(57)【要約】一方の部材の他方の部材に対する角度を自在に調整することができるユニバーサルジョイントおよび、それを応用した画像表示装置を提供する。  画像表示装置１は、所定の球面の一部をなす凸曲面１０１を有する画像表示装置本体１００および中間部材２００を備える。中間部材２００は、凸曲面１０１に対応する曲面であって画像表示装置本体１００と中間部材２００とを吸着固定させる際に凸曲面１０１と当接することが予定されている曲面である凹曲面２２１を有するガイド部材２２０と、ガイド部材２２０の略中央となる位置に設けられており、凸曲面１０１と吸着固定できるようになっている磁石２３０を有している。この凸曲面１０１を凹曲面２２１に対して摺動させることで、画像表示装置本体１００の中間部材２００に対する角度を調整することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、
前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす凸面を有しており、
前記第２部材は、前記凸面に略対応する面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と当接することが予定されている面である凹面を有しており、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるように構成される、空気よりも透磁率の高いガイド部材と、前記ガイド部材の略中央となる位置に設けられており、前記凸面の少なくとも一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている磁石と、を有しており、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、
ユニバーサルジョイント。
【請求項２】
前記第２部材が備える前記ガイド部材は、略筒形の部材であり、その一方の端部には前記凹面が形成されており、
前記磁石は、前記ガイド部材の略軸線上に設けられている、
請求の範囲第１項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項３】
前記略筒形の部材は、底部を有しており、
前記磁石は、前記底部の略中央となる位置において前記凸面と吸着固定されるようになっている、
請求の範囲第２項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項４】
前記凸面は、所定の球面の一部をなす凸曲面であり、
前記凹面は、この凸曲面に対応する凹曲面である、
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項５】
前記磁石は、前記凸曲面に対応する凹曲面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸曲面と当接することが予定されている凹曲面を有する、
請求の範囲第４項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項６】
前記凸面は、円錐台の外側面形状をなす面であり、
前記凹面は、この凸面に対応する面である、
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項７】
第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、
前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しており、
前記第２部材は、前記凸面に略対応する面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と当接することが予定されている面である凹面を有しており、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるように構成される、空気よりも透磁率の高いガイド部材と、前記ガイド部材の略中央となる位置に設けられており、前記凸面の少なくとも一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている磁石と、を有しており、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた際、前記磁石から前記凸面、前記凸面から前記ガイド部材、前記ガイド部材から前記磁石への磁束の閉ループ状態、または、前記磁石から前記ガイド部材、前記ガイド部材から前記凸面、前記凸面から前記磁石への磁束の閉ループ状態のいずれかが形成され、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、
ユニバーサルジョイント。
【請求項８】
第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、
前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しており、
前記第２部材は、底面を有する円筒形の磁石であって、その上表面は、前記凸面に略対応しており、前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と着脱自在に吸着固定できるようにされる凹面を構成し、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるようになっている磁石を有しており、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた際、前記磁石の前記凹面から前記凸面、前記凸面から前記磁石の凹面、前記磁石の凹面から磁石の底面、前記磁石の底面から前記磁石の凹面への磁束の閉ループ状態が形成され、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、
ユニバーサルジョイント。
【請求項９】
第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、
前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しており、
前記第２部材は、底面を有する円筒形の磁石であって、その上表面は、前記凸面に略対応しており、前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と着脱自在に吸着固定できるようにされる凹面を構成し、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるようになっている第１磁石と、前記第１磁石の略中央となる位置に設けられており、前記凸面の一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている第２磁石と、を有しており、
前記凸面に前記第１磁石および第２磁石を吸着固定させた際、前記第１磁石から前記凸面、前記凸面から前記第２磁石、前記第２磁石から前記第１磁石への磁束の閉ループ状態、または、前記第１磁石から前記第２磁石、前記第２磁石から前記凸面、前記凸面から前記第１磁石への磁束の閉ループ状態のいずれかが形成され、
前記凸面に前記第１磁石および第２磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、
ユニバーサルジョイント。
【請求項１０】
使用時に使用者の身につけた眼鏡のレンズである眼鏡レンズに取り付けて用いられる画像表示装置であって、
前記眼鏡レンズの平滑な面に対して固定を行うことのできる中間部材と、
当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段、および前記中間部材に対して着脱自在な固定を行うことのできる固定手段、を備えている画像表示装置本体と、を有しており、
前記中間部材は、請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の第１部材または第２部材の一方であり、
前記固定手段は、請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の第１部材または第２部材の他方である、
画像表示装置。
【請求項１１】
使用時に使用者の身につけた眼鏡のレンズである眼鏡レンズまたは前記眼鏡のフレームである眼鏡フレームに取り付けて用いられる画像表示装置であって、
前記眼鏡レンズの周縁部または前記眼鏡フレームの少なくとも一部に対して着脱自在に固定を行うことのできる中間部材と、
当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段、および前記中間部材に対して着脱自在な固定を行うことのできる固定手段、を備えている画像表示装置本体と、を有しており、
前記中間部材は、請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の第１部材または第２部材の一方であり、
前記固定手段は、請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の第１部材または第２部材の他方である、
画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニバーサルジョイントおよび頭部などの身体に装着して使用可能な小型の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
頭部などの身体に装着して使用され、使用者の眼前に画像を表示するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）が、バーチャルリアリティをはじめ種々の分野で利用されている。ＨＭＤは、通常、外光を遮断して画像のみを表示するようなものとされ、一般的にはゴーグル形状、あるいは大型の眼鏡のフレーム形状に形成される。ＨＭＤを使用すると、使用者はどの方向を向いていても画像を見ることができる反面、外界を見ることはできなくなる。
近年、画像を視界の一部に表示し、外界も、画像も見られるようにした小型の画像表示装置が提案されている。
このタイプの画像表示装置は、視線の移動により、外界を見るか、画像を見るかの選択を行えるので、日常生活の場面で使用でき、使用の場面として室内外を特に問わない点で価値が高い。
ところで、このタイプの画像表示装置は既存の眼鏡に取り付けることを意図しているが、眼鏡にはフレームの有無、フレームの材質や太さなどの様々なバリエーションがある。このことから、画像表示装置をどのような眼鏡にでも簡単に取り付けられるようにするための技術の開発が求められていた。
画像表示装置をどのような眼鏡にでも簡単に取り付けられるようにするためには、画像表示装置を眼鏡に対して着脱自在に構成することが必要とされる。
また、画像表示装置の眼鏡に対する角度を調整できるように構成することが必要とされる。
このような必要性を考慮した技術開発の過程で、本願発明者は、眼鏡レンズの平滑な面がどのような眼鏡にでも共通する部材であることに着目し、特願２００４−２３３９１２に記載の画像表示装置の発明を行った。
この発明に係る画像表示装置の一つは、眼鏡レンズの平滑な面に対して固定を行うことのできる中間部材と、当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置する表示手段、およびこの中間部材に対して着脱自在な固定を行うことのできる固定手段、を備えている画像表示装置本体と、を有している。
図８は、この画像表示装置１０の画像表示装置本体１００と、中間部材８００を示す斜視図である。
この図に示すように、中間部材８００は、板状のベース２１０と、ベース２１０の前面からベース２１０の前方（本明細書において、「前方」という語は、眼鏡を使用者が顔に装着した場合の顔から遠い側を意味するものとする。）に凸設された土台８２０とを備えている。土台８２０は、それが眼鏡レンズに固定された場合の前方に向かって開いた凹曲面８２１を有する。この凹曲面８２１は、画像表示装置本体１００に対する中間部材８００のジョイント部分である。また、ベース２１０の背面には、層状とされた粘着剤によって形成された粘着剤層２４０が設けられており、この粘着剤層２４０によって中間部材８００を眼鏡レンズに対して固定できるようになっている。
画像表示装置本体１００は、略直方体形状に形成されたケース１１０を備えている。ケース１１０の後方の面には、鏡筒１２０が設けられている。鏡筒１２０は、略円筒形状とされている。この鏡筒１２０の内部には、拡大レンズ１３０が設けられている。ケース１１０の後方の面にはまた、固定手段として、凸曲面１０１が設けられている。凸曲面１０１は、ケース１１０の後方に向かって凸設されており、所定の球面の一部をなすようになっている。この凸曲面１０１は、中間部材８００に対する画像表示装置本体１００のジョイント部分である。
この凸曲面１０１および凹曲面８２１は、例えば、その双方が磁石により構成されていてもよいし、その一方が磁石で、その他方が金属により構成されていてもよい。すなわち、凸曲面１０１と凹曲面８２１とは磁力によって吸着して固定し合うようになっている。
図９は、この画像表示装置本体１００の凸曲面１０１と中間部材８００の凹曲面８２１とが吸着固定している状態を示す図である。
この画像表示装置１０のジョイント部分の構成によれば、どのような眼鏡の眼鏡レンズＧＬにでも着脱自在に画像表示装置１０を簡単に取り付けられるようになる。また、画像表示装置１０の使用時に画像表示装置本体１００の中間部材８００に対する角度を変えるべく、中間部材８００と画像表示装置本体１００を固定した状態で凹曲面８２１に対して凸曲面１０１を摺動させることができる。
すなわち、このジョイント部分の構成は、ユニバーサルジョイントとして使用されている。
しかしながら、かかるユニバーサルジョイントにも改良すべき点がないわけではない。すなわち、このユニバーサルジョイントの凹曲面の端部の厚みは中心部の厚みよりも厚く、凸曲面および凹曲面の内部よりもその外部に磁力線が多く分布するような構造となっている。すなわち磁力線は、凹曲面から凸曲面（または凸曲面から凹曲面）、凸曲面（または凹曲面）から空気中を通って凹曲面（または凸曲面）へと戻るようになっており、外部に存在する磁力線の分だけ吸着力が弱いものとなっている。
また、その構造上、凸曲面と凹曲面は、凹曲面の周縁部において強く吸着固定される。その吸着力のベクトルの方向は、凸曲面、凹曲面の中心部分に向かう斜め方向となるため、凹曲面に対して凸曲面を少しずらした場合、凸曲面の位置が元の位置に戻ってしまうことがあり、安定的に吸着固定することができない。つまり、一方の部材の他方の部材に対する角度を所望の角度とするために、図９に示す凸曲面の中心部分の位置が所望の位置まで移動するように凸曲面を凹曲面に対して摺動させた場合、摺動前の元の位置に戻ってしまい、角度調整がうまくいかないことがある。
このため、このような構成のユニバーサルジョイントでは、一方の部材の他方の部材に対する角度を「自在に」調整することが難しい。
そこで、本発明は、上記のようなユニバーサルジョイントの構成を改良し、一方の部材の他方の部材に対する角度を自在に調整することができるユニバーサルジョイントおよび、それを応用した画像表示装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００３】
上述の目的を達成するため、本発明は、第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす凸面を有しており、前記第２部材は、前記凸面に略対応する面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と当接することが予定されている面である凹面を有しており、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるように構成される、空気よりも透磁率の高いガイド部材と、前記ガイド部材の略中央となる位置に設けられており、前記凸面の少なくとも一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている磁石と、を有しており、前記凸面に前記磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、ユニバーサルジョイントを提供する。
このユニバーサルジョイントは空気よりも透磁率の高いガイド部材を有しているので、ガイド部材の凹面と凸面とを吸着固定させた場合、磁力線は、磁石から凸面、凸面から空気を介して磁石へと導かれるのではなく、磁石から凸面、凸面からガイド部材、ガイド部材から磁石（または磁石からガイド部材、ガイド部材から凸面、凸面から磁石）へと導かれる。すなわち、磁石から凸面、凸面からガイド部材、ガイド部材から磁石への磁束の閉ループ状態（または磁石からガイド部材、ガイド部材から凸面、凸面から磁石への磁束の閉ループ状態）が形成されることとなる。なお、本発明において「磁束の閉ループ状態」とは、完全に磁束が閉ループとなっている状態のみならず、多少の磁束のもれがあったとしても、磁束が実質的に閉ループとなっている状態も含む。
このように本発明では磁束の閉ループ状態が形成されるため、磁力線がほとんど外部に出ないため、本発明のユニバーサルジョイントは、上述したユニバーサルジョイントよりも吸着力が強いものとすることができる。また、以上のような磁束の閉ループ状態が形成されるため、吸着力のベクトルの方向が鉛直方向となり、安定して吸着させることができる。このため、凹面に対して凸面を少しずらした場合に凸面の位置が元に戻ってしまうようなことがなく、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を自在に調整することができるようになる。
この凸面は、所定の略球面の一部をなす面であればよく、凹面は、前記凸面に略対応する面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と当接することが予定されている面であればよい。例えば、前記凸面は、所定の球面の一部をなす凸曲面であり、前記凹面は、この凸曲面に対応する凹曲面であるように構成してもよい。また、前記凸面は、円錐台の外側面形状をなす面であり、前記凹面は、この凸面に対応する面であるように構成してもよい。
なお、凸面と凹面は、略対応していればよく、例えば、円錐台の外側面形状をなす面である凸面に、所定の球面の一部をなす凸曲面に対応する凹曲面を組み合わせてもよい。
前記ガイド部材は、前記凸面に略対応する面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と当接することが予定されている面である凹面を有しており、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるように構成されており、空気よりも透磁率の高い材料により構成されていればよい。例えばガイド部材は、鉄により構成されるものとすることができるし、その形状はどのような形状としてもよい。
また、このようなガイド部材として、一体成形された部材を使用してもよい。一体成形された部材を使用すれば、一つのガイド部材を第２部材に対して取り付ければよく、第２部材に対するガイド部材の取り付けを容易にすることができる。
一体成形された部材としては、例えば、略筒形の部材であり、その一方の端部に凹面が形成されているものを使用することができる。
この略筒形の部材は、底部を有するものとしてもよい。底部を有するガイド部材を使用すれば、予めその底部の略中央となる位置に磁石を取り付けておくことができるため、磁石を取り付けたガイド部材を第２部材に対して取り付ければよく、第２部材に対するガイド部材および磁石の取り付けを容易にすることができる。
なお、ガイド部材として、複数の突出体からなる部材を使用しても構わない。この複数の突出体としては、例えば、複数の突出体が磁石の周りに所定の間隔を空けて配置されており、各突出体は、第１部材と第２部材とを吸着固定させる際にその一端が凸面と当接するようになっているものを使用することができる。
前記磁石は、前記ガイド部材の軸線上に設けられており、前記凸面の少なくとも一部分に吸着固定できるようになっているものであれば、どのような磁石を用いてもよい。この磁石は、市販されている円柱形状の磁石を使用してもよいし、凸面が所定の球面の一部をなす凸曲面であり、凹面がこの凸曲面に対応する凹曲面である場合に、この凸曲面に対応する凹曲面であって第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に凸曲面と当接することが予定されている凹曲面を有していてもよい。後者のように構成された磁石を使用すれば、凸曲面または凹曲面のいずれか一方を、凸曲面または凹曲面のいずれか他方に対してより滑らかに摺動させることができる。
上述のように、ガイド部材として略筒形の部材であって底部を有するものを使用する場合には、磁石はこの底部の略中央となる位置において前記凸面と吸着固定されるようになっている。
前記凸面は、磁石と吸着固定できるようになっていればよく、磁石または強磁性体等の、磁石に吸着する材料により構成されていればよい。
以上のような、第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントは、以下のように構成することができる。すなわち第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しており、第２部材は、この凸面に略対応する面であって第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に凸面と当接することが予定されている面である凹面を有しており、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、凸面または凹面のいずれか−方を凸面または凹面のいずれか他方に対して摺動できるように構成され、空気よりも透磁率の高いガイド部材と、ガイド部材の略中央となる位置に設けられており、凸面の少なくとも一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている磁石と、を有しており、この凸面に磁石を吸着固定させた際、磁石から凸面、凸面からガイド部材、ガイド部材から磁石への磁束の閉ループ状態、または、磁石からガイド部材、ガイド部材から凸面、凸面から磁石への磁束の閉ループ状態のいずれかが形成され、凸面に磁石を吸着固定させた状態で凸面または凹面のいずれか一方を凸面または凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができるものとすることができる。
このようなユニバーサルジョイントによれば、上述のように、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を自在に調整することができるようになる。
また、以上のような、第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントは、以下のように構成してもよい。すなわち第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しており、第２部材は、底面を有する円筒形の磁石であって、その上表面は、凸面に略対応しており、第１部材と第２部材とを吸着固定させる際に凸面と着脱自在に吸着固定できるようにされる凹面を構成し、この凹面と凸面とを当接させた状態で、凸面または凹面のいずれか一方を凸面または凹面のいずれか他方に対して摺動できるようになっている磁石を有しており、前記凸面に前記磁石を吸着固定させた際、前記磁石の前記凹面から前記凸面、前記凸面から前記磁石の凹面、前記磁石の凹面から磁石の底面、前記磁石の底面から前記磁石の凹面への磁束の閉ループ状態が形成され、凸面に磁石を吸着固定させた状態で凸面または凹面のいずれか一方を凸面または凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができるものとすることができる。
このユニバーサルジョイントは、ガイド部材を有していないが、上述のような底面を有する円筒形の磁石を有しているため、凸面に磁石を吸着固定させた際、磁石の凹面から凸面、凸面から磁石の凹面、磁石の凹面から底面、磁石の底面から磁石の凹面への磁束の閉ループ状態が形成されるようになっている。
このようなユニバーサルジョイントによっても、上述のように、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を自在に調整することができるようになる。
また、以上のような、第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントは、以下のように構成してもよい。すなわち第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しており、第２部材は、底面を有する円筒形の磁石であって、その上表面は、凸面に略対応しており、第１部材と第２部材とを吸着固定させる際に凸面と着脱自在に吸着固定できるようにされる凹面を構成し、この凹面と凸面とを当接させた状態で、凸面または凹面のいずれか一方を凸面または凹面のいずれか他方に対して摺動できるようになっている第１磁石と、第１磁石の略中央となる位置に設けられており、凸面の一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている第２磁石と、を有しており、凸面に第１磁石および第２磁石を吸着固定させた際、第１磁石から凸面、凸面から第２磁石、第２磁石から第１磁石への磁束の閉ループ状態、または、第１磁石から第２磁石、第２磁石から凸面、凸面から第１磁石への磁束の閉ループ状態のいずれかが形成され、凸面に第１磁石および第２磁石を吸着固定させた状態で凸面または凹面のいずれか一方を凸面または凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができるものとすることができる。
このユニバーサルジョイントもガイド部材を有していないが、上述のような第１磁石および第２磁石を有しているため、凸面にこれらの磁石を吸着固定させた際、第１磁石から凸面、凸面から第２磁石、第２磁石から第１磁石への磁束の閉ループ状態、または、第１磁石から第２磁石、第２磁石から凸面、凸面から第１磁石への磁束の閉ループ状態のいずれかが形成されるようになっている。
なお、この第１磁石および第２磁石は、一体成形されていてもよいし、一体成形されていなくてもよい。
このようなユニバーサルジョイントによっても、上述のように、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を自在に調整することができるようになる。
また、本発明は、使用時に使用者の身につけた眼鏡のレンズである眼鏡レンズに取り付けて用いられる画像表示装置であって、前記眼鏡レンズの平滑な面に対して固定を行うことのできる中間部材と、当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段、および前記中間部材に対して着脱自在な固定を行うことのできる固定手段、を備えている画像表示装置本体と、を有しており、前記中間部材は、以上のような本発明のユニバーサルジョイントにおける第１部材または第２部材の一方であり、前記固定手段は、本発明のユニバーサルジョイントにおける第１部材または第２部材の他方である、画像表示装置を提供する。
すなわち、上述のような本発明のユニバーサルジョイントを用いた画像表示装置であれば、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を自在に調整することができるようになる。
本発明はさらに、使用時に使用者の身につけた眼鏡のレンズである眼鏡レンズまたは前記眼鏡のフレームである眼鏡フレームに取り付けて用いられる画像表示装置であって、前記眼鏡レンズの周縁部または前記眼鏡フレームの少なくとも一部に対して着脱自在に固定を行うことのできる中間部材と、当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段、および前記中間部材に対して着脱自在な固定を行うことのできる固定手段、を備えている画像表示装置本体と、を有しており、前記中間部材は、本発明のユニバーサルジョイントにおける第１部材または第２部材の一方であり、前記固定手段は、本発明のユニバーサルジョイントにおける第１部材または第２部材の他方である、画像表示装置を提供する。
本発明の画像表示装置は、上述の画像表示装置と異なり、中間部材が眼鏡レンズまたは眼鏡フレームの少なくとも一部に対して着脱自在に固定されるようになっており、眼鏡レンズまたは眼鏡フレームに取り付けて用いられる構成となっている。
この画像表示装置においても、上述のような本発明のユニバーサルジョイントが用いられているので、第１部材または第２部材のいずれか一方の部材に対する第１部材または第２部材のいずれか他方の部材の角度を自在に調整することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、第１実施形態の画像表示装置の全体を上前方から見たところを示す斜視図である。
図２Ａは、図１に示したガイド部材を示す斜視図である。
図２Ｂは、複数の部材により構成される中間部材の一例を示す正面図である。
図３Ａは、図１に示した画像表示装置の使用状態を示す側断面図である。
図３Ｂは、第１実施形態の画像表示装置の変形例を示す側断面図である。
図３Ｃは、第１実施形態の画像表示装置の変形例を示す側断面図である。
図３Ｄは、第１実施形態の画像表示装置の変形例を示す側断面図である。
図４は、第２実施形態の画像表示装置の使用状態を示す側断面図である。
図５は、第３実施形態の画像表示装置の使用状態を示す側断面図である。
図６は、第４実施形態の画像表示装置の画像表示装置本体を中間部材に取り付けた状態を示す図である。
図７は、第４実施形態の画像表示装置の使用状態を示す図である。
図８は、従来の画像表示装置の画像表示装置本体および中間部材を示す斜視図である。
図９は、従来の画像表示装置の使用状態を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明のユニバーサルジョイントを画像表示装置に応用した場合の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態の説明では、共通するものには共通の符号を用いることとし、重複する説明は場合により省略するものとする。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態による画像表示装置１を上前方から見た状態を示す斜視図である。
第１実施形態による画像表示装置１は、この図に示すように、眼鏡Ｇの眼鏡レンズＧＬの平滑な面に対して取り付けられる画像表示装置本体１００を２つ備えており、これら画像表示装置本体１００のそれぞれを眼鏡レンズＧＬの平滑な面に取り付ける中間部材２００を２つ備えている。
本発明のユニバーサルジョイントの構成は、この画像表示装置本体１００と中間部材２００とを接続するジョイント部分に応用されている。
まず、画像表示装置１の構成について、説明する。
画像表示装置本体１００はともに、画像表示装置１の使用時に使用者の目の一方の前に位置するものであり、それがその前に位置する目へ所定の画像の像光を導くものである。使用者は、左右各目の視野の一部である表示範囲に上述の所定の画像が存在するような状態で、その所定の画像を見られるようになる。
この画像表示装置本体１００は、図８に示した画像表示装置本体１００と同一のものであり、上述したように、ケース１１０の後方の面に、中間部材２００に対する画像表示装置本体１００のジョイント部分である凸曲面１０１が設けられている。この凸曲面１０１は、本実施形態では所定の球面の一部をなす曲面であり、鉄、ニッケル等の強磁性体によって構成されているものとして記載するが、所定の略球面の一部をなすような面となっていればよく、また、磁石や金属等の、磁石に吸着する材料によって構成されていてもよい。
画像表示装置本体１００はともに、図１に示すように、画像信号を画像表示装置本体１００へと送るケーブルＣと接続されている。このケーブルＣは、画像表示装置本体１００の外側面（画像表示装置本体１００を眼鏡Ｇに装着した場合の使用者の顔の側方側の面）に接続されている。
また、ケース１１０の内部には、液晶ディスプレイ（図示しない）と、ケーブルＣと接続されており、ケーブルＣを介して外部から送られてくる画像信号を液晶ディスプレイに表示できるようなものに変換して、液晶ディスプレイに画像を表示させる変換基板（図示しない）と、液晶ディスプレイを背後から照明するバックライトおよびこのバックライトを制御する制御回路を含んでおり、図示しない、制御を行いながらバックライトを点灯させるバックライトユニットと、図１において図示しない、液晶ディスプレイに表示された画像の像光を拡大する拡大レンズと、が設けられている。
図２Ａは、中間部材２００を示す斜視図である。この中間部材２００は、眼鏡レンズＧＬの平滑な面に対して固定できるようにされている。
２つの中間部材２００はともに、板状のベース２１０と、ベース２１０の前面からベース２１０の前方に突出するガイド部材２２０と、磁石２３０と、を備えている。
ガイド部材２２０は、ベース２１０と固着された底部を有する筒形の部材であって、その前方の端部に、凸曲面１０１に対応する曲面であって画像表示装置本体１００と中間部材２００とを吸着固定させる際に凸曲面１０１と当接することが予定されている凹曲面２２１が形成されている。このガイド部材２２０は、この凹曲面２２１と凸曲面１０１とを当接させた状態で、凸曲面１０１または凹曲面２２１のいずれか一方を凸曲面１０１または凹曲面２２１のいずれか他方に対して摺動できるように構成されている。このガイド部材２２０は、この実施形態では鉄により構成されているものとして説明する。
本実施形態では、ガイド部材２２０は以上のようなものとして記載するが、ガイド部材は、凹曲面２２１を有しており、この凹曲面２２１と凸曲面１０１とを当接させた状態で、凸曲面１０１または凹曲面２２１のいずれか一方を凸曲面１０１または凹曲面２２１のいずれか他方に対して摺動できるように構成されており、空気よりも透磁率の高い素材により構成されていれば、どのようなものであってもよい。このようなガイド部材として、例えば本実施形態のガイド部材２２０のように一体成形された部材を使用してもよいし、一体成形されていない複数の部材を使用してもよい。底部を有しない筒形の部材としてもよい。一体成形された部材を使用すれば、一つのガイド部材をベース２１０に対して取り付ければよく、手間がかからない。なお、複数の部材からなるガイド部材としては、例えば、複数の突出体が磁石２３０の周りに所定の間隔を空けて配置されており、各突出体は、画像表示装置本体１００と中間部材２００とを吸着固定させる際にその一端が凸曲面１０１と当接するようになっているものを使用することができる。
複数の部材を使用したガイド部材としては、図２Ｂに示すように、同心円上に配置された断面扇形の部材２２１Ａ、２２１Ｂおよび２２１Ｃからなる部材を用いてもよい。
磁石２３０は、ガイド部材２２０の底部の略中央となる位置に取り付けられている。この磁石２３０は、凸曲面１０１に対応する曲面であって画像表示装置本体１００と中間部材２００とを吸着固定させる際に凸曲面１０１と当接することが予定されている凹曲面２３１を有する。磁石２３０は、凸曲面１０１の少なくとも一部分と着脱自在に吸着固定できる程度の磁力を有するものとされる。この実施形態における磁石２３０は、この限りではないが、凸曲面１０１と当接する側の面がＮ極、ガイド部材２２０と当接しているその裏側の面がＳ極とされるようになっている。磁石２３０に与えられる極性は、これとは逆であってもよい。本実施形態では、磁石２３０は以上のようなものとして記載するが、ガイド部材２２０の略中央となる位置に設けられており、凸曲面１０１の少なくとも一部分に吸着固定できるようになっているものであれば、どのような磁石を用いてもよい。すなわち、凹曲面２３１を有するように形成すればより滑らかに摺動させることができるが、凹曲面２３１ではなく平面を備える、円柱状の磁石等を用いてもよい。
なお、本実施形態のガイド部材２２０は底部を有しており、予めその底部の略中央となる位置に磁石２３０を取り付けておくことができるため、ベースに磁石を取り付けてから、この磁石がガイド部材の略中央に位置するように考慮してガイド部材を取り付ける必要がなく、ベースに対するガイド部材および磁石の取り付けを容易にすることができる。
以上のガイド部材２２０と磁石２３０は、画像表示装置本体１００に対する中間部材２００のジョイント部分となる。
ベース２１０は、中間部材２００に対して画像表示装置本体１００を取り付けた際、鏡筒１２０の開口部分を遮らない大きさの、正方形の板状体とされる。
ベース２１０の背面には、層状とされた粘着剤によって形成された粘着剤層２４０が設けられている。この粘着剤層２４０は、その表面を眼鏡レンズＧＬの平滑な面に当接させることで、中間部材２００を眼鏡レンズＧＬに固定できるようなものとされる。なお、後述するように、眼鏡レンズＧＬに取り付けられた中間部材２００には、画像表示装置本体１００が取り付けられる。
粘着剤層２４０は、画像表示装置本体１００が取り付けられた中間部材２００を眼鏡レンズＧＬに安定して固定できる程度の粘着力を有するものとされる。もっとも、この実施形態では、粘着剤層２４０の眼鏡レンズＧＬへの取り付けは着脱自在なものとされる。
本実施形態では、ベース２１０は以上のようなものとして記載するが、粘着剤層２４０は、眼鏡レンズＧＬへの恒久的な固定を行うようなものとして構成してもよいし、粘着剤層２４０の代わりに他の部材を用いて眼鏡レンズＧＬへの取り付けを行ってもよい。
次に、以上の画像表示装置１を使用する際の、画像表示装置本体１００の眼鏡レンズＧＬに対する取り付けについて、説明する。
この取り付けは、まず、眼鏡レンズＧＬの前側の面に中間部材２００を取り付けることにより行う。この取り付けは、中間部材２００の粘着剤層２４０を眼鏡レンズＧＬの適当な位置に当接させ、押し付ければよい。
次に、中間部材２００に画像表示装置本体１００を取り付ける。この取り付けは、凸曲面１０１を凹曲面２２１に近づけ、磁石２３０と凸曲面１０１を磁力によって互いに吸着させることにより行う。
このようにして、画像表示装置本体１００は、中間部材２００を介して眼鏡レンズＧＬの前側の面に固定されることになる。
画像表示装置本体１００を眼鏡レンズＧＬに取り付けた状態を、図３Ａに示す。
この画像表示装置本体１００と中間部材２００とのジョイント部分は、上述のように、凸曲面１０１の一部と磁石２３０とを吸着させることで、中間部材２００と画像表示装置本体１００との着脱自在な固定をなすことができる。
このジョイント部分の構成では、中間部材２００が透磁率の高いガイド部材２２０を有しているため、凹曲面２２１と凸曲面１０１とを吸着固定させた場合、磁力線は、この実施形態の場合、図３ＡにおいてＸ１の符号を付した矢印により示したように、磁石２３０から凸曲面１０１、凸曲面１０１からガイド部材２２０、ガイド部材２２０から磁石２３０へと導かれる。極性が逆の場合には、矢印の向きが逆になり、磁力線は、磁石２３０からガイド部材２２０、ガイド部材２２０から凸曲面１０１、凸曲面１０１から磁石２３０へと導かれる。すなわち、磁石２３０から凸曲面１０１、凸曲面１０１からガイド部材２２０、ガイド部材２２０から磁石２３０への磁束の閉ループ状態（または磁石２３０からガイド部材２２０、ガイド部材２２０から凸曲面１０１、凸曲面１０１から磁石２３０への磁束の閉ループ状態）が形成されることとなる。この場合、磁力線は、磁石２３０、凸曲面１０１、ガイド部材２２０の内部を通り、外部に出ないため、このジョイント部分による吸着力は強いものとなる。また、以上のような磁束の閉ループ状態が形成されるため、吸着力のベクトルの方向が鉛直方向となり、安定して吸着させることができる。
このため、凹曲面２２１に対して凸曲面１０１を少しずらした場合に凸曲面１０１の位置が元に戻ってしまうようなことがなく、画像表示装置本体１００の角度を自在に調整することができる。すなわち、眼鏡レンズＧＬの前側の面に取り付けた状態で、画像表示装置本体１００の角度を、上下方向、左右方向、あるいはその間の斜め方向などの所望の方向に調整することができる。
なお、本実施形態において「磁束の閉ループ状態」とは、完全に磁束が閉ループとなっている状態のみならず、多少の磁束のもれがあったとしても、磁束が実質的に閉ループとなっている状態も含む。このことは、以下の実施形態においても同様である。
［変形例１］
以上の画像表示装置１の凸曲面、ガイド部材および磁石の凹曲面の形状は、図３Ｂに示すように構成してもよい。
すなわち、この図３Ｂに示す画像表示装置１ａは、ガイド部材２２０ａ、磁石２３０ａを有すると共に、凸曲面１０１の代わりに凸面１０１ａを有している。
凸面１０１ａは、ケース１１０から後方に向かって突設された円柱上に設けられており、円錐台の外側面形状をなす形状の面となっている。
ガイド部材２２０ａの凹面２２１ａは、凸面１０１ａに対応する面となっており、第１実施形態の凹曲面２２１を平坦にした面となっている。
磁石２３０ａは、−般的な円柱状の磁石であり、凸面１０１ａの一部と吸着固定することが予定されている面である凹面２３１ａは、曲面ではなく、平面とされている。磁石２３０ａの極性は、第１実施形態の場合と変わらない。
画像表示装置の凸曲面、ガイド部材および磁石の凹曲面の形状をこのように構成しても、凸面１０１ａの一部と磁石２３０ａとを吸着させることで、磁石２３０ａから凸面１０１ａ、凸面１０１ａからガイド部材２２０ａ、ガイド部材２２０ａから磁石２３０ａへの磁束の閉ループ状態が形成される（この磁束の閉ループを、図３Ｂ中でＸ２の符号で示す。）。磁石２３０ａの極性が逆の場合、磁束は、磁石２３０ａからガイド部材２２０ａ、ガイド部材２２０ａから凸面１０１ａ、凸面１０１ａから磁石２３０ａとなる。この変形例も、第１実施形態同様、強く、安定した吸着を実現し、画像表示装置本体１００ａの角度を自在に調整することができる。すなわち、眼鏡レンズＧＬの前側の面に取り付けた状態で、画像表示装置本体１００ａの角度を、上下方向、左右方向、あるいはその間の斜め方向などの所望の方向に調整することができる。
［変形例２］
また、以上の画像表示装置１のジョイント部分は、図３Ｃに示すように構成してもよい。
すなわち、この図３Ｃに示す画像表示装置１ｂは、ガイド部材２２０を有しておらず、磁石２３０ｂを有する。
この磁石２３０ｂは、第１実施形態のガイド部材２２０と略同一の形状からなる磁石である。すなわち、磁石２３０ｂは、ベース２１０と固着された底部を有する筒形の部材であって、その前方の端部に、凸曲面１０１に対応する曲面であって画像表示装置本体１００と中間部材２００ｂとを吸着固定させる際に凸曲面１０１と当接することが予定されている凹曲面２２１ｂが形成されている。そして、この凹曲面２２１ｂと凸曲面１０１とを当接させた状態で、凸曲面１０１または凹曲面２２１ｂのいずれか一方を凸曲面１０１または凹曲面２２１ｂのいずれか他方に対して摺動できるように構成されている。
ここで、磁石２３０ｂは、例えば、図３Ｃの矢印Ｙ１方向から見た場合、その中心を通り、且つ底部の凸曲面１０１側の面に垂直な面により、Ｎ極又はＳ極の磁性が与えられた偶数個の部分に区分けされている。Ｎ極又はＳ極の磁性が与えられた偶数個の部分のそれぞれは、同じ大きさであってもよい。例えば、図３Ｃの（ａ）に示したように、磁石２３０ｂは、Ｎ極とＳ極の磁性が与えられた２つの部分に区分けされていてもよいし、図３Ｃの（ｂ）に示したように、Ｎ極とＳ極の磁性が与えられた６つの部分に区分けされていてもよい。  このように構成された画像表示装置１ｂであっても、凸曲面１０１の一部と磁石２３０ｂとを吸着させることで、磁石２３０ｂの凹曲面２２１ｂのＮ極の磁性が与えられた部分から凸曲面１０１、凸曲面１０１から磁石２３０ｂの凹曲面２２１ｂのＳ極の磁性が与えられた部分、磁石２３０ｂの凹曲面２２１ｂのＳ極の磁性が与えられた部分から磁石２３０ｂの底部を通って磁石２３０ｂの凹曲面２２１ｂのＮ極の磁性が与えられた部分へという磁束の閉ループ状態が形成される。したがって、このジョイント部によっても、強く、安定した吸着をなすことができ、画像表示装置本体１００の角度を自在に調整することができる。すなわち、眼鏡レンズＧＬの前側の面に取り付けた状態で、画像表示装置本体１００の角度を、上下方向、左右方向、あるいはその間の斜め方向などの所望の方向に調整することができる。
［変形例３］
また、画像表示装置１のジョイント部分は、図３Ｄに示すように構成してもよい。
すなわち、この図３Ｄに示す画像表示装置１ｃは、画像表示装置１ｂと同様に、ガイド部材２２０を有しておらず、磁石２３０ｃを有する。
この磁石２３０ｃは、ベース２１０と固着された底部を有する筒形の部材であって、その前方の端部に、凸曲面１０１に対応する曲面であって画像表示装置本体１００と中間部材２００ｃとを吸着固定させる際に凸曲面１０１と当接することが予定されている凹曲面２２１ｃが形成されている。そして、この凹曲面２２１ｃと凸曲面１０１とを当接させた状態で、凸曲面１０１または凹曲面２２１ｃのいずれか一方を凸曲面１０１または凹曲面２２１ｃのいずれか他方に対して摺動できるように構成されている点で変形例２の磁石２３０ｂの構成と共通するものであるが、この磁石２３０ｃは、さらにその略中央となる位置に、凸曲面１０１の一部と吸着固定するような円柱状の磁石が設けられている点で異なる。この円柱状の磁石の、凸曲面１０１の一部と吸着固定することが予定されている面２３１ｃは、曲面ではなく、平面とされている。
この磁石２３０ｃは、本実施形態では一体成形されたものとして説明するが、底部から隆起している外側の部分と内側の部分を別体とすることも可能である。この実施形態における磁石２３０ｃは、図３Ｄの矢印Ｙ２方向から見た場合、（ａ）に示したように、中心部分にＮ極の磁性が、周辺部分にＳ極の磁性がそれぞれ与えられている。これとは逆の磁性を、磁石２３０ｃに与えてもよい。
このように構成された画像表示装置１ｃは、凸曲面１０１の一部と磁石２３０ｃとを吸着させた場合、Ｎ極の磁性が与えられた磁石２３０ｃの面２３１ｃから凸曲面１０１、凸曲面１０１から磁石２３０ｃのＳ極の磁性が与えられた凹曲面２２１ｃ、磁石２３０ｃのＳ極の磁性の与えられた面２２１ｃから磁石２３０ｃの底部を通じて磁石２３０ｃのＮ極の極性の与えられた面２３１ｃという磁力線の閉ループができる。極性が逆の場合には、磁石２３０ｃのＮ極の磁性の与えられた凹曲面２２１ｃから凸曲面１０１、凸曲面１０１から磁石のＳ極の磁性の与えられた面２３１ｃ、磁石のＳ極の磁性の与えられた面２３１ｃから磁石２３０ｃの底部を通じて磁石２３０ｃのＮ極の磁性の与えられた凹曲面２２１ｃへという磁束の閉ループ状態が形成される。いずれにせよ、このジョイント部によっても、強く、安定した吸着をなすことができ、画像表示装置本体１００の角度を自在に調整することができる。すなわち、眼鏡レンズＧＬの前側の面に取り付けた状態で、画像表示装置本体１００の角度を、上下方向、左右方向、あるいはその間の斜め方向などの所望の方向に調整することができる。
なお、以上のような変形は、以下の実施形態にも当てはめることができる。
＜第２実施形態＞
図４は、本実施形態における画像表示装置２の使用状態を示す図である。
この画像表示装置２は、第１実施形態の画像表示装置１と、そのジョイント部分の構成が異なる。
すなわち、第１実施形態における中間部材２００のベース２１０の前面には、上述のようなガイド部材２２０が設けられていたが、本実施形態における画像表示装置２の中間部材３００は、これに代えて、凸曲面１０１が設けられている。この凸曲面１０１は、中間部材３００の前方に向かって凸設されている。凸曲面１０１は、所定の球面の一部をなすようになっている。この凸曲面１０１は、本実施形態では強磁性体によって構成されているものとして記載するが、磁石や金属等の、磁石に吸着する材料によって構成されていてもよい。
このような凸曲面１０１を備えた中間部材３００と組みあわせて用いられる画像表示装置本体９００は、その後方の面にガイド部材２２０を備えている。このガイド部材２２０は、画像表示装置本体９００の後方の面にその底部が固着されており、後方に向かって開いた凹曲面２２１を有している。
このガイド部材２２０の底部の略中央となる位置には、磁石２３０が取り付けられており、磁石２３０と凸曲面１０１とは、磁力により互いに吸着し合うようになっている。
すなわち、本実施形態は、第１実施形態における凸曲面１０１と、ガイド部材２２０および磁石２３０との位置関係を逆転させたものである。
本実施形態のようなジョイント部分を用いても、凸曲面１０１の一部と磁石２３０とを吸着させることで、磁石２３０から凸曲面１０１、凸曲面１０１からガイド部材２２０、ガイド部材２２０から磁石２３０（または磁石２３０からガイド部材２２０、ガイド部材２２０から凸曲面１０１、凸曲面１０１から磁石２３０）への磁束の閉ループ状態が形成されるため、強く、安定した吸着をなすことができ、画像表示装置本体９００の角度を自在に調整することができる。すなわち、眼鏡レンズＧＬの前側の面に取り付けた状態で、画像表示装置本体９００の角度を、上下方向、左右方向、あるいはその間の斜め方向などの所望の方向に調整することができる。
＜第３実施形態＞
図５は、本実施形態における画像表示装置３の使用状態を示す図である。
本実施形態における画像表示装置３も、上述の実施形態の画像表示装置１、２と、そのジョイント部分の構成において異なる。
すなわち、第１実施形態における中間部材２００のベース２１０の前面には、上述のようなガイド部材２２０が設けられていたが、本実施形態における画像表示装置３の中間部材５００は、これに代えて、図５に示すような土台５２０を備えている。この土台５２０には、凸曲面５２１が設けられている。この凸曲面５２１は、中間部材５００の前方に向かって凸設されている。凸曲面５２１は、所定の球面の一部をなすようになっている。この凸曲面５２１は、本実施形態では強磁性体によって構成されているものとして記載するが、磁石や金属等の、磁石に吸着する材料によって構成されていてもよい。
このような土台５２０を備えた中間部材５００と組みあわせて用いられる画像表示装置本体４００は、その後方の面上に凹曲面２２１が形成されるように埋設されたガイド部材２２０を備えている。このガイド部材２２０の底部の略中央となる位置には、磁石２３０が取り付けられており、磁石２３０と凸曲面５２１とは、磁力により互いに吸着し合うようになっている。
すなわち、本実施形態は、第１実施形態における凸曲面１０１と、ガイド部材２２０および磁石２３０との位置関係を逆転させたものであり、第２実施形態におけるガイド部材２２０および磁石２３０を画像表示装置本体４００の後方の面に埋設したものである。
本実施形態のようなジョイント部分を用いても、凸曲面５２１の一部と磁石２３０とを吸着させることで、磁石２３０から凸曲面５２１、凸曲面５２１からガイド部材２２０、ガイド部材２２０から磁石２３０（または磁石２３０からガイド部材２２０、ガイド部材２２０から凸曲面５２１、凸曲面５２１から磁石２３０）への磁束の閉ループ状態が形成されるため、強く、安定した吸着をなすことができ、画像表示装置本体４００の角度を自在に調整することができる。すなわち、眼鏡レンズＧＬの前側の面に取り付けた状態で、画像表示装置本体４００の角度を、上下方向、左右方向、あるいはその間の斜め方向などの所望の方向に調整することができる。
＜第４実施形態＞
図６は、本実施形態における画像表示装置４を示す図である。図７は、本実施形態における画像表示装置４の使用状態を示す図である。
この画像表示装置４は、第１実施形態の画像表示装置１と、そのジョイント部分の構成において共通するが、画像表示装置本体６００および中間部材７００の構成において異なる。
すなわち、第１実施形態の画像表示装置本体１００は、ケース１１０の後方の面に鏡筒１２０と共に凸曲面１０１が設けられていたが、本実施形態の画像表示装置本体６００は、図６に示すように、ケース６１０の後方の面には鏡筒６２０のみが設けられており、凸曲面６０１はケース６１０の前方の面に設けられている。
また、第１実施形態の中間部材２００は、眼鏡レンズＧＬの平滑な面に対して着脱自在に固定できるように構成されていたが、本実施形態の中間部材７００は、眼鏡レンズＧＬの周縁部に対して着脱自在に固定できるように構成されている。
具体的には、中間部材７００は、図６に示すように、両端を有する板状の部材７１０と、この部材７１０の一端部分における後面から部材７１０の後面に突出するガイド部材７２０と、磁石７３０と、を備えている。
このガイド部材７２０および磁石７３０は、第１実施形態のガイド部材２２０および磁石２３０と同一の部材である。このガイド部材７２０の底部は、部材７１０と固着されている。
部材７１０は、図７に示すように、一端側におけるガイド部材７２０が取り付けられている部分の幅が広く、それ以外の部分の幅は狭く構成されている。この部材７１０はまた、その一端側から他端側にかけて、後方に向けて曲げられた形状となっており、他端に、眼鏡レンズＧＬの周縁部に対して中間部材７００を固定するためのクリップ７１１が形成されている。この部材７１０は、後述のようにして画像表示装置４を眼鏡レンズＧＬの周縁部に取り付けた場合に、画像表示装置本体６００が眼鏡レンズＧＬの略中央の前方に位置するように構成されている。
本実施形態では、ガイド部材７２０は以上のようなものとして記載するが、眼鏡レンズＧＬの周縁部に対して着脱自在に固定するのではなく、眼鏡のフレームである眼鏡フレームの少なくとも一部に対して着脱自在に固定するように構成されていてもよい。
次に、以上の画像表示装置４を使用する際の、画像表示装置本体６００の眼鏡レンズＧＬの周縁部に対する取り付けについて、説明する。
この取り付けは、まず、中間部材７００に画像表示装置本体６００を取り付けることにより行う。この取り付けは、図６のように、画像表示装置本体６００の凸曲面６０１をガイド部材７２０の凹曲面７２１に近づけ、磁石７３０と凸曲面６０１を磁力によって互いに吸着させることにより行う。
次に、中間部材７００を眼鏡レンズＧＬの周縁部に取り付ける。この取り付けは、クリップ７１１で眼鏡レンズＧＬの周縁部を挟み込むことにより行う。
このようにして、画像表示装置本体６００は、中間部材７００を介して眼鏡レンズＧＬの前側に固定されることになる。
図７は、以上のように画像表示装置４を眼鏡レンズＧＬの周縁部に取り付けた状態を示す図である。この図に示すように、クリップ７１１により眼鏡レンズＧＬの周縁部を挟み込んで中間部材７００を眼鏡レンズＧＬの周縁部に固定した際、中間部材７００に取り付けた画像表示装置本体６００は、眼鏡レンズＧＬの略中央の前方に位置するようになっている。
本実施形態の画像表示装置４を用いても、凸曲面６０１の一部と磁石７３０とを吸着させることで、上述した磁束の閉ループ状態が形成されるため、強く、安定した吸着をなすことができ、画像表示装置本体６００の角度を自在に調整することができる。すなわち、眼鏡レンズＧＬの前側に取り付けた状態で、画像表示装置本体６００の角度を、上下方向、左右方向、あるいはその間の斜め方向などの所望の方向に調整することができる。
なお、本実施形態では、画像表示装置本体６００が凸曲面６０１、中間部材７００が凹曲面７２１を有するものとして記載したが、かかるユニバーサルジョイント部分は、第２実施形態、第３実施形態のような構成としてもよい。
以上、本発明のユニバーサルジョイントを画像表示装置に応用した場合の好ましい実施形態について説明したが、かかるユニバーサルジョイントは、画像表示装置だけでなく、様々な２つの部材同士を接続するのに使用することができる。
【図１】
2006080569.tif 000002
【図２Ａ】
2006080569.tif 000003
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月28日(2006.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、
前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす凸面を有しているとともに、その全体の形状が、前記凸面を形成する前記略球面の半径方向の厚さが小さな薄い板状の形状とされており、
前記第２部材は、前記凸面に略対応する面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と当接することが予定されている面である凹面を有しており、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるように構成される、空気よりも透磁率の高いガイド部材と、前記ガイド部材の略中央となる位置に設けられており、前記凸面の少なくとも一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている磁石と、を有しており、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、
ユニバーサルジョイント。
【請求項２】
前記第２部材が備える前記ガイド部材は、略筒形の部材であり、その一方の端部には前記凹面が形成されており、
前記磁石は、前記ガイド部材の略軸線上に設けられている、
請求の範囲第１項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項３】
前記略筒形の部材は、底部を有しており、
前記磁石は、前記底部の略中央となる位置において前記凸面と吸着固定されるようになっている、
請求の範囲第２項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項４】
前記凸面は、所定の球面の一部をなす凸曲面であり、
前記凹面は、この凸曲面に対応する凹曲面である、
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項５】
前記磁石は、前記凸曲面に対応する凹曲面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸曲面と当接することが予定されている凹曲面を有する、
請求の範囲第４項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項６】
前記凸面は、円錐台の外側面形状をなす面であり、
前記凹面は、この凸面に対応する面である、
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項記載のユニバーサルジョイント。
【請求項７】
第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、
前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しているとともに、その全体の形状が、前記凸面を形成する前記略球面の半径方向の厚さが小さな薄い板状の形状とされており、
前記第２部材は、前記凸面に略対応する面であって前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と当接することが予定されている面である凹面を有しており、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるように構成される、空気よりも透磁率の高いガイド部材と、前記ガイド部材の略中央となる位置に設けられており、前記凸面の少なくとも一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている磁石と、を有しており、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた際、前記磁石から前記凸面、前記凸面から前記ガイド部材、前記ガイド部材から前記磁石への磁束の閉ループ状態、または、前記磁石から前記ガイド部材、前記ガイド部材から前記凸面、前記凸面から前記磁石への磁束の閉ループ状態のいずれかが形成され、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、
ユニバーサルジョイント。
【請求項８】
第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、
前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しているとともに、その全体の形状が、前記凸面を形成する前記略球面の半径方向の厚さが小さな薄い板状の形状とされており、
前記第２部材は、底面を有する円筒形の磁石であって、その上表面は、前記凸面に略対応しており、前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と着脱自在に吸着固定できるようにされる凹面を構成し、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるようになっている磁石を有しており、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた際、前記磁石の前記凹面から前記凸面、前記凸面から前記磁石の凹面、前記磁石の凹面から磁石の底面、前記磁石の底面から前記磁石の凹面への磁束の閉ループ状態が形成され、
前記凸面に前記磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、
ユニバーサルジョイント。
【請求項９】
第１部材と、この第１部材に対して着脱自在に構成されると共に前記第１部材に対する角度を調整できるように構成される第２部材と、を有するユニバーサルジョイントであって、
前記第１部材は、所定の略球面の一部をなす、磁石に吸着する材料により構成される凸面を有しているとともに、その全体の形状が、前記凸面を形成する前記略球面の半径方向の厚さが小さな薄い板状の形状とされており、
前記第２部材は、底面を有する円筒形の磁石であって、その上表面は、前記凸面に略対応しており、前記第１部材と前記第２部材とを吸着固定させる際に前記凸面と着脱自在に吸着固定できるようにされる凹面を構成し、この凹面と前記凸面とを当接させた状態で、前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動できるようになっている第１磁石と、前記第１磁石の略中央となる位置に設けられており、前記凸面の一部分に着脱自在に吸着固定できるようになっている第２磁石と、を有しており、
前記凸面に前記第１磁石および第２磁石を吸着固定させた際、前記第１磁石から前記凸面、前記凸面から前記第２磁石、前記第２磁石から前記第１磁石への磁束の閉ループ状態、または、前記第１磁石から前記第２磁石、前記第２磁石から前記凸面、前記凸面から前記第１磁石への磁束の閉ループ状態のいずれかが形成され、
前記凸面に前記第１磁石および第２磁石を吸着固定させた状態で前記凸面または前記凹面のいずれか一方を前記凸面または前記凹面のいずれか他方に対して摺動させることで、前記第１部材または前記第２部材のいずれか一方の部材に対する前記第１部材または前記第２部材のいずれか他方の部材の角度を調整することができる、
ユニバーサルジョイント。
【請求項１０】
使用時に使用者の身につけた眼鏡のレンズである眼鏡レンズに取り付けて用いられる画像表示装置であって、
前記眼鏡レンズの平滑な面に対して固定を行うことのできる中間部材と、
当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段、および前記中間部材に対して着脱自在な固定を行うことのできる固定手段、を備えている画像表示装置本体と、を有しており、
前記中間部材は、請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の第１部材または第２部材の一方であり、
前記固定手段は、請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の第１部材または第２部材の他方である、
画像表示装置。
【請求項１１】
使用時に使用者の身につけた眼鏡のレンズである眼鏡レンズまたは前記眼鏡のフレームである眼鏡フレームに取り付けて用いられる画像表示装置であって、
前記眼鏡レンズの周縁部または前記眼鏡フレームの少なくとも一部に対して着脱自在に固定を行うことのできる中間部材と、
当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段、および前記中間部材に対して着脱自在な固定を行うことのできる固定手段、を備えている画像表示装置本体と、を有しており、
前記中間部材は、請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の第１部材または第２部材の一方であり、
前記固定手段は、請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の第１部材または第２部材の他方である、
画像表示装置。
【国際調査報告】
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