JP2010169742A

JP2010169742A - 頭部装着型光学装置

Info

Publication number: JP2010169742A
Application number: JP2009009929A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Kobayashi; 裕昌小林
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】装着者の頭部に安定して保持することができるとともに、装着時以外はコンパクトな形態に構成できて携帯性を向上する。
【解決手段】装着者の眼前に配置される光学ユニット２と、該光学ユニット２を取り付けたメインフレーム４と、該メインフレーム４の両端に折り畳み可能に取り付けられ、装着者の側頭部Ｃに沿って前後方向に配置される一対のサイドフレーム５と、該サイドフレーム５に沿ってそれぞれスライド可能に設けられ、装着者の少なくとも後頭部に押し当てられる押当て部１１を支持する一対のスライドフレーム６と、該スライドフレーム６どうしを着脱可能に連結する連結部１０ａ，１０ｂと、サイドフレーム５に対してスライドフレーム６を前方に付勢する付勢部材１２とを備える頭部装着型光学装置１を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、頭部装着型光学装置に関するものである。

従来、頭部装着型光学装置としては眼鏡型のフレームを有するものが知られている。この頭部装着型光学装置はフレームを折り畳むことでコンパクトな形態となって携帯性を向上することができ、展開してフレームの端部を装着者の両耳にかけることで、簡易に頭部に装着することができる。

特開２００７−２７４３４０号公報

しかしながら、従来の頭部装着型光学装置は、フレームに固定する光学ユニットとして軽量のレンズが採用されているのみであり、例えば、複数のレンズを備える重量の大きな光学ユニットや、ヘッドマウントディスプレイのようにモニタやプリズムを備える重量の大きな光学ユニットを固定すると、前側が重く後側が軽くなって、重量バランスが崩れるため、眼鏡型のフレームでは安定した支持性を得ることができないという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、装着者の頭部に安定して保持することができるとともに、装着時以外はコンパクトな形態に構成できて携帯性を向上することができる頭部装着型光学装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、装着者の眼前に配置される光学ユニットと、該光学ユニットを取り付けたメインフレームと、該メインフレームの両端に折り畳み可能に取り付けられ、装着者の側頭部に沿って前後方向に配置される一対のサイドフレームと、該サイドフレームに沿ってそれぞれスライド可能に設けられ、装着者の少なくとも後頭部に押し当てられる押当て部を支持する一対のスライドフレームと、該スライドフレームどうしを着脱可能に連結する連結部と、前記サイドフレームに対して前記スライドフレームを前方に付勢する付勢部材とを備える頭部装着型光学装置を提供する。

本発明によれば、光学ユニットを取り付けたメインフレームに対して一対のサイドフレームを折り畳んでおくことにより、装着時以外はコンパクトな形態に構成できて高い携帯性を得ることができる。一方、メインフレームに対して一対のサイドフレームを展開し、装着者の側頭部に沿って前後方向に配置し、連結部によってスライドフレームどうしを連結することにより、装着者の頭部を全周にわたって取り囲む環状のフレームが構成される。この状態で、付勢部材の付勢力によってスライドフレームをサイドフレームに沿って前方にスライドさせ、スライドフレームに設けられた押当て部を装着者の後頭部に押し当てることにより、装着者の頭部を押当て部とメインフレームとの間に挟み、安定した支持性を得ることができる。これによりメインフレームに取り付けられている光学ユニットの重量を増加させても、安定した装着状態を維持することができる。

上記発明においては、前記押当て部に、弾性材料からなるパッド部が備えられていてもよい。
このようにすることで、装着者の後頭部に押し当てたパッド部を弾性変形させて後頭部にフィットさせ、さらに安定した装着状態を得ることができる。

また、上記発明においては、前記スライドフレームが、可撓性を有する材質からなっていてもよい。
このようにすることで、連結部により連結されたスライドフレームを、装着者の頭部の形状に沿わせるように湾曲させることができる。これにより、頭部のサイズの異なる装着者にも容易に適用でき、さらに安定した装着状態を得ることができる。

また、上記発明においては、前記スライドフレームを前記サイドフレームに挟まれた頭部に近接または離間する方向に揺動可能に取り付ける継手を備えていてもよい。
このようにすることで、スライドフレームをサイドフレームに対して継手を介して揺動させることにより、スライドフレームを装着者の頭部の形状に沿わせるように配置することができる。

また、上記発明においては、前記スライドフレームに、前記継手を挟んで両側に前記パッド部が配置されていてもよい。
このようにすることで、２つのパッド部に加わる押し当て力をバランスさせて、装着者の頭部の形状にフィットさせ、安定した装着状態を得ることができる。

また、上記発明においては、前記連結部が、前記サイドフレームに挟まれた頭部に近接または離間する方向に前記スライドフレームに揺動可能に取り付けられていてもよい。
このようにすることで、サイドフレームに対して連結部を揺動させて無理なく連結することができる。

また、上記発明においては、前記付勢部材が、前記サイドフレームと前記スライドフレームとの間に配置されたバネ部材であってもよい。
このようにすることで、サイドフレームに対してスライドフレームを後方に向けてスライドさせると、バネ部材が伸びて前方に向かう付勢力が発生し、その付勢力によって、押当て部を装着者の後頭部に押し当てて、簡易に装着することができる。

また、上記発明においては、前記サイドフレームに沿って前後方向に移動可能に固定されるスライダを備え、前記バネ部材の一端が前記スライダに固定されていてもよい。
このようにすることで、スライダをサイドフレームに沿って前後方向に移動させて固定することにより、バネ部材の伸び量を調節することができる。これにより頭部のサイズの異なる種々の装着者に対して十分な付勢力を発生させ、安定した装着状態を得ることができる。

本発明によれば、装着者の頭部に安定して保持することができるとともに、装着時以外はコンパクトな形態に構成できて携帯性を向上することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る頭部装着型光学装置を示す平面図である。図１の頭部装着型光学装置の側面図である。図１の頭部装着型光学装置を装着者の頭部に装着する動作を説明する平面図である。図１の頭部装着型光学装置において、図３の動作に続いてバックルを連結した状態を示す平面図である。図４の側面図である。図１の頭部装着型光学装置を折り畳んだ状態を示す平面図である。図１の頭部装着型光学装置の第１の変形例を示す平面図である。図１の頭部装着型光学装置の第２の変形例を示す平面図である。図８の付勢部材の取り付け位置を変更する作業を説明する説明図である。図１の頭部装着型光学装置の第３の変形例を示す平面図である。

本発明の一実施形態に係る頭部装着型光学装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る頭部装着型光学装置１は、図１および図２に示されるように、映像を表示するバックライト付きのＬＣＤ（液晶表示装置：図示略）と、該ＬＣＤに表示された映像を装着者の両眼に導く一対のプリズム光学系（図示略）とを備える光学ユニット２と、該光学ユニット２を装着者の頭部Ａ（図３参照。）に装着するためのフレームユニット３とを備えている。

フレームユニット３は、メインフレーム４と、一対のサイドフレーム５と、一対のスライドフレーム６とを備えている。
メインフレーム４は、装着者の額Ｂ（図３参照。）に押し当てられる、ウレタンゴムのような弾性材料からなるパッド部７を備え、額Ｂを横切って左右に延びるように配置されるようになっている。

一対のサイドフレーム５は、メインフレーム４の左右両端に、ヒンジ軸８によって、メインフレーム４に対して折り畳み可能に取り付けられている。サイドフレーム５は、メインフレーム４に対して展開した状態で、装着者の側頭部Ｃ（図３参照。）に前後方向に沿って延びるように配置される円弧状に湾曲した帯板状に形成されている。

一対のスライドフレーム６は、各サイドフレーム５の長手方向に沿ってスライド可能に取り付けられたスライダ９に固定され、サイドフレーム５を延長する方向に延びる円弧状に湾曲した帯板状に形成されている。
各スライドフレーム６には、その端部に、両スライドフレーム６を着脱可能に連結するためのワンタッチ式のバックル（連結部）１０ａ，１０ｂが備えられている。また、サイドフレーム５をメインフレーム４に対して折り畳んだときにメインフレーム４側に向かうスライドフレーム６の側面には、ウレタンゴムのような弾性材料からなるパッド部（押当て部）１１が固定されている。

スライダ９とサイドフレーム５との間には、コイルスプリング等の付勢部材１２が配置されている。付勢部材１２は、スライダ９をサイドフレーム５に沿ってメインフレーム４との取付部側に向けて常時付勢している。すなわち、付勢部材１２は、スライダ９をサイドフレーム５に沿って、メインフレーム４からバックル１０ａ，１０ｂに至るまでの長さが短くなる方向に付勢している。

このように構成された本実施形態に係る頭部装着型光学装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る頭部装着型光学装置１を使用するには、装着者は、図１および図２に示されるように、メインフレーム４に対してサイドフレーム５をヒンジ軸８回りに揺動させて眼鏡状に展開し、光学ユニット２のプリズム光学系が両眼の眼前に配置されるように調節する。そして、メインフレーム４のパッド部７を額に押し当てて、サイドフレーム５を側頭部Ｃの前後方向に配置する。

この状態で、図３に示されるように、スライダ９をスライドさせて、スライドフレーム６をサイドフレーム５に沿って後方に向かって移動させ、図４および図５に示されるように、スライドフレーム６先端のバックル１０ａ，１０ｂによって一対のスライドフレーム６どうしを連結する。これにより、フレームユニット３は、環状に形成されて装着者の頭部Ａを取り囲むようになる。

スライダ９は、付勢部材１２によって、サイドフレーム５に沿ってヒンジ軸８側に付勢されているので、形成された環状のフレームユニット３の周長が短くなるように移動させられる。これにより、スライドフレーム６に固定されているパッド部１１が装着者の後頭部Ｄに押し当てられ、メインフレーム４に設けられているパッド部７との間に装着者の頭部Ａが挟まれる。

パッド部７，１１は、弾性材料によって構成さているので、メインフレーム４のパッド部７は額Ｂに押し当てられることで額Ｂの形状に合わせて、スライドフレーム６のパッド部１１は後頭部Ｄに押し当てられることで後頭部Ｄの形状に合わせてそれぞれ弾性変形し、装着者の頭部Ａにぴったりフィットする。
すなわち、装着者の頭部Ａのサイズに合わせてスライダ９の位置を変更することにより、頭部Ａのサイズの異なる種々の装着者に対しても、パッド部７，１１間に頭部Ａを挟んで高い保持力を得ることができる。

このように、本実施形態に係る頭部装着型光学装置１によれば、従来のような眼鏡型ではなく、スライドフレーム６を連結して環状に構成することで、高い保持力を発生させることができ、重量の大きな光学ユニット２を搭載してもこれを安定的に頭部Ａに保持することができるという利点がある。
また、使用後は、図６に示されるように、バックル１０ａ，１０ｂを切り離して一対のサイドフレーム５をメインフレーム４に対して折り畳むことにより、コンパクトな形態を実現して、携帯性を向上することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、スライダ９にスライドフレーム６を固定することとしたが、これに代えて、図７に示されるように、スライダ９にスライドフレーム６を回転軸（継手）１３によって揺動可能に取り付けてもよい。回転軸１３はヒンジ軸８と略平行な軸線を有している。また、スライドフレーム６は、回転軸１３を挟んで両側にほぼ同等の長さで延び、その両端近傍にパッド部１１を有していることが好ましい。

このようにすることで、各スライドフレーム６は、側頭部Ｃおよび後頭部Ｄに押し当てられる２つのパッド部１１にほぼ均等に荷重がかかって回転軸１３回りのモーメントがバランスする適正な角度に揺動させられる。これにより、フレームユニット３は５箇所のパッド部７，１１によって、しかも、ほぼ均等な荷重で装着者の頭部Ａに接触するので、さらに安定した装着状態を達成することができる。

また、本実施形態においては、コイルバネのような付勢部材１２の一端をサイドフレーム５に固定することとしたが、これに代えて、図８に示されるように、サイドフレーム５に沿って移動可能なスライダ１４に固定することにしてもよい。この場合に、スライダ１４はサイドフレーム５に長手方向に沿って移動することができ、かつ、異なる位置においてサイドフレーム５に固定することができる係合機構１５を有している。

係合機構１５は、例えば、図９（ａ）〜（ｃ）に示されるように、サイドフレーム５の長手方向に間隔をあけて複数設けられた凹部１６と、該凹部１６に係合する係合位置（図９（ａ），（ｂ））と係合が解除される解除位置（図９（ｃ））との間で移動可能にスライダ１４に設けられ、凹部１６に係合することでスライダ１４の移動を係止する係合片１７と、該係合片１７を係合位置に付勢するコイルバネのような付勢部材１８とを備えている。

必要に応じて、図９（ｃ）に示されるように、係合片１７を付勢部材１８の付勢力に抗して押して解除位置に移動させることで凹部１６と係合片１７との係合状態を解除することにより、スライダ１４をサイドフレーム５の長手方向に移動させると、付勢部材１２の取付位置が変更される。そして、係合片１７を解放すると、付勢部材１８の付勢力によって、図９（ｂ）に示されるように、係合片１７が係合位置に復元させられて凹部１６に係合し、サイドフレーム５に対して固定される。これにより、スライドフレーム６をスライドさせる際の付勢力を調節することができる。
これにより、頭部Ａのサイズの異なる種々の装着者に対しても適正な保持力によって光学ユニット２の位置を保持することができるという利点がある。

また、本実施形態においては、図１０に示されるように、バックル１０ａ，１０ｂをスライドフレーム６の端部に、前記ヒンジ軸８と略平行な軸線１９回りに揺動可能に取り付けることにしてもよい。このようにすることで、スライドフレーム６を比較的硬い材質によって構成しても、バックル１０ａ，１０ｂをスライドフレーム６に対して適正な位置に揺動させて、バックル１０ａ，１０ｂどうしを無理なく連結することができる。

本実施形態においては、光学ユニット２として、ＬＣＤを有するヘッドマウントディスプレイを例示したが、これに代えて、拡大鏡やカメラのような他の光学ユニット２を採用してもよい。本実施形態によれば、フレームユニット３が大きな保持力を発生するので、光学ユニット２が重くなっても安定した装着状態を保持することができる。

Ｃ側頭部
Ｄ後頭部
１頭部装着型光学装置
２光学ユニット
４メインフレーム
５サイドフレーム
６スライドフレーム
１０ａ，１０ｂバックル（連結部）
１１パッド部（押当て部）
１２付勢部材
１３回転軸（継手）
１４スライダ

Claims

装着者の眼前に配置される光学ユニットと、
該光学ユニットを取り付けたメインフレームと、
該メインフレームの両端に折り畳み可能に取り付けられ、装着者の側頭部に沿って前後方向に配置される一対のサイドフレームと、
該サイドフレームに沿ってそれぞれスライド可能に設けられ、装着者の少なくとも後頭部に押し当てられる押当て部を支持する一対のスライドフレームと、
該スライドフレームどうしを着脱可能に連結する連結部と、
前記サイドフレームに対して前記スライドフレームを前方に付勢する付勢部材とを備える頭部装着型光学装置。
前記押当て部に、弾性材料からなるパッド部が備えられている請求項１に記載の頭部装着型光学装置。
前記スライドフレームが、可撓性を有する材質からなる請求項１または請求項２に記載の頭部装着型光学装置。
前記スライドフレームを前記サイドフレームに挟まれた頭部に近接または離間する方向に揺動可能に取り付ける継手を備える請求項１または請求項２に記載の頭部装着型光学装置。
前記スライドフレームに、前記継手を挟んで両側に前記パッド部が配置されている請求項２に記載の頭部装着型光学装置。
前記連結部が、前記サイドフレームに挟まれた頭部に近接または離間する方向に前記スライドフレームに揺動可能に取り付けられている請求項１または請求項２に記載の頭部装着型光学装置。
前記付勢部材が、前記サイドフレームと前記スライドフレームとの間に配置されたバネ部材である請求項１に記載の頭部装着型光学装置。
前記サイドフレームに沿って前後方向に移動可能に固定されるスライダを備え、
前記バネ部材の一端が前記スライダに固定されている請求項７に記載の頭部装着型光学装置。