている。前記突起部２１Cは、変形可能なフォーク状の形態をした連結部２２の第一の分岐部２２Aと接している。前記フォーク状の形態をした連結部２２のもう一方の分岐部２２Bは、第二固定板２４の突起部２４Cと接している。図６に、前記連結部の態様を示す。前記突起部２１C及び２４Cの端部には溝（slot）があり、おのおのの分岐部に設けられた杭（peg）が、対応する前記溝に嵌入されている。
【００４８】
前記ハウジング３０外側のアクチュエータ装置を操作することにより、分岐部２２A及び２２Bを相互に関連付けて矢印Fの方向に動かすことができる。図３から図７では、前記アクチュエータ装置はノブ２５で構成されている。
【００４９】
図３から図６においてはアクチュエータ装置のノブ２５の単なる外観を示しているが、図７においては当業者がアクチュエータ装置のノブ２５を技術的に理解できるように示す。
【００５０】
図７に、第一固定板２１、可動性である第二固定板２４及び弾性的で変形可能な要素２２を示す。
【００５１】
前記ノブ２５は、軸Aを回転軸として回動する。このノブ２５には、第二固定板２４に当接している偏心シリンダー２５Aが設けられている。図７に詳細に示すように、ノブ２５の回動により、第二固定板２４に当接している偏心シリンダー２５Aは第二固定板２４を押し、ノブ２５が第二固定板２４から離れると、第二固定板２４は可動性連結部２２の復元力により元の位置に戻って、第二固定板２４と偏心シリンダー２５Aが再び当接した状態となる。
【００５２】
アクチュエータ装置のその他の実施態様として、図８に示すように、ノブ２５に替えてねじ２６が使用されてもよい。より一般的には、ノブ２５に替えて調節可能な当接部（adjustable abutment）が使用されてもよい。ねじ２６は、第一固定板２１に設けられたねじ穴に横貫された状態で螺合され、ねじ２６の先端が可動性である第二固定板２４に当接している。
【００５３】
図３〜６にはハウジング３０を記載していないが、図２に示すように、第一固定板２１と第二固定板２４ともに前記ハウジング３０中に収納されている。
【００５４】
上記実施態様においては、小型スクリーン２０は可動性連結部２２を介して第一固定板２１とつながっている光学的要素であり、ハウジング３０に外付けされたアクチュエータ装置により小型スクリーン２０の位置を調節する。
【００５５】
本発明のポイントは、例えばレンズ２３やスクリーン−プラス−レンズ集合体（screen-plus-lens assembly）といった光学的部品にある。前記光学的部品は、可動性連結部２２により所定の位置関係に調節される。これらの態様は、光学的部品間の距離（つまりディスプレイにより処理される光ビームの伝播距離）を変えることを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来のディスプレイの平面図である。
【図２】本発明に係るディスプレイの平面図である。
【図３】本発明に係るディスプレイの焦点調節機器の正面図である。
【図４】本発明に係るディスプレイの焦点調節機器の平面図である。
【図５】本発明に係るディスプレイの焦点調節機器の背面斜視図である。
【図６】本発明に係るディスプレイの焦点調節機器の底面斜視図である。
【図７】本発明に係るディスプレイの一部を構成するアクチュエータ装置の第一の実施態様を示したものである。
【図８】本発明に係るディスプレイの一部を構成するアクチュエータ装置の第二の実施態様を示したものである。
【図１】
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【図２】
2008504091.tif 000004
【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】
2008504091.tif 000009
【図８】
2008504091.tif 000010
【国際調査報告】
2008504091.tif 000011
2008504091.tif 000012
2008504091.tif 000013
2008504091.tif 000014
2008504091.tif 000015