JP4806817B2 - 眼鏡ディスプレー - Google Patents

Description

本発明は、イメージあるいはマルチメディアタイプの情報が投影可能で、特にレンズに関連した光学画像装置を備えた眼鏡ディスプレーに関する。ここで、用語“レンズ”は、特に眼鏡フレームの中で設置することが可能な光学システムである。

特許文献１には、投影を挿入する眼鏡レンズが開示されている。この投影の挿入は、光ビーム発生電気光学システムを用いて電気信号から光ビームを発生し、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を用いたミニスクリーンにより画像にする光学画像装置でなっている。光学画像装置は、光ビームを装着者の目に向けるので、装着者は、情報内容を視ることができる。

ディスプレーの例を、詳細に図１に示している。上記特許文献１にあるタイプの光学画像装置を例として示す。
情報をもつ電気信号は、ケーブル７からミニスクリーン１に送られる。この信号を受けて、ミニスクリーン１は、背後からの照射により、情報に応じたピクセル画像を映し出す。一例として、３２０×２４０画素、４．８ｍｍ×３．６ｍｍサイズのコーピンサイバーディスプレー３２０カラー（ＣＯＰＩＮ Ｃｙｂｅｒｄｉｓｐｌａｙ ３２０ ｃｏｌａｒ）スクリーンを使用できる。スクリーン１は、光学画像装置５に対して機械的インターフェイスで対応している。ハウジングは、装置の全てまたは一部を保護している。ミラーとレンズの光学部品８は、スクリーン１と関連している。

光学画像装置５は、伝播プリズム（ｐｒｉｓｍ ｄｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）５ａ、カウンタープリズム（ｃｏｎｔｒ−ｐｒｉｓｍｅ）５ｂ、１／４波長板（ｌａｍｅ ｑｕａｒｔ ｄ‘ｏｎｄｅ）５ｃ、球面マンジャンミラー（ｍｉｒｏｉｒ ｄｅ Ｍａｎｇｉｎ）５ｄを有している。球面マンジャンミラーは、球面がアルミニウムまたは同等なもので反射するようにした平面−球面レンズである。

光学画像装置５は、また偏光分離処理部６を有している。偏光分離処理部６は、伝播プリズム５ａとカウンタープリズム５ｂのいずれかに薄層を析出させる、あるいは伝播プリズム５ａとカウンタープリズム５ｂの間にフィルムを貼り付けることにより形成される。

光学画像装置５は、レンズ９に取付けられ、ハウジングは、正面をレンズ９の後に向けて置かれ、反射エレメント５ｅがレンズの中にある。同じ原理から、ハウジングは、レンズ９の側部に位置していてもよいが、この場合反射エレメント５ｅはいらない。

「レンズ」という用語は、特に視力矯正用またはそうでない眼鏡レンズであり、眼鏡フレームに取り付けられる。この眼鏡レンズは、視力矯正の通常の機能も持ち、反射防止、汚れ防止、傷の発生防止などの対策をしているものである。

光ビーム発生システムをレンズに取付け、情報画像を視える距離に焦点調節して、装着者が鮮明で心地よい視覚が得られるようにすることは知られている。レンズは、二つの棒を持つ台板でなるアダプターを有し、光ビーム発生装置のハウジングが、その二つの棒にスライドするように嵌め込まれて固定される。調節するときに、ハウジングを、手動でスライドに大きくあるいは少なく嵌め込ませて距離を調整し、次いで水平のネジでその場所にロックする。

このタイプの結合および焦点調節する装置は、次のような技術的な問題を有している。
このハウジングでは、ディスプレー全体の大きさが変わり、実施するに制約を伴うことがある。
このタイプの装置は、棒とスライド面との間に緩みができ、ディスプレーの精度を損なうことになる。ハウジングは、通常プラスチック材料であり、棒を持つ台板は金属である。このため、ハウジングの磨耗が速く、さらに緩みを拡げ、ディスプレーの精度を悪くすることになる。

従来の技術では、この調節は手動で行っており、装着者がハウジングを把み、焦点が合うまで棒の上をスライドさせなければならなかった。それ故に、組合せは、正確さを欠き、使用に際して快適でなく、試験でない日常使用には採用され難いものであった。

米国特許第５，８８６，８２２号明細書

そこで、本発明は、光学エレメントと光学画像装置間の光学ビームの長さを調節する焦点調節装置を備えたディスプレーを実現することを目的としている。その焦点調節装置は、光ビーム発生システムに含まれる装置である。この光ビーム発生システムは、固定した台板を有し、この固定した台板に、操作装置で調整可能な移動可能なコネクターで接合される。

この目的を達成すべく本発明は、ａ）光ビーム発生システム（４）と、ｂ）光ビーム発生システム（４）のミニスクリーン（７）から発せられた光ビームを受光面から入れ、装着者の目（Ｏ）に伝播し、像を見えるようにする光学画像装置（５）と、ｃ）前記光学画像装置（５）に設けられたアダプターと、ｄ）前記光ビーム発生システム（４）に設けられ、前記アダプターと取り外しできるように接合するコネクター（４Ａ）とからなり、前記アダプターが、少なくとも２つの第１タイプの磁石（１１Ａ、１１Ｂ，１１Ｃ）を有し、コネクター（４Ａ）がもつ少なくとも２つの第２タイプの磁石（１２Ａ、１２Ｂ，１２Ｃ）と、磁気力および嵌め込みによって接合し、前記第１タイプの磁石（１１）は、円柱形状で、その端部が磁石の一方の極であり、前記第２タイプの磁石（１２）は、前記第１タイプの磁石と共働して、一端が聞口部となる管状の内壁（１２’）で、他端が閉鎖した底部（１２”）で、前記第２タイプの磁石（１２）のそれぞれは、前記開口部に前記第１タイプの磁石（１１）の端部が嵌められ、前記第２タイプの磁石（１２）の前記底部（１２”）は、前記第１タイプの磁石（１１）の端部とは磁石の極が異なり、前記第２タイプの磁石（１２）の前記内壁（１２’）は、前記第１タイプの磁石（１１）の端部とは、磁石の極が同じであることを特徴とする。

この解決法の利点は、光ビーム発生システムがレンズあるいは情報眼鏡ガラス上に一体となっているので、機械的、光学的に強く固定され、大きさ、重さ、外観もよくなることにある。

使用する部品の数が少なくなる。外部の工具もなしに、迅速、容易な操作で実施できる。また、摩擦する部品がないので、正確に位置合わせできる。外観的には、情報眼鏡のガラス上にある部品が、２つの磁石で目立たない。接合装置全体の大きさは小さく、光ビーム発生システム内や、レンズ上に置ける。接合に用いる部品が磁石であるので、全体の重量に対してその重量は僅かである。

アダプターは、第１タイプの磁石でなり、コネクターは、第２タイプの磁石（１２）であるのが有利である。好ましくは、光学画像装置は、レンズに組み込まれる。アダプターの磁石は、レンズの表面に貼られる、あるいはレンズの中に部分的に組み込まれる。

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、本発明を限定するものではない。図１は、上述した従来のディスプレーの概略図であり、図２は、本発明に係る眼鏡ディスプレーの部分図であり、図３は、本発明に係る眼鏡ディスプレーの斜視図であり、図４と図５は、本発明に係る眼鏡ディスプレーの概略図であり、図６と図７は、本発明に係る眼鏡ディスプレーの詳細断面図である。
図２と図３は、眼鏡フレームに取付けられる視力矯正用、あるいは視力矯正用でないガラスレンズ９を示している。図１に示すように、レンズ９の中に、光学画像装置５が挿入されて、光ビームの入射面１０のみが図２に見えている。

アダプターは、光学画像装置に取付けて光学画像装置あるいはレンズを固定し、光ビームを光学画像装置内に正確に、良好な状態で伝播させて装着者の目に行くようにして、装着者が、画像Ｉを見ることができるようにする。

光ビームは、図３に示すように光ビーム発生システム４のミニスクリーンから発せられる。そして、光ビーム発生システム４は、アダプターに取り外し可能に接合するコネクターを有している。

図４と５に示すように、アダプターは、少なくとも２つの磁石、この例では１１Ａ、１１Ｂ，１１Ｃの３つがあり、光ビーム発生システム４がもつコネクターの少なくとも２つの磁石、この例では１２Ａ、１２Ｂ，１２Ｃの３つと、磁気力と嵌め込みにより連結する。

この実施の形態では、アダプターは、第１タイプの磁石１１でなり、第２タイプの磁石１２と連結する。これらの磁石は、図６と７でも説明している。

第１タイプの磁石１１は、それぞれ円柱形状で、先端が一方の極、この例ではＳ極になっている。
第２タイプの磁石１２それぞれは、管状の内壁１２’で、一端部が聞口となり、他端が閉鎖した底部１２”となっている。第２タイプの磁石１２は、図７に示すように、一端部の開口に対応する第１タイプの磁石１１の端部が嵌め込みされるようになっている。

第２タイプの磁石の底部１２”は、第１タイプの磁石１１端部の極とは反対の極、すなわち、この例ではＮ極になっている。第２タイプの磁石の内壁１２’は、反対に、相当する第１タイプの磁石の端部と同じ極である。それ故、この例では、内壁１２’はＳ極で、底部１２”はＮ極である。

第１タイプの磁石は、機械加工で製作される。第２タイプの磁石も、機械加工で製作できるが、あるいは管の上に底部１２”となる円盤を貼り付けても製作できる。

磁石は、好ましくは、サマリウム−コバルト５、サマリウム−コバルト１７、あるいはネオジン−鉄−ホウ素で作られる。磁石の直径は、１〜５ｍｍの大きさである。

この磁石の接合によって、非常に少ない数の単純な部品で、保持する機能と中心合わせの機能の両方が実現できる。

実際、第１タイプの磁石の接合端部と、第２タイプの磁石の底部１２”とが異なる極とすることで、両者は引き付け合い、二つの部分がその位置で保持され、それにより光ビーム発生システム４がレンズ９に保持される。

また、第１タイプの磁石の接合端部と、第２タイプの磁石の内壁１２’が同じ極とすることで、この二つは互いに反発し、第１タイプ１１の磁石が第２タイプ１２の磁石の中に、自動的に中心合わせとなる。

上記した実施形態において、レンズにあるアダプターは、第１タイプの磁石１１、光ビーム発生システム４のコネクターは、第２タイプの磁石１２とした。本発明の技術範囲は、この結合様式が逆、すなわち、アダプターが第２タイプの磁石１２で、光ビーム発生システム４のコネクターが第１タイプの磁石１１とすることもできる。第１タイプの磁石１１と第２タイプの磁石１２とをアダプターに取り付け、光ビーム発生システムにはこれらに対応するように磁石を配置しても実現できる。

上記の例では、磁石の断面は円形である。この断面は、四角形など異なる形状でもよい。

上記の例において、光学画像装置は、眼鏡のレンズに装着している。アダプターの磁石は、レンズの表面に貼りつける、レンズの中に部分的に組み込む、あるいは磁石の一部をレンズに金具で繋ぐなどによっても実施できる。

従来のディスプレーの概略図である。 本発明に係る眼鏡ディスプレーの部分図である。 本発明に係る眼鏡ディスプレーの斜視図である。 本発明に係る眼鏡ディスプレーの概略図である。 本発明に係る眼鏡ディスプレーの概略図である。 本発明に係る眼鏡ディスプレーの詳細断面図である。 本発明に係る眼鏡ディスプレーの詳細断面図である。

Claims (5)

1. ａ）光ビーム発生システム（４）と、
   ｂ）光ビーム発生システム（４）のミニスクリーン（７）から発せられた光ビームを受光面から入れ、装着者の目（Ｏ）に伝播し、像を見えるようにする光学画像装置（５）と、
   ｃ）前記光学画像装置（５）に設けられたアダプターと、
   ｄ）前記光ビーム発生システム（４）に設けられ、前記アダプターと取り外しできるように接合するコネクター（４Ａ）とからなり、
   前記アダプターが、少なくとも２つの第１タイプの磁石（１１Ａ、１１Ｂ，１１Ｃ）を有し、コネクター（４Ａ）がもつ少なくとも２つの第２タイプの磁石（１２Ａ、１２Ｂ，１２Ｃ）と、磁気力および嵌め込みによって接合し、
   前記第１タイプの磁石（１１）は、円柱形状で、その端部が磁石の一方の極であり、
   前記第２タイプの磁石（１２）は、前記第１タイプの磁石と共働して、一端が聞口部となる管状の内壁（１２’）で、他端が閉鎖した底部（１２”）で、前記第２タイプの磁石（１２）のそれぞれは、前記開口部に前記第１タイプの磁石（１１）の端部が嵌められ、
   前記第２タイプの磁石（１２）の前記底部（１２”）は、前記第１タイプの磁石（１１）の端部とは磁石の極が異なり、
   前記第２タイプの磁石（１２）の前記内壁（１２’）は、前記第１タイプの磁石（１１）の端部とは、磁石の極が同じであることを特徴とする眼鏡ディスプレー。
2. 前記アダプターは、前記第１タイプの磁石（１１）からなり、前記のコネクターは、前記第２タイプの磁石（１２）からなることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡ディスプレー。
3. 前記光学画像装置（５）は、レンズ（９）に組み込まれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の眼鏡ディスプレー。
4. 前記アダプターの前記磁石（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）は、前記レンズの表面に貼られることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡ディスプレー。
5. 前記アダプターの前記磁石（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）は、前記レンズの中に部分的に組み込まれることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡ディスプレー。

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