JP2020064288A - 折り畳み式仮想現実ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】映像ディスプレイが備えられた携帯用仮想現実装置に係り、映像ディスプレイが備えられ、使用者の視聴方向に備えられる薄板形態の中央基板と、中央基板の前端と上端にそれぞれ備えられる第１、第２蝶番と、第１蝶番を基軸にして中央基板の左右両方に折り畳んで展開される左右映像板と、第２蝶番を基軸にして中央基板の左右両方に折り畳んで展開される左右レンズ板を含み、使用時は、左右映像板の光軸と左右レンズの光軸が一致すると同時に、左右レンズの焦点距離が一致し、携帯時は、中央基板を左右両面を基準にして左右映像板と左右レンズ板が折り畳まれる。【効果】携帯しやすいことが特徴である、折り畳み式仮想現実ディスプレイ装置。【選択図】図１

Description

本発明は、２つの映像ディスプレイが備えられ、機器全体構造が折り畳まれる折り畳み式仮想現実映像機器に関する。

本発明は、本件出願人が出願して登録した米国特許第９，８０４，４０１号「携帯用仮想現実装置」をもっと改良して発展させ、スマートフォンがなくても左右映像ディスプレイを備えて左右視野角を拡大し、これを折り畳み式で構成して携帯できるように改良して発明したものである。
スマートフォンを取り付ける従来のヘッドセット用仮想現実映像装置の構造は、別途スマートフォンと、このようなスマートフォンが提供する仮想現実映像を観測する構造で構成された。
よって、広告用、体験用または教育用、作業現場用で使用する時、別途スマートフォンを用意しなければならない煩わしさがある。
また、スマートフォンを利用する仮想現実映像は、横画面対縦画面比が１６：９の画面を立体映像のために８：９画面の２つに分離し、これを一つの映像に合わせて立体映像を視聴することになるので、左右視野角が１／２で顕著に縮まる副作用があった。

米国登録特許番号第９，８０４，４０１号

本発明は、前記問題点を解決するための構造を提供するためのものである。

このような本発明は、映像ディスプレイの位置にジャイロセンサのような位置センサが備えられ、
左右に分割される映像ディスプレイ構造と、左右に分割された映像板の映像の中心と光軸が一致する位置に備え、左右に分割される左右レンズと、
左右レンズの焦点距離と一致する長さを有する中央基板１で備え、
前記左右に分割される映像ディスプレイと前記左右レンズ５、５ａの分割されて折り畳まれる方向は中央基板１の左右両方に折り畳まれるようにし、左右レンズと左右映像の光軸は一致させて構成することを特徴とする。
すなわち、映像ディスプレイが備えられ、携帯時に薄膜構造の形態に変換されることを特徴とする。

前記第１蝶番構造に備えられる左右映像板と
前記第２蝶番構造に備えられる左右レンズ固定板は、使用時は
前記中央基板の前後方向を基準としてそれぞれ９０゜方向に展開されて１８０゜水平に展開され
携帯時はそれぞれ９０゜に折り畳まれ、薄膜で形成された中央基板の左右両面に折り畳まれる。
したがって、使用時は左右映像と左右レンズが同一な光軸で相互平行に展開され、携帯時は全体構造が薄膜構造に変換される。
また、左右レンズの焦点距離と中央基板の長さが同一な長さに備えられて焦点距離を自動に一致させる。
左右レンズと左右ディスプレイ構造と光軸を一致させ、複像が発生しない立体映像を観測するようになる。
既存の左右視野角８：９画面の狭い視野を１６：９画面に拡大することで従来に比べて２倍以上の広い左右視野角を提供する。
従来画面の解像度を２分割することで、低くなる映像の解像度を２倍以上高める。
したがって、このような本発明は、映像板の構造を取り揃えた構造でありながら、従来の映像構造を有するヘッドセットＶＲ機器に対して体積１／５以上１／１０まで、重さは１／３以上１／９まで、画期的にその体積と重さを減少させるので携帯及び使用が簡便である。

本発明が実施された実施図。 （ａ）は本発明の作用説明図、（ｂ）は本発明を折り畳んで携帯する時の使用説明図。 本発明を使用する時の説明図。

本発明は、図１、図２、図３のように
映像ディスプレイが備えられ、使用者の視聴方向に備えられる薄板形態の中央基板１と、
前記中央基板１の前端と後端にそれぞれ備えられる第１、第２蝶番２、３と、
前記第１蝶番２を基軸にして前記中央基板１の左右両方に折り畳んで展開される左右映像板６、６ａと、
前記第２蝶番３を基軸にして前記中央基板１の左右両方に折り畳んで展開される左右レンズ板４、４ａとを含み、
使用時は、前記左右映像板６、６ａの光軸と、左右レンズ５、５ａの光軸が一致し
同時に左右レンズの焦点距離が一致し
携帯する時は前記中央基板１を左右両面を基準として前記左右映像板６、６ａと前記左右レンズ板４、４ａが折り畳まれて携帯しやすいことを特徴とする。

特に、使用時に前記左右映像板６、６ａの光軸と左右レンズ５、５ａの光軸が一致しないと、映像に複像が生じて使用することができなくなる。
また、同時に左右レンズ５、５ａの焦点距離と前記中央基板１の長さが一致しないと、左右レンズ５、５ａの焦点距離が合わなくて使うことができなくなる。
前記左右映像ディスプレイ７、７ａ構造は、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、ＱＬＥＤ、ＭＩＣＲＯ ＬＥＤのように自己発光構造を有する映像ディスプレイで構成する。

前記位置センサ９の構成は、ジャイロセンサ、加速度センサ、地磁界センサなどで構成する。ジャイロセンサは、傾いている角度を測定して本発明の上下左右の動きを感知する。地磁界センサは磁場の強弱を感知してジャイロセンサを補う役目をする。加速度センサは、ジャイロセンサと結合して本発明の動きを取る。よって、ジャイロセンサ、地磁界センサ、加速度センサなど左右映像ディスプレイ７、７ａが回転移動方向によって、該当する回転方向の視野角に当たる映像を検出するセンサを追加し、一つの位置センサ９システムで構成し、左右映像ディスプレイ７、７ａ装置が回転する同一方向の位置に備えられなければならない。

すなわち、使用者１４が図３のように着用して左に回転する時は、全体視野角３６０゜映像の中で左側視野角の映像を、右に回転する時は右側視野角の映像を、上下に回転する時は上下映像を前記位置センサ９が感知して、該当する視野角方向の映像を提供できるからである。

これを添付の図面をもって詳しく説明する。
図１は本発明が図示された図面で、図２は本発明の作用図で、図３は本発明を使用する時の説明図である。

図１のように、中央基板１を本体を中心にして前部には第１蝶番２を、後部には第２蝶番３を備える。つまり、一つの中央基板１の前後面に２つの蝶番を備える。
第１蝶番２には中央基板１の左右両面に左右回転して折り畳まれる左レンズ固定板４と右レンズ固定板４ａをそれぞれ繋いで備え、左レンズ固定板４には左レンズ５を、右レンズ固定板５には右レンズ５ａをそれぞれ備える。
第２蝶番３には中央基板１を左右両方に回転して折り畳む左映像固定板６と右映像固定板６ａを備え、前記左右映像固定板６、６ａにはそれぞれ左映像板７と右映像板７ａを備える。
前記左右映像板７、７ａまたは中央基板１の後段部にジャイロセンサのような映像の位置を測定する位置センサ９を備える。

このような本発明は、使用する時に仮想現実映像が複像にならないよう、左右レンズ板４、４ａと左右映像ディスプレイ７、７ａのそれぞれの光軸が一致する位置にそれぞれ構成することが重要である。
すなわち、中央基板１の長さは、前記左右レンズ５、５ａが有する焦点距離、つまり左右レンズ５、５ａが左右映像板７、７ａの映像表面が有する距離と焦点距離が同一となるように構成する。
例えば、左右レンズ５、５ａの焦点距離が５０ｍｍであれば、中央基板１の長さも５０ｍｍとする。
使用する時に展開された左右映像板６、６ａの光軸間隔は６３−６５ｍｍで固定する。よって、画面の横のサイズは１２６−１３０ｍｍ以内となる。

また、使用する時に展開された左右レンズ板４、４ａの左右レンズ５、５ａの光軸の間隔も同一に構成することで、人の左右の目の間隔と左右映像板６、６ａの光軸と左右レンズ５、５ａの光軸が一致するように構成することで、ＶＲ立体映像観測が可能となる。

図２の（ａ）のように、中央基板１の左右レンズ板４、４ａは第１蝶番２によって、左右映像板６、６ａは第２蝶番３によって中央基板１の左右側両面に０度方向に折り畳まれる。前記左右レンズ板４、４ａと左右映像板４、４ａが折り畳まれる順番は選択して構成する。
したがって、図２の（ａ）のような本発明は、使用する時は中央基板１を基準として左右映像板６、６ａと左右レンズ板４、４ａが左右１８０度水平方向にそれぞれ展開され、携帯する時は中央基板１を基準として図２の（ｂ）のように折り畳まれて薄膜構造になる。

このような本発明の構造は、図２の（ａ）のように左右映像板６、６ａに備えられている左右レンズ板４、４ａをそれぞれ展開すれば、左レンズ５は左映像板６と、右レンズ５ａは右映像板６ａと同一な光軸ｃでそれぞれ焦点が一致するようになる。
また、図２の（ａ）のように、左右レンズ５、５ａの焦点距離と中央基板１の長さＤが同一となるように構成されることで、自動に焦点が一致するようになる。
図３のように、左右レンズ５、５ａの間には使用者１２の鼻が入れる着用空間Ｂが形成され、左右レンズ板５、５ａの左右両端には取っ手１０、１０ａまたはメガネのつる、バンドなどの固定装置（未図示）を追加することができる。

図２の（ａ）のように、第１、第２蝶番２、３の構造は、左右回転軸２３、２４に形成されたギアによってかみ合って回転し、一定位置で回転位置を固定するロック装置（未図示）を追加することができる。
左右映像板６、６ａに備えられる左右映像ディスプレイ７、７ａは、画面比を８：９、１６：９、３２：９など、様々な画面比の映像ディスプレイで構成することができる。
左右映像ディスプレイ７、７ａの構造は、図２のように自己発光源を有するＬＣＤ、ＯＬＥＤ、ＱＬＥＤ、マイクロＬＥＤなどの自己発光板７３構造を有する映像ディスプレイ７１構造で構成することができる。

このような本発明は、図１、図３のように別途コントロール装置８によって映像入力、電源供給、映像コントロールができ、別途の電源アダプター、バッテリー構造が備えられてもよい。

本発明は、図２の（ａ）のように使用した後、図２の（ｂ）のように折り畳んで最低体積の携帯用ＶＲ映像構造に変換されるので、携帯する時の大きさは６．５ｃｍ×３ｃｍ×６．５ｃｍ＝約１２７ｃｍ３、最大８ｃｍ×５ｃｍ×８ｃｍ＝約３２０ｃｍ３まで縮小することができ、重さは５０−１５０ｇまで示現することができる。
このような本発明の構造は、既存の映像ディスプレイが備えられる一般ＶＲ用ヘッドセットの通常の大きさ１２ｃｍ×１０−２０ｃｍ×２０ｃｍ＝２４００ｃｍ３−４８００ｃｍ３、重さ３００−４７０ｇに対して体積は１／５以上１／１０まで、重さは１／３以上１／９まで顕著に減少され、携帯用が可能となる。

また、従来のスマートフォンを２分割して使用する機器の視野角、つまり８：９画面に対して１６：９画面に視野角を２倍拡大することになる。
また、左右映像ディスプレイ７、７ａが回転移動する位置に位置センサ９を備えることで、上下左右３６０゜の視野角で提供する視野を使用者の回転によって該当視野方向の仮想現実映像を提供する。
したがって、このような本発明は、別途のスマートフォンがなくてもポケット構造の最低体積のＶＲ機器を携帯し、場所に拘らず、随時仮想現実映像を観測することができる。

１ 中央基板
２ 第１蝶番
３ 第２蝶番
４ 左レンズ板
４ａ 右レンズ板
５ 左レンズ
５ａ 右レンズ
６ 左映像板
６ａ 右映像板
７ 左映像ディスプレイ
７ａ 右映像ディスプレイ
８ コントローラー
９ 位置センサ
１２ 使用者
Ｃ 光軸
１０、１０ａ 取っ手
２３、２４ 左右回転軸

Claims (4)

1. 映像ディスプレイが備えられ、使用者の視聴方向に備えられる薄板形態の中央基板１と、
   前記中央基板１の前端と後端にそれぞれ備えられる第１、第２蝶番２、３と、
   前記第１蝶番２を基軸にして前記中央基板１の左右両方に折り畳んで展開される左右映像板６、６ａと、
   前記第２蝶番３を基軸にして前記中央基板１の左右両方に折り畳んで展開される左右レンズ板４、４ａとを含み、
   使用時は、前記左右映像板６、６ａの光軸と左右レンズ５、５ａの光軸が一致すると同時に左右レンズの焦点距離が一致し、
   携帯時は、前記中央基板１を左右両面を基準にして前記左右映像板６、６ａと前記左右レンズ板４、４ａが折り畳まれることで携帯しやすいことが特徴である折り畳み式仮想現実ディスプレイ装置。
2. 前記左右映像ディスプレイ７、７ａ構造は、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、ＱＬＥＤ、ＭＩＣＲＯ ＬＥＤのように自己発光構造を有する映像ディスプレイで構成されることが特徴である請求項１に記載の折り畳み式仮想現実ディスプレイ装置。
3. 前記位置センサ９に少なくともジャイロセンサがさらに含まれて備えられることが特徴である請求項１に記載の折り畳み式仮想現実ディスプレイ装置。
4. 前記左右レンズ板４、４ａの左右両端に取っ手１０、１０ａ 、メガネのつる、バンドの中でさらに一つが備えられることが特徴である請求項１に記載の折り畳み式仮想現実ディスプレイ装置。

Images