JP2010256548A - 眼鏡 - Google Patents

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Abstract

【課題】眼鏡を通した視認と眼鏡を通さない視認を容易に切替え可能とした眼鏡を提供する。
【解決手段】術者11が偏光眼鏡10を着用して正面を向いた場合、天秤機構部7が作用してウエイト6と偏光フィルタ5の吊り合いがとれるように回転軸42が回転し水平方向を維持するように調整され、偏光フィルタ5を通しての視認を可能とし、また、術者11が手元を見るため、首を前屈させた場合、このときの角度変化に応じて天秤機構部7が作用してウエイト6と偏光フィルタ5の吊り合いがとれるように回転軸42が回転し水平方向を維持するように調整され、術者11の視野から偏光フィルタ5が外れ、偏光フィルタ5を通すことなく手元の視認を可能にする。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、立体内視鏡より取得される画像を立体像として認識するのに使用される眼鏡に関する。
従来、眼鏡として、例えば、内視鏡手術に用いられる立体内視鏡より取得される撮像画像を立体像として認識するのに使用される偏光眼鏡が知られている。この場合、立体内視鏡は、異なる二方向から同じ被写体を見た一対の動画像を2台の撮像手段により撮像し、これら撮像手段より得られた2つの画像の視差画像を、偏光眼鏡を介して観察者に認識させるもので、この場合、視差画像の右目用画像を観察者の右目で視認させ、左目用画像を観察者の左目で視認させることにより立体像として認識させている。このような着想に基づくものとして特許文献1に開示されたものも知られている。
具体的には、図8に示すようにディスプレイ画面100の前面に円偏光フィルタ200を配置し、ディスプレイ画面100上に視差画像を表示し、この視差画像を、術者(観察者)400が着用する偏光眼鏡300を通して認識させる。この場合、円偏光フィルタ200は、電気的に制御される液晶スクリーンからなるもので、ディスプレイ画面100から出射される光のうち、ある瞬間は右回りの偏光成分のみを通して左回りの偏光成分を通さず、また、別の瞬間は左回りの偏光成分のみを通して右回りの偏光成分を通さないような動作を交互に(例えば、毎秒30回の周期)繰り返す。また、偏光眼鏡300は、右目用部分には右回りの偏光を通し左回りの偏光を通さない偏光フィルタ300aが設けられ、左目用部分には左回りの偏光を通し右回りの偏光を通さない偏光フィルタ300bが設けられている。そして、円偏光フィルタ200が右回りの偏光成分のみを通す状態では、偏光フィルタ300aを通して右目にディスプレイ画面100が見えるが、左目には何も見えず(図ではこの状態を示している)、逆に円偏光フィルタ200が左回りの偏光成分のみを通す状態では、偏光フィルタ300bを通して左目にディスプレイ画面100が見えるが、右目には何も見えない状況を作り出す。これにより、円偏光フィルタ200が右回りの偏光成分を通す状態でディスプレイ画面100上に視差画像の右目用画像を表示させ、円偏光フィルタ200が左回りの偏光成分を通す状態でディスプレイ画面100上に視差画像の左目用画像を表示させて、術者(観察者)400の左右の目に別々の画像を交互に見せることにより、立体像として認識させるようにしている。
特開平10−51813号公報
ところで、内視鏡手術において、術者400は、多くの時間、ディスプレイ画面100上に表示される画像を見ながら手術を行っているが、時々は手元を確認する必要が生じることもある。このような場合、術者400は、偏光眼鏡300を着用したまま下を向いて手元を見ることになるが、このとき偏光眼鏡300を着用したままでディスプレイ画面100以外の情景を見ると、入射光の半分(右目ならば左回りの偏光成分、左目なら右回りの偏光成分)が遮断されるため、明るさが半分になってしまい手元の確認が難しくなることがある。
このため、術者400が手元を確認したい場合は、偏光眼鏡300を外すか、ずらすことで、この問題を解決することができるが、術者400の手は滅菌状態にあり、術者400自身が偏光眼鏡300に触れることは禁止されている。そこで、従来では、手術を補助する看護師が術者400からの指示にしたがって、その都度、偏光眼鏡300の位置を変えるようにしているが、このための作業が面倒であるばかりが、看護師による手術の補助作業に支障をきたすおそれがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、眼鏡を通した視認と眼鏡を通さない視認を容易に切替え可能とした眼鏡を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、
本発明の請求項1記載の発明は、眼鏡本体と、前記眼鏡本体を保持する枠体と、前記枠体に設けられ、前記眼鏡本体を重力方向に移動可能になるように回転自在に支持する回転支持手段と、前記眼鏡本体の重力方向の移動にともなう前記回転支持手段での回転力に対し該回転力と反対方向の回転力を発生させる回転力発生手段と、を具備し、前記回転支持手段での前記眼鏡本体の重力方向の移動にともなう回転力と前記回転力発生手段より発生される回転力が相等しくなるように設定されることを特徴としている。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記回転支持手段は、前記眼鏡本体を支持する支持アームを回転自在に支持し、前記回転力発生手段は、前記眼鏡本体の重さに対応する荷重部材を前記回転支持手段に回転可能に支持し、前記眼鏡本体の重力方向の移動にともなう前記回転支持手段の回転力に対し該回転力と反対方向の回転力を前記荷重部材により発生させることを特徴としている。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記回転支持手段は、前記眼鏡本体の回転範囲を規制する回転量規制手段を具備したことを特徴としている。
請求項4記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記回転支持手段は、動作流体が封入され、前記眼鏡本体の移動にともなう前記回転支持手段の回転に応じた前記動作流体の移動の際の粘性抵抗により前記回転支持手段の回転力に対して抵抗力を発生させる振動緩衝手段を具備したことを特徴としている。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一記載の発明において、前記眼鏡本体は、偏光フィルタからなり、該偏光フィルタは、右目用部分には一方回りの偏光を通し他方回りの偏光を通さない偏光フィルタ部が設けられ、左目用部分には前記他方回りの偏光を通し前記一方回りの偏光を通さない偏光フィルタ部が設けられることを特徴としている。
本発明によれば、眼鏡を着用した者が正面を向いた場合と、手元を見るため首を前屈さたせた場合とで、眼鏡本体を通した視認と眼鏡本体を通さない視認を容易に切替えることができる。
また、本発明によれば、眼鏡本体の回転範囲を規制することにより、眼鏡本体が無制限に回転してしまうのを防止できる。
さらに、本発明によれば、眼鏡を着用した者がわずかに顔を動かした程度で眼鏡本体が動かないようにすることで、眼鏡本体の動きを緩やかでき、眼鏡本体の不必要な振動が手術などの妨げとなるのを防止できる。
本発明の第1の実施の形態が適用される偏光眼鏡の斜視図。 第1の実施の形態が適用される偏光眼鏡の側面図。 第1の実施の形態が適用される偏光眼鏡を着用した状態を説明する図。 第1の実施の形態が適用される偏光眼鏡の偏光フィルタの動きを説明する図。 本発明の第2の実施の形態に適用される天秤機構部の要部の概略構成を示す図。 第2の実施の形態のリミッターの動作を説明する図。 本発明の第1及び第2の実施の形態の変形例の概略構成を示す図。 従来の立体内視鏡に用いられる偏光眼鏡を説明する図。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1(a)(b)は、本発明にかかる眼鏡を偏光眼鏡に適用した場合の概略構成を示している。図1において、1は眼鏡の枠体で、この枠体1は、ブリッジ部111と一対のテンプル部112,113を有している。これら一対のテンプル部112,113は、ブリッジ部1の両端より後方に平行に延出して設けられ、術者の両耳にかけられる。この場合、ブリッジ部111とテンプル部112,113は、合成樹脂などにより一体に形成されている。なお、ブリッジ部111とテンプル部112,113は、不図示の蝶板機構を介して接続し、ブリッジ部111に対してテンプル部112,113を回動可能に連結するようにしてもよい。ブリッジ部111の中央部には、ノーズパッド31、32を保持したパッド支持部3が設けられている。
テンプル部112,113の基端部(ブリッジ部111側端部)には、回転支持手段として回転支持部4が設けられている。この回転支持部4は、図2に示すようにテンプル部112(113)側に円柱状の固定軸41が直立して設けられ、この固定軸41に回転軸42が回転可能に支持されている。この場合、回転軸42は、筒状をしていて、その中空部に固定軸41が挿入され、この状態で固定軸41を中心に回転可能になっている。
回転支持部4の回転軸42には、支持アームとして偏光フィルタ支持アーム43とウエイト支持アーム44がそれぞれ一体に設けられている。そして、偏光フィルタ支持アーム43先端には、眼鏡本体としての偏光フィルタ5が設けられている。この場合、偏光フィルタ支持アーム43先端には、図1(b)に示すように装着部材43aが設けられ、この装着部材43aにより偏光フィルタ5が着脱可能に装着される。
偏光フィルタ5は、右目用部分には右回りの偏光を通し左回りの偏光を通さない偏光フィルタ部5aが設けられ、左目用部分には左回りの偏光を通し右回りの偏光を通さない偏光フィルタ部5bが設けられている。この場合、偏光フィルタ5は、右目用部分には左回りの偏光を通し右回りの偏光を通さない偏光フィルタ部を設け、左目用部分には前記右回りの偏光を通し左回りの偏光を通さない偏光フィルタ部を設けたものを用いることもできる。
一方、ウエイト支持アーム44には、回転力発生手段を構成する荷重部材としてのウエイト6が設けられている。この場合、ウエイト6は、偏光フィルタ5と同じ重さのものが用いられる。これにより、偏光フィルタ5の重力方向の移動にともなう回転軸42の回転力に対し、この回転力と反対方向の回転力がウエイト6の荷重により発生し、ウエイト6と偏光フィルタ5の吊り合いがとれるように回転軸42が回転することで、偏光フィルタ5の面が常に水平方向を向くように調整される、いわゆる天秤機構部7が構成される。この場合、これらの重心Aは常に回転軸42の真下に来るようになっている。
なお、ウエイト6は、ウエイト支持アーム44に沿って移動可能にしてもよい。このようにすれば、天秤機構部7が略水平方向を維持するための微調整も容易にできる。
次に、このように構成された偏光眼鏡10を実際に術者11が着用して使用する場合を説明する。
まず、図3(a)に示すように術者11が偏光眼鏡10を着用した状態で、不図示のディスプレイ画面上に表示される画像を視認するため正面を向いたような場合、天秤機構部7が作用して偏光眼鏡10は、ウエイト6と偏光フィルタ5の吊り合いがとれるように回転軸42が回転して水平方向を維持するようになり、偏光フィルタ5の面が正面を向くように調整される。これにより、術者11の視野11a中に偏光眼鏡10の偏光フィルタ5が位置され、偏光フィルタ部5a、5bを通して不図示のディスプレイ画面上の画像を視認でき、ディスプレイ画面上の画像を立体像として認識することができる。
この状態で、図3(b)に示すように術者11が手元を見るため、首を前屈させたような場合、このときの角度変化に応じて天秤機構部7が作用する。この場合も、偏光眼鏡10は、ウエイト6と偏光フィルタ5の吊り合いがとれるように回転軸42が回転して水平方向を維持するように偏光フィルタ5が上方に移動し、偏光フィルタ5の面が正面を向くように調整される。これにより、術者11の視野11bの上方に偏光眼鏡10の偏光フィルタ5がずれることとなり、術者11は、偏光眼鏡10の偏光フィルタ5を通すことなく手元を視認することができる。
なお、通常、術者11が図3(a)(b)に示すような動作を行う場合、首の動きを少なくするために、図3(a)のディスプレイ画面を視認する場合は、若干上目使いとなり、また、図3(b)の手元を視認する場合は、若干下目使いとなる。このため図3(a)(b)に示す術者11の視認方向の変化に対する偏光フィルタ5の動きは、さほど大きい必要はない。例えば、図4に示すようにディスプレイ画面を視認している場合の眼球15の視線を15a、手元を視認している場合の眼球15の視線を15bとすると、眼球15から2cm離れて偏光フィルタ5が位置する場合、偏光フィルタ5が上下に2cm程度動けば十分である。これにより、偏光フィルタ5の幅方向の寸法を極力小さくすることができる。
したがって、このようにすれば、術者11が偏光眼鏡10を着用して正面を向いた場合、天秤機構部7が作用してウエイト6と偏光フィルタ5の吊り合いがとれるように回転軸42が回転して水平方向を維持するように調整されるので、偏光フィルタ5を通して不図示のディスプレイ画面上に表示される画像を視認することができる。また、術者11が手元を見るため、首を前屈させたような場合、このときの角度変化に応じて天秤機構部7が作用し、この場合も、ウエイト6と偏光フィルタ5の吊り合いがとれるように回転軸42が回転して水平方向を維持するように調整されるので、術者11の視野から偏光フィルタ5が外れ、術者11は、偏光フィルタ5を通すことなく手元を視認することができる。これにより、術者11は、偏光眼鏡10に手を触れることなく、自分の首を動かすだけで偏光フィルタ5を通した視認と偏光フィルタ5を通さない視認を簡単に切替えることができるので、これまでのように、術者11の指示にしたがって、その都度、看護師が偏光眼鏡の位置を変えるような面倒な作業を無くすことができ、手術の作業効率の向上を図ることができる。
(第2の実施の形態)
ところで、第1の実施の形態では、術者11の視認方向の変化に対して天秤機構部7は無制限に作用する。しかし、天秤機構部7の回転軸が無制限に回転すると、例えば、術者11が偏光眼鏡10を外して所持するような場合、偏光フィルタ5が回転軸を中心に必要以上に回転してしまうことがあり、偏光フィルタ5を何かにぶつけるなどして破損することがある。また、天秤機構部7は、術者11の視認方向の変化に対して迅速に作用するようになっている。しかし、天秤機構部7が過渡に敏感に動くと、術者11がわずかに顔を動かした程度で偏光フィルタ5が上下に振動して、かえって手術の邪魔になることがある。
そこで、この第2の実施の形態では、天秤機構部の回転軸が一定の範囲の角度だけ回転可能にするリミッターを設け、さらに固定軸と回転軸の間にダンパーを組み込み、天秤機構部の回転軸の回転を緩慢にすることで、偏光フィルタの動きが緩やかで、振動を生じないようにしている。
図5は、本発明の第2の実施の形態に適用される天秤機構部の要部の概略構成を示すものである。この場合、かかる天秤機構が適用される偏光眼鏡全体の構成は、図1(a)(b)と同様なので、同図を援用する。
図5において、12は、回転支持手段としての回転支持部で、この回転支持部12は、図2で述べたテンプル部112(113)側に円柱状をした固定軸121が直立して設けられている。この固定軸121の周面には、円周方向に沿って所定長さの切欠き部121aが形成されている。固定軸121には、回転軸122が回転可能に支持されている。この場合、回転軸122は、筒状をしていて、その中空部に固定軸121が挿入され固定軸121を中心に回転可能になっている。また、回転軸122は、中空部周面に突出部122aが設けられている。この突出部122aは、固定軸121の切欠き部121aに挿入され、回転軸122の回転にともない切欠き部121aの端部121a1(121a2)に当接され、回転軸122を一定の範囲の角度だけ回転可能にする回転量規制手段としてのリミッター13が構成されている。また、回転軸122の突出部122a先端と固定軸121の切欠き部121a底面との間に僅かな隙間が形成され、この隙間を隘路123としている。そして、固定軸121の切欠き部121a内部には、動作流体として所定の粘性を有する油124が封入され、振動緩衝手段としてのダンパー14が構成されている。ダンパー14は、回転軸122が固定軸121を中心に回転したとき、油124が隘路123を通って流れる際に発生する粘性抵抗によって回転軸122の回転の角速度に比例する抵抗力を発生させるものである。この場合、切欠き部121a内部の油124が外部に漏れ出さないようにするため、固定軸121と回転軸122の間の構造を液密構造とする必要がある。
回転軸122には、支持手段としての偏光フィルタ支持アーム125とウエイト支持アーム126が一体に設けられている。偏光フィルタ支持アーム125には、図2で述べた偏光フィルタ5が設けられ、ウエイト支持アーム126には、ウエイト6が設けられる。この場合も、偏光フィルタ5の重力方向の移動にともなう回転軸122の回転力に対し、この回転力と反対方向の回転力がウエイト6の荷重により発生し、ウエイト6と偏光フィルタ5の吊り合いがとれるように回転軸122が回転することで、偏光フィルタ5の面が常に水平方向を向くように調整される、天秤機構部17が構成される。
このような構成によると、回転軸122の突出部122aが固定軸121の切欠き部121aの端部121a1(121a2)に当接していない範囲では、図6(b)(c)(d)に示すように偏光フィルタ5は、リミッターの範囲内として、術者11の視認方向に応じて回転軸122を中心に回転される。一方、回転軸122の突出部122aが固定軸121の切欠き部121aの端部121a1(121a2)に当接している状態では、図6(a)又は(e)に示すように偏光フィルタ5は、リミッターの範囲外として回転が規制される。なお、図6(a)〜(e)は、図2と同一部分には同符号を付している。
これにより、回転軸122は、一定の範囲の角度だけ回転可能となり、偏光フィルタ5が無制限に回転するようなことを防止できるので、偏光フィルタ5を何かにぶつけて破損してしまうようなことを無くすことができる。また、固定軸121の切欠き部121a内部には、所定の粘性を有する油124が封入され、ダンパー14が構成されているので、術者11がわずかに顔を動かした程度では回転軸122が動かないようにできるので、偏光フィルタ5の動きを緩やかでき、偏光フィルタ5に手術の妨げとなるような不必要な振動を防止することができる。
なお、上述したダンパー14は、固定軸121の切欠き部121a内部に動作流体として油124を封入したものについて述べたが、油124に代えて空気を封入したものでもよい。この場合、回転軸122の突出部122a先端と固定軸121の切欠き部121a底面との間に形成される隘路123の径をできるだけ小さくして、空気が隘路123を通って流れる際に回転軸122の回転の角速度に比例する抵抗力を発生させるようにすればよい。また、上述では、リミッター13とダンパー14をそれぞれ設けるようにしたが、これらリミッター13及びダンパー14の少なくとも一方を設けるようにしてもよい。
(変形例)
上述した第1の実施の形態では、天秤機構部7を使用したが、例えば、上述したウエイト6に代えて、図7に示すように、ばね部材として渦巻きばね16を設けるようにしてもよい。この場合、渦巻きばね16は、一方端を固定軸41に固定され、他方端を回転軸42に固定され、偏光フィルタ5の重力方向の移動にともなう回転軸42の回転力に対し、この回転力と反対方向の回転力を渦巻きばね16のばね力により発生させるようにする。これにより、渦巻きばね16のばね力を選択して、偏光フィルタ5と吊り合いがとれるようにすれば、偏光フィルタ5の面が常に水平方向(正面)を向くように調整することができる。
このようにすれば、偏光フィルタ5と吊り合いを取るためのウエイト支持アーム44とウエイト6を省略できるので、眼鏡全体を小型化できるとともに、軽量化も図ることができ、偏光眼鏡の使い勝手を改善することができる。
このような渦巻きばね16は、第2の実施の形態で述べた、天秤機構部17にも同様に適用することができる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。上述した実施の形態では、天秤機構部7(17)は、枠体1のテンプル部112、113(図2参照)にそれぞれ設けるようにしたが、テンプル部112、113の一方にのみ設けるようにしてもよい。また、上述した実施の形態では、眼鏡として、一貫して偏光眼鏡について述べたが、例えば、利用者が正面の遠くを見ているときは、特殊な眼鏡レンズを通して周囲を視認可能とし、利用者が手元を見るため首を前屈させた場合は、眼鏡レンズが利用者の視野から外れて眼鏡レンズを通すことなく手元を視認できるようにした、他の眼鏡にも本発明を適用することができる。
さらに、上述した実施の形態では、立体内視鏡より取得される撮像画像を立体像として認識するのに使用される偏光眼鏡ついて述べたが、X線ステレオ画像を立体像として認識するための偏光眼鏡に使用することもできる。この場合、X線ステレオ画像は、2つのX線焦点から交互にX線を曝射して、各X線焦点による画像を取得し、これら2つの画像を偏光眼鏡を介して観察者に認識させ、このうち視差画像の右目用画像を観察者の右目で視認させ、左目用画像を観察者の左目で視認させることにより立体像として認識させるようにしている。
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
1…枠体、3…パッド支持部、4…回転支持部
41…固定軸、42…回転軸、43…偏光フィルタ支持アーム
44…ウエイト支持アーム、5…偏光フィルタ、5a.5b…偏光フィルタ部
6…ウエイト、7、17…天秤機構部、10…偏光眼鏡、11…術者
15…眼球、12…回転支持部、121…固定軸
121a…切欠き部、122…回転軸、122a…突出部
123…隘路、124…油、13…リミッター、14…ダンパー
16…渦巻きばね、100…ディスプレイ画面
200…円偏光フィルタ、300…偏光眼鏡、400…術者

Claims (5)

  1. 眼鏡本体と、
    前記眼鏡本体を保持する枠体と、
    前記枠体に設けられ、前記眼鏡本体を重力方向に移動可能になるように回転自在に支持する回転支持手段と、
    前記眼鏡本体の重力方向の移動にともなう前記回転支持手段での回転力に対し該回転力と反対方向の回転力を発生させる回転力発生手段と、
    を具備し、前記回転支持手段での前記眼鏡本体の重力方向の移動にともなう回転力と前記回転力発生手段より発生される回転力が相等しくなるように設定されることを特徴とする眼鏡。
  2. 前記回転支持手段は、前記眼鏡本体を支持する支持アームを回転自在に支持し、
    前記回転力発生手段は、前記眼鏡本体の重さに対応する荷重部材を前記回転支持手段に回転可能に支持し、前記眼鏡本体の重力方向の移動にともなう前記回転支持手段の回転力に対し該回転力と反対方向の回転力を前記荷重部材により発生させることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡。
  3. 前記回転支持手段は、前記眼鏡本体の回転範囲を規制する回転量規制手段を具備したことを特徴とする請求項1又は2に記載の眼鏡。
  4. 前記回転支持手段は、動作流体が封入され、前記眼鏡本体の移動にともなう前記回転支持手段の回転に応じた前記動作流体の移動の際の粘性抵抗により前記回転支持手段の回転力に対して抵抗力を発生させる振動緩衝手段を具備したことを特徴とする請求項1又は2に記載の眼鏡。
  5. 前記眼鏡本体は、偏光フィルタからなり、該偏光フィルタは、右目用部分には一方回りの偏光を通し他方回りの偏光を通さない偏光フィルタ部が設けられ、左目用部分には前記他方回りの偏光を通し前記一方回りの偏光を通さない偏光フィルタ部が設けられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一記載の眼鏡。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011180265A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Yamamoto Kogaku Co Ltd 1眼タイプ偏光眼鏡
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