CN101846800A

CN101846800A - 眼镜安装型图像显示装置

Info

Publication number: CN101846800A
Application number: CN201010122267A
Authority: CN
Inventors: 杉原良平; 龙田成示; 井场阳一
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2010-09-29
Also published as: JP2010226680A

Abstract

本发明提出一种能够应用于现有的眼镜上的眼镜安装型图像显示装置，其具有：单元主体部(2a)，其固定保持在眼镜的镜腿(1f)上；以及导光部(2b)，其将从该单元主体部(2a)射出的图像光朝向观察者的瞳孔引导并射出，在该眼镜安装型图像显示装置中，设置有保持所述导光部(2b)、并与所述单元主体部(2a)相连接的保持架(6)，该保持架(6)经由转动轴体(4)与单元主体部(2a)连接，该单元主体部(2a)具有朝向眼球转动中心(O)的轴心(L)，并使保持架(6)与导光部(2b)一起绕该轴心(L)转动。

Description

眼镜安装型图像显示装置

技术领域

本发明涉及眼镜安装型图像显示装置，其设为能够在眼镜镜片的上下方向(高度方向)或宽度方向的任意位置上进行图像的视觉确认，并且在不使用该装置时能实现可靠的退避和收纳。

背景技术

眼镜安装型的图像显示装置在眼镜框或眼镜腿部分安装单元主体部(图像显示部)，通过导光部使从该单元主体部射出的图像光入射到观察者的瞳孔，从而能够观察并视觉确出图像；作为关于此方面的在先技术，公知有经由安装构件在眼镜框上安装侧边单元和透明基板的结构的透视(see-through)型的近眼显示器(例如，参照在先文献1)。

【专利文献1】日本特开2005-192083号公报

上述现有的图像显示装置，透明板经由旋转机构连接于安装构件，具有在不使用时能够折叠透明板从而紧凑地收纳的优点，但是使用时的透明板的配置位置始终恒定，从而在不能根据使用者的喜好和环境进行位置设定的方面留有问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种收纳操作简单且能够在眼镜镜片的任意位置上视觉确认图像的眼镜安装型图像显示装置。

本发明是一种眼镜安装型图像显示装置，其具有：单元主体部，其固定保持在眼镜的镜腿上；图像显示面板；以及导光部，其将从该图像显示面板射出的图像光朝向观察者的眼球转动中心引导并射出，该眼镜安装型图像显示装置的特征在于：设置有保持所述导光部、并与单元主体部连接起来的保持架，该保持架经由转动轴体与单元主体部连接，该转动轴体具有朝向眼球转动中心的轴心，使保持架与导光部一起绕该轴心转动，所述图像显示面板与导光部一体地保持在保持架上。

此外，根据本发明的图像显示装置，优选单元主体部的转动角度为90°以上。而且，优选转动轴体的轴心在眼镜的平面视图中配设成相对于通过眼球转动中心的宽度方向轴线的前方侧限制在20～40°的范围内；而且，所述转动轴体的轴心在眼镜的前视图或后视图中配设成相对于通过眼球转动中心的水平宽度方向的轴线限制在±30°的范围(前、后方向30°的范围)内。

作为转动轴体能隔开间隔地排列多个，通过将其自身作为关节发挥作用的多根杆来连接所述转动轴体。

期望在保持架上设置保护壁，在使导光部退避、收纳的状态下，该保护壁位于单元主体部的图像光出射窗的前面。

导光部经由具有朝向眼球转动中心的轴心的转动轴体与单元主体部连接，由此，即使在将该导光部的位置变更为眼镜镜片的上方、中央或下方等的情况下，也能够可靠地视觉确认所显示的图像。

通过将转动轴体的转动角度设为90°以上，能够使导光部退避到不妨碍观察者的视野的位置上。

转动轴体的轴心在眼镜的平面视图上成为相对于通过眼球转动中心的宽度方向的轴线朝向前方侧超过40°的角度时，转动轴体在眼镜镜片的框内通过，有可能妨碍视野；另一方面，在其角度小于20°时，在使导光部退避时相对于沿着眼镜镜腿的方向偏移较大，也许不能紧凑收纳，但是本发明将转动轴体的轴心在眼镜的平面视图上配设成相对于通过眼球转动中心的宽度方向的轴线向前方侧限制在20～40°的范围，因此具有不会妨碍视野和不会难以紧凑收纳的优点。

此外，转动轴体的轴心在眼镜的前视图或后视图中配设成相对于通过眼球转动中心的水平宽度方向的轴线限制在±30°的范围(前、后方向30°的范围)内，因此能够在形成于眼镜镜片和镜腿之间的空间中收纳转动轴机构，能够将多余的凸缘停留在最小限度。

在保持架的末端上设置保护壁(保护罩)，在使导光部翻转、收纳的状态下，使保护壁位于单元主体部的图像光出射窗的前面，由此能够保持不使用时的出射窗。

通过设置多个转动轴体并利用杆连接这些转动轴体来构成多关节臂结构体，能够进一步扩大导光部的配置位置的自由度。

附图说明

图1是示出了在现有的眼镜上安装根据本发明的眼镜安装型图像显示装置的状态的外观立体图。

图2是将图1的右侧一半与眼球一起示出的平面图。

图3是导光部的外观立体图。

图4是眼镜右侧的平面视图。

图5是眼镜的右侧平面视图。

图6是眼镜右侧的后视图。

图7是示出了根据本发明的图像显示装置的另一实施方式的图。

图8是示出了多关节臂结构体的平面、侧面的图。

图9(a)和图9(b)是示出变更了导光部的设定位置的状况的图。

图10(a)和图10(b)是示出变更了导光部的设定位置的状况的图。

图11(a)和图11(b)是示出变更了导光部的设定位置的状况的图。

图12是示出了根据本发明的又一眼镜安装型图像显示装置的例子的外观立体图。

图13是将图12的右侧一半与眼球一起示出的平面图。

图14是导光部的外观立体图。

图15是眼镜右侧的平面视图。

图16(a)和图16(b)是示出了设置在导光部的出射端的目镜和眼球转动中心的关系的图。

图17是示出了能使转动轴体的轴心存在的允许范围的图。

标号说明：

1：眼镜；1a、1b：镜片；1c：镜框；1d、1e：装头；1f、1g：镜腿；2：图像显示装置；2a：单元主体部；2b：导光部；3：保持架；3a：长片部；3b：短片部；4、4a、4b、4c：转动轴体；5a、5b、5c：臂；6：保持架；O：眼球转动中心；P：图像显示面板。

具体实施方式

以下，使用附图进一步详细说明本发明。

图1是示出将根据本发明的实施方式的图像显示装置安装在眼镜上的状态的外观立体图(右眼用类型)，图2是将图1所示的图像显示装置与眼球一起示出的示意平面图。

图中的1为眼镜。该眼镜1包括：镜片1a、1b；保持该镜片1a、1b的镜框1c；与该镜框1c的左右宽度的端部一体连接的装头1d、1e；以及经由铰链部h₁、h₂能折叠地与该装头1d、1e连接的镜腿1f、1g。

2是安装在眼镜1上的图像显示装置。该图像显示装置2包括：经由安装件安装在右侧的镜腿1f上的单元主体部2a、和独立于该单元主体部2a的导光部2b(光学杆)2b。

单元主体部2a包括图像显示面板P和驱动图像显示面板P的电路；如图3所示，在导光部2b的一端形成有入射端2b₁，在导光部2b的另一端形成有出射端2b₂，在出射端2b₂处配置有目镜2b₃，该目镜2b₃的曲率与显示图像光的图像的虚像位置对应。此外，在导光部2b的除入射端2b₁、出射端2b₂以外的区域上实施了涂层处理，以防止外界光线的侵入。

此外，3是固定保持导光部2b的保持架。该保持架3形成一体连接了薄壁的长片部3a和形成保护壁的短片部3b的L型形状。

4是以其轴心L朝向眼球转动中心O(参照图2)的方式配置的转动轴体。该转动轴体4是以枢轴(销状的结构)为例示出的，转动轴体4的一端与图像显示部2a的前方倾斜侧壁2a1连接，另一端连接在保持架3的长片部3a和短片部3b的边界部，能够使该保持架3与导光部2b一起转动(转动角度θ为90°以上)(保持架3的转动基本上用手指的操作来进行。)。

5是将图像显示部2a固定保持在镜腿1f上的、例如螺旋夹型的安装件。单元主体部2a通过安装件5与导光部2b一起固定保持在镜腿1f上，通过使保持架3绕转动轴体4的轴心L转动，从而如图1的虚线所示，在眼镜镜片1a的上、中、下的任意位置上适当地变更导光部2b的位置。此外，如图4所示，通过最大限度地转动该保持架3，导光部2b被保持为收纳姿势。

成为上述结构的图像显示装置2在导光部2b被保持为收纳姿势时，保持架3的短片部3b发挥覆盖并保护单元主体部2a的图像光出射窗2a₂的保护壁的作用，从而防止该图像光出射窗2a₂受到意料之外的损伤。

转动轴体4优选配置成：如图5所示，其轴心L在眼镜的平面视图上处于相对于经过眼球转动中心O的宽度方向的轴线H朝向前方θ₁＝20～40°的范围内，如图6所示，其轴心L在眼镜的后视图(或前视图)中处于相对于经过眼球转动中心O的水平方向的轴线H₁朝向前、方向θ₂＝30°(±30°)的范围，由此能够可靠地视觉确认从导光部2b射出的图像光的图像。

图7是示出了根据本发明的图像显示装置2的另一实施方式的图。该例构成为如下的多关节臂结构体：该多关节臂结构体设置三个转动轴体4(4a～4c)，用中空状的杆5a～5c分别连接这些转动轴体4a～4c使其实现一体化，利用转动轴体4a将杆的一端可转动地连接于单元主体部2a，将杆的另一端与用于固定保持导光部2b的保持架6连接。

如在图8中示出多关节臂结构体的平面和侧面那样，在该例中，构成一个关节的转动轴体4a具有枢轴4a₁，该枢轴4a₁可转动且防脱地连接到单元主体部2a上，通过该枢轴4a₁和保持该枢轴4a₁的轴承部的相互间的摩擦卡合，能任意地变更转动角度。

对于与转动轴体4a不同的构成关节的转动轴体4b、4c，由具有枢轴4b₁、4c₁的部件、和可转动且防脱地将该部件的枢轴4b₁、4c₁支撑在嵌合孔中的轴承部件构成，这些转动轴体4b、4c也能够通过枢轴4b₁、4c₁和嵌合部的相互间的摩擦卡合来任意地变更转动角度。

多关节臂结构体通过适当地转动各转动轴体4a～4c，从而如图9(a)、(b)～图11(a)、(b)所示，能够自由变更导光部2b在眼镜镜片1a上的配置位置(配置位置的自由度扩大。)。

在具有上述结构的多关节臂结构体的图像显示装置中，在保持架6内以与导光部2b的入射部对置的方式配置(一体配置)图像显示面板P(未图示)，该图像显示面板P和单元主体部2a能够通过配设在杆5a～5c内的线缆连接。

如图10(b)、图11(b)所示，图示那样的中空杆5a～5c能够维持为呈山形折叠、谷形折叠和山形折叠的折叠状态，在收纳导光部2b时紧凑地折叠后，以转动轴体4a为起点，使导光部2b与臂5a～5c一起转动即可。

对于转动轴体4，只要其轴心朝向眼球转动中心O，就能够利用导光部2b进行图像确认，转动轴体4的个数和臂的根数没有限制。此外，如图8所示，优选将导光部2b配置为其轴心J与臂5a～5c的轴心(K₁～K₃)正交。

此外，转动轴体4由枢轴和在摩擦(滑动)状态下可转动地保持该枢轴的轴承部构成，由此能够将臂保持为任意角度而不伴随结构的复杂化。

上述图1、图2、图4所示的结构例示出了在单元主体部2a中内置图像显示面板P并驱动该图像显示面板P的情况，但是如图7～图11所示，该图像显示面板P也能够组装到保持架6中，对此没有限制。

此外，即使在转动轴体4由单一轴体构成时(图1、图2和图4)，但是对于在导光部2b侧配置图像显示面板那样的情况，能够省略起到保护壁的功能的短片部3b。

图12～图15是示出了根据本发明的眼镜安装型图像显示装置的又一实施方式的图。

对上述图1～图4所示的图像显示装置示出了如下结构：在单元主体部2a中配置图像显示面板P，使从图像显示面板P射出的图像光经由单元主体部2a的图像光出射窗2a₂入射到导光部2b的入射端2b₁，但是该图像显示面板P也能够如图所示那样直接安装到导光部2b的入射端2b₁来实现一体化，通过采用这种结构，能实现单元主体部2a的小型化，完全消除导光部2b和图像显示面板P之间的光学偏差，从而观察者能够稳定观察和视觉确认图像。

图16(a)和图16(b)示出了以下情况下的图像光的入射状况：使用纵向尺寸D为2.6mm的目镜2b₃，将从该镜片到观察者的瞳孔的尺寸(良视距：eye relief)设为I₁＝20mm，将瞳孔直径设为d＝4.0mm，将从瞳孔到眼球转动中心O的尺寸设为I₂＝13mm。

着眼于经过目镜2b₃的上端外缘的光线C₁(光线C₁在上下方向上的半视场角：3.4°)时，如图16(b)所示，即使在目镜2b₃的光线角度最大且变动到9.4°的情况下，该光线C₁也经由观察者的瞳孔而入射，从而能够观察为图像，此处，目镜2b₃的角度偏差的允许界限T为6°。根据该角度偏差的允许界限T求取观察者能够视觉确认为图像的允许范围时，(13+20)×tan(6°)＝±3.46mm，因此如图17所示，观察者能够视觉确认为图像的允许范围存在于离眼球转动中心O的半径r＝3.46mm的球状区域的范围内。因此，转动轴体4的轴心L与导光部2b的配置位置的变更(上下方向、水平方向)无关，至少存在于该球状区域即可。

此外，上述例子列举了使用上下方向上的半视场角为3.4°的纵向尺寸为2.6mm的目镜作为目镜2b₃，且角度偏差的允许界限T为6.0°情况，观察者能够进行视觉确认的允许范围根据目镜2b₃的大小(纵横尺寸)、良视距、瞳孔直径、从瞳孔到眼球转动中心的尺寸等的差异而变动，因此求取要使用的目镜的角度偏差的界限T，根据(I₂+I₁)×tan(T°)来设定观察者能够进行视觉确认的允许范围。

产业上的可利用性

能够提供一种可容易应用到现有的眼镜上的眼镜安装型图像装置。

Claims

1.一种眼镜安装型图像显示装置，其具有：单元主体部，其固定保持在眼镜的镜腿上；图像显示面板；以及导光部，其将从该图像显示面板射出的图像光朝向观察者的瞳孔引导并入射，该眼镜安装型图像显示装置的特征在于，

所述眼镜安装型图像显示装置设置有保持所述导光部、并与所述单元主体部相连接的保持架，该保持架经由转动轴体连接在所述单元主体部上，该转动轴体具有朝向眼球转动中心的轴心，并使所述保持架与所述导光部一起绕该轴心转动。

2.根据权利要求1所述的眼镜安装型图像显示装置，其特征在于，所述图像显示面板与所述导光部一体地保持在所述保持架上。

3.根据权利要求1或2所述的眼镜安装型图像显示装置，其特征在于，所述单元主体部的转动角度为90°以上。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的眼镜安装型图像显示装置，其特征在于，所述转动轴体的轴心在眼镜的平面视图中配设在相对于通过眼球转动中心的宽度方向轴线的前方20～40°的范围内。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的眼镜安装型图像显示装置，其特征在于，所述转动轴体的轴心在眼镜的前视图或后视图中配设在相对于通过眼球转动中心的水平宽度方向轴线的前、后方30°的范围内。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的眼镜安装型图像显示装置，其特征在于，所述转动轴体隔开间隔地排列有多个，通过以自身作为关节发挥作用的多根杆来连接所述转动轴体。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的眼镜安装型图像显示装置，其特征在于，所述保持架具有保护壁，该保护壁在所述导光部的退避、收纳状态下位于所述单元主体部的图像光出射窗的前面而保护该图像光出射窗。