JP5389493B2 - 眼鏡装着型画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、眼鏡装着型画像表示装置に関するものであり、テンプルの折り畳みに支障をきたすことなしに既存の眼鏡への容易な適用を可能にしようとするものである。

眼鏡装着型の画像表示装置は、眼鏡のテンプル部分に組み付けられた画像表示部（ユニット本体部）から出射された画像光を、導光部を通して観察者の瞳孔に入射させることにより画像として観察できるようにしたものであって、この点に関する先行技術としては、例えば、使用者の眼球の網膜を撮像してその撮像信号を出力するカメラ部と、このカメラ部からの撮像信号を電波で送信する無線通信部と、該カメラ部及び無線通信部に電力を供給する発電部をそれぞれ眼鏡に組み付けて一体化を図った眼鏡型インタフェース装置が提案されている（特許文献１参照）。

また、従来のその他の眼鏡装着型画像表示装置としては、ディスプレイデバイスへリレーされるデータ又はイメージを受ける回路構成を納めたハウジングアッセンブリーを、装着具とクランプによってクランプアッセンブリーにより使用者の眼鏡のテンプルに取付けた構造のもの（特許文献２参照）や画像を表示する表示手段と光屈曲素子を眼鏡フレームに組み入れたもの（特許文献３参照）あるいは、光学機械式サポート取付け具にディスプレイと接眼レンズ組立体を支持し、ディスプレイからの画像を該接眼レンズ組立体によって受信する仕組みのもの（特許文献４参照）等、これまでに様々なタイプの装置が提案されている。

特開２００５−３５２０２４号公報 特許第３８７１１８８号明細書 特開２００１−６６５４４号公報 特表２００３−５０２７１３号公報

ところで、従来のこの種の画像表示装置においては、光学ユニットが眼鏡のレンズ部に内蔵されているため、既存の眼鏡を使用することができないこと（特許文献１）、また、光学ユニットが折り畳み可能な構造になっていても、テンプルの折り畳みとは別途に光学ユニットの折り畳み作業を行わなければならず収納のための作業が煩雑となるのが避けられないこと（特許文献２）、眼鏡レンズの付け根にテンプルを折り畳むためのヒンジが設けられているため、テンプルを折り畳んだときに光学ユニットが鼻宛等に干渉しまうこと（特許文献３）、さらには、テンプルを折り畳んだときに光学ユニットはそのままの姿勢を保持する（折り畳みができない）ため、その一部分が眼鏡から張り出した状態となりコンパクトな収納が行えないこと、等の不具合があり、未だ改善の余地が残されていた。

本発明の課題は、既存の眼鏡への容易な適用を可能とするとともに、画像表示部（光学ユニット部）が邪魔になることなしにテンプルを折り畳むことができる眼鏡装着型画像表示装置を提案するところにある。

本発明は、画像表示パネルを有し、眼鏡の折り畳み可能なテンプルに着脱可能な画像表示部と、この画像表示部の画像表示パネルから射出された画像光を、入射端、光路及び射出端を通して観察者の眼球へ入射させる導光部とを備え、
前記画像表示部は、前記テンプルが折り畳み可能に前記テンプルに着脱可能に取り付けられ、
前記導光部は、前記画像表示部から分離された分割構造体からなり、前記眼鏡のレンズ外表面に配置されるように前記レンズに着脱可能に取り付けられることを特徴とする眼鏡装着型画像表示装置である。

上記の構成において、画像表示パネルは、テンプルの折り畳みの起点となるヒンジ部よりも眼鏡のレンズ側に位置するのが望ましい。また、画像表示パネルの設置領域を、眼鏡のレンズよりも後方に位置し、かつ、その上下方向における位置を、眼鏡の前面視においてテンプルと眼鏡フレームをつなぐ鎧よりも下側又は上側とし、その下限又は上限を、レンズの下端縁又は上端縁とし、レンズの幅方向における位置についてはテンプルからレンズの幅方向端縁に至るまでの領域内で設定するのが好ましく、具体的には、眼鏡のレンズよりも後方に位置し、かつ、眼鏡の前面視においてテンプルと眼鏡フレームをつなぐ鎧と、眼鏡のレンズの幅方向外縁端と、テンプルの外側端で眼鏡のレンズの幅方向外側縁部に沿って伸延する仮想垂直線と、この仮想垂直線と眼鏡のレンズの最下縁または最上縁を結ぶ仮想水平線によって囲撓された領域とする。さらに、導光部は、画像表示パネルから射出された画像光を、眼鏡レンズの側方外側を通って入射端に入射させ、射出端から出た画像光を、眼鏡レンズを透過して観察者の眼球へ射出する配置とするの好ましい。

画像表示パネルを有する画像表示部を、眼鏡のテンプルに取付け、画像表示パネルより射出された画像光を観察者の瞳へと誘導する導光部は、眼鏡のレンズに取付けた分離構造をなしているため、テンプルを折り畳む際に、画像表示部や導光部が邪魔になることがなく、ワンタッチでの折り畳みが可能となり、既存の眼鏡への適用も容易となる。

画像表示部をテンプルに取付けるに際して、該画像表示部の中に配置される画像表示パネルを、テンプルの折り畳みの起点となるヒンジ部よりも眼鏡のレンズよりに位置させることで、導光部の入射部との距離の短縮化が可能となり、サイズのより小さな表示パネルが適用できる（あるいは画角を大きくとることができる）。

画像表示部は、テンプルに取付けるので、該画像表示部に組み込まれた画像表示パネルがヒンジ部よりも眼鏡のレンズ側に位置していても、該ヒンジ部に電源や信号を送るためのケーブル等を別途に通す必要がない。

画像表示部の画像表示パネルを、レンズよりも後方で、かつ、眼鏡の鎧（眼鏡のフレームと一体化され、該フレームとテンプルをつなぐ部材）と、眼鏡のレンズの幅方向外縁端と、テンプルの外側端で眼鏡のレンズの幅方向外縁端に沿って伸延する垂直線と、この垂直線と眼鏡のレンズの最下縁若しくは最上縁を結ぶ水平線によって囲撓された領域に位置させることにより、画像表示部の上下左右における出っ張りが小さくなり眼鏡を掛けたときに視界を遮ることがなく（邪魔になりにくい）、また、外観上、見栄えを損なうこともない。

画像表示パネルから射出された画像光を眼鏡レンズの側方外側を通って入射端に入射させ、射出端から出た画像光を眼鏡レンズを透過して観察者の眼球へ射出するように導光部を配置すると、画質の劣化を防止することができるとともに、視度の調整機構をなくすことが可能となる（画像光が眼鏡のレンズを透過して導光部の入射端に入ると眼鏡レンズには様々な種類があるため表示画像の画質を大きく低下させてしまう不利がある一方、導光部の射出端から出た画像光がレンズを透過することなしに観察者の眼球に入射される場合には、矯正された視力で表示画像を見ることができないので視度の調整機構が別途に必要となる）。

本発明にしたがう眼鏡装着型画像表示装置を既存の眼鏡に装着した状態を示した外観斜視図である。 図１の平面を右側半分について示した図である。 導光部の外観斜視図である。 図１に示した眼鏡の背面側を示した図である。 図１に示した眼鏡についてテンプルを折り畳んだ状態を示した図である。 （ａ）〜（ｃ）は画像表示パネルの好適な配置領域を示した図である。 本発明にしたがう画像表示装置の他の例を示した図である。 本発明にしたがう画像表示装置の他の例を示した図である。

以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は本発明にしたがう画像表示装置の実施の形態を、眼鏡に装着した状態で模式的に示した外観斜視図（右眼用タイプ）であり、図２は図１に示した眼鏡の右側半分を画像表示装置とともに示した平面図である。

図における１は眼鏡である。この眼鏡１はレンズ１ａ、１ｂと、このレンズ１ａ、１ｂを保持するフレーム１ｃと、このフレーム１ｃの左右幅端にそれぞれ一体連結する鎧１ｄ、１ｅと、この鎧１ｄ、１ｅにヒンジ部ｈ_１、ｈ_２を介して折り畳み可能に連結するテンプル１ｆ、１ｇから構成されている。

２は眼鏡１に装着された画像表示装置である。この画像表示装置２は、右側のテンプル１ｆに取付け部３を介して取付けられた画像表示部２ａと、右側のレンズ１ａにクリップ式のホルダー４を介して取付けられた棒状の導光部（外観形状が台形状をなし、導光路において画像光をジグザグ状に全反射させるタイプのものを例として表示している。）２ｂから構成されていて、該画像表示部２ａには、画像表示パネル２ａ_１と、これを駆動するための回路が内蔵されている。

画像表示装置２の導光部２ｂは、図３にその外観を示したように、画像表示パネル２ａ_１から射出された画像光を、眼鏡レンズの外側を通って入射させる入射端２ｂ_１と、光路を経た画像光を、眼球レンズを透過して観察者の眼球へ向けて射出する射出端２ｂ_２を有しており、光路を形成する領域には外光の侵入を避けるために表面処理（コーティング等）が施されている。そして、射出端２ｂ_２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をもった接眼レンズからなる接眼光学部２ｂ_３が配置されている。

画像表示部２ａは、例えばねじ止めタイプのホルダー３を介してテンプル１ｆに固定保持され、該画像表示部２ａに内蔵された画像表示パネル２ａ_１は図１、図２に示すように、ヒンジ部ｈ_１よりもレンズ１ａ側に位置している。

上記の構成になる画像表示装置は、画像表示パネル２ａ_１より射出された画像光が、導光部２ｂの入射端２ｂ_１、光路、射出端２ｂ_２及び接眼光学部２ｂ_３を経て観察者の眼球に向けて射出されることになるが、ここに画像表示パネル２ａ_１と導光部２ｂの入射部２ｂ_１とは極微小な隙間ｔを隔てるにすぎないので、画像表示パネル２ａ_１からの光が脇（周囲）から見えることがないだけでなく、サイズの小さな表示パネルが適用される。

図４は、図１の背面側を示した図である。ホルダー４の本体部分４ａは、導光部２ｂを挿通させる貫通孔を有する口型形状をなしており、この本体部分４ａには、ヒンジ部ｈ_１のビス（枢軸）Ｓに回動可能に連係するアーム４ｂと、本体部分４ａの側壁との間でレンズの挟持領域を形成する弾性舌片４ｃとが設けられており、該弾性舌片４ｃにて本体部分４ａの側壁相互間で眼鏡のレンズ１ａをフレーム１ｃとともに挟み込んでクリップ止めすることによって導光部２ｂをレンズ１ａの外表面に配置、固定する（導光部２ｂは、入射端２ｂ_１が眼鏡のレンズ１ａの外側に位置し、射出端２ｂ_２がレンズ１ａの前面に位置するように配置する）。

上掲図１〜４に示した構成になる眼鏡につき、テンプル１ｆを折り畳んだ状態を図５に示す。本発明にしたがう画像表示装置は、ホルダー４のアーム４ａがヒンジ部ｈ_１のビスＳに回動可能に連係しているため、テンプル１ｆを折り畳んでも導光部２ｂの設置姿勢は安定的に保持され、該テンプル１ｆの折り畳みに支障をきたすことはない。

画像表示部２ａに内蔵される画像表示パネル２ａ_１は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような領域、すなわち、レンズ１ａよりも後方で、かつ、眼鏡の鎧１ｄ（眼鏡のフレームと一体化され、該フレームとテンプルをつなぐ部材）と、眼鏡のレンズ１ａ（あるいはフレーム１ｃ）の幅方向外縁端ｅと、テンプル１ｆの外側端（最大凸部位置）で眼鏡のレンズ１ａの幅方向外縁端ｅに沿って伸延する垂直線Ｌと、この垂直線Ｌと眼鏡のレンズ１ａの最下縁ｕ若しくは最上縁ｕ_１を結ぶ水平線Ｌ_１によって囲撓された領域Ｍに位置させるのが最も好ましく、これにより、画像表示部２ａの上下左右における出っ張りを最小限にすることができ、眼鏡を掛けたときに画像表示装置２によって視界が遮られることがなくなるとともに外観上、見栄えの改善を図ることも可能となる。

図７、８は本発明にしたがう画像表示装置２の他の実施の形態を示した図である。画像表示部２ａは、図７に示すように、テンプル１ｆの外側端に位置するように固定することもできる。また、該画像表示部２ａに内蔵する画像表示パネル２ａ_１を図８に示すようにその前面を眼鏡のフレーム１ｃに指向させた状態でレンズ１ａの前方に位置せしめ、導光部２ｂの入射部２ｂ_１に隙間を隔てて設置することもできる。

本発明においては、入射部２ｂ_１から入射された画像光をその胴部においてジグザグ状に全反射させながら出射部２ｂ_２から出射する台形形状をなす導光部２ｂを適用する場合について示したが、上掲図８に示すような形状をなす導光部２ｂ（一ヵ所の面で反射するタイプ）を適用することも可能であり、この点については限定されない。

既存の眼鏡への容易な適用と、コンパクトな収納を可能とした眼鏡装着型画像装置が提供できる。

１ 眼鏡
１ａ レンズ
１ｂ レンズ
１ｃ フレーム
１ｄ 鎧
１ｅ 鎧
１ｆ テンプル
１ｇ テンプル
２ 画像表示装置
２ａ 画像表示部
２ｂ 導光部
３ ホルダー
３ａ アーム
３ｂ 弾性舌片
４ ホルダー
４ａ 本体部分
４ｂ アーム
４ｃ 弾性舌片

Claims (4)

1. 画像表示パネルを有し、眼鏡の折り畳み可能なテンプルに着脱可能な画像表示部と、この画像表示部の画像表示パネルから射出された画像光を、入射端、光路及び射出端を通して観察者の眼球へ入射させる導光部とを備え、
   前記画像表示部は、前記テンプルが折り畳み可能に前記テンプルに着脱可能に取り付けられ、
   前記導光部は、前記画像表示部から分離された分割構造体からなり、前記眼鏡のレンズ外表面に配置されるように前記レンズに着脱可能に取り付けられることを特徴とする眼鏡装着型画像表示装置。
2. 前記画像表示パネルは、前記テンプルの折り畳みの基点となるヒンジ部よりも前記レンズ側に位置する、請求項１記載の眼鏡装着型画像表示装置。
3. 前記画像表示パネルの設置領域は、前記レンズよりも後方に位置し、かつ、その上下方向における位置が、前記眼鏡の前面視において前記テンプルと眼鏡フレームをつなぐ鎧よりも下側又は上側であり、その下限又は上限は、前記レンズの下端縁又は上端縁であり、前記レンズの幅方向における位置については前記テンプルから前記レンズの幅方向端縁に至るまでの領域である、請求項２記載の眼鏡装着型画像表示装置。
4. 前記導光部は、前記画像表示パネルから射出された画像光を、前記レンズの側方外側を通って前記入射端に入射させ、前記射出端から出た画像光を、前記レンズを透過して観察者の眼球へ射出する配置としたものである請求項１〜３の何れかに記載の眼鏡装着型画像表示装置。

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