KR100612585B1

KR100612585B1 - 집중각조정장치를가지는헤드마운트디스플레이

Info

Publication number: KR100612585B1
Application number: KR1019980027014A
Authority: KR
Inventors: 진 한 송
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-07-04
Filing date: 1998-07-04
Publication date: 2007-04-25
Also published as: KR20000007600A

Abstract

본 발명은 확대영상을 표시하는 헤드 마운트 디스플레이에 관한 것이다.

본 발명의 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 직선구동되는 슬라이딩부재와, 슬라이딩부재에 연동되어 렌즈를 회전시키기 위한 홀더부재를 구비한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 접안렌즈 탑재부의 공차에 관계없이 집중각을 조절할 수 있게 되고 누적 조립공차 등으로 발생하는 집중각의 오차를 보상할 수 있게 된다.

Description

집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이{Head Mounted Display With Adjusting Devices Of Convergence Angle}

본 발명은 화상 표시 장치에 관한 것으로, 특히 확대영상을 표시하는 헤드 마운트 디스플레이에 관한 것이다.

최근 들어, 맨-머신 인터페이스(Man-Machine Intertace)의 주요한 역할을 담당하는 디스플레이 장치로써, 휴대가 간편할 뿐만 아니라 기존의 표시장치에 버금가는 화질로 게임기 등의 소형기기에 적합한 소형 디스플레이 장치의 개발이 가속화되고 있다. 이러한 소형 디스플레이 장치로서 특수용도로서는 오래전부터 사용되었지만 최근 비디오 감상용 혹은 게임기 모니터용으로 일반인들에게 선보인 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display : 이하 "HMD"라 함)가 주목을 받고 있다. HMD는 광학계를 이용하여 소형화면을 대형화면으로 변환하여 이를 개인만이 즐길 수 있도록 머리부에 장착하는 개인형 디스플레이다. HMD의 성능을 좌우하는 주요한 특성중 하나인 집중각은 관찰자가 피로감을 느끼지 않고 편안하게 영상을 볼 수 있게 한다. 도 1 및 도 2는 집중각을 고려하여 설계된 HMD의 광기구 경통 구조를 나타내는 도면으로써, HMD는 화상을 표시하기 위한 화상표시소자(2)와, 확대허상을 만들기 위한 제1 및 제2 접안렌즈(4,4')를 구비한다. 화상표시소자(2)로부터 표시된 화상은 하프미러(6)에 의해 분할되어 제1 릴레이렌즈(8)와 제2 릴레이렌즈(10)에 조사되고 제1 및 제2 릴레이렌즈(8,10)를 통과한 상은 각각 좌우 양측 눈으로 이동된다. 제1 릴레이렌즈(8)를 투과한 상은 제1 및 제2 전반사미러(12,14)에 의해 반사된 후 제1 접안렌즈(4) 앞에서 결상된다. 이와 같이 결상된 좌측 1차상은 제1 접안렌즈(4)에 의해 확대허상으로 변환된다. 제2 릴레이렌즈(10)를 투과한 상은 제3 전반사미러(16)에 의해 반사된 후 제2 접안렌즈(12) 앞에서 결상된다. 결상된 우측 1차상은 제2 접안렌즈(4')에 의해 확대허상으로 변환된다. 관찰자는 제1 및 제2 접안렌즈(4,4')를 통해 좌우측 1차상을 확대허상으로 보게 된다. 제1 및 제2 접안렌즈(4,4')에는 도 2에서와 같이 집중각(Convergence Angle)의 1/2 만큼씩 분배되어 설계된다. 제1 및 제2 접안렌즈(4,4')는 설계된 집중각으로 메인바디(Main body)(1)에 형성된 슬릿부(1a,1a')에 끼워져 메인바디(1)에 장착된다. 그러나 종래의 HMD는 요구되는 집중각을 만족하기 위하여, 슬릿부(1a,1a')의 각도를 엄격하게 관리하더라도 메인바디(1)가 사출성형물로 제작되고 각각의 조립공정마다 슬릿부(1a,1a')에 주어진 공차에 의해 편차가 커질 수밖에 없다. 편차가 커진 슬릿부(1a,1a')에 제1 및 제2 접안렌즈(4,4')를 끼우게 되면 그 편차만큼 집중각이 나빠지게 되고 이는 관찰자가 영상을 보게 될 때 쉽게 피로해지게 되는 주요인이 되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 접안렌즈 탑재부의 공차에 관계없이 집중각을 조절할 수 있도록 하는 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이를 제공 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 집중각을 직접 보정하여 편안하고 깨끗한 영상을 제공함과 아울러 관찰자가 집중각을 직접 조정할 수 있도록 한 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 직선구동되는 슬라이딩부재와, 슬라이딩부재에 연동되어 렌즈를 회전시키기 위한 홀더부재를 구비한다.

본 발명의 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 상기 슬라이딩부재는 상기 홀더부재에 치합되는 직선레크와, 상기 슬라이딩부재의 직선운동을 안내하는 가이더와, 상기 슬라이딩부재에 구동력을 전달하는 돌기를 구비한다.

본 발명의 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 상기 홀더부재는 렌즈가 취부되는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더에 일체화되고 상기 직선레크에 치합되는 기어와, 상기 렌즈홀더를 회전지지하는 회전축을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이를 나타내는 평면도 및 정면도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 집중각 조정장치의 구성을 알기 쉽게 나타내는 사시도이다. 도 3 내지 도 5의 구성에서 본 발명에 따른 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 제1 및 제2 접안렌즈(4,4') 측에 직선레크(24,24')가 형성된 슬라이더(21)와, 슬라이더(21)에 연동되어 서로 반대방향으로 회전하는 렌즈홀더(23,23')를 구비한다. 슬라이더(21)는 렌즈홀더(23,23')의 구동력을 발생하는 역할을 하는 것으로, 메인바디(1)에 직선구동 가능하게 설치된다. 이 슬라이더(21)의 상면에는 조정 손잡이(25)가 돌출되어 있다. 그리고 슬라이더(21)에는 직선레크(24,24')에 평형하게 형성되는 가이드홈(21a,21a')이 형성된다. 가이드홈(21a,21a')은 케이스(30)의 가이드레일(30a,30a')에 끼워지게 되어 슬라이더(21)의 직선운동을 안내하게 된다. 관찰자는 조정 손잡이(25)를 이용하여 슬라이더(21)를 구동하게 된다. 렌즈홀더(23,23')는 제1 및 제2 접안렌즈(4,4')가 장착되어 제1 및 제2 접안렌즈(4,4')를 지지하게 되며 슬라이더(21)에 연동되어 제1 및 제2 접안렌즈(4,4')를 회전시킴으로써 집중각을 조정하게 된다. 이를 위하여, 렌즈홀더(23,23')에는 슬라이더(21)의 직선레크(24,24)에 치합되는 기어(22,22')와 메인바디(1)에 회전 가능하게 끼워지는 회전축(27,27')이 일체화된다.

집중각 조정은 다음과 같은 수순에 의하여 행하여 진다. 집중각의 조정이 필요한 경우 관찰자가 조정 손잡이(25)를 조정할 방향으로 전/후진하게 되면 슬라이더(21)는 직선구동된다. 슬라이더(21)가 직선운동하게 되면 직선레크(24,24')는 기어들(22,22')에 동력을 전달하게 회전하게 된다. 이 때, 슬라이더(21)는 메인바디(1)의 가이드레일(30a,30a')에 안내되기 때문에 유동없이 직선구동된다. 슬라이더(21)의 직선레크(24,24')로부터 동력을 전달 받은 기어들(22,22')은 직선레크(24,24')의 직선운동을 회전운동으로 변환하게 되고 기어들(22,22')이 일체화된 렌즈홀더들(23,23')은 기어들(22,22')을 따라 회전하게 된다. 이 때, 렌즈홀더들(23,23')은 회전축(27,27')을 중심으로 서로 반대방향으로 회전하게 된다. 렌즈홀더들(23,23')의 회전량은 집중각의 변화량이 된다.

결과적으로, 본 발명에 따른 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 슬라이더(21)가 어느 한 방향으로 직선 구동될 때 렌즈홀더들(23,23')이 서로 반대방향으로 회전하여 집중각을 조절하게 된다. 예를 들면, 좌측 렌즈홀더(23)가 시계방향으로 회전하게 되면 우측 렌즈홀더(23')는 반시계방향으로 회전하여 집중각을 조절하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 접안렌즈 탑재부의 공차에 관계없이 집중각을 조절할 수 있게 되고 누적 조립공차 등으로 발생하는 집중각의 오차를 보상할 수 있게 된다. 나아가, 본 발명에 따른 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이는 집중각을 관찰자가 자신에 맞게 직접 보정하여 편안하고 깨끗한 영상을 감상할 수 있게 한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 헤드 마운트 디스플레이에서 광기구 경통을 나타내는 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 광기구 경통에서 집중각을 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이를 나타내는 평면도.

도 4는 도 3에 도시된 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이의 정면도.

도 5는 도 3에 도시된 집중각 조정장치를 나타내는 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 메인바디 1a,1a' : 슬릿부

2 : 화상표시소자 4,4' : 접안렌즈

6 : 하프미러 8,10 : 릴레이렌즈

12,14,16 : 전반사미러 21 : 슬라이더

21a,21a' : 가이드홈 22,22' : 기어

23,23' : 렌즈홀더 24,24' : 직선레크

25 : 조정 손잡이 30 : 케이스

30a,30a' : 가이드레일

Claims

직선구동 가능하게 설치되는 슬라이딩부재와,

상기 슬라이딩부재의 직선운동을 안내하는 가이더와,

상기 슬라이딩부재에 구동력을 전달하는 돌기와,

렌즈가 취부되는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더에 일체화되고 상기 직선레크에 치합되는 기어와, 상기 렌즈홀더를 회전지지하여 상기 슬라이딩부재의 직선운동에 따라 회전력을 전달받는 회전축을 구비한 홀더부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 슬라이딩부재는 상기 홀더부재에 치합되는 직선레크를 구비하는 것을 특징으로 하는 집중각 조정장치를 가지는 헤드 마운트 디스플레이.