WO2021256402A1

WO2021256402A1 - 遮光部材、ヘッドマウントディスプレイ

Info

Publication number: WO2021256402A1
Application number: PCT/JP2021/022355
Authority: WO
Inventors: 嘉由紀大塚
Original assignee: 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2021-12-23
Also published as: US20230213768A1; CN115443649A; EP4171020A1; JPWO2021256402A1

Abstract

接触圧を緩和した遮光部材（３０）を提供する。ヘッドマウントディスプレイ（１）を装着したユーザの眼に入射される外光を低減する遮光部材（３０）であって、ヘッドマウントディスプレイ（１）のハウジング（１０ａ）に取り付けられる取り付け部（３１）と、取り付け部（３１）から後方に延びている遮光壁（３２）と、を有し、遮光壁（３２）は、ヘッドマウントディスプレイ（１）を装着したユーザの眼の周辺に接触すると共に、接触圧に応じて伸縮変形する蛇腹を少なくとも一部に含んでいる。

Description

遮光部材、ヘッドマウントディスプレイ

　本発明は、遮光部材、及びヘッドマウントディスプレイに関する。

　ヘッドマウントディスプレイにおいては、例えば、特許文献１に開示されるように、ユーザの眼に入射される外光を低減する遮光部材（ライトシールドと称されることもある）を備えるものが知られている。

国際公開第２０１６／１３６６５７号

　遮光部材は、ユーザの顔面との間に隙間を有しない方が好ましく、また、顔面に対する接触圧によりユーザが不快感を覚えないものが好ましい。人の顔面の形や大きさは、年齢、性別、人種等によって様々であり、様々な形や大きさの顔面に適した遮光部材が望まれる。

　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的の１つは、接触圧を緩和した遮光部材、及びヘッドマウントディスプレイを提供することにある。

　本開示で提案する遮光部材の一例は、ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの眼に入射される外光を低減する遮光部材であって、前記ヘッドマウントディスプレイのハウジングに取り付けられる取り付け部と、前記取り付け部から後方に延びている遮光壁と、を有し、前記遮光壁は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの眼の周辺に接触すると共に、接触圧に応じて伸縮変形する蛇腹を少なくとも一部に含んでいる。

　本開示で提案するヘッドマウントディスプレイの一例は、ハウジングと、該ハウジングから後方に延びており、ユーザの頭部に装着される装着バンドと、ユーザの眼に入射される外光を低減する遮光部材と、を含むヘッドマウントディスプレイであって、前記遮光部材は、前記ハウジングに取り付けられる取り付け部と、前記取り付け部から後方に延びている遮光壁と、を有し、前記遮光壁は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの眼の周辺に接触すると共に、接触圧に応じて伸縮変形する蛇腹を少なくとも一部に含んでいる。

本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの全体構成を示す斜視図である。本実施形態の遮光部材を前方斜めから見た斜視図である。本実施形態の遮光部材を前方から見た前面図である。本実施形態の遮光部材を後方斜めから見た斜視図である。本実施形態の遮光部材を後方から見た後面図である。本実施形態の遮光部材を上方から見た上面図である。本実施形態の遮光部材を下方から見た下面図である。本実施形態の遮光部材を下方斜めから見た斜視図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態（以下、本実施形態という）について説明する。以下の説明では、図中のＸ１及びＸ２が示す方向をそれぞれ右方及び左方とし、図中のＹ１及びＹ２が示す方向をそれぞれ前方及び後方とし、図中のＺ１及びＺ２が示す方向をそれぞれ上方及び下方とする。これら各方向は、ヘッドマウントディスプレイ１を装着したユーザから見た方向を示している。また、以下の説明では、ヘッドマウントディスプレイ１をＨＭＤ（Head Mounted Display）１と称する。

［ＨＭＤ１の全体構成の概要］
　図１は、本実施形態に係るＨＭＤの全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、ＨＭＤ１は、装置本体１０と、装着バンド２０とを有している。

　装着バンド２０は、装置本体１０から後方に延びている。ＨＭＤ１の使用時、装着バンド２０はユーザの頭部を取り囲む。装着バンド２０は、環状であり、その内側にユーザの頭部が配置されるとよい。

　装置本体１０は、少なくとも、ディスプレイ１１と、右レンズ１２Ｒ及び左レンズ１２Ｌ（図６参照）と、ディスプレイ１１、右レンズ１２Ｒ、及び左レンズ１２Ｌを収容すると共に、装置本体１０の外観を構成するハウジング１０ａと、を有している。ＨＭＤ１の一例では、ディスプレイ１１は三次元映像を表示する。ただし、これに限られるものではなく、ディスプレイ１１が表示する映像は二次元映像でもよい。ディスプレイ１１は、例えば、液晶表示装置や有機エレクトロルミネセンス表示装置であるとよいが、その種類は特に限定されない。ＨＭＤ１の使用時、装置本体１０はユーザの眼前を覆う。ハウジング１０ａは、例えば、樹脂製であるとよい。

　なお、本実施形態においては、ハウジング１０ａが、ディスプレイを内蔵する例について説明するが、これに限られるものではない。例えば、携帯端末を装置本体１０に収容し、収容した携帯端末のディスプレイからの画像光をユーザの眼に導く構成としてもよい。この場合、携帯端末としては、例えば、スマートフォンを用いるとよい。

　装着バンド２０は、装置本体１０に対して前後方向に相対移動可能に、装置本体１０を支持する構成であってもよい。そのような構成とすることで、ユーザの眼と、右レンズ１２Ｒ及び左レンズ１２Ｌとの距離を調整することができる。また、それに伴い、ユーザの顔面に対する後述の遮光部材３０の距離を調整し、ユーザの顔面への接触圧を調整することができる。また、装着バンド２０は、ユーザの頭部のサイズに合わせて、長さを調整可能な構造であってもよい。なお、装着バンド２０は、ユーザの頭部に装着されると共に、装置本体１０を支持するものであればよく、図１に示す構成に限られるものではない。

［遮光部材］
　次に、図２～図８を参照して、本実施形態の遮光部材３０の詳細について説明する。図２は、本実施形態の遮光部材を前方斜めから見た斜視図である。図３は、本実施形態の遮光部材を前方から見た前面図である。図４は、本実施形態の遮光部材を後方斜めから見た斜視図である。図５は、本実施形態の遮光部材を後方から見た後面図である。図６は、本実施形態の遮光部材を上方から見た上面図である。図６においては、装置本体１０の内部構造の一部を模式的に示している。図７は、本実施形態の遮光部材を下方から見た下面図である。図８は、本実施形態の遮光部材を下方斜めから見た斜視図である。

　遮光部材３０は、ＨＭＤ１を装着したユーザの眼に入射される外光を遮断又は低減するために設けられる部材である。遮光部材３０は、弾性を有する樹脂からなるものであるとよい。ただし、遮光部材３０は、樹脂からなるものに限らず、例えば、繊維状の材料（スポンジ等）からなるものであってもよい。

　遮光部材３０は、装置本体１０のハウジング１０ａに取り付けられる取り付け部３１を含む。取り付け部３１は、後方から見た際に、ハウジング１０ａに収容される右レンズ１２Ｒ及び左レンズ１２Ｌを囲う環状であるとよい。また、取り付け部３１は、ハウジング１０ａに対して着脱自在に構成されているとよい。例えば、取り付け部３１の前部には複数の係止突起が形成されており、それら係止突起が、ハウジング１０ａに形成される複数の溝にそれぞれ嵌められることにより、遮光部材３０がハウジング１０ａに対して取り付け可能であるとよい。ただし、これに限られるものではなく、取り付け部３１は、二色成形やインサート成形により、ハウジング１０ａに対して固定して形成されていてもよい。

　また、遮光部材３０は、取り付け部３１から後方に延びる遮光壁３２を含む。遮光壁３２は、ＨＭＤ１を装着したユーザの眼の周辺に接触するように、取り付け部３１から後方に延びている。遮光部材３０は、遮光壁３２を含むことにより、ＨＭＤ１を装着したユーザの眼に入射される外光を遮光又は減光するという機能を発揮することとなる。なお、取り付け部３１と遮光壁３２は一体であるとよい。

　遮光壁３２は、上部３２１、右部３２２Ｒ、及び左部３２２Ｌを含む。上部３２１は、ＨＭＤ１を装着したユーザの眼の上側に接触する部分である。右部３２２Ｒは、ＨＭＤ１を装着したユーザの右眼の右側に接触する部分である。左部３２２Ｌは、ＨＭＤ１を装着したユーザの左眼の左側に接触する部分である。

　さらに、遮光壁３２は、上部３２１と右部３２２Ｒとを繋ぐ右繋ぎ部３２５Ｒと、上部３２１と左部３２２Ｌとを繋ぐ左繋ぎ３２５Ｌと、を含む。

　図６、図７において、上部３２１、右部３２２Ｒ、左部３２２Ｌ、右繋ぎ部３２５Ｒ、左繋ぎ部３２５Ｌに対応する部分をそれぞれ破線の円で示している。ただし、遮光壁３２は１つの部材からなるものであり、各部の境界は厳密に規定されるものではない。

　また、遮光壁３２は、ＨＭＤ１を装着したユーザの眼の周辺に接触すると共に、接触圧に応じて伸縮変形する蛇腹を有している。本実施形態においては、遮光壁３２の全周に亘って蛇腹が設けられている例について示す。すなわち、上部３２１、右部３２２Ｒ、左部３２２Ｌ、右繋ぎ部３２５Ｒ、左繋ぎ部３２５Ｌのそれぞれに蛇腹が設けられている例について示している。

　ここで、蛇腹とは、山条部と谷条部とが交互に形成されてなるものである。本実施形態においては、４つの山条部Ｍ１～Ｍ４と、３つの谷条部Ｇ１～Ｇ３とが交互に形成されてなる蛇腹を示している。なお、図面が煩雑になることを避けるため、山条部及び谷条部の符号は図５のみに示すこととした。なお、山条部及び谷条部の数は、これに限られるものではなく、図示の例よりも多くてもよいし少なくてもよい。山条部及び谷条部の数を多くすることにより、遮光壁３２の伸縮性をより向上できる一方で、山条部及び谷条部の数を少なくすることにより、遮光壁３２の構成を簡易にすることができる。

　また、本実施形態においては、図５等に示すように、右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌの蛇腹のうち最も内側の山条部Ｍ１に切り欠きＣＲ、ＣＬを設けた。切り欠きＣＲ、ＣＬは、ＨＭＤ１を装着したユーザの耳の前方に設けられており、上下方向において所定の幅を有している。このように切り欠きＣＲ、ＣＬが設けられているため、ユーザが眼鏡を装着した状態でＨＭＤ１を装着した場合であっても、眼鏡のテンプルが遮光壁３２の右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌに干渉してしまうことにより遮光壁３２の形状が変形し、遮光壁３２とユーザの顔面との間に隙間が生じてしまうことを抑制できる。また、眼鏡のテンプルが、遮光壁３２の右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌに干渉してしまうことが回避されることにより、ユーザは眼鏡を装着した状態においても、ＨＭＤ１を違和感無く装着することが可能となる。

　なお、切り欠きＣＲ、ＣＬは、少なくとも、右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌの最も内側の山条部又は谷条部を含む部分に設けられているとよい。例えば、切り欠きＣＲ、ＣＬは、最も内側の山条部Ｍ１と、山条部Ｍ１に隣接する谷条部Ｇ１に跨って設けられていてもよい。また、例えば、右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌの蛇腹のうち谷条部が最も内側にある場合においては、当該最も内側の谷条部に切り欠きＣＲ、ＣＬが設けられているとよい。

　ここで、本実施形態においては、図６に示すように、上面視における、右繋ぎ部３２５Ｒ及び左繋ぎ部３２５Ｌの蛇腹の幅Ｗ３を、上部３２１の蛇腹の幅Ｗ１、右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌの蛇腹の幅Ｗ２よりも広くした。このような構成のため、ユーザがＨＭＤ１を装着する際、ユーザの頭部は、まず、右繋ぎ部３２５Ｒ及び左繋ぎ部３２５Ｌに接触することとなる。それにより、右繋ぎ部３２５Ｒ及び左繋ぎ部３２５Ｌは圧縮変形する。

　右繋ぎ部３２５Ｒ及び左繋ぎ部３２５Ｌが圧縮変形するのに伴い、右部３２２Ｒは左方に移動し、左部３２２Ｌは右方に移動することとなる。すなわち、右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌは、図６及び図７の矢印で示す方向に移動することとなる。これにより、ユーザの頭部は、右部３２２Ｒと左部３２２Ｌによって挟まれることとなる。具体的には、右部３２２Ｒはユーザの右眼の右側に所定の接触圧で接触し、左部３２２Ｌはユーザの左眼の左側に所定の接触圧で接触することとなる。なお、本実施形態においては、右部３２２Ｒは、右部３２２Ｒと右繋ぎ部３２５Ｒとの境界（変曲点）において遮光壁３２が屈曲することにより、左方に移動する。同様に、左部３２２Ｌは、左部３２２Ｌと左繋ぎ部３２５Ｌとの境界（変曲点）において遮光壁３２が屈曲することにより、右方に移動する。

　以上説明したように、右繋ぎ部３２５Ｒは、右繋ぎ部３２５Ｒに対する接触圧が大きくなるに従い、右部３２２Ｒがユーザの顔面に近接するように、上部３２１と右部３２２Ｒとを繋いでいる。同様に、左繋ぎ部３２５Ｌは、左繋ぎ部３２５Ｌに対する接触圧が大きくなるに従い、左部３２２Ｌがユーザの顔面に近接するように、上部３２１と左部３２２Ｌとを繋いでいる。

　また、本実施形態においては、上面視において、右部３２２Ｒ及び右繋ぎ部３２５Ｒは、右斜め後方に延びている。また、上面視において、左部３２２Ｌ及び左繋ぎ部３２５Ｌは、左斜め後方に延びている。すなわち、上面視において、遮光壁３２は略Ｖ字形状である。このような形状であるため、右部３２２Ｒ、右繋ぎ部３２５Ｒ、左部３２２Ｌ、左繋ぎ部３２５Ｌが後方に真っ直ぐ延びている構成と比較して、ＨＭＤ１ユーザの顔面が遮光壁３２に接触しやすい。そのため、ユーザの顔面と遮光壁３２との間に隙間が生じることを抑制することができる。

　以上説明した構成を採用するため、頭部の小さいユーザがＨＭＤ１を装着した場合であっても、右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌがユーザの顔面に近接するように移動することにより、右部３２２Ｒ及び左部３２２Ｌとユーザの顔面との隙間から外光が入り込んでしまうことが抑制される。その結果、ユーザの眼に外光が入射してしまうことが抑制される。

　また、頭部の大きいユーザがＨＭＤ１を装着した場合において、遮光壁３２が接触圧に応じて伸縮変形する蛇腹を含むため、ユーザの顔面に加わる接触圧が緩和される。その結果、遮光壁３２が接触することによる不快感を抑制することができる。

　さらに、遮光部材３０は、その下部に、ＨＭＤ１を装着したユーザの鼻が収容される鼻収容部３５を含んでいる。鼻収容部３５は、前方に突き出た形状であって、遮光部材３０がハウジング１０ａに取り付けられた状態で、ハウジング１０ａの下部に形成される凹部
（不図示）に嵌るように設けられているとよい。このように、遮光部材３０が鼻収容部３５を含むため、ＨＭＤ１を装着したユーザの鼻が遮光壁３２に干渉することによる不快感を抑制することができる。

　鼻収容部３５は、前部３５１Ｆと、右部３５１Ｒと、左部３５１Ｌとを含んで構成されており、その下方と後方は開口している。ＨＭＤ１を装着したユーザの鼻は、前部３５１Ｆと、右部３５１Ｒと、左部３５１Ｌとに囲まれる空間Ｒに配置されることとなる。

　さらに、鼻収容部３５は、空間Ｒの後方を覆うように右部３５１Ｒの後端に設けられる第１の右遮光部３５２Ｒと、空間Ｒの後方を覆うように左部３５１Ｌに設けられる第１の左遮光部３５２Ｌとを含んでいる。第１の右遮光部３５２Ｒ及び第１の左遮光部３５２Ｌは、シート状であるとよい。本実施形態においては、図４等に示すように、第１の右遮光部３５２Ｒと第１の左遮光部３５２Ｌとは、左右方向に離間しており、それらの間には上下方向に延びているスリットが形成されている。

　ＨＭＤ１を装着したユーザの鼻は、第１の右遮光部３５２Ｒと第１の左遮光部３５２Ｌとの間に形成されるスリットを介して、空間Ｒに収容されることとなる。このように、鼻収容部３５が、第１の右遮光部３５２Ｒ及び第１の左遮光部３５２Ｌを含むことにより、鼻収容部３５の右部３５１Ｒ及び左部３５１Ｌと、ユーザの鼻との隙間から外光が入り込むことを抑制することができる。その結果、外光がユーザの眼に入射されることを抑制することができる。

　さらに、鼻収容部３５は、第１の右遮光部３５２Ｒの前方に配置される第２の右遮光部３５５Ｒと、第１の左遮光部３５２Ｌの前方に配置される第２の左遮光部３５５Ｌとを含んでいる。第２の右遮光部３５５Ｒ及び第２の左遮光部３５５Ｌは、シート状であるとよい。第２の右遮光部３５５Ｒと第２の左遮光部３５５Ｌは、前後方向において空間Ｒを２つの空間に分けるように配置されている。また、第２の右遮光部３５５Ｒと第２の左遮光部３５５Ｌとは、左右方向に離間しており、それらの間には上下方向に延びているスリットが形成されている。

　鼻の高い（前後方向の長さが長い鼻を有する）ユーザがＨＭＤ１を装着した場合、ユーザの鼻は、第１の右遮光部３５２Ｒと第１の左遮光部３５２Ｌとの間に形成されるスリット、及び第２の右遮光部３５５Ｒと第２の左遮光部３５５Ｌとの間に形成されるスリットを介して、空間Ｒに収容されることとなる。このような構成により、鼻収容部３５の右部３５１Ｒ及び左部３５１Ｌと、ユーザの鼻との隙間から外光が入り込むことをより抑制することができる。

　以上説明した本実施形態に係るＨＭＤ１においては、頭部の小さいユーザが使用した場合において、ユーザの眼に外光が入射してしまうことを抑制でき、その結果、没入感を向上することができる。一方で、頭部の大きいユーザが使用した場合において、遮光部材３０の接触圧によりユーザが不快感を覚えてしまうことを抑制できる。

　なお、本実施形態で示した遮光部材３０は一例であって、遮光壁３２が接触圧に応じて伸縮変形する蛇腹を少なくとも一部に含むものであればよい。

Claims

　ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの眼に入射される外光を低減する遮光部材であって、
　前記ヘッドマウントディスプレイのハウジングに取り付けられる取り付け部と、
　前記取り付け部から後方に延びている遮光壁と、
　を有し、
　前記遮光壁は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの眼の周辺に接触すると共に、接触圧に応じて伸縮変形する蛇腹を少なくとも一部に含んでいる、
　遮光部材。
　前記遮光壁は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの眼の上側に接触する上部を含み、
　前記蛇腹は、少なくとも前記上部に設けられている、
　請求項１に記載の遮光部材。
　前記遮光壁は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの右眼の右側に接触する右部と、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの左眼の左側に接触する左部と、を含み、
　前記蛇腹は、少なくとも前記右部及び前記左部に設けられている、
　請求項１又は２に記載の遮光部材。
　前記蛇腹は、山条部と谷条部とが交互に形成されてなり、
　前記右部及び左部の前記蛇腹のうち最も内側の山条部又は谷条部を含む部分に切り欠きが設けられている、
　請求項３に記載の遮光部材。
　前記遮光壁は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの眼の上側に接触する上部と、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの右眼の右側に接触する右部と、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの左眼の左側に接触する左部と、前記上部と前記右部とを繋ぐ右繋ぎ部と、前記上部と前記左部とを繋ぐ左繋ぎ部と、を含み、
　前記右繋ぎ部は、該右繋ぎ部に対する接触圧が大きくなるに従い前記右部が左方に移動するように、前記上部と前記右部とを繋いでおり、
　前記左繋ぎ部は、該左繋ぎ部に対する接触圧が大きくなるに従い前記左部が右方に移動するように、前記上部と前記左部とを繋いでいる、
　請求項１に記載の遮光部材。
　前記蛇腹は、前記右部、前記右繋ぎ部、前記上部、前記左繋ぎ部、前記左部に亘って設けられており、
　上面視において、前記右繋ぎ部及び前記左繋ぎ部の前記蛇腹の幅は、少なくとも前記上部の前記蛇腹の幅よりも広い、
　請求項５に記載の遮光部材。
　上面視において、前記右部及び右繋ぎ部は、右斜め後方に延びており、
　上面視において、前記左部及び左繋ぎ部は、左斜め後方に延びている、
　請求項５又は６に記載の遮光部材。
　前記遮光部材は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの鼻が収容される鼻収容部を下部に含み、
　前記鼻収容部は、後方が開口しており、該開口を介してユーザの眼に入射される外光を低減する第１の遮光部を少なくとも含んでいる、
　請求項１～７に記載の遮光部材。
　前記鼻収容部は、前記第１の遮光部よりも前方に配置されており、前記開口を介してユーザの眼に入射される外光を低減する第２の遮光部をさらに含んでいる、
　請求項８に記載の遮光部材。
　前記取り付け部は、前記ハウジングに対して着脱自在である、
　請求項１～９のいずれか１項に記載の遮光部材。
　ハウジングと、該ハウジングから後方に延びており、ユーザの頭部に装着される装着バンドと、ユーザの眼に入射される外光を低減する遮光部材と、を含むヘッドマウントディスプレイであって、
　前記遮光部材は、
　前記ハウジングに取り付けられる取り付け部と、
　前記取り付け部から後方に延びている遮光壁と、
　を有し、
　前記遮光壁は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの眼の周辺に接触すると共に、接触圧に応じて伸縮変形する蛇腹を少なくとも一部に含んでいる、
　ヘッドマウントディスプレイ。