JP2009519483A - ディスプレー、及び眼鏡フレーム - Google Patents

Abstract

本発明は、眼鏡（２）に装着するディスプレー（１）であって、ディスプレーは、光ビーム発生電気光学システム（２０Ａ）と、これからの光ビームを画像にする光学画像装置（２０Ｂ）でなり、眼鏡に取り外し可能に取付ける接続部と、前記光学画像装置と使用者の目との相対的位置を調節する調節部を有している。本発明によれば、眼鏡に取り外し可能に取付ける接続部を第１エレメント、前記光ビーム発生電気光学システム２０Ａと、前記調節部で調節した位置にロックするロック手段を有する前記光学画像装置２０Ｂを第２エレメントとし、調節部は、光学画像装置と使用者の目との間の水平および垂直方向に位置を調節する。
【選択図】図１

Description

本発明は、眼鏡に装着するディスプレー、及び眼鏡フレームに関する。

このディスプレーは、画像またはマルチメディアタイプの情報を投影ができる光学画像装置を有している。この光学画像装置は、電気光学システムで、電気信号から光ビームを発生し、これをレーザーダイオード、エレクトロルミネッセントダイオードなどを用いたミニスクリーンで画像にするものである。光学画像装置は光ビームを使用者の目に向けて送り、情報内容を視ることができるようにしている。

ディスプレーは、携帯電話、ディジタルプレーヤー、パーソナルコンピューター、ゲーム機あるいはその他装置からのマルチメディア内容を視ることができるようにするものである。
ここで、ディスプレーは、光学画像装置と、光ビームを発生する電気光学システムで構成されている。従来の眼鏡エレメントは、眼鏡フレームと、眼鏡フレームに保持されたレンズである。ここで、眼鏡フレームは、潜水マスク、スキーマスク、安全マスクなどの光学装置も包含している。

特許文献１は、眼鏡フレームへのディスプレー装着を開示している。
その最初の応用例では、ディスプレーを、眼鏡フレーム、より正確には眼鏡フレームの枝分かれ部分にクリップ留めしている。
その方法は、ディスプレーをフレームに取り外しできる接続具で固定するもので、
従来と同じように眼鏡を使用して、使用者が望むとき眼鏡フレームに装着し、また望むときに外すことができる。
しかしながら、この種の接続具は、目の間の距離など使用者の個人差によって行う光学画像装置の調節ができず、使用者に縁取り現象など隠れた部分がない完全な像をもたらすことができない。

第２の応用例では、ディスプレーは、光ビームを発生する電気および光学システムに連結した光学画像装置を有している。このタイプのディスプレーも、フレームの枝分かれ部分にクリップで留めることができる。
このタイプのディスプレーは、フレームに取り外し自在に装着できるばかりでなく、使用者によって接続部を移動することで光学画像装置の位置を調節することが可能であるが、次のような問題がある。
すなわち、フレームに装着して、接続部分を移動することで光学画像装置を使用者の目に正確に位置することができる。しかし、一旦接続を外すと、光学画像装置をその位置になく、いいかえると、光学画像装置と光ビーム発生電気光学システムとの相対的な位置が変わり、接続する度に調節する必要がある。
さらに、接続具は、比較的嵩張るので、分離した後に上着のポケットに保管するには不向きであり、また眼鏡に装着したときの外観もよくない。

特許文献２の明細書には、眼鏡に装着するディスプレーを開示しており、ディスプレーは、光ビーム発生電気光学システム、及び光ビーム発生電気光学システムからの光ビームを画像にする光学画像装置よりなっている。このディスプレーは、眼鏡上に接続させる取り外し自在な接続具、および光学画像装置と使用者の目との相対位置を調節するための調節装置を有している。この接続具は２つのエレメント、すなわち、支持をする第１エレメントと、支持のエレメント上で、位置調節エレメントおよび角度調節エレメントのある第２エレメント、をもっている。しかしながら、この明細書では、第２エレメントがどのように作られるかが明確でない。

米国特許６，２０４，９７４号明細書 独国特許１０２３１４２７号明細書

本発明は、これらの問題点を解決すべくなされたものであり、光学画像装置を使用者の目に対し調節できるように眼鏡フレームに装着でき、使用者が一旦調節すれば、光学画像装置を眼鏡フレームから外してもその調節が保持できるディスプレーを提供することにある。本発明のディスプレーは、特にコンパクトである。

本発明のディスプレーは、眼鏡（２）に装着するディスプレーであって、ディスプレーは、光ビーム発生電気光学システムと、これからの光ビームを画像にする光学画像装置でなり、眼鏡に取り外し可能に取付ける接続部と、光学画像装置と使用者の目との相対的位置を調節する調節部を有し、眼鏡に取り外し可能に取付ける接続部を第１エレメント、光ビーム発生電気光学システムと、調節部で調節した位置にロックするロック手段を有する光学画像装置２０Ｂを第２エレメントとし、調節部は、光学画像装置と使用者の目との間の水平および垂直方向に位置を調節し、光ビームは、所謂‘主’光線（ＲＰ）で、光ビーム発生装置のミニスクリーンの中心から出て瞳の中心に伝播する光線であり、調節部は、第２エレメント（２０）を回転させるシャフト（３０）を有して光学画像装置に保持され、シャフト（３０）は、主光線の光路を含む面にある軸にして回転でき、瞳と光学画像装置における最後の光学面との間に延びる主光線に対して垂直である。

本発明によるディスプレーは、小さく、軽量であり、取り扱いが容易、持ち運びができ、上着のポケットに入れられる。さらに、軽量であるので、外からの衝撃で変形することがない。
また、本発明のディスプレーは、コンパクトな取付け装置であり、眼鏡のレンズの近くに取付けることができ、眼鏡フレームのバランスを損なうことがない。

好ましい実施形体では、第２エレメントは、保護カバーを有していて、光学画像装置のみ保護カバーの外に出ている。また、損傷を与えるような衝撃から護ることができる。
好ましくは、調節部は、レールとスライドでなっている。レールは、第１エレメントにあり、スライドは、第２エレメントにあるのがよい。スライドは、光学画像装置の長さ方向の軸と平行であるのがよい。

シャフトは、光ビーム発生システムに保持され、光ビーム発生システムに近く保持されるのがよい。また別に、シャフトは、虚像との垂直対称面にある軸を中心に回転でき、瞳と光学画像装置における最後の光学面との間に延びる光路に対して垂直である。好ましくは、回転軸は、光学画像装置内の主光線と交叉する。

ロック手段は、第２エレメントにあるねじでなり、ロック機構を押し付けてロックするのが有利である。また、好ましくは、ロック機構は、第１エレメントがスライドに配置され、ねじが締められたとき、第１エレメントのレールを押さえ付ける。このロック機構は、ねじの力でシャフトを押さえ付ける。
好ましくは、ロック機構は、スライドの一側面にパッドが形成され、スライドの縦方向に移動でき、シャフトを囲む環状アーチ形の延長部およびその端部が、パッドの移動方向にあるシャフトの固定部分を押し付ける。

取り外し可能に取付ける接続部は、クリップ留めである。その接続部は、押え部のある変形可能な薄板を有している。その接続部は、２つのガイド翼に対応する２つの嵌め込みスロープを有している。

また、本発明は、以上のディスプレーが取付けられる眼鏡フレームであり、第１エレメントが嵌込まれる穴を有している。ディスプレーをフレームから分離したとき、フレームは、通常の眼鏡フレームと同じ外観をしている。

以下に図を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明するが、以下の実施の形態の記載は、本発明を限定するものではない。
図１は、本発明に係るディスプレーを装着した眼鏡の斜視図であり、図２は、本発明に係る眼鏡ディスプレーの一部を装着した眼鏡の斜視図であり、図３〜５は、本発明の好ましい実施の形態におけるディスプレーの、それぞれ前から、上からおよび後から見た部分斜視図であり、図６は、本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーを装着した眼鏡の部分斜視図であり、図７は、本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーが装着される眼鏡の部分斜視図であり、図８〜９は、本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの斜視図であり、図１０〜１３は、本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの、それぞれ上から、後から、側から、および前から見た斜視図であり、図１４は、本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの部分斜視図である。

図１は、フレーム２Ａと２枚のレンズ２Ｂでなる眼鏡２に、ディスプレー１を取付けた状態を示している。
ディスプレー１は、光ビーム発生電気光学システム２０Ａと、これからの光学ビームを画像にする光学画像装置２０Ｂを有している。

ディスプレーは、眼鏡２上に取り外し自在に取付ける接続部と、光学画像装置２０Ｂと使用者の目との相対位置を調節する調節部を有している。ディスプレーは、また、第１エレメントと第２エレメントの２つのエレメントでなり、第１エレメントには取り外し自在の接続部があり、第２エレメントには、光ビーム発生電気光学システム２０Ａと光学画像装置２０Ｂがあり、ロッキング手段のある調節部により第１エレメントに正しい位置で連結される。

図２に示すように、第１エレメント１０には嵌め込み部１０Ａがあり、これが穴２Ｃに嵌められることでフレーム２Ａに組合わされる。この実施の形態では、穴２Ｃはフレーム２の一方の横側にある。

ディスプレーにある取り外し自在の接続部は、第１エレメント１０にあるクリップでなっている。
第１エレメント１０には、また眼鏡に装着されたとき、眼鏡２の前面に張り出るレール１０Ｂがある。レール１０Ｂは、レンズ２Ｂが入るフレームのリム面と実質平行であるのがよい。

図３〜７には、第１エレメント１０と、それが装着される眼鏡フレーム２Ａの好ましい実施形態を示している。
図３〜５に示した第１エレメント１０は、レール１０Ｂと、人間工学的にデザインされた嵌め込み部１０Ａがあり、確実な接続をしつつも、使用者が容易に、かつ迅速に取付け、取り外しができるようになっている。

眼鏡フレーム２Ａ上にある穴２Ｃは、図に示したように、特に第１エレメント１０を受けるようにデザインされている。
穴２Ｃは、２つの支持ゾーン、上部支持ゾーン２ＣＡ１と下部支持ゾーン２ＣＡ２があり、第１エレメント１０の対応部分を支えている。
また、その後方に２つの後部支持突起、上部後部支持突起２ＣＬ１と下部後部支持突起２ＣＬ２があり、第１エレメント１０を支えている。
また、２つの挿入ガイド端、上部挿入ガイド端２ＣＧ１と下部挿入ガイド端２ＣＧ２があり、第１エレメント１０が挿入されるとき、第１エレメント１０を上部後部支持突起２ＣＬ１と下部後部支持突起２ＣＬ２に沿ってガイドしている。

第１エレメント１０は、穴２Ｃと組合わされる部位がある。
それは、２つの嵌め込みスロープ、上部嵌め込みスロープ１０Ｃ１と下部嵌め込みスロープ１０Ｃ２であって、それぞれ穴２Ｃにある上部支持壁２ＣＡ１と下部支持壁２ＣＡ２に相対するようになっている。
同様、第１エレメント１０は、２つのガイド翼、上部ガイド翼１０Ｄ１と下部ガイド翼１０Ｄ２とがあり、第１エレメント１０を穴２Ｃに嵌めて取付けるとき、あるいは取り外すときの前後の動きを抑えている。また、先端に押え部１０Ｅのある変形可能な薄板１０Ｄがあって、第１エレメント１０が穴２Ｃに挿入されてロックすることになる。

第１エレメント１０を穴２Ｃに嵌め込んで図６に示す位置には、変形可能な薄板１０Ｄを図５に示す矢の方向に押すことによりできる。この嵌め込みを容易に、かつ迅速に行うために、ガイド翼１０Ｄ１と１０Ｄ２の長さが特に重要である。
薄板１０Ｄが変形してガイド翼が対応する挿入ガイド端に接触すると、薄板１０Ｄの反発力で第１エレメント１０が動かなくなる。
このようにして、使用者が、第１エレメント１０を眼鏡のフレームにある穴２Ｃに入れて押すだけの簡単な操作で、第１エレメント１０を正しい位置に設置できる。

これらの改良によって、第１エレメント１０がフレームの穴２Ｃの中にスナップで固定されると、その位置に堅く保持され、容易に、かつ調節を損なうことなく第２エレメント２０を取付けることができる。

第２エレメント２０は、図８〜１４に示してあり、第１エレメント１０に装着した状態を図８と９に示している。
第２エレメント２０は、光ビーム電気光学システム２０Ａと光学画像装置２０Ｂでなり、保護ケース２０Ｃを有しているが、光学画像装置２０Ｂのみ保護カバー２０Ｃの外にあって操作できる位置にある。さらに、光学画像装置２０Ｂには、図１４に示すように、持ち運び、および保存するときに収める保護キャップ２０Ｃ’を有するのがよい。
ここに示した例では、光学画像装置２０Ｂは、装着された状態では横に長い形状で、眼鏡レンズ２Ｂに近くに配置される。

第２エレメント２０は、眼鏡レンズ２Ｂと平行にスライド２０Ｄがある。このスライド２０Ｄがレール１０Ｂを噛むことによって、第２エレメント２０は、レール１０Ｂ−スライド２０Ｄでの調節手段とロック手段をもって第１エレメント１０に取付け可能となる。ロック手段は、第２エレメント２０にあるねじ２０Ｅであり、スライド２０Ｄがレール１０Ｂ中で正しい位置にきたとき、ねじ２０Ｅを廻してロック機構２０Ｆを第１エレメント１０のレール１０Ｂに押し付けてロックする。
ロック機構２０Ｆがレール１０Ｂを押え付けて、第２エレメント２０を第１エレメント１０上にロックすると、光学画像装置２０Ｂと使用者の目の所望の水平方向の位置調整が完了する。

本発明は、使用者の目に対して光学画像装置の位置を、水平方向と垂直方向の両方に調節できる。
垂直方向の調節は、光学画像装置２０Ｂが固定された第２エレメント２０を回転可能にするシャフト３０がある。シャフト３０は、光ビーム発生電気光学システムに、しかもその近くに固定されるのが最も有利である。

光ビームは、図１０に示す“主”光線をＲＰで定義すると、この主光線は、光ビーム発生電気光学システムのミニスクリーン３１の中心から放射され、伝播して目の中心である瞳に入る。シャフト３０は、主光線の光路を含む面にある軸を中心に回転でき、回転軸は、瞳と光学画像装置２０Ｂにおける最後の光学面との間に延びるＲＰ’光路に対して垂直である。さらに、回転軸は、光学画像装置２０Ｂ内部の主光線と交叉するのが最も好ましい。

このようにして、ディスプレーから送られた像は、光学画像装置２０Ｂおよびミニスクリーンなどに固定された部分が回転することで、使用者の目の位置に調節される。
この実施の形態では、この光学システムの回転手段を、ミニスクリーンの後方、可能な限り近くに置くことで、非常に小さくまとめることができる。

調節部をロックする手段は、第２エレメント２０にあるねじ２０Ｅをロック機構２０Ｆに押し付ける押しつけ機構でなっている。この例では、ねじ２０Ｅがロック機構２０Ｆを抜けてナット２０Ｅ’を締め、シャフト３０を取り巻く固定部３２によりロックする。

ロック機構２０Ｆは、図１２において特によく見ることができる。
ロック機構２０Ｆは、スライド２０Ｄの一側面にパッド２０Ｆが形成され、スライドの縦方向に移動でき、シャフト３０を囲む環状アーチ形の延長部２０Ｆ’およびその端部が、パッド２０Ｆの移動の方向にあるシャフト３０の停止部分３２を押し付ける。

第１エレメントがスライド２０Ｄのある場所にきたとき、ねじ２０Ｅを矢Ｆ１の方向に締めると、パッド２０Ｆが第１エレメントにあるレール１０Ｂに接触し、その場所にロックする。
同時に、環状アーチ形の部分２０Ｆ’が、シャフト３０を矢Ｆ２の方向に締めて、シャフト３０をその場所にロックする。

使用者が、本発明のディスプレーを眼鏡フレーム２に取付けるとき、第１エレメント１０は、図２に示すようにフレームの穴２Ｃにクリップで留める。
次いで、図１のように、スライド２０Ｄを第１エレメント１０のレール１０Ｂ上に入れて、第２エレメント２０を第１エレメント１０に取付ける。
光学画像装置２０Ｂと使用者の目との相対位置は、スライドとレールの位置、および光学画像装置２０Ｂを軸３０に対して回転させての位置で調節される。そして、第２エレメント２０のカバー２０Ｃの外から操作できるねじ２０Ｅを締めて、最適場所がロックされる。
また、光学画像装置の位置は、使用者の目と目の間の距離、光学画像装置と使用者の目との垂直方向位置についても、調整できる。

使用者が、ディスプレーを使用しないとき、第１エレメント１０に連結されている第２エレメントを分離する。眼鏡フレーム２は、図１の右側に示すような良好な外観であう。ディスプレー１は、コンパクトな硬いものであるので、大きさの問題や調節が狂う問題もなく収納できる。
次回にディスプレーを使用するときは、使用者は、眼鏡フレーム２の穴２Ｃにディスプレー１をクリップ留めするだけで十分である。同じ使用者であれば、さらなる調節は必要ではない。

レール１０Ｂとスライド２０Ｄの間の連結に要望される移動の大きさは、装着しようとする人の半瞳距離を関数にして直接決定できる。代表的には、９７％の人が、瞳間距離５６〜７２ｍｍであり、従って、半瞳距離は２８〜３６ｍｍである。その中心値３２ｍｍにして調節距離を求めると、そのプラスマイナス４ｍｍの移動で、９７％の人が装着するに充分となる。

垂直方向の調節に要求される回転の大きさは、本質的に光学システムのアイボックスの大きさ、およびさらに使用者からフレームを経てディスプレーに至る一連の長さに依って変わる。アイボックスが大きいほど、垂直位置の回転による調節幅は小さい。例えば、回転幅が、プラスマイナス１ｍｍ以上の目の移動に対応するとすると、調節幅は、α＝ａｔａｎ（回転幅／Ｄｖ）〔ここで、Ｄｖは、レンズ−目の距離で、典型的には１５ｍｍである。〕となる。
このように、この調節幅を得るには、プラスマイナス４°の回転能があれば十分である。

眼鏡レンズ上、またはレール上に印をつけると、光学画像装置と使用者の目との相対位置調節する助けとなり、容易にすることができる。

本発明は、上に記載した実施の形態に制限されるものではない。さらに、ディスプレーは、眼鏡フレームに代えて、眼鏡レンズに取付けてもよい。

本発明に係るディスプレーを装着した眼鏡の斜視図である。 本発明に係る眼鏡ディスプレーの一部を装着した眼鏡の斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態におけるディスプレーの、前から見た部分斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態におけるディスプレーの、上から見た部分斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態におけるディスプレーの、後から見た部分斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーを装着した眼鏡の部分斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーが装着される眼鏡の部分斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの、上から見た斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの、後から見た斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの、側から見た斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの、前から見た斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態によるディスプレーの部分斜視図である。

Claims (15)

1. 眼鏡（２）に装着するディスプレーであって、
   前記ディスプレーは、光ビーム発生電気光学システム（２０Ａ）と、これからの光ビームを画像にする光学画像装置（２０Ｂ）でなり、眼鏡に取り外し可能に取付ける接続部と、前記光学画像装置と使用者の目との相対的位置を調節する調節部を有し、前記眼鏡に取り外し可能に取付ける接続部を第１エレメント、前記光ビーム発生電気光学システム（２０Ａ）と、前記調節部で調節した位置にロックするロック手段を有する前記光学画像装置（２０Ｂ）を第２エレメントとし、
   前記調節部は、前記光学画像装置（２０Ｂ）と使用者の目との間の水平および垂直方向に位置を調節し、
   前記光ビームは、所謂‘主’光線（ＲＰ）で、前記光ビーム発生電気光学システムのミニスクリーンの中心から出て目の中心である瞳に伝播する光線であり、
   前記調節部は、前記第２エレメント（２０）を回転させるシャフト（３０）を有し、前記光学画像装置（２０Ｂ）に保持され、
   前記シャフト（３０）は、主光線の光路を含む面にある軸にして回転でき、瞳と前記光学画像装置（２０Ｂ）における最後の光学面との間に延びる前記主光線に対して垂直である、
   ことを特徴とするディスプレー。
2. 前記第２エレメント（２０）は、保護カバー（２０Ｃ）を有し、前記光学画像装置のみ保護カバーの外に出ていることを特徴とする請求項１記載のディスプレー。
3. 前記調節部は、レールとスライドでなることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレー。
4. 前記レール（１０Ｂ）は、前記第１エレメント（１０）にあり、前記スライド（２０Ｄ）は、前記第２エレメント（２０）にあることを特徴とする請求項３に記載のディスプレー。
5. 前記スライド（２０Ｄ）は、前記光学画像装置（２０Ｂ）の長さ方向の軸と平行であることを特徴とする請求項４に記載のディスプレー。
6. 前記シャフト（３０）は、前記光ビーム発生電気光学システムに保持され、前記光ビーム発生電気光学システムに近く保持されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のディスプレー。
7. 前記回転軸は、前記光学画像装置（２０Ｂ）内の主光線と交叉することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のディスプレー。
8. 前記ロック手段は、前記第２エレメント（２０）にあるねじ（２０Ｅ）でなり、ロック機構（２０Ｆ）を押し付けてロックすることを特徴とする請求項３に記載のディスプレー。
9. 前記ロック機構（２０Ｆ）は、前記第１エレメントがスライド（２０Ｄ）に配置され、前記ねじが締められたとき、前記第１エレメントの前記レール（１０Ｂ、１０Ｂ’）を押さえ付けることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のディスプレー。
10. 前記ロック機構（２０Ｆ）は、前記ねじの力で前記シャフト（３０）を押さえ付けることを特徴とする請求項８または９に記載のディスプレー。
11. 前記ロック機構（２０Ｆ）は、前記スライド（２０Ｄ）の一側面にパッド（２０Ｆ）が形成され、前記スライドの縦方向に移動でき、前記シャフト（３０）を囲む環状アーチ形の延長部（２０Ｆ’）およびその端部が、前記パッド（２０Ｆ）の移動方向にある前記シャフト（３０）の固定部分（３２）を押し付けることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のディスプレー。
12. 前記取り外し可能に取付ける接続部は、クリップ留めであることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項に記載のディスプレー。
13. 前記接続部は、押え部（１０Ｅ）のある変形可能な薄板（１０Ｄ）を有することを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項に記載のディスプレー。
14. 前記接続部が、２つのガイド翼（１０Ｄ１、１０Ｄ２）に対応する２つの嵌め込みスロープ（１０Ｃ１、１０Ｃ２）を有することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のディスプレー。
15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載されたディスプレーが取付けられる眼鏡フレームであり、前記第１エレメントが嵌込まれる穴（２Ｃ）を有することを特徴とする眼鏡フレーム

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