(57)【要約】【課題】落下した際に光学ユニットに加わる衝撃荷重を軽減して、光学ユニットの破損を抑制する。【解決手段】使用者Ａの眼前に配置され使用者Ａが視覚可能な情報を供給する光学ユニット２と、使用者Ａの額に密着させられた状態で頭部に固定される頭部装着手段３と、該頭部装着手段３と光学ユニット２とを連結する連結部４とを備え、該連結部４が、頭部装着手段３から光学ユニット２に加わる衝撃荷重を低減する緩衝手段４ａを備える頭部装着型光学装置１を提供する。【選択図】      図１
2012022255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の眼前に配置され前記使用者が視覚可能な情報を供給する光学ユニットと、
使用者の額に密着させられた状態で頭部に固定される頭部装着手段と、
該頭部装着手段と前記光学ユニットとを連結する連結部とを備え、
該連結部が、前記頭部装着手段から前記光学ユニットに加わる衝撃荷重を低減する緩衝手段を備える頭部装着型光学装置。
【請求項２】
前記緩衝手段が、所定の閾値以上の衝撃荷重で変形する弾性部材によって前記連結部を形成することにより構成されている請求項１に記載の頭部装着型光学装置。
【請求項３】
前記光学ユニットが、前記使用者の両眼に対応して一対配列され、
前記連結部が、一対の前記光学ユニットの略中央位置に１箇所配置されている請求項１または請求項２に記載の頭部装着型光学装置。
【請求項４】
前記連結部が、前記光学ユニットの配列方向に長く、該配列方向に直交する方向に短い横断面形状を有する請求項３に記載の頭部装着型光学装置。
【請求項５】
前記緩衝手段が、所定の閾値以上の衝撃荷重で離脱する着脱機構により構成されている請求項１に記載の頭部装着型光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は頭部装着型光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、装着者の両眼の前に配置されるディスプレイを備える光学ユニットと、この光学ユニットを装着者の頭部に装着するためのヘッド装着部と、ヘッド装着部に対して光学ユニットを揺動可能に連結するヒンジとを備えた頭部装着型の光学視覚装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−９０２７１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、特許文献１の光学視覚装置のような頭部装着型の装置は、頭部への着脱作業を行う必要があり、その際に、落下してしまう危険性を常に含んでいる。そして、落下した場合には、重量の大きな光学ユニットから落下することになるが、その際に、ヘッド装着部の荷重がヒンジを介して光学ユニットに加わるため、光学ユニットのみならずヒンジおよびヘッド装着部の重量による大きな衝撃が光学ユニットに加わることになり、光学ユニットが破損する不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、落下した際に光学ユニットに加わる衝撃荷重を軽減して、光学ユニットの破損を抑制することができる頭部装着型光学装置を提供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】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、使用者の眼前に配置され前記使用者が視覚可能な情報を供給する光学ユニットと、使用者の額に密着させられた状態で頭部に固定される頭部装着手段と、該頭部装着手段と前記光学ユニットとを連結する連結部とを備え、該連結部が、前記頭部装着手段から前記光学ユニットに加わる衝撃荷重を低減する緩衝手段を備える頭部装着型光学装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、頭部装着手段を使用者の額に密着させた状態で頭部に固定すると、光学ユニットが使用者の眼前に配置され、使用者に視覚可能な情報を供給することができる。このような頭部装着型光学装置が高所から落下した場合に、重量の大きな光学ユニットから先に落下することになるが、その際に、連結部に設けられた緩衝手段によって頭部装着手段から光学ユニットに加わる衝撃荷重が低減されるので、頭部装着手段の荷重による衝撃が光学ユニットに加わることが回避され、衝撃を低減して光学ユニットの損傷を軽減することができる。
【０００８】
上記発明においては、前記緩衝手段が、所定の閾値以上の衝撃荷重で変形する弾性部材によって前記連結部を形成することにより構成されていてもよい。
このようにすることで、弾性部材を弾性変形させることで頭部装着手段の荷重が光学ユニット側に伝達されることが防止され、光学ユニットには所定の衝撃荷重以上の荷重がかからずに済むので、簡易に衝撃を低減して光学ユニットの損傷を軽減することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記光学ユニットが、前記使用者の両眼に対応して一対配列され、前記連結部が、一対の前記光学ユニットの略中央位置に１箇所配置されていてもよい。
このようにすることで、光学ユニットがどの位置から落下しても１箇所の連結部によって頭部装着手段から光学ユニットへの荷重の伝達が回避され、より確実に衝撃を低減することができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記連結部が、前記光学ユニットの配列方向に長く、該配列方向に直交する方向に短い横断面形状を有していてもよい。
このようにすることで、光学ユニットの配列方向の断面係数を大きくして連結部を変形し難くし、配列方向に直交する方向の断面係数を小さくして連結部を変形し易くすることができる。これにより、使用時における光学ユニットの揺れを防止することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記緩衝手段が、所定の閾値以上の衝撃荷重で離脱する着脱機構により構成されていてもよい。
このようにすることで、光学ユニットに所定の閾値以上の衝撃荷重が加わったときには、緩衝手段を構成する着脱機構が離脱してそれ以上の衝撃荷重が光学ユニットに加わらないようにすることができる。これにより、簡易に衝撃を低減して光学ユニットの損傷を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、落下した際に光学ユニットに加わる衝撃荷重を軽減して、光学ユニットの破損を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る頭部装着型光学装置を使用者の頭部に装着した状態を示す平面図である。
【図２】図１の頭部装着型光学装置を使用者の頭部に装着した状態を示す側面図である。
【図３】図１の頭部装着型光学装置の緩衝部を詳細に示す拡大図である。
【図４】図１の頭部装着型光学装置の緩衝部を弾性変形させた状態を示す正面図である。
【図５】図１の頭部装着型光学装置の緩衝手段の変形例を示す連結状態の縦断面図である。
【図６】図５の緩衝手段の分離状態を示す縦断面図である。
【図７】図１の頭部装着型光学装置の変形例を使用者の頭部に装着した状態を示す側面図である。
【図８】図１の頭部装着型光学装置の他の変形例を使用者の頭部に装着した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る頭部装着型光学装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る頭部装着型光学装置１は、図１および図２に示されるように、光学ユニット２と、フレーム部３と、これらを連結する連結部４とを備えている。
【００１５】
光学ユニット２は、例えば、表示装置であって、使用者Ａの両眼の前にそれぞれ配置される一対のＬＣＤ、プリズム等の光学素子および制御回路を外装カバーで覆って構成されたディスプレイ部（光学ユニット）５と、該ディスプレイ部５の間隔を調節可能に接続する接続部６とを備えている。接続部６は、一対のディスプレイ部５にそれぞれ設けられた嵌合孔５ａ，５ｂに嵌合されることにより、一対のディスプレイ部５に掛け渡されるように配置される２本の平行なレール部材７，８を備えている。
【００１６】
レール部材７，８と嵌合孔５ａ，５ｂとを相対移動可能に嵌合させておくことにより、ディスプレイ部５をレール部材７，８の長手方向に移動させて、使用者の眼幅に合わせてディスプレイ部５の間隔を調節することができるようになっている。レール部材７，８を２本平行に掛け渡しておくことにより、一対のディスプレイ部５を常に同一の相対角度位置に保持しておくことができるようになっている。
【００１７】
フレーム部３は、使用者Ａの頭部に全周に渡って巻き付けられる円環状の部材であって、使用者Ａの額に押し当てられるパッド部３ａと、使用者Ａの後頭部に押し当てられるパッド部３ｂと、を備えている。フレーム部３は、使用者Ａの頭部の大きさに合わせてその周長を調節することができるようになっている。
【００１８】
連結部４は、一端がフレーム部３に固定される棒状の緩衝部（緩衝手段）４ａと、該緩衝部４ａの他端に設けられ、一方のレール部材７に取り付けられるユニット側固定部４ｂとを備えている。緩衝部４ａは、例えば、ゴムのような弾性材料により構成され、所定の閾値を超える荷重によって湾曲させられるようになっている。連結部４は、図３に示されるように、ユニット側固定部４ｂとフレーム側固定部４ｃとの間に緩衝部４ａをネジ４ｄによって締結することにより固定されている。
【００１９】
また、レール部材７を丸棒状に構成しておくことにより、ユニット側固定部をレール部材に対して揺動させることが可能となり、これによって、光学ユニット２のフレーム部３に対する傾斜角度を調節することができるようになっている。
また、本実施形態においては、連結部４は、２つのディスプレイ部５の中央位置においてレール部材７に接続している。
【００２０】
このように構成された本実施形態に係る頭部装着型光学装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る頭部装着型光学装置１を使用するには、使用者Ａは、フレーム部３を頭部の周長より十分に大きく広げた状態で被り、光学ユニット２の一対のディスプレイ部５がそれぞれ両眼の前に配置される位置で、パッド部３ａを額に押し当ててフレーム部３を縮めることにより、頭部を締め付けるようにして固定する。
【００２１】
また、ディスプレイ部５に設けられた嵌合孔５ａ，５ｂをレール部材の長手方向に沿って移動させることにより、２つのディスプレイ部５が両眼の見易い位置に配置されるように、２つのディスプレイ部５の位置を眼幅に合わせて調整する。
これにより、ディスプレイ部５を介して視覚可能な情報を使用者Ａに提供することができる。使用者Ａは、ディスプレイ部５を介した情報の提供が不要である場合には、連結部４のユニット側固定部４ｂに対してレール部材７を回転させることにより、光学ユニット２を揺動させて、跳ね上げ、目視による視界を広げることができる。また、使用者Ａは、ディスプレイ部５を眼前に配置した状態においても、光学ユニット２のディスプレイ部５の周囲の隙間から外部の情報を目視により得ることができる。
【００２２】
そして、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１は、頭部への装着時や取り外し時等に、何らかの理由により落下した場合に、光学ユニット２とフレーム部３との重量比から、光学ユニット２が下になって落下する可能性が高く、光学ユニット２が地面からの衝撃を受ける。
この場合において、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１によれば、光学ユニット２とフレーム部３との間が、弾性材料からなる緩衝部４ａにより連結されているので、図４に示されるように、緩衝部４ａを弾性変形させることによりフレーム部３の重量が光学ユニット２にかかることを防止することができる。
【００２３】
その結果、光学ユニット２にかかる衝撃荷重としては、フレーム部３の重量を除外して考慮することができ、耐衝撃荷重の許容範囲を大きくすることができる。すなわち、落下した際に光学ユニット２にかかる衝撃荷重を低減して、光学ユニット２の破損を抑制することができるという利点がある。
【００２４】
また、本実施形態においては、連結部４を光学ユニット２の中央１箇所に設けたので、どちらのディスプレイ部５から落下したとしても、連結部４を同様に機能させて、緩衝することができる。また、中央１箇所に設けた連結部４は、ディスプレイ部５の周囲の隙間が塞がれるのを最小限に抑制することができるという利点もある。
【００２５】
なお、本実施形態においては、連結部４を構成する弾性材料からなる緩衝部４ａをユニット側固定部４ｂによってレール部材に揺動可能に取り付けたが、これに代えて、弾性材料からなる緩衝部４ａ自体に貫通孔を設け、レール部材７を移動可能に貫通させることにしてもよい。
【００２６】
また、緩衝部４ａの横断面形状を、左右方向に厚く、前後方向に薄い形状に形成することにしてもよい。このようにすることで、左右方向の断面積を大きくして弾性変形し難くする。これにより、使用者Ａの頭部への装着状態において、左右２つのディスプレイ部５のぐらつきを防止することができるという利点がある。
【００２７】
また、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１においては、緩衝部４ａとして、ゴム等の弾性材料からなるものを例示したが、これに限定されるものではなく、図５および図６に示されるように、落下時の衝撃によって外れる着脱機構１０を採用してもよい。
すなわち、この着脱機構１０は、光学ユニット２およびフレーム部４のそれぞれに設けられた保持部１１，１２と、該保持部１１，１２にそれぞれ着脱可能に設けられた連結部材１３とを備えている。
【００２８】
保持部１１，１２には、連結部材１３の端部を嵌合させる嵌合凹部１１ａ，１２ａが設けられ、該嵌合凹部１１ａ，１２の内壁には、ボールプランジャ１４が設けられている。ボールプランジャ１４は、嵌合凹部１１ａ，１２ａの内壁に設けた横穴内に収容されたボール１４ａと、該ボール１４ａを嵌合凹部１１ａ，１２ａ内に向けて突出するように付勢するスプリング１４ｂとを備えている。
【００２９】
連結部材１３には、保持部１１，１２の嵌合凹部１１ａ，１２ａに嵌合された状態でボールプランジャ１４の横穴に一致する位置に配置される凹部１３ａが設けられている。図５に示されるように、連結部材１３を保持部１１，１２の嵌合凹部１１ａ，１２ａに嵌合させると、ボールプランジャ１４のボール１４ａが凹部１３ａに突出して係合し、連結部材１３が保持部１１，１２から抜けるのを防止するようになっている。
【００３０】
ボールプランジャ１４のボール１４ａと凹部１３ａとの係合は、所定の衝撃荷重が加わったときに解除されるようになっている。したがって、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１が落下した際には、光学ユニット２に加わる衝撃荷重によって、図５に示されるようにボール１４ａと凹部１３ａとの係合が外れ、フレーム部３の荷重が光学ユニット２にかかることを防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１においては、一対のディスプレイ部５を有するもの、一対のディスプレイ部５の間隔を調節できるもの、および、光学ユニット２全体をフレーム部３に対して揺動可能に設けたものをそれぞれ例示したが、これに限定されるものではなく、左右の両眼に対する２つのディスプレイ部５を一体的に有するものや、フレーム部３に対して光学ユニット２全体を揺動できないように固定したものを採用してもよい。
【００３２】
また、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１においては、フレーム部３のみによって使用者Ａの頭部に装着することとした。これに代えて、図７に示されるように、連結部４に鼻当て部１０を設け、当該鼻当て部１０と、フレーム部３とによって使用者Ａの頭部に装着することとしてもよい。これにより、頭部装着型光学装置１を使用者Ａの頭部に対して位置決めすることが容易になる。
【００３３】
また、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１においては、フレーム部３の周長を調節することとしたが、その他の態様であってもよい。例えば、図８に示されるように、フレーム部３の端部に弾性変形可能なバンド部材１１を設け、当該バンド部材１１の一部をクランプ１２によって保持してもよい。
【００３４】
使用者Ａは、クランプ１２によるバンド部材１１への保持力を弱めた状態で、頭部装着型光学装置１を頭部に配置し、その後、バンド部材１１およびクランプ１２の位置を調節することができる。そして、クランプ１２の保持力を弱めた状態を維持しながら、バンド部材１１をクランプ１２によって締めこむことにより、頭部がバンド部材１１およびフレーム３に密接するように、バンド部材１１およびフレーム３を配置するこができる。クランプ１２から手を離し、クランプ１２の保持力を元に戻すと、頭部装着型光学装置１を頭部に密着した状態を維持することができる。バンド部材１１としては、ゴム等が挙げられる。
【００３５】
また、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１においては、フレーム部３を円環状の部材としたが、その他の態様であってもよい。例えば、フレーム部３としては、側頭部のみならず、頭頂部にもフレームが配置されたヘッドセットタイプのものや、頭部全体を覆うヘルメットタイプのものを適宜選択することができる。
【００３６】
また、光学ユニット２として、ディスプレイ部５を有するものを例示したが、これに代えて、使用者Ａに対して視覚可能な外界の情報を拡大して供給する拡大鏡を採用してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ  使用者
１  頭部装着型光学装置
３  フレーム部（頭部装着手段）
４  連結部
４ａ  緩衝部（緩衝手段）
５  ディスプレイ部（光学ユニット）
１０  着脱機構（緩衝手段）
【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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