JP3212736B2 - 光学観察装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は長時間に亘る利用に際し
ても、観察者（使用者）の近視眼化の危険性を低減する
ことができるようにした光学観察装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ルーペ等を用いて拡大観察するものとし
ては顕微鏡、望遠鏡をはじめとして、多くのものが実用
に供されている。これらのものは、対象物に対して焦点
を合わせるための合焦装置（ピント調整装置）を有して
おり、観察者は接眼レンズ側から覗きながらこの合焦装
置を操作し、自己の眼で像がはっきりと観察できるよう
に、合焦すなわち、ピント合わせをする。特に、観察者
は個人個人でそれぞれ視力が異なるのが普通であること
から、観察実施前に必ず、合焦操作を行う必要がある。

【０００３】この合焦操作を行うにあたり、遠視側、近
視側のどちら側から合焦させるかは、観察者それぞれで
ある。また、一般的傾向を調べてみると合焦させる時に
は、殆どの場合はその人の正しい合焦点位置より若干近
視側（像距離で１ｍ以下）に合わせて観察しているケー
スが多く、その人の正しい合焦点位置より無限遠側に若
干ずれた位置で合焦させて観察するケースは少ない。

【０００４】顕微鏡、望遠鏡のように、観察時間が比較
的短いものの場合は、光学系の合焦状態が近視側にずれ
た状態となったまま観察を続けても、眼に対する悪影響
は少ないが、長時間その状態で観察を続ける場合には近
視眼化を助長し、健康上、良くない。

【０００５】そして、正しい合焦点位置より近視側に合
わせた状態で長時間に亘り、光学系を覗くような状態を
つくる懸念は今後は多く発生するものと予測される。例
えば、近年、画面と観察用の光学系をゴーグルのような
筐体内にマウントし、光学系のレンズでピント調整する
ように構成し、この筐体を顔面に装着して光学系によ
り、至近距離で画面を観察するようにした眼鏡型のテレ
ビ装置の開発や、また、近年注目を集めている「ヴァー
チュアル・リアリティ」すなわち、コンピュータによる
仮想空間内での擬似的体験技術である所謂「仮想現実」
に使用するヘッド・マウンティング・ディスプレイ装置
等の普及等が予測されるからである。

【０００６】光学系を介して至近距離で画面を観察する
このような装置は、その用途と利用形態を考えると、い
ずれも長時間に亘り連続して着用し、観賞することが多
い。従って、光学系の焦点を厳密に合わせないまま使用
すると、近視眼化等、眼の健康に大きな影響を与えてし
まうおそれがある。

【０００７】合焦操作にあたり、近視側にずれた状態で
使用するケースが多いことは先に述べたが、例えば、こ
のように、近視側にずれた焦点位置の場合、若年層のよ
うに眼の焦点調整機能に未だ衰えが無い観察者は、眼の
方が状況に対応して勝手に合焦させてしまうので、ピン
トがかなり深く近視側にずれてしまっても、像がはっき
りと見えてしまい、この状態を長時間に亘り保持する
と、近視眼になってしまう確率が極めて大きくなる。

【０００８】一方、若年層であっても、合焦操作にあた
り遠視側にずれた状態となった場合には、像そのものが
ぼけてしまうので、見辛いことから長時間に亘りそのぼ
けた像を観察し続けると云うことは、現実には殆ど起こ
り得ない。仮にそのような状態で長時間観察したとして
も、それがために遠視眼になると云うことは殆ど起こら
ない。

【０００９】従って、上記のヘッド・マウンティング・
ディスプレイ装置や、眼鏡型のテレビ受信装置等のよう
な至近距離で眼を使用する画像表示装置は、長時間利用
する場合に、近視側にずれ過ぎることなく、ピントを合
わせて使用しないと、近視眼化の原因となる心配がある
と云える。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、ヴァーチ
ュアル・リアリティ用のヘッド・マウンティング・ディ
スプレイ装置や、眼鏡型のテレビ受信装置等は、長時間
に亘り連続して着用し、観賞することが多いので、被観
察体を観察者の眼に拡大あるいは縮小して結像させるル
ーペ装置の焦点を自己の視力に合わせて厳密に合わせな
いまま使用すると、眼の健康に大きな影響を与えてしま
うおそれがある。

【００１１】特に近視側にずれた焦点位置の場合、若年
層のような、眼が活発な焦点調整能力を有する観察者
は、眼の方で勝手に合焦させてしまうことが多く、この
状態を長時間に亘り保持すると、近視眼になってしまう
確率は大変大きくなる。

【００１２】そして、適性に合焦されているか否かは観
察者の感覚による判断に待つしかないので、合焦調整後
もそれで正しいのか否かはわからず、近視側にずれてい
る危険も大きいから、若年層の近視眼の増加の原因とな
る可能性を含んでおり、この種の装置は商品化した場合
に、社会的に問題となる要因を含んでいる。

【００１３】この種の商品は、周囲に迷惑をかけずに、
個人個人がいつでも自由に利用でき、楽しめると云う利
点があるものの、上述の懸念が払拭されなれば、商品と
しての地位を確立することはできない。

【００１４】そこで、この発明の目的とするところは、
合焦装置を近視側へ合焦させ難くい構造として、近視眼
の心配を解消でき、眼の健康を損なうことなく利用でき
るようにした光学観察装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、観察対象
物を照明する照明手段を有し、この観察対象物を拡大ま
たは縮小して観察者に観察させるための光学系を有する
と共に、この光学系は位置調整手段を有して上記観察対
象物に対し、遠視側から近視側までの範囲で観察位置調
整可能に構成した観察装置において、上記照明手段のオ
ンオフ操作を行う電源スイッチを設けると共に、この電
源スイッチのオンオフは上記位置調整手段に連動する構
成とし、該電源スイッチのオフ操作は上記観察光学系の
遠視側の位置にて可能にする構成とする。

【００１６】

【作用】このような構成において、光学系は観察位置調
整手段を有しており、光学系を介して使用者が観察する
観察対象物に対し、遠視側から近視側までの範囲で観察
位置を調整可能にしている。そして、観察対象物を観察
するにあたり、照明手段を点灯して観察対象物を明るく
する必要があるが、この上記照明手段のオンオフ操作を
行う電源スイッチのオンオフは上記観察位置調整手段に
連動する構成となっている。そして、電源スイッチのオ
フ操作は上記光学系の遠視側の位置にて可能にする構成
であり、従って、スイッチがオフの状態では光学系は遠
視側に位置している。そのため、観察するには電源スイ
ッチをオンさせる必要があるが、これは光学系を遠視側
から近視側に移動させるかたちで行う。

【００１７】その操作に伴い、スイッチがオンとなり、
照明手段が点灯して観察対象物が照明され、観察者の眼
には照明された観察対象物の像が光学系を介して結像さ
れる。しかし、調整初期の段階では光学系は観察者の眼
に対して、合焦位置が遠視側にあり、観察者にとっては
像はぼけてみえる。従って、観察者は観察位置調整手段
を操作してさらに近視側に光学系を移動調整するが、そ
の調整の過程でやがて、像ははっきりとし、ピントが合
う。従って、観察者はピントが合った段階で調整を終了
し、観察に移れば、合焦位置が近視側に必要以上に移動
した状態になることなしに観察できるようになる。

【００１８】また、観察が終了した段階で使用を止める
際には照明手段のスイッチを切るが、それには観察位置
調整手段を遠視側に操作して光学系を観察対象物より遠
ざけねばならない。観察位置調整手段を遠視側に操作し
て光学系を観察対象物より遠ざけると、観察位置調整手
段に連動しているスイッチはやがてオフとなり、照明手
段は消える。

【００１９】このように、観察対象物の照明用の光源の
電源スイッチのオフ操作を、遠視側への光学系（レン
ズ）の後退操作に連動して行う構成とし、観察対象物の
照明用の光源の電源スイッチオン操作は、近視側へのレ
ンズ進出操作に連動して行う構成としたことから、使用
するにあたっては必ず、遠視側から近視側へ移動させて
合焦させることになるので、遠視側でピントがずれた状
態で、徐々にピントが合うと云った状況を経て観察者の
眼にピントが合わせられることになる。

【００２０】このようにして、近視側に行き過ぎて合焦
される状態を回避できるようになり、過度に近視側に移
動したかたちで知らずに観賞して近視眼化を招くと云っ
た心配が大幅に低減できるようになる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。本実施例では、ヴァーチュアル・リア
リティのディスプレイ装置の光学系を例にとって、詳細
を説明する。 （第１実施例）図１は本発明の実施例を示す原理的な概
略図であり、図２は光学系の調整動作を説明するための
図であり、図３は光学系の保持調整機構を示す斜視図で
ある。

【００２２】図において、１はルーペ系を構成するルー
ペレンズであり、鏡筒２内に保持されている。また、３
は画像等を表示するためのＬＣＤ（液晶）等のディスプ
レイ装置であり、４はこのディスプレイ装置３の照明用
のバックライトとなる光源、５は光源の電源、６はこの
電源５の光源４に対する通電回路の開閉用のスイッチで
ある。

【００２３】また、７は鏡筒２をディスプレイ装置３の
画面に対して進退移動操作する操作機構であり、合焦装
置を構成する。合焦装置を構成する操作機構７は例え
ば、操作つまみ７ａとネジ７ｂ、移動体７ｃからなり、
操作つまみ７ａを回転操作することによりネジ７ｂが回
転し、ネジ７ｂに螺合された移動体７ｃが進退移動する
と云った構成を採用しているが、これは一例であり、鏡
筒２をディスプレイ装置３の画面に対して進退移動操作
することの可能な構成であれば何でも良い。

【００２４】ルーペ系におけるレンズ１は観察者の眼に
対して、ディスプレイ装置３の画面の像が例えば、拡大
されて観察できるようにする接眼レンズの役割を果たす
ものであり、観察者の眼から見ると、ディスプレイ装置
３の画面に対してルーペレンズ１が遠ざかる方向Ａが遠
視側であり、近付く方向Ｂが近視側である。

【００２５】鏡筒２と移動体７ｃとは適宜な接続構造に
より接続されており、移動体７ｃの移動に伴って鏡筒２
はディスプレイ装置３の画面に対して進退移動できる。
また、移動体７ｃは圧縮バネ８を介して上記スイッチ６
の操作片６ａにも接続されており、ルーペレンズ１がデ
ィスプレイ装置３の画面に対して遠視側に十分移動して
いる状態で、上記スイッチ６の操作片６ａがスイッチの
接点より離れるように圧縮バネ８の長さや、上記スイッ
チ６の操作片６ａの位置、ネジ７ｂに対する移動体７ｃ
の位置等を設定してある。

【００２６】図３に示すように、本装置は観察者の眼に
合わせてルーペレンズ１は左右一対あり、左右一対のル
ーペレンズ１はそれぞれ鏡筒２に収められている。鏡筒
２はそれぞれ鏡胴１０内に収められ、鏡胴１０内を案内
されてディスプレイ装置３の画面に進退移動することが
できる。一対の鏡胴１０の間隔は観察者の眼幅に合わせ
て調整できるように、眼幅調整機構１１が設けられてい
る。

【００２７】眼幅調整機構１１は例えば、ノブ１１ａ
と、このノブ１１ａにより回転されるネジ１１ｂと、左
右の鏡胴１０の一方に設けられた支持片１１ｃおよび左
右の鏡胴１０の他方に設けられた移動片１１ｄとよりな
る。支持片１１ｃはネジ１１ｂの端部を回転自在に保持
し、移動片１１ｄはネジ１１ｂの中間に螺合され、ネジ
１１ｂの回転に伴って移動することにより、鏡胴１０の
位置を接離方向に平行移動させることができるようにな
っている。

【００２８】また、図３において、７ａは上述の操作つ
まみ、７ｂは上述のネジ、７ｃは上述の移動体である。
移動体７ｃの移動により、鏡胴移動操作片２ｂ，２ｃが
一対の鏡胴１０内の鏡筒２をそれぞれその移動量分、移
動させる。

【００２９】このような構成において、観察者が健常眼
である場合に、ディスプレイ装置３の画面の像をルーペ
レンズ１により観察者に結像させるにあたって、ルーペ
レンズ１の合焦位置はディスプレイ装置３から遠ざかる
方向（図１および図２の左方向）に調整すると遠視側と
なり、また、ディスプレイ装置３に近付く方向（図１お
よび図２の右方向）に調整すると近視側となる。

【００３０】本装置では電源オフの状態にある時は、健
常眼に対してルーペレンズ１の合焦位置は遠視眼の方向
にあり、電源をオンさせるには近視眼の方向に操作つま
み７ａを操作しなければならない。つまり、ルーペレン
ズ１が十分に遠視側Ａにある時はスイッチ６の操作片６
ａはスイッチ６の接点より離れている。そして、スイッ
チ６をオンさせるには、操作片６ａをスイッチ６の接点
に接触させねばならず、そのためにはバネ８を介して接
続されている移動体７ｃを接点への接触方向に移動させ
ねばならない。

【００３１】それには操作つまみ７ａを操作し、ネジ７
ｂを回転させる。移動体７ｃを接点への接触方向に移動
させるには、ネジ７ｂを例えば、順方向に回転させれば
良いものとすると、ネジ７ｂを当該順方向に操作すべ
く、操作つまみ７ａを回転操作させる。これにより、移
動体７ｃはスイッチ６における接点への接触方向に移動
され、また、ルーペレンズ１はディスプレイ３の画面方
向に移動される。

【００３２】移動体７ｃの移動にともない、バネ８を介
してスイッチ６の操作片６ａを押すので、スイッチ６の
接点はやがてオンとなり、電源５が光源４と繋がって光
源４は点灯する。これにより、光源４はディスプレイ３
を背面より照らし、画面を明るくする。

【００３３】明るく照明されたディスプレイ３の像はル
ーペレンズ１を介して観察者の眼に結像する。ルーペレ
ンズ１が遠視側にある段階では観察者にとって像はぼけ
ているので、操作者はさらに操作つまみ７ａを操作し、
ネジ７ｂを回転させて移動体７ｃを移動させ、ルーペレ
ンズ１を近視側へと移動させる。この移動体７ｃのさら
なる移動に伴い、スイッチ６の操作片６ａも押圧される
が、操作片６ａはバネ８を介して移動体７ｃに接続され
ているので、操作片６ａが接点に接触した後は、バネ８
がこの移動体７ｃの移動量を吸収し、操作片６ａに対し
て過大な操作力が加わらないようにしてある。

【００３４】操作つまみ７ａの操作により、ルーペレン
ズ１はディスプレイ３にさらに近付くが、それに伴って
観察者のピント状態が変わり、やがて像がはっきりと見
えるようになる。そして、この状態で調整を終え、ディ
スプレイ装置３上の画像の観賞に移れば、近視側に行き
過ぎて合焦されることなく、最適状態で画像の観賞をす
ることが可能になる。

【００３５】観賞を終えたならば、照明を切る必要があ
る。それにはスイッチ６を切る必要があるが、この時は
操作つまみ７ａを逆回転操作する。操作つまみ７ａの逆
回転操作により移動体７ｃが後退し、ルーペレンズ１も
遠視側へと後退する。ルーペレンズ１が遠視側に十分に
後退した段階で、移動体７ｃと操作片６ａとの間にある
バネ８は圧縮が解かれて伸び切り、移動体７ｃの後退が
続くとがやがて操作片６ａはスイッチ６の接点から離れ
る。これにより、電源５と光源４との間の回路は切ら
れ、電源オフとなる。

【００３６】このように、本装置においては、ディスプ
レイの照明用の光源の電源スイッチのオフ操作を、遠視
側へのルーペレンズの後退操作に連動して行う構成と
し、ディスプレイの照明用の光源の電源スイッチオン操
作は、近視側へのレンズ進出操作に連動して行う構成と
したことから、使用するにあたっては必ず、遠視側から
近視側へ移動させて合焦させることになるので、遠視側
でピントがずれた状態で、徐々にピントが合うと云った
状況を経て観察者の眼にピントが合わせられることにな
る。

【００３７】このようにして、ピントの合った状態で合
焦装置の操作を止めると、近視状態に行き過ぎて合焦さ
れる状態を回避できるようになり、過度に近視側に移動
したかたちで知らずに観賞して近視眼化を招くと云った
心配が大幅に低減することになる。 （その他の実施例）

【００３８】なお、スイッチ６の開閉操作機構は図４に
示すように構成しても良い。すなわち、スイッチの操作
片６ａに、係合片６ｂを取り付ける。この係合片６ｂは
先端に上記移動体７ｃに係合する鉤型の係合部６ｃを有
しており、この係合片６ｂは引張りバネ８ａにより、ス
イッチの操作片６ａをスイッチ６の接点閉路方向に常
時、偏倚させている。

【００３９】そのため、移動体７ｃが遠視側Ａに移動す
ると係合部６ｃが移動体７ｃにぶつかり、移動体７ｃの
遠視側Ａ方向に対するさらなる移動に伴い、係合片６ｂ
を引張りバネ８ａに抗して遠視側Ａに移動させ、スイッ
チ６の接点を開く。

【００４０】一方、移動体７ｃを近視側Ｂ方向に移動さ
せると、係合部６ｃが移動体７ｃに接していて引張りバ
ネ８ａによりスイッチ６の側に偏倚力を得ている係合片
６ｂは、移動体７ｃの近視側Ｂ方向への移動に連れてス
イッチ６側へと移動し、やがてスイッチの操作片６ａを
スイッチ６の接点閉路の状態の位置にまで移動させる。
これにより、スイッチ６の接点を閉路させることができ
る。

【００４１】この結果、内蔵するディスプレイ装置を観
察使用するにあたり、合焦装置を調整してルーペレンズ
を遠視側から近視側へと位置調整しながらピント合わせ
する段階で照明が点灯し、ピント合わせが済んだ状態で
観察使用し、観察使用を終えた後に合焦装置により、遠
視側にルーペレンズを移動させることにより、スイッチ
の操作片をバネに抗して開くことによってスイッチをオ
フさせ、電源を切ることができる。

【００４２】次回、本装置を使用するときには、合焦装
置を操作してルーペ系を遠視側から近視側に移動させて
ゆけば、スイッチ６の操作片６ａはバネ８ａの偏倚力に
よって引かれてオンの状態になり、電源が入り、観察状
態にすることができる。

【００４３】この時、ルーペレンズ１は遠視状態にある
ので、観察者はディスプレイ装置３に観察眼を合焦させ
るべく、合焦装置を操作してルーペレンズ１を近視方向
に移動させる。

【００４４】このようにして、常に遠視方向から合焦さ
せるので、たとえ合焦位置付近で焦点位置を行き来させ
て合焦させたとしても、過度の近視状態に合焦させてし
まうことがない。従って、その位置で、長時間に亘る観
察をしたとしても、近視眼化は避けることができる。

【００４５】本実施例では、ルーペ系を移動させる際に
電源スイッチを動作させるように構成しているが、ルー
ペ系を固定してディスプレイ側を移動させて電源スイッ
チを動作させても同様の効果を得ることができることは
云うまでもない。

【００４６】図５にヘッドマウント・ディスプレイの概
略図を示す。図において、１はルーペレンズであって、
接眼レンズとなるものであり、２０はゴーグル型の筐
体、１１ａは眼幅調整機構のノブ、２１は顔面パッド、
２２は筐体２０のバンドであり、観察者はゴーグル型の
筐体２０をこのバンド２２により、顔面に固定してルー
ペレンズ１より観察する。

【００４７】左右のルーペレンズ１間の間隔は眼幅調整
機構のノブ１１ａを回転操作することにより、調整して
観察者の眼の間隔に合わせるようにし、見易くする。デ
ィスプレイ装置は筐体２０内に収納されており、ルーペ
レンズ１を覗くことでスクリーンを観察する。

【００４８】この図の装置では、視度調節をルーペレン
ズ枠に設けたレバー３０を操作することにより、行って
いる。このレバー３０の遠視側の位置で、上述の電源ス
イッチを操作する構成としても同様な効果が得られる。

【００４９】また、ルーペレンズ１の移動を電動で行う
ような構成にすることも、容易に考えられるが、この場
合は観察が終わってスイッチをオフすると、ルーペレン
ズを遠視側に移動させた後、電源がオフとなるように構
成する必要がある。このようにすることも公知の技術で
容易に実現可能である。

【００５０】このように構成することにより、電源をオ
ンした場合は常に遠視側から合焦操作に入るので、過度
の近視側への調節を避けることができることから、近視
眼化を防止することができる。

【００５１】また、ルーペが近視側にあるときに電源ス
イッチをオフすると、警報音や光の点滅等を発して、遠
視側へのルーペの移動を促すように構成することも可能
である。

【００５２】以上、本発明の種々の例について説明した
が、本発明は近視眼化を防止するために、観察光学系を
常に遠視状態にして、観察合焦する時、遠視側から近視
側へ調整するように光学系を構成したものである。そし
て、本発明はディスプレイ装置の電源スイッチを操作す
る場合、光学系の合焦装置を必ず遠視側に調節しなけれ
ば、オフにできない構成とした点に特徴があり、電源オ
フの動作点が、多くの遠視眼をカバーする位置を十分に
超えた遠視位置に予め設定すれば、遠視眼の人でも電源
オンの状態にした段階で合焦位置を得ることができ、従
って、近視の人はもちろんのこと、遠視の人も十分に観
察することができるようになる。

【００５３】上記のように構成することにより、観察使
用する際に電源をオンすると、ルーペ系は遠視側に位置
しているために、合焦操作は必ず遠視側から近視側へと
移行するかたちで行われるので、ぼけた状態から近視側
へと移行するに従い、像がはっきりしてくる。そして、
はっきり見えるようになった状態で合焦操作を終えれ
ば、近視方向にさらに合焦位置をずらしてしまう危険が
なく、近視化の原因をつくる心配がない。

【００５４】なお、本発明は上述した実施例に限定する
ことなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得るものであり、例えば、ルーペの合焦装置はヘ
リコイド式繰出し装置等でも良い等、公知の構成を利用
して実現できる。また、本発明は照明装置のオンオフの
みならず、ディスプレイ装置そのものの電源をオンオフ
する構成としても良い他、ディスプレイ装置もＬＣＤデ
ィスプレイに限られるものではなく、その他のフラット
パネルパッケージや、ブラウン管などでも構わない。

【００５５】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、観察光学系を遠視側に移動させることで、観察物照
明系の電源スイッチの操作を可能にする構成とすること
により、常に観察物への合焦を遠視側から近視側の方向
に強制することが可能になる。従って、過度の近視位置
で合焦をすることを防止できるので、近視側での長時間
観察に起因する近視眼化の防止に効果を発揮することが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための図であって、
その要部の概略的構成を示す構造図。

【図２】図１の本発明の装置における観察者の眼と、レ
ンズの位置関係を説明するための図。

【図３】図１の本発明の装置における機構構成例を説明
するための斜視図。

【図４】スイッチ操作機構の別の構成例を示す概略図。

【図５】図１の本発明装置の外観を示す斜視図。

【符号の説明】

１…ルーペレンズ ２…鏡筒 ３…ＬＣＤ（液晶）ディスプレイ装置 ４…ＬＣＤ（液晶）ディスプレイの光源 ５…電源 ６…スイッチ ６ａ…操作片 ７…操作機構（合焦装置） ７ａ…操作つまみ ７ｂ，１１ｂ…ネジ ７ｃ…移動体 ８…圧縮バネ １０…鏡胴 １１…眼幅調整機構 １１ａ…ノブ １１ｃ…支持片 １１ｄ…移動片。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察対象物を照明する照明手段を有し、
   この観察対象物を拡大または縮小して観察者に観察させ
   るための光学系を有すると共に、この光学系は位置調整
   手段を有して上記観察対象物に対し、遠視側から近視側
   までの範囲で観察位置調整可能に構成した観察装置にお
   いて、 上記照明手段のオンオフ操作を行う電源スイッチを設け
   ると共に、この電源スイッチのオンオフは上記位置調整
   手段に連動する構成とし、該電源スイッチのオフ操作は
   上記観察光学系の遠視側の位置にて可能にしたことを特
   徴とする光学観察装置。