眼鏡装着型表示装置
【課題】装着者が見やすい位置に表示画像を提示する。
【解決手段】筐体３の第１の部分４ａは、眼鏡１０のテンプル１０ａに固定され、眼鏡に装着した状態で一方のテンプル１０ａに沿って支持される。また、第２の部分４ｂは、表示すべき画像の画像光を眼球に向けて射出するための画像光射出部５を先端部に有し、第１の部分４ａの前方から眼鏡１０の対応するレンズ１０ｃに沿いレンズ１０ｃの前方に延在する。筐体３は、眼鏡の左右方向から見たとき、第１の部分４ａに対して第２の部分４ｂが下方向に傾斜している。
【解決手段】筐体３の第１の部分４ａは、眼鏡１０のテンプル１０ａに固定され、眼鏡に装着した状態で一方のテンプル１０ａに沿って支持される。また、第２の部分４ｂは、表示すべき画像の画像光を眼球に向けて射出するための画像光射出部５を先端部に有し、第１の部分４ａの前方から眼鏡１０の対応するレンズ１０ｃに沿いレンズ１０ｃの前方に延在する。筐体３は、眼鏡の左右方向から見たとき、第１の部分４ａに対して第２の部分４ｂが下方向に傾斜している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は眼鏡装着型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡に固定して使用する眼鏡装着型表示装置が提案されている。眼鏡装着型表示装置は、通常使用される眼鏡に対して着脱容易に構成されたアタッチメント等により、眼鏡に固定支持される。一般に、眼鏡装着型表示装置は、電気基板や表示素子等を収める本体部と表示素子からの表示画像を装着者の左右いずれかの眼に送り込むための接眼光学部を備える。本体部を眼鏡フレームなどに固定することにより、接眼光学部が装着者の眼前に配置され、表示画像の観察が可能になる。
【０００３】
眼鏡装着型表示装置では、左右いずれの眼に対しても適用可能なように、上下対称な形状とすることが多い。たとえば、本体部を細長い直方体形状とし、その先端部に表示画像を眼球に導光するための画像表示部を接続した眼鏡装着型表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この眼鏡装着型表示装置は、上下が対称形であることから、本体部を眼鏡の左右いずれのテンプルに装着しても使用することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０９１７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１に記載のような上下対称形の眼鏡装着型表示装置では、本体部の中心線は眼鏡テンプルに沿って水平に延び、表示画像も、基本的に装着者の真正面位置に表示される。しかし、一般に、人間にとって見易く疲れにくい視線の位置は、水平面よりやや下方とされる。従って、上述のような真正面位置に画像を表示する眼鏡装着型表示装置を長時間使用した場合には、疲労を生じることが懸念される。
【０００６】
したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、装着者の見やすい位置に表示画像を提示することが可能な眼鏡装着型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する請求項１に係る眼鏡装着型表示装置の発明は、
眼鏡に装着された状態で一方のテンプルに支持され、該テンプルに沿って延在する第１の部分と、表示すべき画像の画像光を眼球に向けて射出するための画像光射出部を先端部に有し、前記第１の部分の前方から前記眼鏡の対応するレンズに沿い該レンズの前方に延在する第２の部分とを含む筐体を備え、
該筐体は、前記眼鏡の左右方向である側面から見たとき、前記第１の部分に対して前記第２の部分が下方向に傾斜していることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記第１の部分は、延在方向が前記眼鏡のテンプルに略平行となるように支持されることを特徴とするものである
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の眼鏡装着型表示装置において、
眼鏡に装着された状態で、前記第１の部分の延在方向に沿う中心線を含み、前記眼鏡の左右方向に平行な面を第１の平面とし、前記第２の部分の延在方向に沿う中心線を含み前記眼鏡の左右方向に平行な面を第２の平面とするとき、前記第２の平面は前記第１の平面に対して５度から２０度傾いていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の眼鏡装着型表示装置において、
眼鏡に装着した状態で、前記第１の平面と前記第２の平面とは、前記眼鏡のレンズよりも眼球側で交差することを特徴するものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記第２の平面は、眼鏡に装着した状態で、装着者の眼球中心を通ることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項３から５のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の前記第２の部分は接眼光学部を保持し、前記第２の平面は、前記接眼光学部の光軸経路からなる面と一致することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項３から６のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の前記第１の部分は、前記第１の平面に対して平行な方向における寸法が、前記第１の平面に対して垂直な方向における寸法よりも小さく、前記筐体の前記第２の部分は、前記第２の平面に対して垂直な方向における寸法が、前記第２の平面に対して平行な方向における寸法よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項３から７の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の前記第２の部分の前記第２の平面に対して垂直な方向における寸法は、前記第１の部分の前記第１の平面に対して垂直な方向における寸法よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項９に係る発明は、請求項３から８の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の前記第２の部分の内部には表示パネルが内蔵されており、前記表示パネルの少なくとも２辺は第１の平面に対して傾いており、かつ、前記第２の平面に対して平行に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、請求項１から９の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体は、前記眼鏡の左右方向である側面から見たとき、前記第１の部分は前記眼鏡のテンプルが隠れる位置に配置され、前記第２の部分は前記眼鏡のヨロイ部が上に見える位置に配置されることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１１に係る発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の上面部の屈曲点は、前記眼鏡のヒンジ部よりも耳側であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１２に係る発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置において、
前記筐体の前記第２の部分の少なくとも一部は、ヒトの平均的な瞳孔径サイズである４ｍｍよりも薄くなっていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１３に係る発明は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置において、
前記筐体内部には電気基板が内蔵され、前記電気基板は前記筐体に収まる屈曲形状であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１４に係る発明は、請求項１から１３のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置において、
前記筐体の前記第１の部分は、前記眼鏡のテンプル部に対して２箇所以上で固定されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、筐体を眼鏡の左右方向（側面）から見たとき、第１の部分に対して前記第２の部分が下方向に傾斜しているので装着者が見やすい位置に表示画像を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る眼鏡装着型表示装置を眼鏡に装着した状態を示す図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図である。
【図２】装着者が頭部に装着した状態における、図１の眼鏡装着型表示装置と眼球との位置関係を示す図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は上面図である。
【図３】本体部の筐体に内蔵された電気基板および導光部内の接眼光学部を眼球の位置とともに示す図であり、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
本発明の実施の形態に係る眼鏡装着型表示装置を眼鏡に装着した状態を示す図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図である。なお、以下の説明において、前、後、上、下、右、左とは、眼鏡装着型表示装置を装着者の頭部に装着した状態で、装着者からみた前、後、上、下、右、左の各方向を意味するものとする。したがって、前後方向とは、眼鏡の略テンプルに沿う方向（いわゆる正面方向）であり、左右方向とは眼鏡の左右のヒンジを結ぶ方向（いわゆる側方）である。
【００２５】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、眼鏡装着型表示装置１は、右眼に画像を表示するタイプのものであり、棒状の本体部３ａと棒状の導光部３ｂとから構成される筐体３を備える。
【００２６】
本体部３ａの一方の側面には、眼鏡１０のテンプル１０ａに取り付けるための、２つの固定部２ａおよび２ｂが設けられている。固定部２ａは、本体部３ａの長手方向（延在方向）の後端部付近に配置され、固定部２ｂは本体部３ａの長手方向の中央付近に配置される。これら固定部２ａおよび２ｂには溝が形成されており、この溝に眼鏡１０のテンプル部１０ａを挟み込むことにより、眼鏡装着型表示装置１がテンプル１０ａに対して固定される。このように、２箇所で固定することにより、眼鏡装着型表示装置１が安定して支持される。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、眼鏡１０に取り付けた状態で、本体部３ａの後側部分はテンプル１０ａに沿うように、好ましくは、長手方向がテンプル１０ａと略平行に配置される。中心線をテンプル１０ａと略平行としたことにより、２箇所以上での支持が容易となり、眼鏡装着型表示装置１を眼鏡１０に強固に固定することができる。一方、本体部３ａの前側部分は斜め下方向に傾斜している。本体部３ａの後側に位置する中心線がテンプルに沿う部分を第１の部分４ａと呼ぶ。
【００２８】
本体部３ａは、画像を表示するための表示パネル７と表示パネル７を駆動するための電気回路の電気基板６を備える（図３参照）。表示パネル７は、本体部３ａの先端部付近に配置される。表示パネル７と電気基板６については、図３を用いて後述する。
【００２９】
導光部３ｂは、表示パネル７からの表示画像を、装着者の眼球１１の前方に導光して、画像光射出部５から眼球１１に向けて射出する。このため、導光部３ｂは、本体部３ａの前方の先端部から、眼鏡１０のレンズ１０ｃのレンズ面に沿ってレンズ１０ｃの前側に延在する。図１（ａ）に示すように、左右方向（側方）から見た場合、導光部３ｂは本体部３ａの前側の屈曲部分と直線的に接続されている。このため、画像光射出部５は、レンズ１０ｃの中央よりやや下側で、レンズ１０ｃの表面に対向する。本体部３ａの斜め下方に傾斜した前側部分と、導光部３ｂとは、第２の部分４ｂを構成する。
【００３０】
第１の部分４ａと第２の部分４ｂは１つの筐体によって構成されており、その傾斜部は固定されているため、調整することなく安定して常に見やすい位置に画像を表示させることができる。また、稼動部がないために複雑な機構を必要とせず、小型で破損しづらい装置とすることができる。
【００３１】
また、図１（ａ）に示すように、筐体３を眼鏡の左右方向である側面から見たとき、第１の部分４ａは眼鏡１０のテンプル１０ａが隠れる位置に位置し、第２の部分４ｂは、眼鏡装着型表示装置のヨロイ１０ｄの下側に位置する。眼鏡装着型表示装置１を、眼鏡１０に対して、第１の部分がテンプル１０ａを隠すように固定することによって、眼鏡装着型表示装置１を眼鏡１０に対してより強固に固定することができ、装置全体を小さく見せることができる。また、筐体３の第２の部分４ｂをヨロイ部が上に見える位置に配置することで、表示画像を見やすい位置に表示し、ヨロイ４ｄやリム４ｅとの干渉を避けることができる。
【００３２】
さらに、筐体３の第１の部分４ａの上面部と第２の部分４ｂの上面部との間の屈曲点Ｐ１は、眼鏡１０のヒンジ部１０ｂよりも耳側にある。このような構成とすることにより、筐体３と眼鏡１０のヨロイ１０ｄとの干渉を避けることができる。
【００３３】
以下、第１の部分４ａの中心線を含み、眼鏡の左右方向に平行な面を第１の平面Ｓ１とする。第１の平面Ｓ１は、筐体３の第１の部分４ａの中心線を含む水平面となる。また、第２の部分４ｂ、すなわち本体部３ａの前側から導光部３ｂのレンズの前側に延在する部分の中心線を含み、眼鏡の左右方向に平行な面を第２の平面Ｓ２とする。なお、中心線とは、筐体の長手方向（延在方向）の各位置で、長手方向に垂直な各断面の中心（断面形状の重心）位置を繋いだ線である。第２の平面Ｓ２は、図１（ａ）の紙面に対して垂直で装着者から見たとき前方が斜め下方向に傾いた面となる。第２の平面は第１の平面に対して５度から２０度傾いている。
【００３４】
さらに、眼鏡１０に装着した状態で、第１の平面Ｓ１と前記第２の平面Ｓ２とは、眼鏡１０のレンズ１０ｃよりも眼球側の点Ｐ２で交差する。このようにすることによって、第１の部分４ａが眼鏡のテンプルの高さと略一致する高さとなり、テンプルへの固定がし易い一方、眼鏡のリム部１０ｅとヨロイ１０ｄとを接続する部分では、筐体３がそれらの下側を通るので眼鏡１０と筐体３との干渉を避けることができる。
【００３５】
また、筐体３の第１の部分４ａの寸法は、第１の平面Ｓ１に対して垂直な方向よりも第１の平面Ｓ１に対して平行な方向に薄く、筐体３の導光部３ｂの寸法は、第２の平面Ｓ２に対して平行な方向よりも垂直な方向に薄い。筐体３の後方の第１の部分４ａを薄くすることにより、横方向の出っ張りの少ない目立たない形状とする一方、筐体３前方の導光部３ｂを垂直方向に薄くすることによって、装着者の視界を極力遮らないようにすることができる。
【００３６】
特に、導光部４ｂの画像光射出部５が設けられた部分の第２の平面Ｓ２に垂直方向の厚さｄは、ヒトの平均的な瞳孔径サイズである４ｍｍよりも薄くなっている。画像射出部５をヒトの瞳孔径よりも薄くすることにより、シースルー効果が得られる。すなわち、眼鏡装着型表示装置１の装着者は、表示パネル７の表示画像と、背景視野とを重ねあわせた画像を観察することができる。
【００３７】
また、筐体３の第２の部分４ｂの第２の平面Ｓ２に対して垂直な方向における寸法は、第１の部分４ａの第１の平面Ｓ１に対して垂直な方向における寸法よりも小さい。こうすることによって、第２の部分４ｂの第２の平面Ｓ２に対して垂直な方向における寸法を、第１の部分４ａの第１の平面Ｓ１に対して垂直な方向における寸法と同等かそれ以上としたときに比べ、眼鏡１０のリム部１０ｅ、ヨロイ１０ｄとの干渉を防ぎ、且つ、装着者の視野内で筐体３により生じる死角を少なくすることができる。
【００３８】
図２は、装着者が頭部に装着した状態における、図１の眼鏡装着型表示装置と眼球との位置関係を示す図であり、図２（ａ）は眼球１１側から見た側面図、図２（ｂ）は上面図である。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、第２の平面Ｓ２は、眼鏡１０に装着した状態で、装着者の眼球１１の中心１１ａを通る。したがって、導光部３ｂに内蔵される接眼光学部の光軸を装着者の略眼球中心１１ａに一致させることができる。これによって、装置の小型化が図れると共に、装着者にとって最も見やすい位置に表示画像を表示することができる。
【００４０】
第２の部分４ｂの第１の部分４ａに対する好適な傾斜角は以下のように定めることができる。まず、眼鏡レンズの傾斜は、約５〜１０度とすることが一般的であり、その角度に合わせた傾斜角とすることができる。また、ＶＤＴ作業等で推奨されるパソコンモニター画面の視線位置は、下方１０〜１５度程度といわれており、その位置に合わせることで疲れにくい画像表示を提供することも可能である。また、常時見続けない用途、外界視界を優先する場合には、例えば常時装着して使用していて、時折メールの着信を短時間で確認するような場合では、１５〜２０度程度が好ましい。いずれも、水平方向に対して、下方側に傾斜していることで、見易く使い易い表示画像を提供することが可能である。つまり、第１の平面Ｓ１と第２の平面Ｓ２との成す角を５〜２０度とすることで、見易く使い易い表示画像を提供することが可能である。
【００４１】
図３は、本体部の筐体に内蔵された電気基板および本体部から画像射出部に到る接眼光学部を眼球の位置とともに示す図であり、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は上面図である。
【００４２】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、筐体３には、電気基板６と、表示パネル７と、第１の導光部材２１、第２の導光部材２２および接眼レンズ２３を含む接眼光学部２０とが内蔵されている。電気基板６と表示パネル７は、筐体３の本体部３ａの内部に配置され、コネクタ８、フレキシブルケーブル９を介して接続されている。
【００４３】
電気基板６は、無線または有線により外部のコンピュータ機器と接続され、画像表示のためのデータを受信し、コネクタ８およびフレキシブルケーブル９を介して、表示する表示画像の画像信号を表示パネル７に出力する。電気基板６は、本体部３ａの第１の部分４ａから第２の部分４ｂにかけて延在し、第１の部分４ａと第２の部分４ｂとの間の屈曲に対応した屈曲形状を有する。これにより、小型化および組み立て性向上等の効果が得られる。
【００４４】
表示パネル７は矩形形状を有し、第２の部分４ｂであって電気基板６の先端付近に、電気基板６の表面上に沿って配置されている。表示パネル７の各辺は、電気基板６の屈曲に対応して、第１の平面Ｓ１に対して傾いている。一方、表示パネル７は、第２の平面Ｓ２に対しては垂直かつ、矩形形状を成す４辺のうちの平行な２辺が第２の平面Ｓ２に沿う方向となっている。
【００４５】
一方、接眼光学部を構成する第１の導光部材２１、第２の導光部材２２および接眼レンズ２３は、第２の部分に位置する本体部３ａ内から導光部３ｂ内に延在する。すなわち、接眼光学部は、第２の部分に保持される。
【００４６】
第１の導光部材２１は、光透過性の高い樹脂材料またはガラス材料により構成され、第２の平面Ｓ２に垂直な第１面２１ａ、第２面２１ｂ、第３面２１ｃおよび第４面２１ｄと、第２の平面Ｓ２を等距離に挟んで第２の平面Ｓ２に平行な第５面２１ｅおよび第６面２１ｆとの６面を有する６面体プリズムである。第１面２１ａと第２面２１ｂは、略平行な面である。第２面２１ｂは、表示パネル７に沿う面であり、表示パネル７と隣接して対向し、表示パネル７の表示画像の画像光が入射する入射部２１ｇを有している。第三面２１ｃは第１面２１ａと第２面２１ｂとの間で後方に位置する反射面であり、第２面２１ｂとの間で鋭角を成している。第４面２１ｄは、第１面２１ａと第２面２１ｂとの間で前方に位置する面である。
【００４７】
第２の導光部材２２は、光透過性の高い樹脂材料またはガラス材料により構成され、第２の平面Ｓ２に垂直な第１面２２ａ、第２面２２ｂ、第３面２２ｃおよび第４面２２ｄと、第２の平面Ｓ２を等距離に挟んで第２の平面Ｓ２に平行または２２ｃ面側よりも２２ｄ面側が細くなるテーパー形状を形成する第５面２２ｅおよび第６面２２ｆとの６面を有する棒状の６面体プリズムである。第１面２２ａは、第１の導光部材２１の第４面２１ｄに対向し、第４面２１ｄに略平行な平面である。また、第２面２２ｂは第１面２２ａよりも前方に位置する第１面２２ａに平行な反射面である。第３面２２ｃと第４面２２ｄとは、第１面２２ａと第２面２２ｂとの間であって、それぞれ本体部３ａ側と接眼レンズ２３側に設けられている反射面であり、第１面２２ａと鋭角を成している。また、第１面２２ａは、第１の導光部材２１の第４面２１ｄに対向して隣接する入射部２２ｇと、導光部３ｂの先端部に配設された後述する接眼レンズ２３の入射面２３ａに対向する出射部２２ｈを有する。
【００４８】
接眼レンズ２３は、正の屈折力を有するレンズであり、第２の導光部材２２の出射部２２ｈに対向する平面である入射面２３ａと、凸面である出射面２３ｂを有する。画像光射出部５は、接眼レンズ２３により構成される。なお第２の導光部材２２の出射部２２ｈと接眼レンズ２３の入射面２３との間はエアギャップとなっている。
【００４９】
また、第１の導光部材２１の第５面２１ｅと第６面２１ｆとの間および第２の導光部材２２の第５面２２ｅと第６面２２ｆとの間は、表示パネル７の上下方向の幅に同等または若干広い距離だけ離間している。さらに、第５面２２ｅと第６面２２ｆは接眼レンズ２３側に向かって細くすることで接眼レンズ近傍の導光部材２２の上下方向の幅は表示パネル７の上下方向の幅よりも小さくすることができる。同様に接眼レンズ２３の上下方向の幅は表示パネル７の上下方向の幅よりも小さくすることができる。さらに、これら第１の導光部材２１、第２の導光部材２２および接眼レンズ２３の光軸経路は、第２の平面Ｓ２に一致するように構成される。
【００５０】
以上のような接眼光学部２０の構成により、表示パネル７の表示画像の画像光は、第１の導光部材２１の入射部２１ｇから、第１の導光部在２１内に入射する。第１の導光部材２１に入射した画像光は、第３面２１ｃにより、前方に向けて反射され、第４面２１ｄから出射される。
【００５１】
第１の導光部材２１の第４面２１ｄを出射した画像光は、エアギャップ２４を介して、第１面２２ａの本体部３ａ側に位置する入射部２３ｇから第２の導光部材２２に入射する。入射部２３ｇから入射した画像光は、第３面２２ｃにより第１面２２ａおよび第２面２２ｂに対して傾きを有する方向に反射される。これにより、第３面２２ｃにより反射された画像光は、第１面２２ａ、第２面２２ｂ、第１面２２ａの順に順次第２導光部材内で反射され、導光部３ｂの先端に位置する画像光射出部５の近くまで導光される。その後、画像光は、第４面２２ｄで反射され、第１面２２ａの出射部２２ｈから出射される。このように、第２の導光部材２２の内部で５回反射させる構成とすることにより、第２の導光部材２２の前方への奥行きを小さくすることができる。
【００５２】
第２の導光部材２２の出射部２２ｈを出射した画像光は、エアギャップ２５を介して、接眼レンズ２３の入射面２３ａに入射し、出射面２３ｂで屈折され、眼球中心１１ａへ向けて出射される。なお、導光部材２２の出射部２２ｈと接眼レンズ２３の入射面２３ａとの間のエアギャップは、入射面２３ａの手前で第２面２２ｂで反射されて来た画像光の一部が、第１面２２ａで反射されることなく、直接接眼レンズ２３に入射することを抑制する。
【００５３】
以上のように、表示パネル７からの画像光は、導光部３ｂ内の接眼光学部２０で第２の平面Ｓ２に垂直な面でのみ反射され、光軸経路が第２の平面Ｓ２上に沿って装着者の眼球１１に入射する。このため、表示パネル７の表示画像は、傾きの無い画像として観察される。このように、傾斜した第２の部分４ｂとその導光部３ｂ内の接眼光学部２０に合わせて表示パネル７を傾斜させることにより、装着者の視野内で表示画面が傾いて見えることなく、適切な向きで見やすい画像を提供することが容易となる。
【００５４】
また、第２の平面と接眼光学部の光軸経路からなる面とが一致するので、表示画像が装着者の視野内の見やすい位置に表示される。
【００５５】
さらに、導光部材２２の接眼レンズ２３側および接眼レンズ２３は表示パネル７の上下方向の幅よりも小さくなっており、人間の平均的な瞳孔径である４ｍｍよりも小さな上下幅とすることでシースルー効果が得られる。
【００５６】
なお、表示パネル７は、電気基板６の前側に表示パネル７の表面を電気基板６の表面に垂直にして、すなわち、表示パネル７を前方斜め下方向に向けて、配置することも可能である。本実施の形態では、電気基板６上に電気基板６に沿うように配置することにより、本体部３ａの厚みをより薄くしている。
【００５７】
また、電気基板６に対して、表示パネル７は左右面どちらでも配置可能な構造とする。すなわち、図３（ｂ）に示すように、電気基板６上には左眼用のコネクタ８’が、コネクタ８とは反対側の面に設けられており、左眼用の眼鏡装着型表示装置では、これにフレキシブルケーブル９’および表示パネル７’を取り付ける。このように、同一の基板を左右何れの眼用の眼鏡装着型表示装置にも適用できるようにして、コストを低減することができる。
【００５８】
以上のような構成によって、筐体３の第１の部分４ａ（本体部３ａの後側）は、眼鏡１０のテンプル１０ａに、２箇所の固定部により固定される。さらに、筐体３の第２の部分４ｂは、下方向に傾斜しているので、電気基板６の画像信号により表示パネル７に表示された表示画像は、導光部３ｂを介して、眼球１１の正面より下方から入射する。これによって、装着者の視界には水平視線よりも５〜２０度下方に表示画像が表示される。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、眼鏡装着型表示装置は横方向に見たとき、第１の部分に対して前記第２の部分が下方向に傾斜しているので装着者が見やすい位置に表示画像を提示することができる。
【００６０】
また、眼鏡装着型表示装置は、棒状の本体部の第１の部分を、眼鏡テンプルに平行に２点で支持するようにしたので、眼鏡に対して安定して強固に固定することができる。
【００６１】
さらに、眼鏡装着型表示装置は、第１の部分の上面部と第２の部分の上面部との屈曲点が、眼鏡のヒンジ部よりも耳側になるように構成し、第２の部分を眼鏡のヨロイが上に見える位置に配置し、第１の平面と第２の平面との交差する部分を眼鏡のレンズよりも眼球側の点となるように構成したので、テンプルへの固定がし易い一方、眼鏡のヨロイやリムなどとの干渉を避けることができる。
【００６２】
また、第２の平面が装着者の眼球の中心を通り、表示パネルの平行な２辺が第２の平面に沿う方向であり、接眼光学部の光軸経路が第２の平面と一致するので、表示パネルの画像は装着者の視野内に傾きがなく、見易い画像として表示される。
【００６３】
さらに、第２の部分の接眼光学部を、光透過性の高い樹脂材料またはガラス材料により構成された小型の導光部材を用いて構成したので、第２の部分を安定して支えることができ、且つ、装置全体を小型で軽量に構成することができる。
【００６４】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、上記の実施の形態では、右眼用の眼鏡装着型表示装置について説明したが、左眼用の眼鏡装着型表示装置も同様に構成することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 眼鏡装着型表示装置
２ａ，２ｂ 固定部
３ 筐体
３ａ 本体部
３ｂ 導光部
４ａ 第１の部分
４ｂ 第２の部分
５ 画像光射出部
６ 電気基板
７ 表示パネル
８ コネクタ
９ フレキシブルケーブル
１０ 眼鏡
１０ａ テンプル
１０ｂ ヒンジ
１０ｃ レンズ
１０ｄ ヨロイ
１１ 眼球
１１ａ 眼球中心
２０ 接眼光学部
２１ 第１の導光部材
２１ａ 第１面
２１ｂ 第２面
２１ｃ 第３面
２１ｄ 第４面
２１ｅ 第５面
２１ｆ 第６面
２１ｇ 入射部
２２ 第２の導光部材
２２ａ 第１面
２２ｂ 第２面
２２ｃ 第３面
２２ｄ 第４面
２２ｅ 第５面
２２ｆ 第６面
２２ｇ 入射部
２２ｈ 出射部
２３ 接眼レンズ
２３ａ 入射面
２３ｂ 出射面
２４，２５ エアギャップ
Ｓ１ 第１の平面
Ｓ２ 第２の平面
Ｐ１ 上側屈曲点
Ｐ２ 交差点
【技術分野】
【０００１】
本発明は眼鏡装着型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡に固定して使用する眼鏡装着型表示装置が提案されている。眼鏡装着型表示装置は、通常使用される眼鏡に対して着脱容易に構成されたアタッチメント等により、眼鏡に固定支持される。一般に、眼鏡装着型表示装置は、電気基板や表示素子等を収める本体部と表示素子からの表示画像を装着者の左右いずれかの眼に送り込むための接眼光学部を備える。本体部を眼鏡フレームなどに固定することにより、接眼光学部が装着者の眼前に配置され、表示画像の観察が可能になる。
【０００３】
眼鏡装着型表示装置では、左右いずれの眼に対しても適用可能なように、上下対称な形状とすることが多い。たとえば、本体部を細長い直方体形状とし、その先端部に表示画像を眼球に導光するための画像表示部を接続した眼鏡装着型表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この眼鏡装着型表示装置は、上下が対称形であることから、本体部を眼鏡の左右いずれのテンプルに装着しても使用することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０９１７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１に記載のような上下対称形の眼鏡装着型表示装置では、本体部の中心線は眼鏡テンプルに沿って水平に延び、表示画像も、基本的に装着者の真正面位置に表示される。しかし、一般に、人間にとって見易く疲れにくい視線の位置は、水平面よりやや下方とされる。従って、上述のような真正面位置に画像を表示する眼鏡装着型表示装置を長時間使用した場合には、疲労を生じることが懸念される。
【０００６】
したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、装着者の見やすい位置に表示画像を提示することが可能な眼鏡装着型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する請求項１に係る眼鏡装着型表示装置の発明は、
眼鏡に装着された状態で一方のテンプルに支持され、該テンプルに沿って延在する第１の部分と、表示すべき画像の画像光を眼球に向けて射出するための画像光射出部を先端部に有し、前記第１の部分の前方から前記眼鏡の対応するレンズに沿い該レンズの前方に延在する第２の部分とを含む筐体を備え、
該筐体は、前記眼鏡の左右方向である側面から見たとき、前記第１の部分に対して前記第２の部分が下方向に傾斜していることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記第１の部分は、延在方向が前記眼鏡のテンプルに略平行となるように支持されることを特徴とするものである
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の眼鏡装着型表示装置において、
眼鏡に装着された状態で、前記第１の部分の延在方向に沿う中心線を含み、前記眼鏡の左右方向に平行な面を第１の平面とし、前記第２の部分の延在方向に沿う中心線を含み前記眼鏡の左右方向に平行な面を第２の平面とするとき、前記第２の平面は前記第１の平面に対して５度から２０度傾いていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の眼鏡装着型表示装置において、
眼鏡に装着した状態で、前記第１の平面と前記第２の平面とは、前記眼鏡のレンズよりも眼球側で交差することを特徴するものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記第２の平面は、眼鏡に装着した状態で、装着者の眼球中心を通ることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項３から５のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の前記第２の部分は接眼光学部を保持し、前記第２の平面は、前記接眼光学部の光軸経路からなる面と一致することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項３から６のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の前記第１の部分は、前記第１の平面に対して平行な方向における寸法が、前記第１の平面に対して垂直な方向における寸法よりも小さく、前記筐体の前記第２の部分は、前記第２の平面に対して垂直な方向における寸法が、前記第２の平面に対して平行な方向における寸法よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項３から７の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の前記第２の部分の前記第２の平面に対して垂直な方向における寸法は、前記第１の部分の前記第１の平面に対して垂直な方向における寸法よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項９に係る発明は、請求項３から８の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の前記第２の部分の内部には表示パネルが内蔵されており、前記表示パネルの少なくとも２辺は第１の平面に対して傾いており、かつ、前記第２の平面に対して平行に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、請求項１から９の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体は、前記眼鏡の左右方向である側面から見たとき、前記第１の部分は前記眼鏡のテンプルが隠れる位置に配置され、前記第２の部分は前記眼鏡のヨロイ部が上に見える位置に配置されることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１１に係る発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置において、
前記筐体の上面部の屈曲点は、前記眼鏡のヒンジ部よりも耳側であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１２に係る発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置において、
前記筐体の前記第２の部分の少なくとも一部は、ヒトの平均的な瞳孔径サイズである４ｍｍよりも薄くなっていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１３に係る発明は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置において、
前記筐体内部には電気基板が内蔵され、前記電気基板は前記筐体に収まる屈曲形状であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１４に係る発明は、請求項１から１３のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置において、
前記筐体の前記第１の部分は、前記眼鏡のテンプル部に対して２箇所以上で固定されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、筐体を眼鏡の左右方向（側面）から見たとき、第１の部分に対して前記第２の部分が下方向に傾斜しているので装着者が見やすい位置に表示画像を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る眼鏡装着型表示装置を眼鏡に装着した状態を示す図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図である。
【図２】装着者が頭部に装着した状態における、図１の眼鏡装着型表示装置と眼球との位置関係を示す図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は上面図である。
【図３】本体部の筐体に内蔵された電気基板および導光部内の接眼光学部を眼球の位置とともに示す図であり、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
本発明の実施の形態に係る眼鏡装着型表示装置を眼鏡に装着した状態を示す図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図である。なお、以下の説明において、前、後、上、下、右、左とは、眼鏡装着型表示装置を装着者の頭部に装着した状態で、装着者からみた前、後、上、下、右、左の各方向を意味するものとする。したがって、前後方向とは、眼鏡の略テンプルに沿う方向（いわゆる正面方向）であり、左右方向とは眼鏡の左右のヒンジを結ぶ方向（いわゆる側方）である。
【００２５】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、眼鏡装着型表示装置１は、右眼に画像を表示するタイプのものであり、棒状の本体部３ａと棒状の導光部３ｂとから構成される筐体３を備える。
【００２６】
本体部３ａの一方の側面には、眼鏡１０のテンプル１０ａに取り付けるための、２つの固定部２ａおよび２ｂが設けられている。固定部２ａは、本体部３ａの長手方向（延在方向）の後端部付近に配置され、固定部２ｂは本体部３ａの長手方向の中央付近に配置される。これら固定部２ａおよび２ｂには溝が形成されており、この溝に眼鏡１０のテンプル部１０ａを挟み込むことにより、眼鏡装着型表示装置１がテンプル１０ａに対して固定される。このように、２箇所で固定することにより、眼鏡装着型表示装置１が安定して支持される。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、眼鏡１０に取り付けた状態で、本体部３ａの後側部分はテンプル１０ａに沿うように、好ましくは、長手方向がテンプル１０ａと略平行に配置される。中心線をテンプル１０ａと略平行としたことにより、２箇所以上での支持が容易となり、眼鏡装着型表示装置１を眼鏡１０に強固に固定することができる。一方、本体部３ａの前側部分は斜め下方向に傾斜している。本体部３ａの後側に位置する中心線がテンプルに沿う部分を第１の部分４ａと呼ぶ。
【００２８】
本体部３ａは、画像を表示するための表示パネル７と表示パネル７を駆動するための電気回路の電気基板６を備える（図３参照）。表示パネル７は、本体部３ａの先端部付近に配置される。表示パネル７と電気基板６については、図３を用いて後述する。
【００２９】
導光部３ｂは、表示パネル７からの表示画像を、装着者の眼球１１の前方に導光して、画像光射出部５から眼球１１に向けて射出する。このため、導光部３ｂは、本体部３ａの前方の先端部から、眼鏡１０のレンズ１０ｃのレンズ面に沿ってレンズ１０ｃの前側に延在する。図１（ａ）に示すように、左右方向（側方）から見た場合、導光部３ｂは本体部３ａの前側の屈曲部分と直線的に接続されている。このため、画像光射出部５は、レンズ１０ｃの中央よりやや下側で、レンズ１０ｃの表面に対向する。本体部３ａの斜め下方に傾斜した前側部分と、導光部３ｂとは、第２の部分４ｂを構成する。
【００３０】
第１の部分４ａと第２の部分４ｂは１つの筐体によって構成されており、その傾斜部は固定されているため、調整することなく安定して常に見やすい位置に画像を表示させることができる。また、稼動部がないために複雑な機構を必要とせず、小型で破損しづらい装置とすることができる。
【００３１】
また、図１（ａ）に示すように、筐体３を眼鏡の左右方向である側面から見たとき、第１の部分４ａは眼鏡１０のテンプル１０ａが隠れる位置に位置し、第２の部分４ｂは、眼鏡装着型表示装置のヨロイ１０ｄの下側に位置する。眼鏡装着型表示装置１を、眼鏡１０に対して、第１の部分がテンプル１０ａを隠すように固定することによって、眼鏡装着型表示装置１を眼鏡１０に対してより強固に固定することができ、装置全体を小さく見せることができる。また、筐体３の第２の部分４ｂをヨロイ部が上に見える位置に配置することで、表示画像を見やすい位置に表示し、ヨロイ４ｄやリム４ｅとの干渉を避けることができる。
【００３２】
さらに、筐体３の第１の部分４ａの上面部と第２の部分４ｂの上面部との間の屈曲点Ｐ１は、眼鏡１０のヒンジ部１０ｂよりも耳側にある。このような構成とすることにより、筐体３と眼鏡１０のヨロイ１０ｄとの干渉を避けることができる。
【００３３】
以下、第１の部分４ａの中心線を含み、眼鏡の左右方向に平行な面を第１の平面Ｓ１とする。第１の平面Ｓ１は、筐体３の第１の部分４ａの中心線を含む水平面となる。また、第２の部分４ｂ、すなわち本体部３ａの前側から導光部３ｂのレンズの前側に延在する部分の中心線を含み、眼鏡の左右方向に平行な面を第２の平面Ｓ２とする。なお、中心線とは、筐体の長手方向（延在方向）の各位置で、長手方向に垂直な各断面の中心（断面形状の重心）位置を繋いだ線である。第２の平面Ｓ２は、図１（ａ）の紙面に対して垂直で装着者から見たとき前方が斜め下方向に傾いた面となる。第２の平面は第１の平面に対して５度から２０度傾いている。
【００３４】
さらに、眼鏡１０に装着した状態で、第１の平面Ｓ１と前記第２の平面Ｓ２とは、眼鏡１０のレンズ１０ｃよりも眼球側の点Ｐ２で交差する。このようにすることによって、第１の部分４ａが眼鏡のテンプルの高さと略一致する高さとなり、テンプルへの固定がし易い一方、眼鏡のリム部１０ｅとヨロイ１０ｄとを接続する部分では、筐体３がそれらの下側を通るので眼鏡１０と筐体３との干渉を避けることができる。
【００３５】
また、筐体３の第１の部分４ａの寸法は、第１の平面Ｓ１に対して垂直な方向よりも第１の平面Ｓ１に対して平行な方向に薄く、筐体３の導光部３ｂの寸法は、第２の平面Ｓ２に対して平行な方向よりも垂直な方向に薄い。筐体３の後方の第１の部分４ａを薄くすることにより、横方向の出っ張りの少ない目立たない形状とする一方、筐体３前方の導光部３ｂを垂直方向に薄くすることによって、装着者の視界を極力遮らないようにすることができる。
【００３６】
特に、導光部４ｂの画像光射出部５が設けられた部分の第２の平面Ｓ２に垂直方向の厚さｄは、ヒトの平均的な瞳孔径サイズである４ｍｍよりも薄くなっている。画像射出部５をヒトの瞳孔径よりも薄くすることにより、シースルー効果が得られる。すなわち、眼鏡装着型表示装置１の装着者は、表示パネル７の表示画像と、背景視野とを重ねあわせた画像を観察することができる。
【００３７】
また、筐体３の第２の部分４ｂの第２の平面Ｓ２に対して垂直な方向における寸法は、第１の部分４ａの第１の平面Ｓ１に対して垂直な方向における寸法よりも小さい。こうすることによって、第２の部分４ｂの第２の平面Ｓ２に対して垂直な方向における寸法を、第１の部分４ａの第１の平面Ｓ１に対して垂直な方向における寸法と同等かそれ以上としたときに比べ、眼鏡１０のリム部１０ｅ、ヨロイ１０ｄとの干渉を防ぎ、且つ、装着者の視野内で筐体３により生じる死角を少なくすることができる。
【００３８】
図２は、装着者が頭部に装着した状態における、図１の眼鏡装着型表示装置と眼球との位置関係を示す図であり、図２（ａ）は眼球１１側から見た側面図、図２（ｂ）は上面図である。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、第２の平面Ｓ２は、眼鏡１０に装着した状態で、装着者の眼球１１の中心１１ａを通る。したがって、導光部３ｂに内蔵される接眼光学部の光軸を装着者の略眼球中心１１ａに一致させることができる。これによって、装置の小型化が図れると共に、装着者にとって最も見やすい位置に表示画像を表示することができる。
【００４０】
第２の部分４ｂの第１の部分４ａに対する好適な傾斜角は以下のように定めることができる。まず、眼鏡レンズの傾斜は、約５〜１０度とすることが一般的であり、その角度に合わせた傾斜角とすることができる。また、ＶＤＴ作業等で推奨されるパソコンモニター画面の視線位置は、下方１０〜１５度程度といわれており、その位置に合わせることで疲れにくい画像表示を提供することも可能である。また、常時見続けない用途、外界視界を優先する場合には、例えば常時装着して使用していて、時折メールの着信を短時間で確認するような場合では、１５〜２０度程度が好ましい。いずれも、水平方向に対して、下方側に傾斜していることで、見易く使い易い表示画像を提供することが可能である。つまり、第１の平面Ｓ１と第２の平面Ｓ２との成す角を５〜２０度とすることで、見易く使い易い表示画像を提供することが可能である。
【００４１】
図３は、本体部の筐体に内蔵された電気基板および本体部から画像射出部に到る接眼光学部を眼球の位置とともに示す図であり、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は上面図である。
【００４２】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、筐体３には、電気基板６と、表示パネル７と、第１の導光部材２１、第２の導光部材２２および接眼レンズ２３を含む接眼光学部２０とが内蔵されている。電気基板６と表示パネル７は、筐体３の本体部３ａの内部に配置され、コネクタ８、フレキシブルケーブル９を介して接続されている。
【００４３】
電気基板６は、無線または有線により外部のコンピュータ機器と接続され、画像表示のためのデータを受信し、コネクタ８およびフレキシブルケーブル９を介して、表示する表示画像の画像信号を表示パネル７に出力する。電気基板６は、本体部３ａの第１の部分４ａから第２の部分４ｂにかけて延在し、第１の部分４ａと第２の部分４ｂとの間の屈曲に対応した屈曲形状を有する。これにより、小型化および組み立て性向上等の効果が得られる。
【００４４】
表示パネル７は矩形形状を有し、第２の部分４ｂであって電気基板６の先端付近に、電気基板６の表面上に沿って配置されている。表示パネル７の各辺は、電気基板６の屈曲に対応して、第１の平面Ｓ１に対して傾いている。一方、表示パネル７は、第２の平面Ｓ２に対しては垂直かつ、矩形形状を成す４辺のうちの平行な２辺が第２の平面Ｓ２に沿う方向となっている。
【００４５】
一方、接眼光学部を構成する第１の導光部材２１、第２の導光部材２２および接眼レンズ２３は、第２の部分に位置する本体部３ａ内から導光部３ｂ内に延在する。すなわち、接眼光学部は、第２の部分に保持される。
【００４６】
第１の導光部材２１は、光透過性の高い樹脂材料またはガラス材料により構成され、第２の平面Ｓ２に垂直な第１面２１ａ、第２面２１ｂ、第３面２１ｃおよび第４面２１ｄと、第２の平面Ｓ２を等距離に挟んで第２の平面Ｓ２に平行な第５面２１ｅおよび第６面２１ｆとの６面を有する６面体プリズムである。第１面２１ａと第２面２１ｂは、略平行な面である。第２面２１ｂは、表示パネル７に沿う面であり、表示パネル７と隣接して対向し、表示パネル７の表示画像の画像光が入射する入射部２１ｇを有している。第三面２１ｃは第１面２１ａと第２面２１ｂとの間で後方に位置する反射面であり、第２面２１ｂとの間で鋭角を成している。第４面２１ｄは、第１面２１ａと第２面２１ｂとの間で前方に位置する面である。
【００４７】
第２の導光部材２２は、光透過性の高い樹脂材料またはガラス材料により構成され、第２の平面Ｓ２に垂直な第１面２２ａ、第２面２２ｂ、第３面２２ｃおよび第４面２２ｄと、第２の平面Ｓ２を等距離に挟んで第２の平面Ｓ２に平行または２２ｃ面側よりも２２ｄ面側が細くなるテーパー形状を形成する第５面２２ｅおよび第６面２２ｆとの６面を有する棒状の６面体プリズムである。第１面２２ａは、第１の導光部材２１の第４面２１ｄに対向し、第４面２１ｄに略平行な平面である。また、第２面２２ｂは第１面２２ａよりも前方に位置する第１面２２ａに平行な反射面である。第３面２２ｃと第４面２２ｄとは、第１面２２ａと第２面２２ｂとの間であって、それぞれ本体部３ａ側と接眼レンズ２３側に設けられている反射面であり、第１面２２ａと鋭角を成している。また、第１面２２ａは、第１の導光部材２１の第４面２１ｄに対向して隣接する入射部２２ｇと、導光部３ｂの先端部に配設された後述する接眼レンズ２３の入射面２３ａに対向する出射部２２ｈを有する。
【００４８】
接眼レンズ２３は、正の屈折力を有するレンズであり、第２の導光部材２２の出射部２２ｈに対向する平面である入射面２３ａと、凸面である出射面２３ｂを有する。画像光射出部５は、接眼レンズ２３により構成される。なお第２の導光部材２２の出射部２２ｈと接眼レンズ２３の入射面２３との間はエアギャップとなっている。
【００４９】
また、第１の導光部材２１の第５面２１ｅと第６面２１ｆとの間および第２の導光部材２２の第５面２２ｅと第６面２２ｆとの間は、表示パネル７の上下方向の幅に同等または若干広い距離だけ離間している。さらに、第５面２２ｅと第６面２２ｆは接眼レンズ２３側に向かって細くすることで接眼レンズ近傍の導光部材２２の上下方向の幅は表示パネル７の上下方向の幅よりも小さくすることができる。同様に接眼レンズ２３の上下方向の幅は表示パネル７の上下方向の幅よりも小さくすることができる。さらに、これら第１の導光部材２１、第２の導光部材２２および接眼レンズ２３の光軸経路は、第２の平面Ｓ２に一致するように構成される。
【００５０】
以上のような接眼光学部２０の構成により、表示パネル７の表示画像の画像光は、第１の導光部材２１の入射部２１ｇから、第１の導光部在２１内に入射する。第１の導光部材２１に入射した画像光は、第３面２１ｃにより、前方に向けて反射され、第４面２１ｄから出射される。
【００５１】
第１の導光部材２１の第４面２１ｄを出射した画像光は、エアギャップ２４を介して、第１面２２ａの本体部３ａ側に位置する入射部２３ｇから第２の導光部材２２に入射する。入射部２３ｇから入射した画像光は、第３面２２ｃにより第１面２２ａおよび第２面２２ｂに対して傾きを有する方向に反射される。これにより、第３面２２ｃにより反射された画像光は、第１面２２ａ、第２面２２ｂ、第１面２２ａの順に順次第２導光部材内で反射され、導光部３ｂの先端に位置する画像光射出部５の近くまで導光される。その後、画像光は、第４面２２ｄで反射され、第１面２２ａの出射部２２ｈから出射される。このように、第２の導光部材２２の内部で５回反射させる構成とすることにより、第２の導光部材２２の前方への奥行きを小さくすることができる。
【００５２】
第２の導光部材２２の出射部２２ｈを出射した画像光は、エアギャップ２５を介して、接眼レンズ２３の入射面２３ａに入射し、出射面２３ｂで屈折され、眼球中心１１ａへ向けて出射される。なお、導光部材２２の出射部２２ｈと接眼レンズ２３の入射面２３ａとの間のエアギャップは、入射面２３ａの手前で第２面２２ｂで反射されて来た画像光の一部が、第１面２２ａで反射されることなく、直接接眼レンズ２３に入射することを抑制する。
【００５３】
以上のように、表示パネル７からの画像光は、導光部３ｂ内の接眼光学部２０で第２の平面Ｓ２に垂直な面でのみ反射され、光軸経路が第２の平面Ｓ２上に沿って装着者の眼球１１に入射する。このため、表示パネル７の表示画像は、傾きの無い画像として観察される。このように、傾斜した第２の部分４ｂとその導光部３ｂ内の接眼光学部２０に合わせて表示パネル７を傾斜させることにより、装着者の視野内で表示画面が傾いて見えることなく、適切な向きで見やすい画像を提供することが容易となる。
【００５４】
また、第２の平面と接眼光学部の光軸経路からなる面とが一致するので、表示画像が装着者の視野内の見やすい位置に表示される。
【００５５】
さらに、導光部材２２の接眼レンズ２３側および接眼レンズ２３は表示パネル７の上下方向の幅よりも小さくなっており、人間の平均的な瞳孔径である４ｍｍよりも小さな上下幅とすることでシースルー効果が得られる。
【００５６】
なお、表示パネル７は、電気基板６の前側に表示パネル７の表面を電気基板６の表面に垂直にして、すなわち、表示パネル７を前方斜め下方向に向けて、配置することも可能である。本実施の形態では、電気基板６上に電気基板６に沿うように配置することにより、本体部３ａの厚みをより薄くしている。
【００５７】
また、電気基板６に対して、表示パネル７は左右面どちらでも配置可能な構造とする。すなわち、図３（ｂ）に示すように、電気基板６上には左眼用のコネクタ８’が、コネクタ８とは反対側の面に設けられており、左眼用の眼鏡装着型表示装置では、これにフレキシブルケーブル９’および表示パネル７’を取り付ける。このように、同一の基板を左右何れの眼用の眼鏡装着型表示装置にも適用できるようにして、コストを低減することができる。
【００５８】
以上のような構成によって、筐体３の第１の部分４ａ（本体部３ａの後側）は、眼鏡１０のテンプル１０ａに、２箇所の固定部により固定される。さらに、筐体３の第２の部分４ｂは、下方向に傾斜しているので、電気基板６の画像信号により表示パネル７に表示された表示画像は、導光部３ｂを介して、眼球１１の正面より下方から入射する。これによって、装着者の視界には水平視線よりも５〜２０度下方に表示画像が表示される。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、眼鏡装着型表示装置は横方向に見たとき、第１の部分に対して前記第２の部分が下方向に傾斜しているので装着者が見やすい位置に表示画像を提示することができる。
【００６０】
また、眼鏡装着型表示装置は、棒状の本体部の第１の部分を、眼鏡テンプルに平行に２点で支持するようにしたので、眼鏡に対して安定して強固に固定することができる。
【００６１】
さらに、眼鏡装着型表示装置は、第１の部分の上面部と第２の部分の上面部との屈曲点が、眼鏡のヒンジ部よりも耳側になるように構成し、第２の部分を眼鏡のヨロイが上に見える位置に配置し、第１の平面と第２の平面との交差する部分を眼鏡のレンズよりも眼球側の点となるように構成したので、テンプルへの固定がし易い一方、眼鏡のヨロイやリムなどとの干渉を避けることができる。
【００６２】
また、第２の平面が装着者の眼球の中心を通り、表示パネルの平行な２辺が第２の平面に沿う方向であり、接眼光学部の光軸経路が第２の平面と一致するので、表示パネルの画像は装着者の視野内に傾きがなく、見易い画像として表示される。
【００６３】
さらに、第２の部分の接眼光学部を、光透過性の高い樹脂材料またはガラス材料により構成された小型の導光部材を用いて構成したので、第２の部分を安定して支えることができ、且つ、装置全体を小型で軽量に構成することができる。
【００６４】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、上記の実施の形態では、右眼用の眼鏡装着型表示装置について説明したが、左眼用の眼鏡装着型表示装置も同様に構成することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 眼鏡装着型表示装置
２ａ，２ｂ 固定部
３ 筐体
３ａ 本体部
３ｂ 導光部
４ａ 第１の部分
４ｂ 第２の部分
５ 画像光射出部
６ 電気基板
７ 表示パネル
８ コネクタ
９ フレキシブルケーブル
１０ 眼鏡
１０ａ テンプル
１０ｂ ヒンジ
１０ｃ レンズ
１０ｄ ヨロイ
１１ 眼球
１１ａ 眼球中心
２０ 接眼光学部
２１ 第１の導光部材
２１ａ 第１面
２１ｂ 第２面
２１ｃ 第３面
２１ｄ 第４面
２１ｅ 第５面
２１ｆ 第６面
２１ｇ 入射部
２２ 第２の導光部材
２２ａ 第１面
２２ｂ 第２面
２２ｃ 第３面
２２ｄ 第４面
２２ｅ 第５面
２２ｆ 第６面
２２ｇ 入射部
２２ｈ 出射部
２３ 接眼レンズ
２３ａ 入射面
２３ｂ 出射面
２４，２５ エアギャップ
Ｓ１ 第１の平面
Ｓ２ 第２の平面
Ｐ１ 上側屈曲点
Ｐ２ 交差点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡に装着された状態で一方のテンプルに支持され、該テンプルに沿って延在する第１の部分と、表示すべき画像の画像光を眼球に向けて射出するための画像光射出部を先端部に有し、前記第１の部分の前方から前記眼鏡の対応するレンズに沿い該レンズの前方に延在する第２の部分とを含む筐体を備え、
該筐体は、前記眼鏡の左右方向である側面から見たとき、前記第１の部分に対して前記第２の部分が下方向に傾斜していることを特徴とする眼鏡装着型表示装置。
【請求項２】
前記第１の部分は、延在方向が前記眼鏡のテンプルに略平行となるように支持されることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項３】
眼鏡に装着された状態で、前記第１の部分の延在方向に沿う中心線を含み、前記眼鏡の左右方向に平行な面を第１の平面とし、前記第２の部分の延在方向に沿う中心線を含み前記眼鏡の左右方向に平行な面を第２の平面とするとき、前記第２の平面は前記第１の平面に対して５度から２０度傾いていることを特徴とする請求項１または２に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項４】
眼鏡に装着した状態で、前記第１の平面と前記第２の平面とは、前記眼鏡のレンズよりも眼球側で交差することを特徴する請求項３に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項５】
前記第２の平面は、眼鏡に装着した状態で、装着者の眼球中心を通ることを特徴とする請求項３または４に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項６】
前記筐体の前記第２の部分は接眼光学部を保持し、前記第２の平面は、前記接眼光学部の光軸経路からなる面と一致することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項７】
前記筐体の前記第１の部分は、前記第１の平面に対して平行な方向における寸法が、前記第１の平面に対して垂直な方向における寸法よりも小さく、前記筐体の前記第２の部分は、前記第２の平面に対して垂直な方向における寸法が、前記第２の平面に対して水平な方向における寸法よりも小さいことを特徴とする請求項３から６の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項８】
前記筐体の前記第２の部分の前記第２の平面に対して垂直な方向における寸法は、前記第１の部分の前記第１の平面に対して垂直な方向における寸法よりも小さいことを特徴とする請求項３から７の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項９】
前記筐体の前記第２の部分の内部には表示パネルが内蔵されており、前記表示パネルの少なくとも２辺は第１の平面に対して傾いており、かつ、前記第２の平面に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項３から８の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項１０】
前記筐体は、前記眼鏡の左右方向である側面から見たとき、前記第１の部分は眼鏡のテンプルが隠れる位置に配置され、前記第２の部分は眼鏡のヨロイ部が上に見える位置に配置されることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項１１】
前記筐体の上面部の屈曲点は、前記眼鏡のヒンジ部よりも耳側であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項１２】
前記筐体の前記第２の部分の少なくとも一部は、ヒトの平均的な瞳孔径サイズである４ｍｍよりも薄くなっていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項１３】
前記筐体内部には電気基板が内蔵され、前記電気基板は前記筐体に収まる屈曲形状であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項１４】
前記筐体の前記第１の部分は、前記眼鏡のテンプル部に対して２箇所以上で固定されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項１】
眼鏡に装着された状態で一方のテンプルに支持され、該テンプルに沿って延在する第１の部分と、表示すべき画像の画像光を眼球に向けて射出するための画像光射出部を先端部に有し、前記第１の部分の前方から前記眼鏡の対応するレンズに沿い該レンズの前方に延在する第２の部分とを含む筐体を備え、
該筐体は、前記眼鏡の左右方向である側面から見たとき、前記第１の部分に対して前記第２の部分が下方向に傾斜していることを特徴とする眼鏡装着型表示装置。
【請求項２】
前記第１の部分は、延在方向が前記眼鏡のテンプルに略平行となるように支持されることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項３】
眼鏡に装着された状態で、前記第１の部分の延在方向に沿う中心線を含み、前記眼鏡の左右方向に平行な面を第１の平面とし、前記第２の部分の延在方向に沿う中心線を含み前記眼鏡の左右方向に平行な面を第２の平面とするとき、前記第２の平面は前記第１の平面に対して５度から２０度傾いていることを特徴とする請求項１または２に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項４】
眼鏡に装着した状態で、前記第１の平面と前記第２の平面とは、前記眼鏡のレンズよりも眼球側で交差することを特徴する請求項３に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項５】
前記第２の平面は、眼鏡に装着した状態で、装着者の眼球中心を通ることを特徴とする請求項３または４に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項６】
前記筐体の前記第２の部分は接眼光学部を保持し、前記第２の平面は、前記接眼光学部の光軸経路からなる面と一致することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項７】
前記筐体の前記第１の部分は、前記第１の平面に対して平行な方向における寸法が、前記第１の平面に対して垂直な方向における寸法よりも小さく、前記筐体の前記第２の部分は、前記第２の平面に対して垂直な方向における寸法が、前記第２の平面に対して水平な方向における寸法よりも小さいことを特徴とする請求項３から６の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項８】
前記筐体の前記第２の部分の前記第２の平面に対して垂直な方向における寸法は、前記第１の部分の前記第１の平面に対して垂直な方向における寸法よりも小さいことを特徴とする請求項３から７の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項９】
前記筐体の前記第２の部分の内部には表示パネルが内蔵されており、前記表示パネルの少なくとも２辺は第１の平面に対して傾いており、かつ、前記第２の平面に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項３から８の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項１０】
前記筐体は、前記眼鏡の左右方向である側面から見たとき、前記第１の部分は眼鏡のテンプルが隠れる位置に配置され、前記第２の部分は眼鏡のヨロイ部が上に見える位置に配置されることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項１１】
前記筐体の上面部の屈曲点は、前記眼鏡のヒンジ部よりも耳側であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の眼鏡装着型表示装置。
【請求項１２】
前記筐体の前記第２の部分の少なくとも一部は、ヒトの平均的な瞳孔径サイズである４ｍｍよりも薄くなっていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項１３】
前記筐体内部には電気基板が内蔵され、前記電気基板は前記筐体に収まる屈曲形状であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項１４】
前記筐体の前記第１の部分は、前記眼鏡のテンプル部に対して２箇所以上で固定されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−６５１９３（Ｐ２０１２−６５１９３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８４６９（Ｐ２０１０−２０８４６９）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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