KR102297102B1 - Head-mounted display apparatus - Google Patents

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KR102297102B1 KR1020140115311A KR20140115311A KR102297102B1 KR 102297102 B1 KR102297102 B1 KR 102297102B1 KR 1020140115311 A KR1020140115311 A KR 1020140115311A KR 20140115311 A KR20140115311 A KR 20140115311A KR 102297102 B1 KR102297102 B1 KR 102297102B1
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이영진
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Abstract

헤드 마운트 디스플레이 장치는 일면이 사용자의 얼굴과 대면하도록 형성된 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임의 적어도 일부와 결합하여 상기 메인 프레임이 상기 얼굴에 고정될 수 있도록 형성되는 착용 파트를 포함하며, 상기 메인 프레임의 타면에 외부 전자장치가 장착될 수 있도록 공동 구조로 형성되며, 상기 메인 프레임은 외부 전자 장치의 위치를 조정할 수 있는 위치 조정부를 포함하며, 상기 메인 프레임의 내부에는 위치 조정 시 상기 외부 전자 장치의 기울어짐을 방지할 수 있는 구조를 포함한다.The head mounted display device includes a main frame formed so that one surface faces the user's face; and a wearing part that is coupled to at least a portion of the main frame so that the main frame can be fixed to the face, and is formed in a common structure so that an external electronic device can be mounted on the other surface of the main frame, The main frame includes a position adjusting unit capable of adjusting the position of the external electronic device, and the main frame includes a structure capable of preventing the external electronic device from being tilted when the position is adjusted.

Figure R1020140115311
Figure R1020140115311

Description

헤드 마운트 디스플레이 장치{HEAD-MOUNTED DISPLAY APPARATUS}Head Mounted Display Device {HEAD-MOUNTED DISPLAY APPARATUS}

본 발명의 다양한 실시예들은 헤드 마운트 디스플레이 장치에 관한 것이다.Various embodiments of the present invention relate to a head mounted display device.

최근에, 신체에 직접 착용될 수 있는 형태의 다양한 전자장치들이 개발되고 있다. 이러한 장치들은 보통 웨어러블(Wearable) 전자장치라 불린다.Recently, various types of electronic devices that can be directly worn on the body have been developed. These devices are commonly referred to as wearable electronics.

신체의 어느 일부분에 착용되는 웨어러블 전자장치의 일 예로서, 사용자의 두부 또는 머리에 장착되어 영상을 표시하는 헤드 마운트 디스플레이 장치(Head-mounted display Apparatus, HMD), 스마트 안경 (smart glass), 스마트 시계 또는 밴드(smart watch, wristband), 콘텍트 렌즈형 장치, 반지형 장치, 신발형 장치, 의복형 장치, 장갑형 장치 등을 포함하며, 인체의 일부 또는 의복에 탈 부착 가능한 다양한 형태를 가질 수 있고, 특히 HMD는 고글 형상 또는 안경 형상으로 형성될 수 있다.As an example of a wearable electronic device that is worn on any part of the body, a head-mounted display device (HMD) that is mounted on a user's head or head to display an image, smart glasses (smart glass), and a smart watch Or a band (smart watch, wristband), a contact lens-type device, a ring-type device, a shoe-type device, a clothing-type device, a glove-type device, etc., and may have various forms that can be attached or detached to a part of the human body or clothes, especially The HMD may be formed in the shape of goggles or glasses.

웨어러블 전자장치는 신체에 직접 착용됨에 따라, 이동성(portability) 및 사용자의 접근성(Accessibility)이 향상될 수 있다.As the wearable electronic device is directly worn on the body, portability and user accessibility may be improved.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치HMD는 휴대용 이동통신 단말기를 디스플레이로서 이용하고, 이를 헤드 마운트 디바이스에 장착함으로써, 이동성에 의해 단말기를 따로 휴대하여 들고 다녀야 하는 불편을 해결할 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치의 디스플레이는 사용자의 눈과 대면하는 위치에서 영상을 출력할 수 있고, 또한 사용자와 디스플레이 사이에 렌즈가 위치되어 사용자의 시력 보정을 할 수 있다.The head mounted display device HMD according to various embodiments of the present invention uses a portable mobile communication terminal as a display and mounts it on the head mounted device, thereby solving the inconvenience of separately carrying and carrying the terminal due to mobility. For example, the display of the head mounted display device may output an image at a position facing the user's eyes, and a lens may be positioned between the user and the display to correct the user's eyesight.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이HMD 장치는 렌즈와 디스플레이 장치 사이의 거리 조정 시에, 흔들림이나 기울임을 방지할 수 있는 구조를 제공한다.The head mounted display HMD device according to various embodiments of the present invention provides a structure capable of preventing shaking or tilting when a distance between a lens and a display device is adjusted.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이(HMD) 장치는 일면이 사용자의 얼굴과 대면하도록 형성된 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임의 적어도 일부와 결합하여 상기 메인 프레임이 상기 얼굴에 고정될 수 있도록 형성되는 착용 파트를 포함하며, 상기 메인 프레임의 타면에 외부 전자장치가 장착될 수 있도록 공동 구조로 형성되며, 상기 메인 프레임은 외부 전자 장치의 위치를 조정할 수 있는 위치 조정부를 포함하며, 상기 메인 프레임의 내부에는 위치 조정 시 상기 외부 전자 장치의 기울어짐을 방지할 수 있는 구조를 포함할 수 있다.A head mounted display (HMD) apparatus according to various embodiments of the present disclosure includes a main frame having one surface formed to face a user's face; and a wearing part that is coupled to at least a portion of the main frame so that the main frame can be fixed to the face, and is formed in a common structure so that an external electronic device can be mounted on the other surface of the main frame, The main frame may include a position adjusting unit capable of adjusting the position of the external electronic device, and the main frame may include a structure capable of preventing the external electronic device from being tilted when the position is adjusted.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면 헤드 마운트 디스플레이HMD 장치의 디스플레이 이동 시에 흔들림이나 기울임을 방지할 수 있어 사용자에게 편안한 영상을 제공할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, it is possible to prevent shaking or tilting when the display of the head mounted display HMD device is moved, thereby providing a comfortable image to the user.

도 1은 본 발명 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 헤드 마운트 디스플레이장치가 전자 장치와 결합되지 않은 상태의 메인 프레임에 관한 사시도이다.
도 3은 전자 장치 및 커버를 장착한 상태에서 도 2의 배면 사시도이다.
도 4는 도 2의 헤드 마운트 디스플레이 장치를 사용자가 착용한 상태도이다.
도 5는본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 메인 프레임 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 메인 프레임 분해 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전면 케이스를 제거한 상태의 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구조도 및 단면도이다.
도 8은 도 1의 헤드 마운트 디스플레이 장치를 A-B 방향으로 절단한 단면도이다.
도 9는 도 6의 헤드 마운트 디스플레이 장치를 C-D 방향으로 절단한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 개략적인 블록도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 일반 모드 (Normal mode)와 HMM(Head-mounted Mode) 또는 VR 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치가 스마트폰의 후면 카메라를 이용하여 시-스루(See-through) 모드를 제공하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 위치 조정부에 관한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 기울임 감지 및 사용자 인터페이스를 표시하는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 기울임 감지 및 사용자 인터페이스에 관한 화면 예시이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 기울임 감지 및 측정값 표시에 관한 순서도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a head mounted display device according to various embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main frame in a state in which the head mounted display device of FIG. 1 is not coupled to an electronic device.
3 is a rear perspective view of FIG. 2 in a state in which the electronic device and the cover are mounted;
4 is a diagram illustrating a state in which a user wears the head mounted display device of FIG. 2 .
5 is an exploded perspective view of a main frame of a head mounted display apparatus according to various embodiments of the present disclosure;
6 is an exploded perspective view of a main frame of a head mounted display apparatus according to various embodiments of the present disclosure;
7A to 7C are structural views and cross-sectional views of a head mounted display device in a state in which the front case is removed according to various embodiments of the present disclosure;
8 is a cross-sectional view taken along the AB direction of the head mounted display device of FIG. 1 .
9 is a cross-sectional view of the head mounted display device of FIG. 6 taken in a CD direction.
10 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a head mounted display apparatus according to various embodiments of the present invention.
11 is a view for explaining a normal mode and a head-mounted mode (HMM) or VR mode of the head mounted display apparatus according to various embodiments of the present invention.
12 is a diagram in which a head mounted display apparatus according to various embodiments of the present disclosure provides a see-through mode using a rear camera of a smartphone.
13 is a view of a position adjusting unit of a head mounted display apparatus according to various embodiments of the present invention.
14 is a flowchart for detecting tilt and displaying a user interface of the head mounted display device according to various embodiments of the present disclosure.
15 is a screen example related to the tilt detection and user interface of the head mounted display device according to various embodiments of the present invention.
16 is a flowchart illustrating inclination detection and measurement value display of a head mounted display device according to various embodiments of the present disclosure.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to various embodiments of the present invention will be described, and it should be noted that descriptions of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

본 발명의 다양한 실시예에 따르는 헤드 마운트 디스플레이 장치는 디스플레이를 통해, 증강 현실(Augmented reality, AR)을 제공하는 시-스루(See-through) 또는 가상 현실(Virtual reality, VR)을 제공하는 시-클로즈드(See-closed) 기능 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.A head-mounted display device according to various embodiments of the present invention provides a see-through (See-through) or virtual reality (VR) providing augmented reality (AR) through a display- At least one of a see-closed function may be provided.

시-스루(See-through) 기능은, 구글 글래스를 예로 들면, 상기 디스플레이 또는 투명/반투명 렌즈를 통하여 실제 외부의 사물들을 사용자의 안구에 전달하면서, 상기 사물 또는 가상의 대상 또는 사물을, 사용자에게 시각적 또는 다양한 감각적인 수단을 사용하여, 제공하는 기능을 일반적으로 의미할 수 있다.The see-through function, for example, provides the object or virtual object or object to the user while delivering actual external objects to the user's eye through the display or the transparent/translucent lens, for example, using Google Glass. Using visual or various sensory means, it can generally mean a function that is provided.

이러한 시-스루(See-through) 기능에 의하면, 실제로 보이는 사물 등에 대한 부가적인 정보 및 또 이미지들을 사용자에게 제공할 수 있다.According to such a see-through function, it is possible to provide a user with additional information and images about an object actually seen.

다른 실시예에서, 디스플레이나 렌즈없이 홀로그램 등을 이용하여 사용자에게 부가 정보를 제공할 수도 있다.In another embodiment, additional information may be provided to the user by using a hologram or the like without a display or a lens.

시-클로즈드 기능은 소니의 HMZ를 예로 들면, 별도의 디스플레이에 의해 제공되는 것으로, 두 개의 디스플레이가 사용자의 안구 앞에 배치되어, 디스플레이를 통하여 제공되는 컨텐츠(게임, 영화, 스트리밍, 방송 등)를 사용자가 볼 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 독립된 화면을 이용하여 사용자에게 몰임감을 제공할 수 있다.Taking Sony's HMZ as an example, the sea-closed function is provided by a separate display, and the two displays are placed in front of the user's eyes, allowing the user to view the contents (games, movies, streaming, broadcasting, etc.) provided through the display. can be configured to be viewed. This can provide a sense of immersion to the user by using an independent screen.

이에 본 발명의 HMD, (Head-mounted theater) 장치는 기존의 헤드 마운트 디스플레이 디바이스와 차별화될 수 있다.Accordingly, the HMD (Head-mounted Theater) apparatus of the present invention can be differentiated from the existing head-mounted display device.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치100의 페이스 플레이트100에 탈장착되는 전자장치200는 통신 기능이 포함된 장치일 수 있다.The electronic device 200 that is detachably mounted on the face plate 100 of the head mounted display device 100 according to various embodiments of the present disclosure may be a device including a communication function.

전자 장치200는 예를 들면, 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The electronic device 200 may include, for example, a smart phone, a tablet personal computer, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop personal computer, A laptop personal computer, a netbook computer, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), an MP3 player, a mobile medical device, a camera, or a wearable device (eg : It may include at least one of a head-mounted-device (HMD) such as electronic glasses, electronic clothing, electronic bracelet, electronic necklace, electronic accessory (appcessory), electronic tattoo, or smart watch).

도 1은 본 발명 다양한 실시예에 따른 HMD장치100의 구성을 나타내고 있고, 도 2는 도 1의 HMD장치100가 전자 장치200와 결합이 되지 않은 상태를 나타내는 것이고, 도 2는 커버가 장착되지 않은 상태이고, 도 3은 전자 장치 200 및 커버 220가 장착된 상태에서 도2의 배면 사시도이며, 도 4는 도 2의 헤드 마운트 디스플레이 장치100를 사용자가 착용한 상태를 나타내고 있다.1 shows the configuration of an HMD device 100 according to various embodiments of the present invention, FIG. 2 shows a state in which the HMD device 100 of FIG. 1 is not coupled to the electronic device 200, and FIG. 2 is a cover not mounted thereon. 3 is a rear perspective view of FIG. 2 in a state in which the electronic device 200 and the cover 220 are mounted, and FIG. 4 shows a state in which the user wears the head mounted display device 100 of FIG. 2 .

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HMD 장치100는 메인 프레임(main frame) 110 및 착용 파트(support part) 115, (예, 고글 밴드(goggle band))를 포함할 수 있다.1 to 4 , the HMD device 100 according to various embodiments of the present disclosure may include a main frame 110 and a support part 115 (eg, a goggle band). can

메인 프레임110은 사용자의 얼굴 중 적어도 일부(예: 안면(facial side))에 착용될 수 있고, 다양한 구성 요소에 의해 사용자의 안면에 지지될 수 있다.The main frame 110 may be worn on at least a part of the user's face (eg, a facial side), and may be supported on the user's face by various components.

일 실시예에서, 착용 파트115는 탄성 소재로 형성된 밴드의 길이를 조절하여 페이스 플레이트110가 사용자 얼굴의 눈 주위로 밀착되게 할 수 있고, 밴드에는 장시간의 착용을 고려하여 편안한 착용감을 제공하고자 쿠션들이 부착될 수 있다.In one embodiment, the wearing part 115 may adjust the length of the band formed of an elastic material so that the face plate 110 is in close contact with the user's face around the eyes, and cushions are provided in the band to provide a comfortable fit in consideration of wearing for a long time. can be attached.

추가적으로 또는 대체적으로, 착용 파트115는 안경 다리(eyeglass temples), 헬멧(helmets) 또는 스트랩(straps) 등으로 구성될 수 있다.Additionally or alternatively, the wearing part 115 may include eyeglass temples, helmets, or straps.

메인 프레임110의 후면은 사용자의 안면에 접촉되는 부분“안면 접촉 파트 130”로서, 사용자의 안면의 굴곡에 대응하는 구조를 가질 수 있고, 탄성체 134를 적어도 일부 포함할 수 있다.The rear surface of the main frame 110 is a portion "facial contact part 130" in contact with the user's face, and may have a structure corresponding to the curvature of the user's face, and may include at least a portion of the elastic body 134.

탄성체 134 는 안면 접촉 파트 130 가 사용자의 안면에 접촉될 시 편안한 착용감을 제공할 수 있도록 스폰지와 같은 적어도 하나 이상의 쿠션 재질을 사용할 수 있다. 탄성체 134 는 하나의 스폰지로 구성될 수도 있고, 압축률이 다른 적어도 하나 이상의 스폰지를 합지한 형상이 될 수도 있다. 예를 들어, 탄성체 134 는 세 겹(예, 상층, 중층, 하층)으로 합지된 스폰지로서, 상, 하층은 압축률인 낮은 스폰지를 사용하고, 중층은 압축률이 높은 스폰지를 사용할 수 있다.The elastic body 134 may use at least one cushion material such as a sponge to provide a comfortable fit when the face contact part 130 contacts the user's face. The elastic body 134 may be composed of one sponge, or may have a shape obtained by laminating at least one or more sponges having different compression ratios. For example, the elastic body 134 is a sponge laminated in three layers (eg, an upper layer, a middle layer, a lower layer), and the upper and lower layers use a low compressibility sponge, and the middle layer may use a high compressibility sponge.

또 다른 실시예에 따르면 탄성체 134는 메인 프레임 110 과 분리가능하게 부착될 수 있다. 탄성체 134 의 일면은 접착부재가 위치할 수 있고, 접착부재 134 를 통해 메인 프레임 110과 탈부착이 가능할 수 있다. 접착부재는 벨크로, 테이프, 접착제 등이 될 수 있고, 이에 한정하지 않고 탈부착이 가능한 접착부재는 어느 것이든 사용 할 수 있다. 이를 통해 하나의 HMD 장치 100 를 여러 사용자가 사용 할 경우 본인에 맞는 탄성체를 사용 할 수 있고(예를 들어 안면 윤곽이 다른 어른과 아이), 탄성체 134 표면이 오염되거나 (예를 들면 여성의 경우 화장품), 잦은 사용에 따라 탄성체 134 가 파기될 경우 탄성체 134 를 교체하여 HMD 장치 100 를 사용할 수 있다.According to another embodiment, the elastic body 134 may be detachably attached to the main frame 110 . An adhesive member may be positioned on one surface of the elastic body 134, and may be detachably attached to the main frame 110 through the adhesive member 134. The adhesive member may be Velcro, tape, adhesive, etc., without being limited thereto, any removable adhesive member may be used. In this way, when multiple users use one HMD device 100, it is possible to use an elastic body that is suitable for them (for example, adults and children with different facial contours), and the surface of the elastic body 134 may be contaminated (for example, cosmetics for women). ), if the elastic body 134 is destroyed due to frequent use, the HMD device 100 can be used by replacing the elastic body 134 .

이에 따라 본 발명의 HMD 장치100가 사용자의 안면에 용이하게 착용될 수 있다. 예를 들어, 메인 프레임110의 모양이나 구조는 사용자의 눈을 덮은 외형이되, 사용자의 코가 위치할 수 있도록 코 형상의 홈(nose recess), 120을 포함할 수 있다.Accordingly, the HMD device 100 of the present invention can be easily worn on the user's face. For example, the shape or structure of the main frame 110 may include a nose recess 120 to cover the user's eyes, so that the user's nose can be positioned.

안면 접촉 파트130의 일부에 사용자의 두 눈에 대면하는 위치에는, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 조립체가 삽입될 수 있다.A lens assembly including at least one lens may be inserted into a portion of the face contact part 130 at a position facing the user's eyes.

사용자가 본 발명의 HMD 장치100를 착용할 때, 사용자의 눈으로 디스플레이 장치의 화면을 볼 수 있도록, 안면 접촉 파트130에 렌즈의 적어도 일 면이 노출될 수 있다.When the user wears the HMD device 100 of the present invention, at least one surface of the lens may be exposed to the face contact part 130 so that the user's eyes can see the screen of the display device.

또한 메인 프레임110은 사용자가 편안한 착용감을 느낄 수 있을 정도로 가벼우면서도 전자 장치200를 지지할 수 있는 재료, 예를 들어 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.In addition, the main frame 110 may be made of a material capable of supporting the electronic device 200 while being light enough for a user to feel comfortable wearing it, for example, a plastic material.

또한 본 발명 HMD 장치100를 보호하기 위한 재료를 메인 프레임110에 더 포함할 수 있다.In addition, a material for protecting the HMD device 100 according to the present invention may be further included in the main frame 110 .

다른 실시예로서, 보호 재료는 강도 또는 미관을 위하여 다양한 재료, 예를 들어 유리, 플라스틱(예, ABS, 폴리카보네이트), 세라믹, 금속(예, 알루미늄) 또는 금속 합금(예, 강철, 스테인레스강, 티타늄 또는 마그네슘 합금) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In other embodiments, the protective material may be made of a variety of materials, such as glass, plastic (eg ABS, polycarbonate), ceramic, metal (eg, aluminum) or metal alloy (eg, steel, stainless steel, etc.) for strength or aesthetics. titanium or magnesium alloy).

메인 프레임110은 터치 패드112, 디스플레이 위치 조정부114 및 렌즈 고정부116를 포함할 수 있고, 전면에 외부 전자장치200를 결합할 수 있는 공간이나 구조를 포함하는 전면 케이스122를 형성할 수 있다.The main frame 110 may include a touch pad 112, a display position adjusting unit 114, and a lens fixing unit 116, and may form a front case 122 having a space or structure for coupling the external electronic device 200 on the front side.

메인 프레임110은 결합된 외부 전자장치200와 통신할 수 있도록 커넥터connector를 더 포함할 수 있다.The main frame 110 may further include a connector to communicate with the coupled external electronic device 200 .

일 실시예에서, 커넥터는 외부 전자장치200의 전기접속부, 예를 들어, USB 포트에 접속될 수 있는 USB 커넥터를 포함할 수 있고, 이러한 USB 커넥터의 전기접속부를 통해 후술하는 그래픽 사용자 인터페이스의 신호를 외부 전자장치200에 제공할 수 있다.In an embodiment, the connector may include an electrical connection part of the external electronic device 200, for example, a USB connector that can be connected to a USB port, and receives a signal of a graphic user interface to be described later through the electrical connection part of the USB connector. It may be provided to the external electronic device 200 .

메인 프레임110의 전면 케이스122는 외부 전자장치200의 외형에 대응할 수 있다.The front case 122 of the main frame 110 may correspond to the external shape of the external electronic device 200 .

일 실시예에서, 전면 케이스122는 탄성 소재 또는 플렉서블한 재료를 포함하여 크기를 변형시킴에 따라 다양한 크기의 외부 전자장치200를 수납할 수 있다.In one embodiment, the front case 122 may accommodate the external electronic device 200 of various sizes as the size is changed by including an elastic material or a flexible material.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 HMD 장치100는 메인 프레임110에 외부 전자장치200의 단말기를 체결한 상태에서 단말기를 메인 프레임110에 더욱 견고하게 지지하도록 결합되는 커버220를 더 포함할 수 있다.The HMD device 100 according to various embodiments of the present disclosure may further include a cover 220 coupled to more firmly support the terminal to the main frame 110 while the terminal of the external electronic device 200 is fastened to the main frame 110 .

커버220는 메인 프레임110에 후크와 같은 형태로 물리적인 결합을 할 수 있고, 자석이나 전자석과 같은 방식으로 결합될 수도 있다.The cover 220 may be physically coupled to the main frame 110 in the form of a hook, or may be coupled to the main frame 110 in a manner such as a magnet or an electromagnet.

이와 같이 커버220는 단말기가 프레임110에서 이탈되는 것을 추가로 방지 할 수 있고, 프레임110의 외관을 구성하면서 심미감을 높일 수도 있다.In this way, the cover 220 can additionally prevent the terminal from being separated from the frame 110, and can enhance the aesthetic feeling while composing the exterior of the frame 110.

커버220는 전면에 윈도우240를 추가로 포함 할 수 있으며, 윈도우240는 다양한 형태의 재질 및 컬러 등을 통해 심미감을 높일 수 있는 역할을 한다.The cover 220 may additionally include a window 240 on the front side, and the window 240 serves to enhance aesthetics through various types of materials and colors.

윈도우240는 PC, 아크릴 과 같은 일반적인 플라스틱 재질로 제작 될 수 있고, 유리, 사파이어, 투명 세라믹과 같은 세라믹 재질로 제작 될 수도 있고, 알루미늄, SUS 등 메탈 재질로도 제작 될 수 있다. 투명한 재료의 경우는 유색 컬러를 포함할 수 있고, 투명도를 조절 할 수 도 있다.Windows 240 can be made of general plastic materials such as PC and acrylic, ceramic materials such as glass, sapphire, and transparent ceramic, or metal materials such as aluminum and SUS. In the case of a transparent material, a colored color may be included, and the transparency may be adjusted.

또한 커버220는 추가로 하나 이상의 개구부222를 포함 할 수 있다. 개구부222는 단말기에서 발생하는 열을 커버220 외부로 용이하게 방출할 수 있고, 이를 통해 단말기 온도를 낮춰 단말기 성능 저하를 막을 수 있다.Also, the cover 220 may further include one or more openings 222 . The opening 222 can easily dissipate heat generated from the terminal to the outside of the cover 220, thereby lowering the terminal temperature to prevent deterioration of terminal performance.

그리고 하나 이상의 개구부222를 통해 커버220의 중량을 가볍게 하여 전체적인 무게를 줄여 경량화에 도움이 될 수 있다.And by lightening the weight of the cover 220 through one or more openings 222 can help reduce the overall weight by reducing the weight.

메인 프레임110의 렌즈 고정부116에는 디스플레이 또는 투명/반투명 렌즈260가 일체형으로 고정될 수도 있고, 탈착가능하게 고정될 수 있다. A display or a transparent/translucent lens 260 may be integrally fixed to the lens fixing unit 116 of the main frame 110, or may be detachably fixed.

일 실시예에 있어서, 디스플레이와 사용자의 눈 사이에 렌즈 조립체가 삽입될 수 있다.In one embodiment, a lens assembly may be inserted between the display and the user's eye.

메인 프레임110의 후면에는 또한 메인 프레임110이 사용자의 눈 주위에 과도하게 밀착되는 것을 보호하고자 부드러운 소재(예, 스폰지, 고무 등)을 포함할 수 있다.The rear side of the main frame 110 may also include a soft material (eg, sponge, rubber, etc.) to protect the main frame 110 from excessively close to the user's eyes.

일 실시예에 있어서, 메인 프레임110은 외부 전자장치200를 제어할 수 있는 컨트롤 장치 또는 사용자 입력 모듈를 포함할 수 있다.In an embodiment, the main frame 110 may include a control device or a user input module capable of controlling the external electronic device 200 .

컨트롤 장치는 예를 들어, 메인 프레임110 측면의 터치 패드112, 물리적 키, 물리적 버튼, 터치 키, 조이스틱, 또는 휠(wheel) 키 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The control device may include, for example, at least one of a touch pad 112 on the side of the main frame 110, a physical key, a physical button, a touch key, a joystick, or a wheel key.

본 실시예에 있어서, 터치 패드112는 전자장치200의 기능을 제어할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어 소리 설정에 대한 GUI는 외부 전자장치200에서 출력되는 오디오의 음량을 조절할 수 있고, 영상 재생에 관한 GUI는 외부 전자장치200에서 표시되는 영상을 제어할 수 있다.In the present embodiment, the touch pad 112 may display a graphical user interface (GUI) capable of controlling functions of the electronic device 200 . For example, a GUI for sound setting may adjust the volume of audio output from the external electronic device 200, and a GUI for image reproduction may control an image displayed on the external electronic device 200. FIG.

또한 터치 패드112는 사용자의 터치 입력예: 터치 패드112을 직접 터치하는 입력 또는 호버링(hovering) 입력을 수신할 수 있다.In addition, the touch pad 112 may receive a user's touch input, for example, an input directly touching the touch pad 112 or a hovering input.

본 발명의 HMD장치100는 USB 등의 인터페이스를 이용하여 외부 전자장치200와 연결되어 있으므로, 수신한 터치 입력을 외부 전자장치200에 전송할 수 있다.Since the HMD device 100 of the present invention is connected to the external electronic device 200 using an interface such as USB, the received touch input may be transmitted to the external electronic device 200 .

외부 전자장치200는 HMD장치100로부터 수신한 터치 입력에 응답하여 터치 입력에 대응하는 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어 외부 전자장치200는 수신한 터치 입력에 응답하여 음량을 조절하거나 영상 재생을 제어할 수 있다.The external electronic device 200 may control a function corresponding to the touch input in response to the touch input received from the HMD device 100 . For example, the external electronic device 200 may adjust a volume or control image reproduction in response to a received touch input.

일 실시예에 따르면, 디스플레이 위치 조정부114는 휠(wheel) 또는 다이얼(dial) 형태로 구성될 수 있다.According to an embodiment, the display position adjusting unit 114 may be configured in the form of a wheel or a dial.

사용자가 위치 조정부114로 구현된 휠 또는 다이얼을 돌리면, 외부 전자장치200가 이동되어 외부 전자장치200의 디스플레이와 사용자 사이의 거리를 조정할 수 있고, 그 결과 사용자는 자신의 시력에 적합하거나 최적으로 디스플레이되는 영상을 감상할 수 있도록 외부 전자장치200의 위치를 조정할 수 있다.When the user turns a wheel or dial implemented by the position adjusting unit 114, the external electronic device 200 is moved to adjust the distance between the display of the external electronic device 200 and the user, and as a result, the user can display the display suitable for or optimally for his or her eyesight. The position of the external electronic device 200 may be adjusted so that the user can enjoy the displayed image.

한편, 메인 프레임110의 전면 케이스122에는 결합된 외부 전자 장치200를 고정하는 체결부500를 포함할 수 있다.Meanwhile, the front case 122 of the main frame 110 may include a fastening part 500 for fixing the coupled external electronic device 200 .

도 5 내지 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치100의 메인 프레임(main frame) 110 분해 사시도이다.5 to 6 are exploded perspective views of a main frame 110 of the head mounted display apparatus 100 according to various embodiments of the present disclosure.

도 5에서, 메인 프레임 110 은 전면 케이스(front case) 122, 렌즈 고정부116, 안면 접촉 파트 130, 후면 케이스 131, 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D, 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 고정 파트 142A, 142B, 142C, 142D, 또는 커버 220 를 포함할 수 있다.5, the main frame 110 includes a front case 122, a lens fixing part 116, a face contact part 130, a rear case 131, at least one lens shift rail 141A, 141B, 141C, 141D, and at least one lens shift rail a fixing part 142A, 142B, 142C, 142D, or a cover 220 .

전면 케이스 122 는 커버 220 사이에 전자 장치 200 를 고정할 수 있다. 전면 케이스 122 는 커버 220 를 지지할 수 있는 고정 파트와 전자 장치 200 를 고정할 수 있는 고정 파트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전면 케이스 122 는 도 1의 체결부 500 를 더 포함할 수 있으며, 체결부 500 를 통해 전자 장치 200 를 고정할 수 있다.The front case 122 may fix the electronic device 200 between the covers 220 . The front case 122 may include a fixing part capable of supporting the cover 220 and a fixing part capable of fixing the electronic device 200 . For example, the front case 122 may further include the fastening part 500 of FIG. 1 , and the electronic device 200 may be fixed through the fastening part 500 .

전자 장치 200 를 이동시키기 위한 위치 조정부 114 의 조작이 있으면, 전면 케이스 122 는 전자 장치 200 를 고정한 상태에서 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 을 따라 이동한다. 예를 들어, 위치 조정부 114 의 조작을 통해서, 전면 케이스 122 는 전자 장치 200 를 고정한 상태에서 사용자의 눈 쪽에서 멀어지거나 가까워질 수 있다.When the position adjusting unit 114 for moving the electronic device 200 is operated, the front case 122 moves along at least one lens moving rail 141A, 141B, 141C, and 141D while the electronic device 200 is fixed. For example, through the manipulation of the position adjuster 114, the front case 122 may move away from or closer to the user's eyes while the electronic device 200 is fixed.

안면 접촉 파트 130 는 후면 케이스 132 의 일 면에 배치되고, HMD 장치 100 와 사용자의 신체 일부가 직접 접촉하는 부분으로서 편안한 착용감을 주기 위하여 쿠션 재질로 형성될 수 있다. 사용자가 HMD 장치 100 를 착용할 때, 사용자의 눈으로 디스플레이 장치의 화면을 볼 수 있도록, 안면 접촉 파트 130 에 렌즈의 적어도 일 면이 노출될 수 있다.The face contact part 130 is disposed on one surface of the rear case 132, and is a part in direct contact between the HMD device 100 and a part of the user's body, and may be formed of a cushion material to provide a comfortable fit. When the user wears the HMD device 100, at least one surface of the lens may be exposed to the face contact part 130 so that the user's eyes can see the screen of the display device.

후면 케이스 131 는 위치 조정부 114 를 상단 중앙에 일부 노출할 수 있다. 위치 조정부 114 는 적어도 하나 이상으로 설치 될 수 있고, 휠(wheel) 또는 다이얼(dial) 형태로 구성될 수 있다. 사용자는 디스플레이의 위치를 조정하기 위하여 위치 조정부 114 로 구현된 휠 또는 다이얼을 돌릴 수 있다. 위치 조정부 114 가 배치되는 위치는 HMD 장치 100 의 특성을 고려하여 다양하게 조정될 수 있다. The rear case 131 may partially expose the positioning unit 114 at the top center. At least one position adjusting unit 114 may be installed, and may be configured in the form of a wheel or a dial. The user may turn a wheel or a dial implemented by the position adjusting unit 114 to adjust the position of the display. The position at which the position adjuster 114 is disposed may be variously adjusted in consideration of the characteristics of the HMD device 100 .

일 실시예에서, HMD 장치 100 는 렌즈를 고정시키고, HMD 장치 100 에 지지되는 전자 장치 200 를 위치 조정부 114 를 통해 이동시켜서 전자 장치 200 와 사용자 사이의 거리를 조정할 수 있다. 사용자는 위치 조정부 114 를 통하여 전자 장치 200 의 디스플레이 위치를 조정함으로써, 사용자가 자신의 시력에 적합한 영상을 감상할 수 있도록 전자 장치 200 의 위치를 조정할 수 있다.In an embodiment, the HMD device 100 may adjust a distance between the electronic device 200 and the user by fixing a lens and moving the electronic device 200 supported by the HMD device 100 through the positioning unit 114 . By adjusting the display position of the electronic device 200 through the position adjusting unit 114, the user may adjust the position of the electronic device 200 so that the user can enjoy an image suitable for his/her eyesight.

일 실시예에서, 사용자가 위치 조정부 114 를 조작하면, HMD 장치 100 는 전자 장치 200 를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에 멀게 이동시킬 수 있다. In an embodiment, when the user manipulates the location adjuster 114 , the HMD device 100 may move the electronic device 200 closer to the user or farther from the user.

일 실시예에서, 위치 조정부 114 의 조작에 따라 메인 프레임 110 을 구성하는 전면 케이스 122 가 이동될 수 있다. 이때, 후면 케이스 131 는 전면 케이스 122 가 이동할 수 있는 공간을 제공하고, 이동할 수 있는 가이드를 제공할 수 있다.In an embodiment, the front case 122 constituting the main frame 110 may be moved according to the operation of the position adjusting unit 114 . In this case, the rear case 131 may provide a space for the front case 122 to move, and may provide a movable guide.

렌즈 고정부 116 는 디스플레이 또는 투명/반투명 렌즈 260 가 탈착가능하게 고정될 수 있다. 렌즈 고정부 116 는 전면 케이스 122 와 후면 케이스 131 중간에 배치될 수 있다. The lens fixing unit 116 may be detachably fixed to the display or the transparent/translucent lens 260 . The lens fixing unit 116 may be disposed between the front case 122 and the rear case 131 .

적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 은 전면 케이스 122, 렌즈 고정부 116, 후면 케이스 131 의 네 모퉁이 일 측에 배치될 수 있고, 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 은 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 고정 파트 142A, 142B, 142C, 142D 를 통해 후면 케이스 131 에 고정될 수 있다. 후면 케이스 131 에 고정된 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 은 렌즈 고정부 116 를 관통하여 전면 케이스 122 와 고정될 수 있다.At least one or more lens movement rails 141A, 141B, 141C, and 141D may be disposed on one side of four corners of the front case 122, the lens fixing unit 116, and the rear case 131, and at least one or more lens movement rails 141A, 141B, 141C, 141D may be fixed to the rear case 131 through at least one or more lens moving rail fixing parts 142A, 142B, 142C, and 142D. At least one or more lens moving rails 141A, 141B, 141C, and 141D fixed to the rear case 131 may pass through the lens fixing unit 116 to be fixed to the front case 122 .

도 6에서, 렌즈 고정부 116는 적어도 하나 이상의 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 와 결합될 수 있다.6 , the lens fixing unit 116 may be coupled to at least one or more elastic members 143A, 143B, 143C, and 143D.

적어도 하나 이상의 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 의 내부가 비어있는 구조일 경우, 적어도 하나 이상의 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 의 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 이 배치될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나 이상의 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 가 탄성을 가진 스프링인 경우 스프링 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 이 각각 배치될 수 있다. 적어도 하나 이상의 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 가 탄성을 가진 스프링인 경우, 코일 스프링, 판스프링, 유압 스프링 등 다양항 형태의 사용가능한 스프링 일 수 있으며, 스프링 외의 고무, 스폰지 등 탄성을 가진 다양한 물질로 대체할 수 도 있다.When the interior of the at least one or more elastic members 143A, 143B, 143C, and 143D is empty, at least one or more lens movement rails 141A, 141B, 141C, 141D are formed inside the at least one or more elastic members 143A, 143B, 143C, 143D can be placed. For example, when the at least one or more elastic members 143A, 143B, 143C, and 143D are springs having elasticity, at least one or more lens moving rails 141A, 141B, 141C, and 141D may be respectively disposed inside the spring. When the at least one elastic member 143A, 143B, 143C, 143D is a spring having elasticity, it may be a spring that can be used in various forms such as a coil spring, a leaf spring, and a hydraulic spring, and various elastic members such as rubber and sponge other than the spring. It can also be replaced with a substance.

적어도 하나 이상의 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 는 전면 케이스 122 가 위치 조정부 114 의 조작에 의해 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 을 따라 이동하는 경우에, 전면 케이스 122 에 탄성을 제공함으로써 전면 케이스 122 의 흔들림이나 기울어짐을 방지할 수 있다.At least one or more elastic members 143A, 143B, 143C, and 143D provide elasticity to the front case 122 when the front case 122 is moved along at least one lens moving rail 141A, 141B, 141C, and 141D by the operation of the positioning unit 114. By providing it, it is possible to prevent shaking or tilting of the front case 122.

위치 조정부 114 가 조작되면, 적어도 하나 이상의 이동 기어 133A, 133B 에 포함된 암나사와 숫나사가 풀리거나 조이면서 전면 케이스 122 를 이동시킬 수 있다. 예들 들어, 숫나사가 풀리는 방향은 전면 케이스 122 가 렌즈 260 또는 사용자에게 가까워지는 방향이고, 숫나사가 감기는 방향은 전면 케이스 122 가 렌즈 260 에서 멀어지거나 사용자에게 멀어지는 방향일 수 있다. 다른 실시예에서, 숫나사가 감기는 방향은 전면 케이스 122 가 렌즈 260 또는 사용자에게 가까워지는 방향이고, 숫나사가 풀리는 방향은 전면 케이스 122 가 렌즈 260 에서 멀어지거나 사용자에게 멀어지는 방향일 수 있다.When the positioning unit 114 is operated, the front case 122 may be moved while the female and male screws included in at least one or more moving gears 133A and 133B are loosened or tightened. For example, the direction in which the male screw is loosened may be a direction in which the front case 122 approaches the lens 260 or the user, and the direction in which the male screw is wound may be a direction in which the front case 122 moves away from the lens 260 or away from the user. In another embodiment, the direction in which the male screw is wound may be a direction in which the front case 122 approaches the lens 260 or the user, and the direction in which the male screw is unwound may be a direction in which the front case 122 moves away from the lens 260 or away from the user.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전면 케이스를 제거한 상태의 헤드 마운트 디스플레이 장치 100의 구조도 및 단면도이다.7A to 7C are structural diagrams and cross-sectional views of the head mounted display apparatus 100 in a state in which the front case is removed according to various embodiments of the present disclosure.

도 7a에서, 적어도 하나 이상의 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 는 렌즈 고정부 116 에 고정될 수 있다. 렌즈 고정부 116 는 적어도 하나 이상의 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 를 고정시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 는 렌즈 고정부 116 에 별도로 삽입되거나 렌즈 고정부 116 사출 시에 적어도 하나 이상의 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 를 포함할 수 있다.In FIG. 7A , at least one or more elastic members 143A, 143B, 143C, and 143D may be fixed to the lens fixing unit 116 . The lens fixing unit 116 may include at least one fixing member 144A, 144B, 144C, 144D capable of fixing at least one or more elastic members 143A, 143B, 143C, and 143D. The at least one or more fixing members 144A, 144B, 144C, and 144D may include at least one or more fixing members 144A, 144B, 144C, and 144D when separately inserted into the lens fixing unit 116 or when the lens fixing unit 116 is injected.

적어도 하나 이상의 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 는 적어도 하나 이상의 탄성 부재 143A, 143B, 143C, 143D 및 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 이 위치하는 렌즈 고정부 116 의 네 모퉁이에 위치할 수 있다.At least one or more fixing members 144A, 144B, 144C, 144D are at least one or more elastic members 143A, 143B, 143C, 143D and at least one or more lens movement rails 141A, 141B, 141C, 141D at the four corners of the lens fixing portion 116 are located. can be located

적어도 하나 이상의 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 각각은 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 을 끼울 수 있는 홈(또는, 구멍) 147 과 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 를 고정시킬 수 있는 후크(hook)를 포함한다. 후크 방향은 전면 케이스 122 방향일 수 있다.Each of the at least one fixing member 144A, 144B, 144C, 144D is capable of fixing a groove (or hole) 147 through which the lens movement rail 141A, 141B, 141C, 141D can be inserted and the elastic member 143A, 143B, 143C, 143D. Includes hooks. The hook direction may be the front case 122 direction.

도 7b에서, 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 의 후크는 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 를 끼워맞출 수 있는 홈 145 이 있고, 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 의 후크는 탄성부재 143A, 143B, 143C, 143D 의 이탈을 방지할 수 있다.7B, the hooks of the fixing members 144A, 144B, 144C, and 144D have grooves 145 capable of fitting the elastic members 143A, 143B, 143C, and 143D, and the hooks of the fixing members 144A, 144B, 144C, 144D have the elastic member 143A. , 143B, 143C, and 143D can be prevented from departing.

도 7c에서, 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 의 후크는 탄성 부재 143A, 143B, 143C, 143D 를 고정한다. 고정 부재 144A, 144B, 144C, 144D 의 홈(또는, 구멍) 147을 통해서, 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 을 끼울 수 있다.In Fig. 7C, the hooks of the fixing members 144A, 144B, 144C, 144D fix the elastic members 143A, 143B, 143C, 143D. Through the grooves (or holes) 147 of the fixing members 144A, 144B, 144C, 144D, the lens moving rails 141A, 141B, 141C, 141D can be fitted.

도 8은 도 1의 헤드 마운트 디스플레이 장치 100 를 A-B 방향으로 절단한 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of the head mounted display device 100 of FIG. 1 cut in the A-B direction.

위치 조정부 114 의 조작을 통해서, 이동 기어 133A, 133B 에 포함된 암나사와 숫나사가 풀리거나 조이면서 전면 케이스122를 이동시킬 수 있다.Through the operation of the positioning unit 114, the front case 122 can be moved while the female and male screws included in the moving gears 133A and 133B are loosened or tightened.

이때, 렌즈 260 또는 사용자 방향으로 전면 케이스 122 가 이동되면 전자 장치 200 와 렌즈 260 가 가까워 거리는 최대 제 1 거리(D1)까지 가까워 질 수 있다. 렌즈 260 또는 사용자에서 멀어지는 방향으로 전면 케이스 122 가 이동되면 전자 장치 200 와 렌즈 260 가 멀어지는 거리는 최대 제 2 거리(D2)까지 멀어질 수 있다. 전면 케이스 122 는 렌즈 260 와 제 1 거리(D1) 내지 제 2 거리(D2) 사이에서 움직일 수 있다. 예를 들어, 제 1 거리(D1)는 39mm이고, 제 2 거리(D2)는 47mm일 수 있다. 예를 들어, 제 1 거리(D1)에서 렌즈260 굴절률은 -9 디옵터(diopter)일 수 있고, 제 2 거리(D2)에서 렌즈 260 굴절률은 +0.5 디옵터일 수 있다. HMD 장치 100 는 -9~+0.5 디옵터 사이의 렌즈 260 굴절률을 사용자에게 제공할 수 있다.In this case, when the front case 122 is moved in the direction of the lens 260 or the user, the distance between the electronic device 200 and the lens 260 may become closer up to the maximum first distance D1. When the front case 122 is moved in a direction away from the lens 260 or the user, the distance between the electronic device 200 and the lens 260 may increase up to a maximum second distance D2. The front case 122 may move between the lens 260 and the first distance D1 to the second distance D2. For example, the first distance D1 may be 39 mm, and the second distance D2 may be 47 mm. For example, the refractive index of the lens 260 at the first distance D1 may be -9 diopters, and the refractive index of the lens 260 at the second distance D2 may be +0.5 diopters. The HMD device 100 may provide a lens 260 refractive index between -9 and +0.5 diopters to the user.

도 9는 도 6의 헤드 마운트 디스플레이 장치 100 를 C-D 방향으로 절단한 단면도이다.9 is a cross-sectional view taken along the C-D direction of the head mounted display device 100 of FIG. 6 .

전면 케이스122는 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 또는 탄성 부재 143A, 143B, 143C, 143D 와 접촉하는 네 모퉁이에 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 이 내부에 결합되는 적어도 하나 이상의 결합 실린더 123A, 123B, 123C, 123D 를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 결합 실린더 123A, 123B, 123C, 123D 각각은 내부에 부시(bush) 124를 더 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 결합 실린더 123A, 123B, 123C, 123D 각각은 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 이동 시에 가이드 기능을 할 수 있다. 적어도 하나 이상의 결합 실린더 123A, 123B, 123C, 123D 는 외부에 탄성 부재 143A, 143B, 143C, 143D 이 결합되어, 탄성 부재 143A, 143B, 143C, 143D 의 이탈을 방지할 수 있다. 사용자가 전면 케이스 122 를 이동시키면, 전면 케이스 122 내부에 위치한 부시가 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 의 표면을 타고 이동할 수 있다. 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 는 일 단이 스크류(Screw)와 같이 나사산을 형성할 수 있고, 이는 후면 케이스131 내부에 위치한 적어도 하나 이상의 렌즈 이동 레일 고정 파트 142A, 142B, 142C, 142D 와 결합되어 위치를 고정시킬 수 있고, 추가로 나사산 끝단부에 단차 146 를 적용하여 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 과 후면 케이스 131 사이에 렌즈 고정부 116 를 위치시켜 고정할 수도 있다.The front case 122 has at least one coupling cylinder into which the lens shift rails 141A, 141B, 141C, 141D or the four corners in contact with the elastic members 143A, 143B, 143C, 143D are coupled to the lens shift rails 141A, 141B, 141C, 141D therein. 123A, 123B, 123C, and 123D may be included. Each of at least one coupling cylinder 123A, 123B, 123C, 123D may further include a bush 124 therein, and at least one coupling cylinder 123A, 123B, 123C, 123D, respectively, is a lens moving rail 141A, 141B, 141C , 141D can act as a guide when moving. At least one coupling cylinder 123A, 123B, 123C, 123D is an elastic member 143A, 143B, 143C, 143D is coupled to the outside, it is possible to prevent the separation of the elastic member 143A, 143B, 143C, 143D. When the user moves the front case 122, the bush located inside the front case 122 may move along the surfaces of the lens moving rails 141A, 141B, 141C, and 141D. One end of the lens shift rails 141A, 141B, 141C, and 141D may form a thread like a screw, which includes at least one or more lens shift rail fixing parts 142A, 142B, 142C, and 142D located inside the rear case 131 and It can be combined to fix the position, and additionally, by applying a step 146 to the end of the thread, the lens fixing part 116 may be positioned and fixed between the lens moving rails 141A, 141B, 141C, 141D and the rear case 131 .

부시와 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 간의 간격이 작을수록 유동량이 작을 수 있지만, 부품간 치수공차로 인해 조립이 어려울 수 있고, 반대로 간격이 클수록 부품간 조립은 용이하지만 유동량은 커질 수 있다. 이에 유동량과 조립공차를 감안하면 두 부품간 간격은 예컨대 약(about) 0.03~0.05mm 정도일 수 있다. 부시는 금속재질 일 수 있고, 금속 외 치수 정밀도가 높은 재질을 사용 할 수 있고, 마찬가지로 렌즈 이동 레일 141A, 141B, 141C, 141D 도 금속재질 일 수 있고, 금속 외 치수 정밀도가 높은 재질을 사용 할 수 있다.The smaller the distance between the bush and the lens moving rails 141A, 141B, 141C, 141D, the smaller the flow may be, but assembly may be difficult due to the dimensional tolerance between parts. . Accordingly, in consideration of the flow rate and assembly tolerance, the distance between the two parts may be, for example, about 0.03 to 0.05 mm. The bush can be made of metal, and materials with high dimensional accuracy outside of metal can be used. Similarly, the lens shift rails 141A, 141B, 141C, and 141D can also be made of metal, and materials with high dimensional accuracy outside of metal can be used. have.

도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치100의 구성을 나타내는 개략 블록도(schematic block diagram)를 도시한다.10 is a schematic block diagram showing the configuration of the head mounted display apparatus 100 according to various embodiments of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 HMD 장치100는 제어부(Micro Controller Unit, MCU) 320, 통신모듈340, 센서모듈360, 입력장치380, 전력관리모듈400 및 배터리410, 시선추적부(Eye tracker) 420, 모터(Vibrator) 430, 초점 조절부(Adjustable optics)또는 렌즈 조립체440 및 메모리450를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the HMD device 100 according to various embodiments of the present invention includes a micro controller unit (MCU) 320, a communication module 340, a sensor module 360, an input device 380, a power management module 400 and a battery 410, and eye tracking. It may include an eye tracker 420, a motor 430, an adjustable optics or a lens assembly 440, and a memory 450.

상기 블록도에서는, 다른 구성요소들 (예를 들면, 디스플레이)은 설명의 편의를 위하여, 도시되지 않았다.In the block diagram, other components (eg, a display) are not shown for convenience of description.

다른 실시예에서는, 상기 블록도에 도시된 구성요소들의 일부는 상기 메인 프레임110 내에, 다른 구성요소는, 외부 전자장치200의 디스플레이 장치(예를 들면, 착탈가능한 스마트폰)내에 포함될 수 있다.In another embodiment, some of the components shown in the block diagram may be included in the main frame 110, and other components may be included in the display device (eg, a detachable smartphone) of the external electronic device 200 .

제어부(MCU) 320 는, 예를 들어, 프로세서를 포함하며, 운영체제(OS) 또는 임베디드 S/W 프로그램을 구동하여 제어부 320 에 연결된 다수의 하드웨어 구성요소들을 제어할 수 있다.The control unit (MCU) 320 includes, for example, a processor, and may control a plurality of hardware components connected to the control unit 320 by driving an operating system (OS) or an embedded S/W program.

통신모듈340은 본 발명 HMD 장치 100의 메인 프레임 110 과 외부 전자장치 200, 예를 들어 스마트폰 단말기를 유선 및/또는 무선 통신을 이용하여 전기적으로 연결하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다.The communication module 340 may perform data transmission/reception by electrically connecting the main frame 110 of the HMD device 100 of the present invention and an external electronic device 200, for example, a smart phone terminal, using wired and/or wireless communication.

한 실시예에 따르면, 통신모듈 340 은 USB 모듈, WiFi 모듈, BT 모듈, NFC 모듈, GPS 모듈을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the communication module 340 may include a USB module, a WiFi module, a BT module, an NFC module, and a GPS module.

다른 한 실시예에 따르면, WiFi 모듈, BT 모듈, GPS 모듈 또는 NFC 모듈 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 집적 칩(integrated chip, IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.According to another embodiment, at least some (eg, two or more) of a WiFi module, a BT module, a GPS module, or an NFC module may be included in one integrated chip (IC) or an IC package.

센서모듈 360 은 물리량을 계측하거나 HMD 장치의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서모듈 360 은 예를 들면, 가속도 센서, 자이로 센서, 지자계 센서, 마그네틱 센서, 근접 센서, 제스처 센서, 그립 센서, 생체 센서 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.The sensor module 360 may measure a physical quantity or detect an operating state of the HMD device, and may convert the measured or sensed information into an electrical signal. The sensor module 360 may include, for example, at least one of an acceleration sensor, a gyro sensor, a geomagnetic sensor, a magnetic sensor, a proximity sensor, a gesture sensor, a grip sensor, and a biometric sensor.

가속도 센서, 자이로 센서, 지자계 센서를 이용하여 HMD 장치 100 를 착용한 사용자의 머리 움직임을 감지할 수 있다.The head movement of the user wearing the HMD device 100 may be detected using the acceleration sensor, the gyro sensor, and the geomagnetic sensor.

근접 센서 혹은 그립 센서를 이용하여 HMD 장치 100 의 착용 여부를 감지할 수 있다.Whether the HMD device 100 is worn may be detected using a proximity sensor or a grip sensor.

일 실시예에서는, 센서 모듈 360 의 적어도 일부 구성요소는 착탈가능한 전자장치 200 의 스마트 폰 내에 포함될 수 있다.In an embodiment, at least some components of the sensor module 360 may be included in a smart phone of the detachable electronic device 200 .

일 실시예에 따르면 사용자 착용에 따른 IR 인식, 가압인식, 캐패시턴스(혹은 유전율)의 변화량 중 적어도 하나를 감지하여 사용자의 착용 여부를 감지 할 수 있다.According to an embodiment, it is possible to detect whether the user wears by detecting at least one of IR recognition, pressure recognition, and capacitance (or dielectric constant) change according to the user's wear.

제스처 센서는 사용자의 손 또는 손가락의 움직임을 감지하여 본 발명 HMD 장치 100 의 입력 동작으로 받을 수 있다.The gesture sensor may detect the movement of the user's hand or finger and receive it as an input operation of the HMD device 100 of the present invention.

추가적으로 또는 대체적으로, 센서모듈 360 은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), 홍채 센서 등의 생체인식 센서를 이용하여 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있다.Additionally or alternatively, the sensor module 360 may include, for example, an olfactory sensor (E-nose sensor), an electromyography sensor (EMG sensor), an electroencephalogram sensor (EEG sensor), an electrocardiogram sensor (ECG sensor), biometrics such as an iris sensor. The user's biometric information can be recognized using the sensor.

센서모듈 360 은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.The sensor module 360 may further include a control circuit for controlling at least one or more sensors included therein.

입력장치 380 는 터치 패드 112, 버튼을 포함할 수 있다. 터치 패드 112 는, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식으로 터치 입력을 인식할 수 있다. 또한, 터치 패드 112 는 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 정전식의 경우, 물리적 접촉 또는 근접 인식이 가능하다. 터치 패드는 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 터치 패드 112 는 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있고, 상기 버튼은, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키 또는 키패드를 포함할 수 있다.The input device 380 may include a touch pad 112 and a button. The touch pad 112 may recognize a touch input using, for example, at least one of a capacitive type, a pressure sensitive type, an infrared type, and an ultrasonic type. Also, the touch pad 112 may further include a control circuit. In the case of capacitive, physical contact or proximity recognition is possible. The touch pad may further include a tactile layer. In this case, the touch pad 112 may provide a tactile response to the user, and the button may include, for example, a physical button, an optical key, or a keypad.

시선추적부(Eye tracker) 420는, 예를 들면, EOG 센서(Electircal oculography), 코일 시스템(Coil systems), (Dual purkinje systems), (Bright pupil systems), (Dark pupil systems) 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 사용자의 시선을 추적할 수 있다. 또한, 시선추적부420는 시선추적을 위한 마이크로 카메라를 더 포함할 수도 있다. 초점 조절부(Ajustable optics) 440는 사용자가 자신의 시력에 적합한 영상을 감상할 수수 있도록 사용자의 양안 사이 거리(Inter-Pupil Distance, IPD)를 측정하여 렌즈의 거리 및 및 전자장치200의 디스플레이 위치를 조정할 수 있다.Eye tracker 420, for example, EOG sensor (Electircal oculography), coil systems (Coil systems), (Dual purkinje systems), (Bright pupil systems), (Dark pupil systems) at least one method can be used to track the user's gaze. In addition, the eye tracking unit 420 may further include a micro camera for eye tracking. Ajustable optics 440 measures the distance between the user's eyes (Inter-Pupil Distance, IPD) so that the user can enjoy an image suitable for his or her eyesight, and adjusts the distance of the lens and the display position of the electronic device 200 Can be adjusted.

메모리450는 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내장 메모리는 휘발성 메모리(예를 들면, DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등) 또는 비휘발성 메모리(non-volatile Memory, 예를 들면, OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, NAND flash memory, NOR flash memory 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 내장 메모리는 Solid State Drive (SSD)일 수 있다. 외장 메모리는 flash drive, 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital) 또는 Memory Stick 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리는 다양한 인터페이스를 통하여 HMD 장치100와 기능적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, HMD장치100는 하드 드라이브와 같은 저장 장치(또는 저장 매체)를 더 포함할 수 있다.The memory 450 may include an internal memory or an external memory. For example, the internal memory may include a volatile memory (eg, dynamic RAM (DRAM), static RAM (SRAM), synchronous dynamic RAM (SDRAM), etc.) or non-volatile memory (eg, OTPROM). one time programmable ROM), PROM (programmable ROM), EPROM (erasable and programmable ROM), EEPROM (electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, NAND flash memory, NOR flash memory, etc.) can According to an embodiment, the internal memory may be a Solid State Drive (SSD). External memory is a flash drive, for example, CF (compact flash), SD (secure digital), Micro-SD (micro secure digital), Mini-SD (mini secure digital), xD (extreme digital) or Memory Stick, etc. may include more. The external memory may be functionally connected to the HMD device 100 through various interfaces. According to an embodiment, the HMD device 100 may further include a storage device (or storage medium) such as a hard drive.

메모리450는 제어부320, 통신 모듈340, 입력장치380 및 센서 모듈360로부터 생성된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리450는 커널(kernel), 미들웨어(middleware), 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API: application programming interface) 또는 애플리케이션과 같은 프로그래밍 모듈들을 포함할 수 있다.The memory 450 may store commands or data generated from the controller 320, the communication module 340, the input device 380, and the sensor module 360. The memory 450 may include programming modules such as a kernel, middleware, an application programming interface (API), or an application.

커널은 커널 외의 다른 프로그래밍 모듈들(예를 들어, 미들웨어, API 또는 애플리케이션)에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예를 들어, 제어부360 또는 메모리450)을 제어 또는 관리할 수 있다. The kernel controls or manages system resources (eg, controller 360 or memory 450) used to execute operations or functions implemented in other programming modules (eg, middleware, API, or application) other than the kernel. can

커널은 미들웨어, API 또는 애플리케이션에서 HMD 장치100의 개별 구성요소에 접근하여 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.The kernel may provide an interface for accessing and controlling or managing individual components of the HMD device 100 in middleware, API, or application.

미들웨어는 API 또는 애플리케이션이 커널과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 애플리케이션들로부터 수신된 작업 요청들과 관련하여, 미들웨어는 애플리케이션들 중 적어도 하나 이상의 애플리케이션에 헤드 마운트 디스플레이 장치100 의 시스템 리소스(예를 들어, 제어부320 또는 메모리450)를 사용할 수 있는 우선 순위를 배정하여 작업 요청에 대한 제어(예: 스케쥴링 또는 로드 밸런싱)을 수행할 수 있다.Middleware can act as an intermediary so that an API or application can communicate with the kernel to send and receive data. In relation to the work requests received from the applications, the middleware assigns a priority to at least one of the applications to use the system resources (eg, the controller 320 or the memory 450) of the head mounted display device 100 to You can take control over work requests (eg scheduling or load balancing).

API는 애플리케이션이 커널 또는 미들웨어에서 제공하는 기능을 제어하기 위한 인터페이스이다. 예를 들어, API는 파일 제어, 창 제어, 화상 처리 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. An API is an interface for an application to control functions provided by the kernel or middleware. For example, the API may include at least one interface or function (eg, command) for file control, window control, image processing, or text control.

애플리케이션은 SMS/MMS 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 달력 애플리케이션, 알람 애플리케이션, 건강 관리(health care) 애플리케이션(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정하는 애플리케이션) 또는 환경 정보 애플리케이션(예: 기압, 습도 또는 온도 정보 등을 제공하는 애플리케이션) 등을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 애플리케이션은 HMD 장치100와 전자 장치200 사이의 정보 교환과 관련된 애플리케이션일 수 있다. 예를 들어, 정보 교환과 관련된 애플리케이션은 전자 장치200에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 애플리케이션 또는 전자 장치200를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 애플리케이션을 포함할 수 있다.Applications include SMS/MMS applications, email applications, calendar applications, alarm applications, health care applications (eg, applications that measure exercise volume or blood sugar, etc.) or environmental information applications (eg, barometric pressure, humidity or temperature information, etc.). provided application) and the like. Additionally or alternatively, the application may be an application related to information exchange between the HMD device 100 and the electronic device 200 . For example, the application related to information exchange may include a notification relay application for delivering specific information to the electronic device 200 or a device management application for managing the electronic device 200 .

예를 들어, 알림 전달 애플리케이션은 HMD 장치100의 다른 애플리케이션(예를 들어, SMS/MMS 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 건강 관리 애플리케이션 또는 환경 정보 애플리케이션 등)에서 발생한 알림 정보를 전자 장치200로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 알림 전달 애플리케이션은 전자 장치200로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 장치 관리 애플리케이션은 HMD 장치100와 통신하는 전자 장치200의 적어도 일부에 대한 기능(예를 들어, 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴온/턴오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 외부 전자 장치에서 동작하는 애플리케이션 또는 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스(예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스)를 관리(예: 설치, 삭제 또는 업데이트)할 수 있다. For example, the notification delivery application includes a function of delivering notification information generated by other applications of the HMD device 100 (eg, SMS/MMS application, email application, health care application, or environment information application, etc.) to the electronic device 200 . can do. Additionally or alternatively, the notification delivery application may receive notification information from the electronic device 200 and provide it to the user. For example, the device management application may be configured to turn on/off a function for at least a part of the electronic device 200 communicating with the HMD device 100 (eg, turn on/off the external electronic device itself (or some component parts) or display brightness (or , resolution) adjustment), applications running in the external electronic device, or services (eg, call service or message service) provided by the external electronic device (eg, installation, deletion, or update).

도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 HMD 장치100의 일반 모드 (Normal mode)와 HMM(Head-mounted Mode) 또는 VR 모드를 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining a normal mode and a head-mounted mode (HMM) or VR mode of the HMD device 100 according to various embodiments of the present disclosure.

HMM 또는 VR모드는, 디스플레이를 통해, 증강 현실(Augmented reality, AR)을 제공하는 시-스루(See-through) 또는 가상 현실(Virtual reality, VR)을 제공하는 시-클로즈드(See-closed) 기능 중 적어도 하나를 제공하는 모드로서, 예를 들면, 전자장치200로서 스마트폰이 본 발명 HMD장치100의 메인 프레임110에 장착되어 동작할 경우, 일반 모드에서 상기 HMM 또는 VR모드로 전환될 수 있다. 상기 HMM또는 VR모드는 하나의 영상이 두 개의 영상으로 분리되어 표현될 수 있다. 일 실시예에 따르면 HMM또는 VR모드는 메인 프레임110에 포함된 렌즈240에 의해 영상이 왜곡되는 현상이 발생할 수 있기 때문에, 왜곡되지 않은 영상을 사용자에게 제공하기 위하여 평면의 이미지를 렌즈의 특성에 따라 역 왜곡을 할 수 있다.The HMM or VR mode provides a see-through (See-through) or virtual reality (VR) function that provides augmented reality (AR) through a display and a see-closed (See-closed) function As a mode for providing at least one of the following modes, for example, as an electronic device 200, when a smartphone is mounted on the main frame 110 of the HMD device 100 of the present invention and operates, the normal mode may be switched to the HMM or VR mode. In the HMM or VR mode, one image may be divided into two images and expressed. According to an embodiment, in the HMM or VR mode, since the image may be distorted by the lens 240 included in the main frame 110, a flat image may be displayed according to the characteristics of the lens in order to provide an undistorted image to the user. Can reverse distortion.

도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른헤드 마운트 디스플레이 장치가 스마트폰의 후면 카메라를 이용하여 시-스루(See-through) 모드를 제공하는 도면이다.12 is a diagram in which a head mounted display device according to various embodiments of the present disclosure provides a see-through mode using a rear camera of a smartphone.

도 12를 참조하면, 본 발명의 헤드 마운트 디스플레이 장치100는 외부 전자장치200로서, 스마트폰의 후면 카메라를 이용하여 시-스루(See-through) 모드를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 12 , the head mounted display apparatus 100 of the present invention is an external electronic device 200 and may provide a see-through mode using the rear camera of a smartphone.

한 실시예로 시-스루(See-through) 모드를 제공하는 방법은 VR 모드에서 시-스루(See-through) 모드 전환 버튼을 누르면 스마트폰의 후면 카메라가 실행될 수 있다. 이때, 후면 카메라의 프리뷰(Preview) 화면을 기존 VR 화면의 일부 영역에 PIP(Picture-in-Picture) 형태로 보여줄 수도 있고, VR화면을 배경(Background)으로 전환하고, 카메라 프리뷰 화면을 전체 영역으로 확장하여 보여줄 수도 있다. 이를 통해 사용자는 외부 가상 환경을 체험하는 동시에 필요에 따라 주변 환경을 카메라 영상을 통해 확인할 수 있다. As an embodiment, in a method of providing a see-through mode, the rear camera of the smartphone may be executed by pressing a see-through mode switching button in the VR mode. At this time, the preview screen of the rear camera can be displayed in a PIP (Picture-in-Picture) form in a partial area of the existing VR screen, the VR screen is converted to the background, and the camera preview screen is displayed in the entire area. It can also be expanded to show. Through this, the user can experience the external virtual environment and, if necessary, check the surrounding environment through the camera image.

도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치100의 위치 조정부114에 관한 도면이다.13 is a view of a position adjusting unit 114 of the head mounted display apparatus 100 according to various embodiments of the present invention.

메인 프레임110에 위치한 위치 조정부114를 동작시키면 메인 프레임110 내부 혹은 메인 프레임110 상에 위치하는 센서 모듈360, 초점 조절부440 또는 스위치 등 위치 조정부114의 회전 또는 동작을 감지할 수 있는 장치를 통해서 외부 입력을 받을 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 위치 조정부114의 동작을 감지하는 여러 장치 중 하나인 포토 리플렉터 센서를 통해 감지 할 수 있음을 설명한다. 메인 프레임110에 위치한 위치 조정부114의 적어도 일면에 회전을 감지할 수 있도록 센서 모듈360이 위치하고, 위치 조정부의 일면에는 임의의 패턴이 적용될 수 있다. 포토 리플렉터 센서는 위치 조정부114 일면에 발광부의 빛을 보내고 회전을 통한 패턴의 변화 따른 수광부의 입력값 변화를 감지하여 회전을 감지 할 수 있다.When the position adjusting unit 114 located on the main frame 110 is operated, the external device through a device capable of detecting the rotation or operation of the position adjusting unit 114 such as a sensor module 360, a focus adjusting unit 440 or a switch located inside the main frame 110 or on the main frame 110 input can be received. Various embodiments of the present invention describe that it can be detected through a photo reflector sensor, which is one of several devices for detecting the operation of the position adjuster 114 . The sensor module 360 is positioned on at least one surface of the position adjusting unit 114 located on the main frame 110 to sense rotation, and an arbitrary pattern may be applied to one surface of the position adjusting unit. The photoreflector sensor may detect rotation by sending light from the light emitting unit to one surface of the position adjusting unit 114 and detecting a change in the input value of the light receiving unit according to a change in the pattern through rotation.

도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치100의 기울임 감지 및 사용자 인터페이스(UI)를 표시하는 순서도이다.14 is a flowchart for detecting tilt and displaying a user interface (UI) of the head mounted display apparatus 100 according to various embodiments of the present disclosure.

HMD 장치100는 1401 동작에서, 위치 조정부114의 동작을 감지할 수 있다. 일 실시예에서, HMD 장치100는 위치 조정부114의 일정한 패턴을 구현하고, 포토 리플렉터 센서는 위치 조정부114 일면에 발광부의 빛을 보내고 회전을 통한 패턴의 변화 따른 수광부의 입력값 변화를 감지하여 회전을 감지할 수 있다.The HMD device 100 may detect the operation of the position adjuster 114 in operation 1401 . In one embodiment, the HMD device 100 implements a constant pattern of the position adjuster 114, and the photoreflector sensor sends the light of the light emitting unit to one surface of the position adjuster 114 and detects a change in the input value of the light receiving unit according to the change in the pattern through rotation to rotate can detect

HMD 장치100는 1403 동작에서, 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)를 표시할 수 있다. 일 실시예에서, HMD 장치100는 1403 동작에서, HMD 장치100와 결합된 전자 장치200에 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)를 표시할 수 있다. 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스UI는 초점 확인용 사용자 인터페이스를 겸할 수 있다. 예를 들어, 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)는 일정의 반복 형상(예, 길이 방향의 적어도 하나 이상의 도트 형상)일 수 있다. 사용자가 위치 조정부114를 통해 조정한 영상이 정확한 초점을 맞추고 및 영상에 기울어짐 없다면, 영상(예를 들어, 모든 도트)이 선명한 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)가 표시될 것이다. 사용자가 위치 조정부114를 통해 조정한 영상이 초점이 맞지 않고 및 영상에 기울어짐 있다면, 영상의 일부가 흐리거나 중앙부 대비 외곽에 해당하는 영상이 흐리게 보이는 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)가 표시될 것이다.In operation 1403 , the HMD device 100 may display a user interface (UI) for checking inclination. In an embodiment, in operation 1403 , the HMD device 100 may display a user interface (UI) for checking inclination on the electronic device 200 coupled to the HMD device 100 . The user interface UI for checking the tilt may also serve as a user interface for checking the focus. For example, the user interface (UI) for checking the inclination may have a predetermined repeating shape (eg, at least one dot shape in the longitudinal direction). If the image adjusted by the user through the position adjuster 114 is accurately focused and the image is not tilted, a user interface (UI) for confirming the clear tilt of the image (eg, all dots) will be displayed. If the image adjusted by the user through the position adjuster 114 is out of focus and the image is tilted, a user interface (UI) for checking the tilt is displayed in which a part of the image is blurred or the image corresponding to the outside of the center is blurred. will be.

사용자는 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)를 통해서, 위치 조정부114를 조정하여, 영상의 정확한 초점을 맞추고 및 기울어짐을 없앨 수 있다.The user may adjust the position adjuster 114 through the user interface (UI) for checking the inclination, thereby accurately focusing the image and removing the inclination.

HMD 장치100는 1405 동작에서, 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)의 종료 여부를 판단할 수 있다. 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)가 종료되지 않으면, HMD 장치100는 1403 동작으로 분기한다. 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)의 종료 여부는 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)를 종료시키는 사용자 입력이 수신되면 종료여부를 판단할 수 있다. 사용자 입력은 메인 프레임110 측면의 터치 패드112, 물리적 키, 물리적 버튼, 터치 키, 조이스틱, 또는 휠(wheel) 키 중에서 적어도 하나를 통해 입력될 수 있다.In operation 1405 , the HMD device 100 may determine whether the user interface (UI) for checking inclination is terminated. If the user interface (UI) for checking the tilt is not ended, the HMD device 100 branches to operation 1403 . Whether the user interface (UI) for inclination confirmation is terminated may be determined when a user input for terminating the user interface (UI) for inclination confirmation is received. The user input may be input through at least one of a touch pad 112 on the side of the main frame 110, a physical key, a physical button, a touch key, a joystick, or a wheel key.

도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치100의 기울임 감지 및 사용자 인터페이스(UI)에 관한 화면 예시이다.15 is a screen example of a tilt detection and a user interface (UI) of the head mounted display apparatus 100 according to various embodiments of the present invention.

참조번호 <1501> 화면 예시와 같이, 렌즈260와 전면 케이스122가 평행하면, 참조번호 <1503> 화면 예시의 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)의 모든 도트는 선명하게 표시될 수 있다.As in the example of the screen <1501>, when the lens 260 and the front case 122 are parallel, all dots of the user interface (UI) for checking the tilt of the screen example of reference number <1503> may be clearly displayed.

참조번호 <1505> 화면 예시와 같이, 렌즈260와 전면 케이스122가 기울어지면, 참조번호 <1507> 화면 예시의 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)의 일부 도트가 선명하지 못하고 흐릿하게 표시 표시되거나 외곽부 형상이 왜곡되어 표시 될 수 있다. 참조번호 <1507> 화면 예시의 기울어짐 확인용 사용자 인터페이스(UI)에서, 기울어짐이 발생하여 중앙 대비 외곽의 도트가 초점이 안 맞은 상태로 표시되거나 형상이 외곽부 형상이 왜곡되어 표시 될 수 있다다.As in the reference number <1505> screen example, when the lens 260 and the front case 122 are tilted, some dots of the user interface (UI) for checking the tilt of the reference number <1507> screen example are not clear and are displayed blurry or displayed outside The sub-shape may be displayed distorted. Reference number <1507> In the user interface (UI) for checking the inclination of the screen example, the dot outside the center may be displayed in an out of focus state due to inclination, or the shape of the outer portion may be distorted. all.

도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치100의 기울임 감지 및 측정값 표시에 관한 순서도이다.16 is a flowchart illustrating inclination detection and measurement value display of the head mounted display apparatus 100 according to various embodiments of the present disclosure.

HMD 장치100는 1601 동작에서, 위치 조정부114의 동작을 감지할 수 있다.The HMD device 100 may detect the operation of the position adjuster 114 in operation 1601 .

HMD 장치100는 1603 동작에서, 센서 모듈360을 활성화할 수 있다. HMD 장치100는 1603 동작에서, 센서 모듈360 중에서 거리와 깊이 측정이 가능한 센서를 활성화할 수 있다. 거리와 깊이 측정이 가능한 센서는 근접 센서, 카메라, 초음파 센서 등이 있을 수 있다.The HMD device 100 may activate the sensor module 360 in operation 1603 . The HMD device 100 may activate a sensor capable of measuring a distance and a depth from among the sensor modules 360 in operation 1603 . The sensor capable of measuring the distance and depth may include a proximity sensor, a camera, an ultrasonic sensor, and the like.

HMD 장치100는 1605 동작에서, 센서 모듈360로 전자 장치200와 HMD 장치100 간의 거리를 측정할 수 있다.The HMD device 100 may measure a distance between the electronic device 200 and the HMD device 100 using the sensor module 360 in operation 1605 .

HMD 장치100는 1607 동작에서, 측정된 거리를 표시할 수 있다. 일 실시예에서, HMD 장치100는 1607 동작에서, 측정된 거리를 전자 장치200를 통해 표시할 수 있다.The HMD device 100 may display the measured distance in operation 1607 . In an embodiment, the HMD device 100 may display the measured distance through the electronic device 200 in operation 1607 .

HMD 장치100는 1609 동작에서, 측정된 거리가 오차범위 이내인지 판단한다. 예를 들어, 전자 장치200와 HMD 장치100 간의 거리가 오차범위 내에 있으면, 기울어짐 또는 초점 흐려짐이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 측정된 거리가 오차범위 이상으로 판단되면, 사용자는 계속하여 위치 조정부114를 이용하여 초점이나 기울기를 맞추려고 시도할 것이고 1601 동작으로 분기할 수 있다.In operation 1609, the HMD device 100 determines whether the measured distance is within an error range. For example, if the distance between the electronic device 200 and the HMD device 100 is within an error range, it may be determined that tilting or defocusing has not occurred. If the measured distance is determined to be greater than or equal to the error range, the user may continue to attempt to focus or tilt by using the position adjusting unit 114, and may branch to operation 1601.

본 발명과 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present invention and the embodiments disclosed in the drawings are merely provided for specific examples in order to easily explain the technical contents according to the embodiments of the present invention and help the understanding of the embodiments of the present invention, and to limit the scope of the embodiments of the present invention no.

따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, in the scope of various embodiments of the present invention, in addition to the embodiments disclosed herein, all changes or modifications derived from the technical ideas of various embodiments of the present invention should be interpreted as being included in the scope of various embodiments of the present invention. .

Claims (23)

헤드 마운트 장치(Head Mounted Device)에 있어서,
상면, 하면, 제 1 측면 및 제 2 측면, 사용자의 얼굴에 착용되도록 형성된 모양을 가지는 후면을 포함하는 프레임;
상기 프레임의 제 1 측면의 일부 및 상기 제 2 측면의 일부에 연결되며 탄력성을 갖는 밴드;
상기 프레임에 장착된 휴대용 전자장치의 적어도 일부를 덮도록 상기 헤드 마운트 장치의 일부분에 결합되는 커버;
상기 프레임에 적어도 일부가 수납되며, 상기 휴대용 전자장치를 착탈가능하게 장착시킬 수 있는 결합 구조를 포함하고, 이동 가능한 전면 케이스;
상기 전면 케이스 및 상기 후면 사이에 위치하며, 상기 프레임에 장착되는 휴대용 전자장치의 디스플레이 및 사용자의 눈들 사이에 각각 배치된 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈를 포함하는 렌즈 조립체;
상기 프레임의 상면에 위치하며, 상기 제 1 렌즈 및 상기 제 2 렌즈와 상기 프레임에 장착된 휴대용 전자장치의 디스플레이 사이의 거리를 조정하는 위치 조정부;
상기 렌즈 조립체에 적어도 일부가 배치되며, 상기 휴대용 전자장치의 기울어짐을 방지하는 자세 유지부; 및
상기 휴대용 전자 장치와 상기 헤드 마운트 장치 사이의 거리를 측정하고 위치 조정부의 동작을 감지하는 센서 모듈을 포함하며,
상기 위치 조정부는
상기 센서 모듈이 상기 위치 조정부의 동작을 감지할 수 있도록 상기 위치 조정부의 표면에 패턴이 인쇄된 것을 특징으로 하며,
상기 자세 유지부는
상기 위치 조정부의 조작에 의해 상기 전면 케이스가 이동하는 경우, 상기 전면 케이스의 이동 경로를 가이드하며, 상기 렌즈 조립체로부터 상기 전면 케이스 쪽으로 돌출된 적어도 하나의 제 1돌출부;
상기 전면 케이스로부터 상기 렌즈 조립체 쪽으로 돌출되고, 상기 적어도 하나의 제1 돌출부와 서로 움직이도록 연결되는 적어도 하나의 제2 돌출부; 및
상기 적어도 하나의 제1 돌출부의 외주에 배치되는 제1 단부 및 상기 적어도 하나의 제2 돌출부의 외주에 배치되는 제2 단부를 가지는 적어도 하나의 탄성부재를 포함하며,
상기 제 1 단부는 상기 렌즈 조립체에 접촉하고, 상기 제 2 단부는 상기 전면 케이스의 일부에 접촉하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 장치.In the head mounted device (Head Mounted Device),
a frame including an upper surface, a lower surface, a first side and a second side, and a rear surface having a shape formed to be worn on a user's face;
a band connected to a portion of the first side and a portion of the second side of the frame and having elasticity;
a cover coupled to a portion of the head mounted device to cover at least a portion of the portable electronic device mounted on the frame;
a front case at least partially accommodated in the frame, including a coupling structure capable of detachably mounting the portable electronic device, and being movable;
a lens assembly positioned between the front case and the rear surface, the lens assembly including a first lens and a second lens respectively disposed between the user's eyes and the display of the portable electronic device mounted on the frame;
a position adjusting unit located on the upper surface of the frame and adjusting a distance between the first and second lenses and a display of a portable electronic device mounted on the frame;
at least a portion of the lens assembly, the posture maintaining unit preventing the portable electronic device from being tilted; and
and a sensor module for measuring a distance between the portable electronic device and the head mounted device and detecting an operation of a position adjusting unit,
The positioning unit
A pattern is printed on the surface of the position adjusting unit so that the sensor module can detect the operation of the position adjusting unit,
The posture maintaining unit
at least one first protrusion that guides a movement path of the front case when the front case is moved by the operation of the positioning unit and protrudes from the lens assembly toward the front case;
at least one second protrusion protruding from the front case toward the lens assembly and movably connected to the at least one first protrusion; and
at least one elastic member having a first end disposed on the outer periphery of the at least one first protrusion and a second end disposed on the outer periphery of the at least one second protrusion,
wherein the first end contacts the lens assembly, and the second end contacts a portion of the front case. 제 1항에 있어서,
상기 위치 조정부는
회전 가능한 휠 또는 다이얼을 포함하며,
상기 휠 또는 다이얼의 적어도 일부는 상기 프레임의 외부로 노출되는 헤드 마운트 장치.The method of claim 1,
The positioning unit
including a rotatable wheel or dial;
At least a part of the wheel or dial is exposed to the outside of the frame. 제 1항에 있어서,
상기 전면 케이스는
상기 휴대용 전자장치의 크기와 관계없이, 상기 휴대용 전자장치와 결합될 수 있는 결합 구조를 포함하는 헤드 마운트 장치.The method of claim 1,
The front case
and a coupling structure capable of being coupled to the portable electronic device regardless of the size of the portable electronic device. 제 1항에 있어서,
상기 자세 유지부는
상기 적어도 하나의 탄성 부재를 상기 렌즈 조립체에 고정시키는 적어도 하나의 고정 부재를 더 포함하는 헤드 마운트 장치.The method of claim 1,
The posture maintaining unit
The head mount device further comprising at least one fixing member for fixing the at least one elastic member to the lens assembly. 제 4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 고정 부재는
상기 적어도 하나의 탄성 부재를 상기 렌즈 조립체에 고정할 수 있는 걸림 구조를 포함하는 헤드 마운트 장치.5. The method of claim 4,
the at least one fixing member
and a locking structure capable of fixing the at least one elastic member to the lens assembly. 제 1항에 있어서
상기 적어도 하나의 탄성부재는
코일 스프링, 판스프링, 유압 스프링, 고무, 또는 스폰지 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 장치.2. The method of claim 1
the at least one elastic member
A head mount device, characterized in that at least one of a coil spring, a leaf spring, a hydraulic spring, rubber, or a sponge. 제 1항에 있어서,
상기 위치 조정부와 연결되어, 상기 위치 조정부의 조정에 따라 상기 휴대용 전자 장치가 장착된 상기 전면 케이스를 이동시키는 이동부재를 더 포함하는 헤드 마운트 장치.The method of claim 1,
and a moving member connected to the position adjusting unit to move the front case in which the portable electronic device is mounted according to the adjustment of the position adjusting unit. 제 7항에 있어서,
상기 이동부재는
상기 위치 조정부에서 전달되는 힘으로 상기 휴대용 전자장치의 위치를 조정할 수 있는 기어 조립체(assembly)를 포함하는 헤드 마운트 장치.8. The method of claim 7,
The moving member
and a gear assembly capable of adjusting a position of the portable electronic device by a force transmitted from the position adjusting unit. 제 1항에 있어서,
상기 휴대용 전자장치와 전기적으로 연결할 수 있는 인터페이스를 더 포함하는 헤드 마운트 장치.The method of claim 1,
The head mounted device further comprising an interface capable of being electrically connected to the portable electronic device. 제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 돌출부 및 상기 적어도 하나의 제 2 돌출부 각각은
4개씩 형성되며, 상기 프레임의 상하좌우 각각에 해당하는 위치에 1개씩 형성되는 헤드 마운트 장치.The method of claim 1,
each of the at least one first protrusion and the at least one second protrusion
The head mount device is formed by four, and is formed one by one at positions corresponding to each of the upper, lower, left, and right of the frame. 제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 탄성부재는
4개씩 배치되며, 상기 프레임의 상하좌우 각각에 해당하는 위치에 1개씩 배치되는 헤드 마운트 장치.The method of claim 1,
the at least one elastic member
The head mount device is arranged four by one, and is arranged one by one at a position corresponding to each of the upper, lower, left, and right of the frame. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 프레임 적어도 일 측면에는
상기 휴대용 전자 장치의 기능을 조작할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 표시하고, 사용자로부터 입력 신호를 수신할 수 있는 터치 패널을 더 포함하는 헤드 마운트 장치.The method of claim 1,
At least one side of the frame
and a touch panel capable of displaying a graphical user interface (GUI) capable of manipulating functions of the portable electronic device and receiving an input signal from a user. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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