JP6920724B2 - Vr用メガネ - Google Patents

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Description

本発明は、VR用メガネに関し、特に、携帯端末のディスプレイに表示される視差画像をレンズを通して立体視させることにより、ユーザが仮想現実の3次元空間画像を視認できるようにしたVR用メガネに用いて好適なものである。
近年、コンピュータの中に作られた仮想的な世界をあたかも現実のように体験させる仮想現実(VR:バーチャルリアリティ)技術の活用が広がりを見せつつある。VRによる3次元空間画像を表示するためのデバイスとして、ゴーグル型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)が広く用いられている。一般的なVRヘッドマウントディスプレイは、仮想3次元空間を作り出すための視差画像を表示させるディスプレイと、表示された視差画像をユーザの目に立体視させるためのレンズとを備えて構成されている。
これに対し、スマートフォンでVR体験を実現できるようにしたVRゴーグルと呼ばれるものも提供されている。VRゴーグルは、スマートフォンを保持するための保持部と、スマートフォンのディスプレイに表示された視差画像をユーザの目に立体視させるためのレンズとを備えて構成されている。保持部およびレンズは、保持部に装着されたスマートフォンのディスプレイに表示される視差画像がレンズに適切に投影されるような位置に設けられている。
VRゴーグルは、ゴーグルにレンズが付いただけのものであるので、VRヘッドマウントディスプレイに比べて非常に安価である。また、VRゴーグルは、折り畳むことができて、持ち運びにも便利である。そのため、多くのユーザに使われている。特に、ダンボール等の軽量で安価な素材を用いて構成したVRゴーグルが知られている。
ところで、VRゴーグルを利用するユーザが所持するスマートフォンのサイズは様々である。そのため、VRゴーグルの保持部に装着されるスマートフォンのサイズによって、スマートフォンのディスプレイと、VRゴーグルに備えられているレンズとの相対位置関係が変わる。例えば、所定サイズのスマートフォンを想定して形成された保持部に対して、それよりもサイズの小さいまたは大きいスマートフォンを装着すると、スマートフォンのディスプレイとレンズとの相対位置関係が、本来予期していた理想的な位置からずれてしまうことになる。この場合、スマートフォンのディスプレイに表示された視差画像がレンズに適切に投影されず、レンズを通したユーザの目にVRの3次元空間画像を適切に立体視させることができなくなるという問題を生じる。
これに対して、従来、スマートフォンを保持するための保持部を、高さを上下に調節できるようにしたVRゴーグルも知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の三次元画像用眼鏡では、図7に示すように、高さを上下に調節できる保持部にスマートフォンを取り付けることによって、スマートフォンのディスプレイとレンズとの相対位置関係を適切な状態に設定することが可能となる。
意匠登録第1559871号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載のVRゴーグルでは、左右のレンズの真ん中の位置に保持部が設けられており、この保持部に対してスマートフォンの中央部を取り付ける構成となっている。そのため、ディスプレイの中央部は保持部によって塞がれる態様となり、この塞がれた部分の領域は画像を表示させることができない。また、特許文献1に記載の構造だと、ディスプレイとレンズとの間の画像投影空間が、保持部を境界として完全に左右に分断されてしまう。そのため、保持部よりも右側の領域のディスプレイに表示された視差画像は、保持部よりも左側の領域にあるレンズには投影されず、同様に、保持部よりも左側の領域のディスプレイに表示された視差画像は、保持部よりも右側の領域にあるレンズには投影されない。
以上のようなVRゴーグルの構造の特殊性のため、ディスプレイに表示させる視差画像も、VRゴーグルの特殊性に合わせて特殊な態様で作り込まなければならなくなってしまう。そして、このように特殊な態様で作り込まれた視差画像は、特許文献1に記載のVRゴーグル以外には使うことができない、汎用性に乏しいものになってしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、VRゴーグルに保持される携帯端末が有するディスプレイの一部領域が保持部によって遮蔽されたり、ディスプレイとレンズとの間の画像投影空間が保持部によって分断されたりするようなことなく、携帯端末を保持するための保持部の高さを上下に調節できるようにすることを目的とする。
上記した課題を解決するために、本発明では、左右のレンズを保持する本体部の左右端に対して、連結具を介して左右のツル部を連結し、ツル部の本体部とは反対側に端末保持部を備える構成としている。また、本発明では、本体部とツル部とを連結する連結具を、ツル部を左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能な態様で保持するような構成としている。
上記のように構成した本発明によれば、左右のレンズよりも外側にある左右のツル部によって携帯端末が保持されるので、携帯端末が有するディスプレイの一部領域が端末保持部によって遮蔽されてしまうことはない。また、本発明によれば、携帯端末のディスプレイと左右のレンズとの間の画像投影空間上に端末保持部が存在しないので、画像投影空間が端末保持部によって分断されたりするようなこともない。そして、本体部とツル部とを連結するための連結具によって、ツル部が左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能な態様で保持されているので、ツル部に設けられた端末保持部の高さを上下に調節することができる。これにより、携帯端末のサイズに応じて、レンズに対するディスプレイの相対位置を適切に設定することが可能となる。
本実施形態によるVR用メガネの一構成例を示す図である。 本実施形態による嵌合部の嵌合状態および非嵌合状態を示す図である。 本実施形態の端末保持部に携帯端末を保持した状態を示す平面図である。 本実施形態によるVR用メガネの他の構成例を示す図である。 本実施形態によるVR用メガネの他の構成例を示す図である。 本実施形態によるVR用メガネの他の構成例を示す図である。 従来のVRゴーグルの構成例を示す図である。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態によるVR用メガネの構成例を示す図である。図1に示すように、本実施形態のVR用メガネは、左右のレンズ11を保持する本体部10と、当該本体部10に連結された左右のツル部20L,20Rとを備えて構成されている。左右のツル部20L,20Rは、それぞれ本体部10に対して連結具30を介して連結されている。
本体部10は、レンズ保持用フレーム12によって左右のレンズ11を保持するものである。左右のレンズ11は、ユーザの2つの目の間隔とほぼ同等の間隔を有する位置に配置されている。レンズ保持用フレーム12の左側および右側には、当該レンズ保持用フレーム12に対してツル部20L,20Rの方向に直角の角度を成すツル連結用フレーム13L,13Rが形成されている。
なお、以下では、レンズ保持用フレーム12に対してツル部20L,20Rの方向を後方、それとは逆の方向を前方として説明する。また、ツル部20L,20Rの構成を説明する際に、図1のようにツル部20L,20Rを全開した状態を基準として、本体部10の方向を前方、それとは逆の方向を後方として説明する。
また、レンズ保持用フレーム12の上側には、左右のツル連結用フレーム13L,13Rの間を横架する横架フレーム14が形成されている。なお、横架フレーム14を設けることは必須ではないが、横架フレーム14を形成することにより、これを形成しない場合に比べて大きな剛性を本体部10に与えることが可能である。
左右のツル連結用フレーム13L,13Rの内側に、連結具30が備えられている。連結具30は、左右のツル部20L,20Rを、左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能な態様で保持する。すなわち、連結具30は、本体部10からツル部20L,20R側(後方)に突出した位置に、上下方向に延在する回動軸33を備えている。一方、左右のツル部20L,20Rは、回動軸33と対向する位置に軸保持部21を備えている。軸保持部21は、回動軸33を挿通させる貫通孔を有し、当該回動軸33に対して回動可能かつ上下方向に移動可能に構成されている。
具体的には、連結具30は、ツル連結用フレーム13L,13Rと平行な固定プレート31と、固定プレート31の上端および下端に形成された軸受プレート32と、当該2つの軸受プレート32の間に固定された回動軸33とを備えて構成されている。
固定プレート31は、ツル連結用フレーム13L,13Rに対して平行な角度で固定されている。なお、上下の軸受プレート32をツル連結用フレーム13L,13Rに固定するようにすれば、固定プレート31は必ずしも設けなくてもよいが、連結具30の剛性を高めることができる点で、固定プレート31を設けるのが好ましい。
固定プレート31は、その一部がツル連結用フレーム13L,13Rから後方に突出している。軸受プレート32も、固定プレート31と同様、その一部がツル連結用フレーム13L,13Rから後方に突出している。上下方向に延在する回動軸33は、ツル連結用フレーム13L,13Rから後方に突出している軸受プレート32の末端部の位置に設けられている。
そして、左右のツル部20L,20Rは、回動軸33と対向する位置に設けられた軸保持部21によって回動軸33に保持される。これにより、左右のツル部20L,20Rは、ツル連結用フレーム13L,13Rから後方に突出した位置に存在する回動軸33を軸として、左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能に保持される。
本体部10の左右の端部およびツル部20L,20Rの本体部10側(前方側)の端部には、ツル部20L,20Rの左右方向の回動に伴って、嵌合状態または非嵌合状態の何れかの状態となるように構成された嵌合部15,25が設けられている。本実施形態では、本体部10の左右の端部に設けられる嵌合部15は、ツル連結用フレーム13L,13Rの後方側端部から前方に向かって切り込まれた凹状嵌合部である。一方、ツル部20L,20Rの前方側の端部に設けられる嵌合部25は、ツル部20L,20Rの前方側の端部から前方に突出した凸状嵌合部である。
本体部10の凹状嵌合部15は、上下方向に複数設けられている。図1の例では、6個の凹状嵌合部15が上下方向に等間隔に設けられている。1つ1つの凹状嵌合部15は、ツル部20L,20Rの凸状嵌合部25とほぼ同形同大の穴により構成されている。なお、凹状嵌合部15は、少なくともツル連結用フレーム13L,13Rの外側が開口していればよく、内側まで貫通している必要はないが、貫通していてもよい。
一方、ツル部20L,20Rの凸状嵌合部25は、上下方向に2つ設けられている。この2つの凸状嵌合部25は、6個の凹状嵌合部15のうち何れか任意の隣接した2つと嵌合する。上述したように、ツル部20L,20Rは、回動軸33を軸として上下方向に移動可能である。ツル部20L,20Rを上下方向に移動させることにより、凸状嵌合部25を嵌合させる2つの凹状嵌合部15の位置を任意に選ぶことが可能である。
ここでは、凸状嵌合部25を2つ設ける例について説明したが、凹状嵌合部15の数よりも少なければよい。例えば、凸状嵌合部25は、1個または3〜5個の何れであってもよい。なお、凸状嵌合部25を凹状嵌合部15に嵌合させたときの固定安定性の観点から、凸状嵌合部25は1つよりも複数の方が好ましい。また、凸状嵌合部25を嵌合させる凹状嵌合部15の位置の選択多様性の観点から、凸状嵌合部25の数は多すぎない方が好ましい。よって、図1のように凸状嵌合部25を2つとするのが好ましい。さらに、2つの凸状嵌合部25は、6個の凹状嵌合部15のうち隣接する2個の凹状嵌合部15と嵌合するような間隔で設けるのが好ましい。凹状嵌合部15の位置の選択多様性が増すからである。
なお、図1は、ツル部20L,20Rを左右方向に回動させることによって、ツル部20L,20Rを開いた状態を示している。このようにツル部20L,20Rを開状態としたときに、本体部10の凹状嵌合部15とツル部20L,20Rの凸状嵌合部25とが嵌合状態となる。一方、ツル部20L,20Rを左右方向に回動させることによって、ツル部20L,20Rを閉状態にすると、本体部10の凹状嵌合部15とツル部20L,20Rの凸状嵌合部25とが非嵌合状態となる。
図2は、嵌合部15,25の嵌合状態および非嵌合状態を示す図である。図2(a)は、本実施形態のVR用メガネを上方から見た平面図であり、ツル部20L,20Rが開状態となって、本体部10の凹状嵌合部15とツル部20L,20Rの凸状嵌合部25とが嵌合状態となっている様子を示している。
一方、図2(b)および(c)は、それぞれ本実施形態のVR用メガネを上方から見た平面図および後方から見た背面図であり、ツル部20L,20Rが閉状態となって、本体部10の凹状嵌合部15とツル部20L,20Rの凸状嵌合部25とが非嵌合状態となっている様子を示している。なお、図2(b)および(c)は、ツル部20L,20Rが最も閉じた状態を示しているが、このように完全に閉じた状態でなくても、すなわち、図2(a)と図2(b)との間の状態であっても、嵌合部15,25は非嵌合状態となる。
図2(b)、(c)のようにツル部20L,20Rを閉じて嵌合部15,25が非嵌合状態となっているときに、ツル部20L,20Rを上下方向に移動させ、その後、図2(a)のようにツル部20L,20Rを開いて嵌合部15,25を嵌合状態とすることにより、ツル部20L,20Rの2つの凸状嵌合部25を、本体部10の6個の凹状嵌合部15のうち何れか任意の2つと嵌合させることが可能である。これにより、ツル部20L,20Rの本体部10に対する相対高さを調整することができる。
ツル部20L,20Rは、略L字状に形成されており、本体部10の側から後方に向かって延びる部位(以下、水平部位23という)と、後方末端の位置において下方に向かって延びる部位(以下、垂直部位24という)とを有している。このツル部20L,20Rの本体部10とは反対側(後方末端側)で下方に延びる垂直部位24には、視差画像を表示するためのディスプレイを有する携帯端末(スマートフォン)を保持するための端末保持部22L,22Rが備えられている。
具体的には、端末保持部22L,22Rは、ツル部20L,20Rの垂直部位24の下端から内側斜め方向に延在する底部プレート26と、底部プレート26の末端に立設された支柱27と、支柱27の上端に設けられたガイド部28とにより構成されている。携帯端末は、ディスプレイが本体部10の方向を向くように立てた状態にして、ツル部20L,20Rの垂直部位24とガイド部28との間に挿入され、底部プレート26により下支えされる。
図3は、端末保持部22L,22Rに携帯端末を保持した状態を示す平面図である。図3に示すように、携帯端末50は、一方の面に配置されたディスプレイ51が本体部10の方向を向くように立てた状態にして、端末保持部22L,22Rにより保持される。端末保持部22L,22Rは、本体部10が保持している左右のレンズ11よりも外側に配置された左右のツル部20L,20Rの後方末端に備えられているので、ディスプレイ51に表示された視差画像がレンズ11に投映される画像投影空間上に、当該投影を遮蔽する障害物は存在しない。
なお、ツル部20L,20Rの垂直部位24に対して底部プレート26を回動可能に構成するようにしてもよい。このようにすることにより、垂直部位24とガイド部28との間に携帯端末50を挿入するときには、垂直部位24とガイド部28との間隔を広げて挿入しやすい状態にしておき、携帯端末50を挿入し終わった後に、垂直部位24とガイド部28との間隔を狭めることにより、携帯端末50を前後方向から挟持できるようすることが可能である。
以上詳しく説明したように、本実施形態では、左右のレンズ11を保持する本体部10の左右端に対して、連結具30を介して左右のツル部20L,20Rを連結し、ツル部20L,20Rの後方側に端末保持部22L,22Rを備える構成としている。また、本実施形態では、本体部10とツル部20L,20Rとを連結する連結具30を、ツル部20L,20Rを左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能な態様で保持するような構成としている。
上記のように構成した本実施形態によれば、左右のレンズ11よりも外側にある左右のツル部20L,20Rの後方末端に備えられた端末保持部22L,22Rによって携帯端末50が保持されるので、携帯端末50が有するディスプレイ51の一部領域が端末保持部22L,22Rによって遮蔽されてしまうことはない。また、本実施形態によれば、携帯端末50のディスプレイ51と左右のレンズ11との間の画像投影空間上に端末保持部22L,22Rが存在しないので、画像投影空間が端末保持部22L,22Rによって分断されたりするようなこともない。
さらに、本実施形態によれば、本体部10とツル部20L,20Rとを連結するための連結具30によって、ツル部20L,20Rが左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能な態様で保持されているので、ツル部20L,20Rに設けられた端末保持部22L,22Rの高さを上下に調節することができる。これにより、携帯端末50のサイズに応じて、レンズ11に対するディスプレイ51の相対位置を適切に設定することが可能となる。
なお、以上に示した構成は一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図4のように連結具30’を構成するようにしてもよい。図4に示す構成において、連結具30’は、ツル連結用フレーム13L,13Rと平行な固定プレート31と、固定プレート31の上端および下端に形成された軸受プレート32’(特許請求の範囲の軸受部に相当)とを備えて構成されている。軸受プレート32’の後方側末端部には、ツル部20L’,20R’の回動軸29を挿通するための穴が開けられている。
すなわち、図4に示す連結具30’は、本体部10から後方に突出した位置に上下の軸受プレート32’を備え、当該上下の軸受プレート32’は、ツル部20L’,20R’が有する回動軸29を挿通させる穴を有し、当該回動軸29を左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能に保持している。
一方、ツル部20L’,20R’は、図1に示した軸保持部21と同様の位置に設けた軸保持部21’と、当該軸保持部21’が有する貫通孔に挿通した回動軸29とを備えている。軸保持部21’と回動軸29とは固定されており、回動軸29を軸として軸保持部21’が左右方向に回動したり上下方向に移動したりすることはできない構成となっている。その代わり、軸受プレート32’の穴に挿通された回動軸29自身が、左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能に構成されている。
また、上記実施形態では、本体部10が凹状嵌合部15を備え、ツル部20L,20Rが凸状嵌合部25を備える構成について説明したが、これとは逆に、ツル部20L,20R(またはツル部20L’,20R’)が凹状嵌合部を備え、本体部10が凸状嵌合部を備える構成としてもよい。図5は、ツル部20L”,20R”が6個の凹状嵌合部25”を備え、本体部10”が2個の凸状嵌合部15”を備える構成を示したものである。その他の構成は、図1と同様である。
また、上記実施形態では、本体部10からツル部20L,20Rの側に突出した位置に回動軸29,33を備える構成を示したが、本体部10からツル部20L,20Rの側に突出していない位置に回動軸29,33を備える構成とすることも可能である。図6は、本体部10'''からツル部20L''',20R'''の側に突出していない位置に回動軸33”を備える構成例を示したものである。
図6に示す連結具30”は、ツル連結用フレーム13L,13Rの内側において上下に離間する位置に設けられた軸受プレート32”と、上下の軸受プレート32”の間に設けられた上下方向に延在する回動軸33”とを備える。軸受プレート32”は、ツル連結用フレーム13L,13Rからツル部20L''',20R'''の側に突出していない。よって、回動軸33”は、本体部10'''からツル部20L''',20R'''の側に突出していない位置に存在する。
一方、ツル部20L''',20R'''は、当該ツル部20L''',20R'''の内側の面から端末保持部22L,22Rとは反対側の方向に突出した軸保持部21”を備えている。軸保持部21”の突出した先端部には、回動軸33”を挿通させるための貫通孔が存在し、この貫通孔に回動軸33”が挿通されている。これにより、軸保持部21”は、回動軸33”に対して左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能に構成されている。
このように構成した場合、本体部10'''の左右の端部に設けられる凹状嵌合部15'''は、少なくともツル連結用フレーム13L,13Rの内側が開口していればよく、外側まで貫通している必要はないが、貫通していてもよい。その他の構成は、図1と同様である。図6のように構成した場合、ツル部20L''',20R'''を閉じたときに、VR用メガネをよりコンパクトに折り畳むことができるというメリットを有する。
また、上記実施形態では、端末保持部22L,22Rの構成として、図1に示す構造を例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、端末保持部は、ディスプレイ51が本体部10側に向いた状態で携帯端末50を保持できる構成で、かつ、ディスプレイ51と本体部10との間の画像投影空間を遮蔽する構造が存在しない構成であればよい。
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
10 本体部
11 レンズ
15,15''' 凹状嵌合部
15” 凸状嵌合部
20L,20R ツル部
21,21’,21” 軸保持部
22L,22R 端末保持部
25 凸状嵌合部
25” 凹状嵌合部
29 回動軸
30,30’ 連結具
32,32’,32” 軸受プレート
33,33” 回動軸

Claims (4)

  1. 左右のレンズと、
    上記左右のレンズを保持する本体部と、
    上記本体部の左右端に対して連結具を介して連結された左右のツル部と、
    上記本体部と上記左右のツル部とを連結する上記連結具と、
    上記ツル部の上記本体部とは反対側に設けられ、視差画像を表示するためのディスプレイを有する携帯端末を保持するための端末保持部とを備え、
    上記連結具は、上下方向に延在する回動軸を備え、
    上記ツル部は、上記回動軸と対向する位置に軸保持部を備え、
    上記軸保持部は、上記回動軸を挿通させる貫通孔を有し、当該回動軸に対して回動可能かつ上下方向に移動可能に構成されており、
    上記連結具は、上記ツル部を、左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能な態様で保持することを特徴とするVR用メガネ。
  2. 左右のレンズと、
    上記左右のレンズを保持する本体部と、
    上記本体部の左右端に対して連結具を介して連結された左右のツル部と、
    上記本体部と上記左右のツル部とを連結する上記連結具と、
    上記ツル部の上記本体部とは反対側に設けられ、視差画像を表示するためのディスプレイを有する携帯端末を保持するための端末保持部とを備え、
    上記連結具は、上下の離間した位置に軸受部を備え、
    上記上下の軸受部は、上記ツル部が有する回動軸を挿通させる穴を有し、当該回動軸を左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能に保持し、
    上記ツル部は、上下方向に延在する上記回動軸を備え、
    上記連結具は、上記ツル部を、左右方向に回動可能かつ上下方向に移動可能な態様で保持することを特徴とするVR用メガネ。
  3. 上記連結具は、上記本体部から上記ツル部側に突出した位置に上記回動軸を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のVR用メガネ。
  4. 上記連結具は、上記本体部から上記ツル部側に突出していない位置に上記回動軸を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のVR用メガネ。
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