JP6517717B2 - 携帯用折り畳み式仮想現実機器 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１５年３月４日に韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１５−００３０３１１号及び２０１５年１２月９日に韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１５−０１７５１９９号の優先権を主張するものであり、これらの特許出願の全体が参照により援用される。

本発明はスマートフォンを装着して仮想現実機器映像を鑑賞する装置において、重さと体積を画期的に減縮することができる、携帯用折り畳み式仮想現実機器の構造に関する。

従来のＶＲ機器は、図５の（ａ）のようにボックス型でスマートフォンを内部に装填し、レンズの焦点距離だけレンズケースをボックスの形態化にすることで、これによる体積が非常に大きくなり、携帯が不可能となる。

また、別途のコントロール装置がないと映像のコントロールが不可能である。

一部公知された従来の立体観測鏡は、スマートフォンを装着する機能ではなく、単に写真や絵などを鑑賞する機器に限定され、仮想現実機器に適用することが不可能であった。

また、使用時に直角で形成される機能がないため、レンズの焦点距離と映像の視聴距離が不安定で焦点が合わないなど、事実上仮想現実などの動画観測装置に適用することが不可能であった。

本発明のようなＶＲ映像機器は、図１、図３のように使用者の頭にバンドで固定する形態なので、重かったり体積が大きくなると使用が不可能であり、使用可能であってもとても不便となる。

したがって、どれ程体積が小くなって重さが軽くなり、拡大レンズの焦点距離が固定され、外部での視聴映像の調整可能有無が本発明の解決課題となる。

本発明は図１のように覆い４を水平方向に構成し、前記覆い４の前端にスマートフォンのような映像機器を装着する装着ケース１を備え、前記覆い１の後端に左、右拡大レンズ５が備えられるレンズ板４を具備し、前記レンズ板４の左、右両端に本機器を頭に装着できるバンド８を備え、前記装着ケース１と前記レンズ板４の構造はそれぞれ覆い４と前、後ヒンジ６、７によって上、下直角構造に回転するように構成し、前記覆い４の中心の前、後面には左、右に回転する支持台３を備える。
また、前記前面ヒンジ６と後面ヒンジ７の間隔は前記左、右拡大レンズ５の焦点距離と同一に構成することで、使用時に前記覆い１を基準にして装着ケース１とレンズ板４を直角で両立させることで拡大レンズ５の焦点距離が安定される。
また、装着ケース１の両端にオープンされ、前記装着ケース１に装着された映像機器の表面をタッチできるようにすることで、別途の映像コントロール装置がなくても映像を調整できるように構成し、前面ヒンジ６と後面ヒンジ７構造の回転角度が９０°以上１８０°未満と構成し、覆い２の下部に備えられた前面ヒンジ６構造と後面ヒンジ７構造の間の間隔が拡大レンズ５の焦点距離と同一な間隔で構成する。

このような本発明は、位置追跡装置やジャイロ装置などが備えられているスマートフォンのような映像装置を装着し、レンズ板の左右に構成されるベルト構造と、覆い前面に左、右が露出される装着映像装着機器を備えることが特徴であって、覆い構造を基準にして内方向に装着ケースとレンズ板を折られる構造で構成して、従来に比べて体積を１/４以下と減少させ、重さも従来のＶＲ機器に比べて１/４以下と減少させ、前記のような重さと体積の減少は頭に長時間着用できるようにし、使用時の不便さを最小化させる。また、装着ケースとレンズ板が回転する構造の支持板と結合することで、レンズと映像の間の焦点距離を安定的に保ち、映像の表面が支持板の左右に露出される構造なので、使用者は両手で映像板の表面を調整することで別途の映像調整装置なしに映像調整が可能である効果がある。

本発明の構成説明図。 本発明の側面構成説明図。 本発明の使用時の説明図。 本発明の携帯時に折り畳まれた構造の説明図。 従来ＶＲ機器と本発明の大きさの比較説明図。 実施例１の構成説明図。 （ａ）は実施例１の携帯時の説明図であり、（ｂ）は実施例１の全開作動説明図であり、（ｃ）は実施例１の全開時の説明図である。 スマートフォンの使用説明図。

本発明は前記のような点に鑑みて、携帯時に薄膜構造となり、使用時に拡大レンズの焦点距離が均一に安定されるし、スマートフォンを装着する構造になって、動画はもちろん上、下、左、右へと視覚方向が移動する時、視覚方向によって映像が変化されるジャイロ装置、位置追跡装置などが構成されたスマートフォンのような映像装置が装着できるようにする。

即ち、図１、図２のように、スマートフォンのような映像装置を装着できる装着ケース１、前記装着ケース１の上端後面にヒンジ６と連係して上端部を構成している覆い２、前記覆い２の後端部位にヒンジ７と連係されたレンズ板４、前記レンズ板４の左、右に備えられる拡大レンズ５で構成し、前記レンズ板４の左、右には使用者が本発明を頭に装着する時使うバンド８構造で構成される。

また、レンズ板４の左、右方向の基準の中心と、装着ケース１の左、右の基準を中心にして本発明を使用する時に直角構造で配設されるし、本発明を携帯する時は覆い２の中で図１のように覆い２の中心ラインに沿って支持台ヒンジ１０により左、右に回転するように構成される支持台３で構成される。前記のように装着された映像装置は、外部で映像を調整できるように左、右が露出されるように構成されなければならない。

また、本体の覆い２の前、後面にそれぞれ前、後端ヒンジ６、７を備えるが、前端ヒンジ６には装着ケース１が覆い２方向へ９０°回転して折り畳むように構成され、後端ヒンジ７にはレンズ板４が覆い２方向へ９０°回転して折り畳むように構成される。

支持台３構造は覆い２の中心ラインに沿ってヒンジ１０と連係構成する。装着ケース１の構造はスマートフォン、またはスマートフォンと類似の大きさのタブレットＰＣなどを装着できるように構成する。

また、覆い２の内部、前端ヒンジ６と後端ヒンジ７の距離が拡大レンズ５、支持台３の前、後の幅の長さは拡大レンズ５と焦点距離が同じ距離で構成されることで、観測者１１は拡大レンズ５を通じて装着ケース１に装着されたスマートフォンなどの映像を観測する時、前記拡大レンズ５の焦点距離が自動的に合うように構成される。

また、図２のように、使用時には支持台３を基準にして前、後面に構成された装着ケース１とレンズ板４が相互平行に両立するように構成するが、その両立形態が支持台３を基準にして装着ケース１とレンズ板４がいずれも９０°直角の形態になるように構成される。

したがって、拡大レンズ５の焦点距離が装着ケース１に装着されたスマートフォンの表面映像に均一に焦点距離が一致するようになる。

このような本発明の構造は、図１、図２のように、覆い２でスマートフォンなどを装着した装着ケース１を上、下９０°直角になるように広げた後、レンズ板４を覆い２の後端を基準にして上、下方向に９０°直角で広げて構成される。

支持台３の構造は、覆い２で左、右方向９０゜に回転して装着ケース１やレンズ板４の間を支持し、装着ケース１やレンズ板４が支持台３によって相互平行に両立するように構成される。前記レンズ板４の両端にバンド８を備えて頭に装着するように構成される。

前端ヒンジ６の位置と覆い２の後面に備えられる後端ヒンジ７の位置が有する間隔を拡大レンズ５が有する焦点距離と支持台３によって同一に構成することで、レンズ板４の左、右拡大レンズ５が装着ケース１の映像位置と常に安定的に固定されるので、安定した仮想現実映像を鑑賞することができる。

また、このような本発明の構造は、覆い２構造と装着ケース１構造を連係する前端ヒンジ６構造が図２の（ａ）と図２の（ｂ）のように一方は円形棒６１の構造で構成され、他方は円形枠６２構造で構成されるが、円形枠６２の構造は１８０°以上、望ましくは１８５°以上２００゜の範囲で構成することで、円形枠６２が円形棒６１の構造から抜けないように構成する。

覆い２構造とレンズ板４構造を連係する後端ヒンジ７構造も前記前端ヒンジ構造６のように、一方は円形枠６２の構造で構成するが、円形枠６２の構造は１８０°以上、望ましくは１８５°以上２００゜の範囲で構成される。

このような前、後端ヒンジ６、７の構造は、パイプ加工のように引抜工程によって長く抜き出した後、必要な大きさに切断して簡単に組み立てて使用することができるので、薄膜構造のヒンジ構造に適合であり、製造費用が節減される長所がある。しかし、前記ヒンジ構造は前記構造に限定されず、めがね用ヒンジなど前記のような作用をするヒンジ構造に全て適用されることができる。

また、このような本発明の構造は、図４のように覆い２を基準にして支持板３を折り畳み、レンズ板４と装着ケース１及びバンド８を折り畳むと、全体構造が薄膜構造で折り畳まれるようになって保管ケース９に簡単に保管される。特に、このようなＶＲ機器は、図３のように頭にバンド８で着用して固定する形なので、重かったり体積が大きくなると使用が不可能であったり非常に不便となる。

したがって、本発明はその体積がどれ程小さくて重さが軽く、拡大レンズの焦点距離が安定するように固定されるのかが技術的解決の鍵となる。よって、このような本発明は、図５のように既存のＶＲ機器はその体積の横縦の幅が１４ｃｍ×１７ｃｍ×１０ｃｍで、２３８０ｃｍ^３であり、重さも４４０ｇであることに対し、本発明の構造は横×縦×幅が１４.５ｃｍ×７.５ｃｍ×３ｃｍで、３２６ｃｍ^３であって、重さも６０ｇに過ぎない。つまり、本発明の体積と重さは従来に比べて１／４〜１／６以下と画期的に減少するので携帯しやすい。すなわち、従来ＶＲ機器は携帯することが非常に不便であったことに対して本発明は簡単に携帯することができる。

また、従来のＶＲ機器はスマートフォンなどの映像機器を機器の内部に装着するため、スマートフォンの表面が遮断され画面を調整することが不可能である。

しかし、本発明は図１のように装着ケース１の構造に両面が露出され、装着されたスマートフォンの表面が露出されることで別途の映像コントロール装置がなくても画面を調整できる特徴がある。

［実施例１］
このような本発明は次のように実施することができる。

即ち、図６のように装着ケース１上部の中心部に突出された第１ヒンジ１ｂを構成し、レンズ板４上部の中心部に突出された第２ヒンジ４ｂを構成し、覆い２の前端には第１突出台１２を備え、覆い２の後端には第２突出台１３を構成する。

前記装着ケース１の上端を水平方向に斜角４５゜の角度で第１角度支持台１ａを構成し、前記覆い２の前端部分に斜角４５゜で第２角度支持台２ａを構成する。

前記覆い２の後端の第２突出台１３下部には斜角４５゜の角度で第３角度支持台２ｂを構成し、前記レンズ板４の上端を水平方向に斜角４５゜の角度で第４角度支持台４ａを形成する。覆い２の前、後面の長さは、レンズ板４の拡大レンズ５が装着ケース１に装着されるスマートフォン１００の焦点距離と同じ長さになるように構成する。

このような本発明は、図６の形態が図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように装着ケース１を基準にして第１ヒンジ１ｂによって覆い２と、前記覆い２の後端に連係されたレンズ板４が前面に回転する。

この時、図７の（ｂ）のように装着ケース１の上端に４５゜の角度で形成された第１角度支持台１ａと、覆い２の前端に４５゜の角度で形成された第２角度支持台２ａがかみ合って９０゜の正確な直角に形成されるし、第１突出台１２と第２ヒンジ１ｂがかみ合って堅固に９０゜の正確な直角で支持される。

また、前記図７の（ｂ）のような形態は、再び図７の（ｃ）のように後面へ回転して全開される時、覆い２の後端で４５゜の角度で形成された第３角度支持台２ｂと、レンズ板４の上端に４５゜の角度で形成された第４角度支持台４ａがかみ合って正確な９０゜の直角で形成され、第２突出台１３と第２ヒンジ４ｂがかみ合って堅固な９０゜の直角で支持される。

例えば、より詳しく説明すると、第１、第３角度支持台１ａ、２ｂが４５゜であれば第２、第４角度支持台２ａ、４ａを４５゜にして第１角度支持台１ａと第２角度支持台２ａの内角の和が９０゜になるようにし、第３角度支持台２ｂと第４角度支持台４ａの内角の和が９０゜になるようにする。

同様の論理によって、第１、第３角度支持台１ａ、２ｂが３０゜であれば第２、第４角度支持台２ａ、４ａは６０°、そして第１、第３角度支持台１ａ、２ｂが０゜であれば第２、第４角度支持台２ａ、４ａは９０゜に構成する。

即ち、如何なる場合であっても、第１角度支持台１ａと第２角度支持台２ａの和と、第３角度支持台２ｂと第４角度支持台４ａの内角がなす和が９０゜になるようにする。

折り畳んで携帯する時は、前記図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の逆の順に、図８のように折り畳み状の薄膜構造で折り畳まれるし、装着ケース１に対して覆い２とレンズ板４とバンド８が折り畳まれるので、装着ケース１に内蔵されたスマートフォン１００が露出するようになる。

すなわち、このような実施例は、図７の（ａ）のように折り畳んで携帯する時、装着ケース１にスマートフォンを装着して図８のようにスマートフォンとして使い、仮想現実観測装置として使用する時は、図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように全開して図６のような形態で使うことである。

このような仮想現実機器は、レンズ板４の拡大レンズ５が有する焦点距離がスマートフォン１００の位置に正確に固定して安定される。したがって、このような実施例では覆い２の長さは仮想現実機器として使用する時、拡大レンズ５の焦点距離が一致するように構成する。

また、図６、図７の（ｃ）のように本発明を全開して使用する時、装着ケース１の前面と覆い２が９０゜の直角で正確に固定して安定されるし、装着ケース１の後面とレンズ板４が９０゜の直角で正確に固定して安定されることで、焦点が揺れずに安定した仮想現実観測ができるようになり、図３のようにバンド８を使って頭に着用するように使用者が上・下、左・右を回しながら見ても安定しなければならない。

したがって、このような本発明の構造は、図７の（ｃ）のように装着ケース１の前面の長さと拡大レンズ５の間隔に該当する覆い２の長さＦが同一であるように構成する。

また、装着ケース１の第１角度支持台１ａと覆い２の前面の第２角度支持台２ａのそれぞれの４５°角度が対称して平行な角度でかみ合って９０°直角で正確に形成されるし、覆い２の後面の第３角度支持台２ｂとレンズ板４の上面の第４角度支持台４ａがそれぞれ４５゜の角度で相互対称して平行な角度でかみ合って９０°直角で形成される。

このような第１角度支持台１ａと第２角度支持台２ａの角度の和が成す内角の和が９０度、第３角度支持台２ｂと第４角度支持台４ａの角度が成す内角の和が９０度になるようにする。

つまり、例えばこのような第１角度支持台１ａを３０度にする場合、第２角度支持台２ａは６０度、第３角度支持台２ｂを０度にする場合、第４角度支持台４ａは９０度に形成することである。即ち、第１角度支持台１ａと第２角度支持台２ａ、第３角度支持台２ｂと第４角度支持台４ａは、０度以上９０度角度以内にし、その角度の和が９０度となるようにする。

このように各部分要素間の内角を９０度に維持する理由は、本発明を頭に被って移動する時、拡大レンズ５と画面１００の焦点間隔Ｆが安定し、一定に維持できるようにするためである。

また、図６のように第１突出台１２と第１ヒンジ台１ｂがかみ合い、第２突出台１３が第２ヒンジ４ｂとかみ合って９０゜の直角構造が丈夫に維持される。

また、図７の（ｃ）のように全開して使用する時、覆い２の長さＦが拡大レンズ５の焦点距離と同一なので、焦点が自動的に合うようになる。

したがって、このような本発明は従来に比べて１／４−１／６の重さと体積に顕著に減少して携帯しやすいし、ヒンジ構造が薄膜構造に適合であって、使用時は覆い２と支持台３構造によって装着ケース１の映像とレンズ板４の拡大レンズ５が直角両立構造で構成されることで、拡大レンズ５の焦点が映像表面に均一に自動的に合わされる特徴がある。

１ 装着ケース
２ 覆い
３ 支持台
４ レンズ板
５ 拡大レンズ
６ 前端ヒンジ
７ 後端ヒンジ
８ バンド
９ 保管ケース
１０ 支持台ヒンジ
１１ 観測者
６１ 円形棒
６２ 円形枠
１００ スマートフォン
１２ 第１突出台
１３ 第２突出台
１ａ 第１角度支持台
１ｂ 第１ヒンジ
２ａ 第２角度支持台
４ｂ 第２ヒンジ
２ｂ 第３角度支持台
４ａ 第４角度支持台
６ａ 第１回転軸
６ｂ 第２回転軸

Claims (3)

1. 左、右拡大レンズ（５）が備えられ、バンド（８）で頭に装着してスマートフォン（１００）で仮想現実映像を観測する携帯用折り畳み式仮想現実機器において、
   前記スマートフォン（１００）の幅方向の両側面がぴったり嵌合するように、前記スマートフォン（１００）をその長手方向に挿入して装着する装着ケース（１）と、
   前記左、右拡大レンズ（５）が備えられると共に前記バンド（８）が備えられるレンズ板（４）と
   前記装着ケース（１）及び前記レンズ板（４）に、各々第１ヒンジ（１ｂ）及び第２ヒンジ（４ｂ）を介して回転して折り畳むように構成され、前記左、右拡大レンズ（５）の焦点距離と同じ長さで構成される覆い（２）と、を備え、
   前記装着ケース（１）には、前記第１ヒンジ（１ｂ）と第１角度支持台（１ａ）とが設けられ、
   前記覆い（２）の前端には、第１突出台（１２）と第２角度支持台２ａとが設けられ、
   前記覆い（２）の後端には、第２突出台（１３）と第３角度支持台（２ｂ）とが設けられ、
   前記レンズ板（４）には、第４角度支持台（４ａ）と前記第２ヒンジ（４ｂ）とが設けられ、
   前記第１突出台（１２）は、前記第１ヒンジ（１ｂ）と結合し、前記第２突出台（１３）は、前記第２ヒンジ（４ｂ）と結合し、
   使用する時には、
   前記第１角度支持台（１ａ）と前記第２角度支持台（２ａ）とが噛み合って、前記装着ケース（１）と前記覆い（２）とがなす内角が直角で固定され、
   前記第３角度支持台（２ｂ）と前記第４角度支持台（４ａ）とが噛み合って、前記覆い（２）と前記レンズ板（４）とがなす内角が直角で固定されるので、
   前記左、右拡大レンズ（５）の焦点距離と前記覆い（２）の長さが自動的に一致し、
   携帯する時には、
   前記レンズ板（４）が前記覆い（２）方向に回転して折り畳まれ、さらに前記装着ケース（１）の後面に回転することで、携帯し易い薄膜構造に転換されることを特徴とする、携帯用折り畳み式仮想現実機器。
2. 前記装着ケース（１）の構造は、前記スマートフォン（１００）が脱落しないように、第１ヒンジ（１ｂ）側の縁部及び前記第１ヒンジ（１ｂ）と反対側の縁部がそれぞれ相対する内向きに突出するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の携帯用折り畳み式仮想現実機器。
3. 使用する時に、前記左、右拡大レンズ（５）に対向する前記装着ケース（１）の前面は開放されており、前記スマートフォン（１００）の表面が露出するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の携帯用折り畳み式仮想現実機器。

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