KR102396379B1 - A head mounted display apparatus capable of detaching and attaching sensor module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치로서, 산업 현장에서의 작업을 위해 사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임; 상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)가 투과되어 보일 수 있도록 하는 광학계; 상기 광학계를 통해 투과되어 보이는 실제 세계와 함께 센서 검출 이벤트 영상 정보가 사용자에게 최적화된 화면으로 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이; 상기 HMD 프레임에 설치되어, 산업 현장에서 발생하는 환경 유해 가스를 검출하는 센서 모듈부; 및 상기 센서 모듈부에 의해 검출되는 환경 유해 가스 정보에 기초하여 현재 작업 중인 사용자가 인식할 수 있도록 센서 검출 이벤트 영상 정보를 생성하여 상기 디스플레이로 전송 제어하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 산업 현장에 투입되는 사용자들이 착용하는 머리 착용형 디스플레이 장치에 환경 유해 가스를 검출하는 센서 모듈부를 설치하되, 센서 모듈부를 산업 현장에 대응하는 모듈화된 센서로 교체 사용이 가능하도록 구성함으로써, 산업 현장에 투입되어 작업 중인 사용자의 위험 상황 및 인명 피해가 최소화될 수 있도록 함은 물론, 센서 모듈부의 교체 사용을 통한 확장성이 가능하고, 그에 따른 고가의 장비 구매 비용을 줄여줄 수 있다.
또한, 본 발명의 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 고가의 장비인 하나의 머리 착용형 디스플레이 장치에 복수의 모듈화된 환경 센서부를 산업 현장별로 대응되게 교체 사용할 수 있도록 구성함으로써, 머리 착용형 디스플레이 장치의 다양한 가스 검출의 기능성이 더욱 향상되고, HMD 프레임의 인터페이스 연결부를 매개로 환경 센서부가 탈부착 되는 체결 구조를 이용한 교체 사용의 편의성 및 호환성이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있다.The present invention relates to a head-wearable display device in which a sensor module is detachable, and more particularly, to a head-wearable display device in which a sensor module is detachable, which can be worn on the user's head for work in an industrial field. HMD frame; an optical system disposed in front of both eyes of a user wearing the HMD frame and allowing the real world to be transmitted through the user's field of vision; a display for outputting image light so that the image information of the sensor detection event along with the real world transmitted through the optical system can be provided to the user as an optimized screen; a sensor module unit installed on the HMD frame and configured to detect an environmental harmful gas generated at an industrial site; and a control unit for generating sensor detection event image information so that the currently working user can recognize it based on the environmental harmful gas information detected by the sensor module unit and transmitting and controlling the image information to the display. .
According to the detachable head-mounted display device of the sensor module proposed in the present invention, a sensor module unit for detecting an environmental harmful gas is installed in a head-wearable display device worn by users who are put into an industrial field, but the sensor module unit By configuring it to be replaceable with a modular sensor corresponding to the industrial site, it is possible to minimize the dangerous situation and human damage of the user who is put into the industrial site and work, as well as the scalability through the replacement and use of the sensor module part. possible, thereby reducing the cost of purchasing expensive equipment.
In addition, according to the detachable head-mounted display device of the sensor module of the present invention, by configuring a plurality of modular environmental sensor units to be replaced and used correspondingly for each industrial site in one head-wearable display device, which is expensive equipment, The functionality of detecting various gases of the head-worn display device is further improved, and the convenience and compatibility of replacement using the fastening structure in which the environmental sensor unit is detachably attached via the interface connection part of the HMD frame can be further improved.
Description
본 발명은 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 교체 사용의 확장성이 향상된 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a head-wearable display device, and more particularly, to a head-wearable display device capable of detaching a sensor module with improved scalability for replacement and use.
디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라 다양한 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 개발되고 있다. 이러한 웨어러블 디바이스의 일종인 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display)는 사용자가 머리에 착용하여 멀티미디어 컨텐츠 등을 제공받을 수 있는 각종 디바이스를 의미한다. 여기서 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 사용자의 신체에 착용되어 사용자가 이동함에 따라서 다양한 환경에서 사용자에게 영상을 제공하게 된다. 이러한 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 투과(see-through)형과 밀폐(see-closed)형으로 구분되고 있으며, 투과형은 주로 증강현실(Augmented Reality, AR)용으로 사용되고, 밀폐형은 주로 가상현실(Virtual Reality, VR)용으로 사용되고 있다.
Various wearable devices are being developed in accordance with the trend of weight reduction and miniaturization of digital devices. A head mounted display, which is a type of wearable device, refers to various devices that a user can wear on the head to receive multimedia contents. Here, the head mounted display (HMD) is worn on the user's body and provides images to the user in various environments as the user moves. Such a head mounted display (HMD) is divided into a see-through type and a see-closed type, and the see-through type is mainly used for Augmented Reality (AR), and the closed type is mainly used for virtual reality (Virtual Reality). Reality, VR).
도 1은 일반적인 안경 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 일반적인 밴드형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 일반적인 안경 형태 또는 밴드 형태의 헤드 마운티드 디스플레이는 사용자에 안면 또는 두부에 착용되어 투과되는 렌즈를 통해 실제 세계에 증강현실(AR)의 영상 정보를 투영하여 사용자에게 제공하게 된다.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a general glasses-type head mounted display (HMD), and FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a general band-type head mounted display (HMD). As shown in FIGS. 1 and 2 , a general head-mounted display in the form of glasses or a band is worn on the user's face or head and is transmitted through a lens that projects augmented reality (AR) image information to the real world. will be provided to the user.
한편, 유독물질이 저장된 탱크, 액화천연가스 저장탱크, 선박 탱크, 화학설비 공장 등의 산업시설은 주기적으로 유지보수 및 청소 작업이 이루어지고 있다. 이러한 유지보수 및 청소 작업에 투입되는 작업자들은 대부분이 마스크, 랜턴, 안전모 등의 간단한 안전장비를 구비한 상태로 작업에 투입되게 됨으로써, 산업시설의 설비에서 누출되는 환경 유해 가스의 유독물질에 쉽게 노출되고, 그에 따른 치명적인 인명사고가 발생될 수 있다. 특히, 유독물질을 처리하는 산업설비 현장에서의 설비의 유지보수 및 청소를 위한 작업 시에 가스 누출 사고가 발생된 경우, 작업자가 인지하기 어려운 무색무취의 가스로 인한 인명 피해가 크게 발생되는 문제가 있었다.On the other hand, industrial facilities such as tanks in which toxic substances are stored, liquefied natural gas storage tanks, ship tanks, and chemical plant factories are periodically maintained and cleaned. Most of the workers involved in such maintenance and cleaning work are put into operation with simple safety equipment such as masks, lanterns, and hard hats, so they are easily exposed to toxic substances of environmental harmful gases leaking from industrial facilities. and fatal accidents may occur. In particular, when a gas leak accident occurs during the maintenance and cleaning of facilities at the site of industrial facilities that process toxic substances, there is a problem that human life is greatly caused by colorless and odorless gas that is difficult for workers to recognize. there was.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 산업 현장에 투입되는 사용자들이 착용하는 머리 착용형 디스플레이 장치에 환경 유해 가스를 검출하는 센서 모듈부를 설치하되, 센서 모듈부를 산업 현장에 대응하는 모듈화된 센서로 교체 사용이 가능하도록 구성함으로써, 산업 현장에 투입되어 작업 중인 사용자의 위험 상황 및 인명 피해가 최소화될 수 있도록 함은 물론, 센서 모듈부의 교체 사용을 통한 확장성이 가능하고, 그에 따른 고가의 장비 구매 비용을 줄여줄 수 있도록 하는, 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems of the previously proposed methods, and a sensor module unit for detecting environmental harmful gases is installed in a head-wearable display device worn by users who are put into an industrial field, but the sensor module By configuring the part so that it can be replaced with a modular sensor corresponding to the industrial site, it is possible to minimize the risk situation and human damage of the user who is put into the industrial site and work, as well as expandability through the replacement and use of the sensor module part An object of the present invention is to provide a head-mounted display device in which a sensor module can be detached, which is possible, thereby reducing the cost of purchasing expensive equipment.
또한, 본 발명은, 고가의 장비인 하나의 머리 착용형 디스플레이 장치에 복수의 모듈화된 환경 센서부를 산업 현장별로 대응되게 교체 사용할 수 있도록 구성함으로써, 머리 착용형 디스플레이 장치의 다양한 가스 검출의 기능성이 더욱 향상되고, HMD 프레임의 인터페이스 연결부를 매개로 환경 센서부가 탈부착 되는 체결 구조를 이용한 교체 사용의 편의성 및 호환성이 더욱 향상될 수 있도록 하는, 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention configures a plurality of modular environmental sensor units to be replaced and used correspondingly for each industrial site in one head worn display device, which is expensive equipment, so that the functionality of detecting various gases of the head mounted display device is further improved. To provide a head-wearable display device with a detachable sensor module that is improved, and the convenience and compatibility of replacement using a fastening structure in which the environmental sensor unit is detachably attached via the interface connection part of the HMD frame can be further improved for other purposes.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치는,A head-wearable display device capable of detaching a sensor module according to a feature of the present invention for achieving the above object,
센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치로서,A head-wearable display device capable of detaching a sensor module, comprising:
산업 현장에서의 작업을 위해 사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임;HMD frame that can be worn on the user's head for work on the industrial site;
상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)가 투과되어 보일 수 있도록 하는 광학계;an optical system that is disposed in front of both eyes of a user wearing the HMD frame and allows the real world to be transmitted through the user's field of view;
상기 광학계를 통해 투과되어 보이는 실제 세계와 함께 센서 검출 이벤트 영상 정보가 사용자에게 최적화된 화면으로 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이;a display for outputting image light so that the image information of the sensor detection event along with the real world transmitted through the optical system can be provided to the user as an optimized screen;
상기 HMD 프레임에 설치되어, 산업 현장에서 발생하는 환경 유해 가스를 검출하는 센서 모듈부; 및a sensor module unit installed on the HMD frame and configured to detect an environmental harmful gas generated at an industrial site; and
상기 센서 모듈부에 의해 검출되는 환경 유해 가스 정보에 기초하여 현재 작업 중인 사용자가 인식할 수 있도록 센서 검출 이벤트 영상 정보를 생성하여 상기 디스플레이로 전송 제어하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
It is characterized in that it comprises a control unit for controlling transmission to the display by generating sensor detection event image information so that the currently working user can recognize it based on the environmental harmful gas information detected by the sensor module unit.
바람직하게는, 상기 HMD 프레임은,Preferably, the HMD frame comprises:
사용자가 머리에 착용한 상태에서 빛이 들어올 수 있는 프레임 구조를 갖는 고글(goggles) 형태로 구성될 수 있다.
It may be configured in the form of goggles having a frame structure through which light can enter while being worn on the user's head.
더욱 바람직하게는, 상기 HMD 프레임은,More preferably, the HMD frame comprises:
사용자의 양안의 전방에 배치되는 HMD 고글 본체;HMD goggles body disposed in front of both eyes of the user;
상기 HMD 고글 본체의 양 측면에 각각 연장되어, 사용자의 두부 양 측면에 배치되는 HMD 고글 본체 연결부; 및HMD goggles main body connecting portions extending on both sides of the HMD goggles body and disposed on both sides of the user's head; and
상기 HMD 고글 본체 연결부에 각각 체결되어, 사용자의 두부 후면을 커버하여 체결되는 두부 후면 체결부를 포함하여 구성할 수 있다.
Each of the HMD goggles main body connection parts is fastened to cover the user's head back side and may include a head rear fastening part fastened to it.
더욱 더 바람직하게는, 상기 두부 후면 체결부는,Even more preferably, the head rear fastening portion,
상기 HMD 프레임을 머리에 착용한 상태에서 사용자의 머리 사이즈에 맞게 길이를 조절할 수 있는 길이 조절 레버를 더 포함하여 구성할 수 있다.
It may be configured to further include a length adjustment lever capable of adjusting the length according to the size of the user's head while the HMD frame is worn on the head.
바람직하게는, 상기 센서 모듈부는,Preferably, the sensor module unit,
산업 현장별로 발생될 우려가 있는 환경 유해 가스에 대응하여 각각 검출할 수 있는 모듈화된 센서로서, 산업 현장의 상황에 대응하여 상기 HMD 프레임에 교체 사용이 가능하도록 탈부착이 가능한 구조로 구성될 수 있다.
As a modular sensor capable of detecting each of the environmental harmful gases that are likely to be generated for each industrial site, it may be configured to have a detachable structure so that it can be replaced and used on the HMD frame in response to the situation of the industrial site.
더욱 바람직하게는, 상기 센서 모듈부는,More preferably, the sensor module unit,
이산화탄소, 수소 가스, 일산화탄소, 불산 가스, 청산 가스, 및 미세먼지 등을 각각 검출할 수 있는 모듈화된 센서로서, 교체 사용을 통한 확장성을 갖도록 구성될 수 있다.
As a modular sensor capable of detecting carbon dioxide, hydrogen gas, carbon monoxide, hydrofluoric acid gas, cyanide gas, fine dust, and the like, respectively, it may be configured to have scalability through replacement and use.
더욱 더 바람직하게는, 상기 제어부는,Even more preferably, the control unit,
상기 HMD 프레임의 HMD 고글 본체의 상부에 배치되는 인터페이스 연결부를 매개로 상기 센서 모듈부가 장착되어 연결 접속되고, 상기 센서 모듈부에 의해 검출되는 산업 현장의 환경 유해 가스 정보에 기초하여 유해 가스 존재 여부, 유해 가스 성분 및 유해 가스 농도를 기준으로 위험을 판단하고, 그에 해당하는 검출 가스 정보가 포함된 센서 검출 이벤트 영상 정보를 생성하여 디스플레이로 제공할 수 있다.
The sensor module unit is mounted and connected via an interface connection unit disposed on the upper portion of the HMD goggles body of the HMD frame, and the presence or absence of harmful gas based on environmental harmful gas information detected by the sensor module unit; A risk may be determined based on a harmful gas component and a harmful gas concentration, and sensor detection event image information including corresponding detection gas information may be generated and provided to a display.
더더욱 바람직하게는, 상기 머리 착용형 디스플레이 장치는,Even more preferably, the head mounted display device,
상기 HMD 프레임에 장착되어 위치 정보를 제공하기 위한 GPS 모듈;a GPS module mounted on the HMD frame to provide location information;
상기 HMD 프레임에 장착되어 사용자의 시선 방향의 영상을 촬영하기 위한 카메라;a camera mounted on the HMD frame to take an image in the direction of the user's gaze;
상기 머리 착용형 디스플레이 장치의 구동을 위한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 및a power supply unit for supplying power for driving the head mounted display device; and
상기 전원 공급부의 온/오프를 위한 스위치부를 더 포함하여 구성할 수 있다.It may be configured to further include a switch unit for on/off of the power supply unit.
본 발명에서 제안하고 있는 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 산업 현장에 투입되는 사용자들이 착용하는 머리 착용형 디스플레이 장치에 환경 유해 가스를 검출하는 센서 모듈부를 설치하되, 센서 모듈부를 산업 현장에 대응하는 모듈화된 센서로 교체 사용이 가능하도록 구성함으로써, 산업 현장에 투입되어 작업 중인 사용자의 위험 상황 및 인명 피해가 최소화될 수 있도록 함은 물론, 센서 모듈부의 교체 사용을 통한 확장성이 가능하고, 그에 따른 고가의 장비 구매 비용을 줄여줄 수 있다.
According to the detachable head-mounted display device of the sensor module proposed in the present invention, a sensor module unit for detecting an environmental harmful gas is installed in a head-wearable display device worn by users who are put into an industrial field, but the sensor module unit By configuring it to be replaceable with a modular sensor corresponding to the industrial site, it is possible to minimize the dangerous situation and human damage of the user who is put into the industrial site and work, as well as the scalability through the replacement and use of the sensor module part. possible, thereby reducing the cost of purchasing expensive equipment.
또한, 본 발명의 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 고가의 장비인 하나의 머리 착용형 디스플레이 장치에 복수의 모듈화된 환경 센서부를 산업 현장별로 대응되게 교체 사용할 수 있도록 구성함으로써, 머리 착용형 디스플레이 장치의 다양한 가스 검출의 기능성이 더욱 향상되고, HMD 프레임의 인터페이스 연결부를 매개로 환경 센서부가 탈부착 되는 체결 구조를 이용한 교체 사용의 편의성 및 호환성이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to the detachable head-mounted display device of the sensor module of the present invention, by configuring a plurality of modular environmental sensor units to be replaced and used correspondingly for each industrial site in a single head-wearable display device, which is expensive equipment, The functionality of detecting various gases of the head-wearable display device is further improved, and the convenience and compatibility of replacement using the fastening structure in which the environmental sensor unit is attached and detached via the interface connection part of the HMD frame can be further improved.
도 1은 일반적인 안경 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 일반적인 밴드형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 사시도 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 평면도 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 정면도 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 측면도 구성을 도시한 도면.1 is a view showing a schematic configuration of a general glasses-type head mounted display (HMD).
2 is a view showing a schematic configuration of a general band-type head mounted display (HMD).
3 is a view showing the configuration of a head-mounted display device capable of detaching a sensor module according to an embodiment of the present invention as a functional block.
4 is a diagram illustrating a perspective configuration of a head-wearable display device capable of detaching a sensor module according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a plan view configuration of a head-wearable display device capable of detaching a sensor module according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a front view configuration of a head-wearable display device capable of detaching a sensor module according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a side view configuration of a head-wearable display device capable of detaching a sensor module according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of any component means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 사시도 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 평면도 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 정면도 구성을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치의 측면도 구성을 도시한 도면이다. 도 3 내지 도 7에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는, HMD 프레임(110), 광학계(120), 디스플레이(130), 센서 모듈부(140), 및 제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있으며, GPS 모듈(160), 카메라(170), 전원 공급부(180), 및 스위치부(190)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the configuration of a head-wearable display device capable of detaching a sensor module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a detachable sensor module according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing a perspective configuration of a head mounted display device, and FIG. 5 is a diagram showing a plan view configuration of a head worn display device in which a sensor module can be detached according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is the present invention. It is a view showing a front view configuration of a head-mounted display device capable of detaching a sensor module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a head-wearable display device capable of detaching a sensor module according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing a side view configuration. 3 to 7 , the head-
HMD 프레임(110)은, 산업 현장에서의 작업을 위해 사용자가 머리에 착용할 수 있는 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 프레임 조립체의 구성이다. 이러한 HMD 프레임(110)은 도 4 내지 도 7에 각각 도시된 바와 같이, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 빛이 들어올 수 있는 프레임 구조를 갖는 고글(goggles) 형태로 구성될 수 있다.
The
또한, HMD 프레임(110)은 사용자의 양안의 전방에 배치되는 HMD 고글 본체(111)와, HMD 고글 본체(111)의 양 측면에 각각 연장되어, 사용자의 두부 양 측면에 배치되는 HMD 고글 본체 연결부(112)와, HMD 고글 본체 연결부(112)에 각각 체결되어, 사용자의 두부 후면을 커버하여 체결되는 두부 후면 체결부(113)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 두부 후면 체결부(113)는 HMD 프레임(110)을 머리에 착용한 상태에서 사용자의 머리 사이즈에 맞게 길이를 조절할 수 있는 길이 조절 레버(114)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
In addition, the
광학계(120)는, HMD 프레임(110)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)가 투과되어 보일 수 있도록 하는 구성이다. 이러한 광학계(120)는 사용자의 시야를 통한 실제 세계가 투과되어 보일 수 있는 AR 글라스 형태로서 투명한 렌즈로 구성될 수 있다.
The
디스플레이(130)는, 광학계(120)를 통해 투과되어 보이는 실제 세계와 함께 센서 검출 이벤트 영상 정보가 사용자에게 최적화된 화면으로 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 구성이다. 이러한 디스플레이(130)는 후술하게 될 제어부(150)의 제어 하에, 산업 현장에서 작업 중인 사용자가 환경 유해 가스에 노출될 경우의 위험을 인식할 수 있도록 검출 가스 정보가 포함된 센서 검출 이벤트 영상 정보를 출력할 수 있다.
The
센서 모듈부(140)는, HMD 프레임(110)에 설치되어, 산업 현장에서 발생하는 환경 유해 가스를 검출하는 센서의 구성이다. 이러한 센서 모듈부(140)는 산업 현장별로 발생될 우려가 있는 환경 유해 가스에 대응하여 각각 검출할 수 있는 모듈화된 센서로서, 산업 현장의 상황에 대응하여 HMD 프레임(110)에 교체 사용이 가능하도록 탈부착이 가능한 구조로 구성될 수 있다.
The
또한, 센서 모듈부(140)는 이산화탄소, 수소 가스, 일산화탄소, 불산 가스, 청산 가스, 및 미세먼지 등을 각각 검출할 수 있는 모듈화된 센서로서, 교체 사용을 통한 확장성을 갖도록 구현될 수 있다. 이러한 센서 모듈부(140)는 산업 현장에서 발생하는 인체에 치명적인 가스를 검출할 수 있는 각각의 센서가 모듈화로 구성되어 산업 현장 각각에 대응하여 교체 사용할 수 있도록 함으로써, 하나의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)에 복수 개의 센서 모듈부(140)가 각각 사용될 수 있으며, 그에 따른 장비의 구매 비용을 절감할 수 있게 된다.
In addition, the
제어부(150)는, 센서 모듈부(140)에 의해 검출되는 환경 유해 가스 정보에 기초하여 현재 작업 중인 사용자가 인식할 수 있도록 센서 검출 이벤트 영상 정보를 생성하여 디스플레이(130)로 전송 제어하는 구성이다. 이러한 제어부(150)는 HMD 프레임(110)의 HMD 고글 본체(111)의 상부에 배치되는 인터페이스 연결부(115)를 매개로 센서 모듈부(140)가 장착되어 연결 접속될 수 있으며, 센서 모듈부(140)에 의해 검출되는 산업 현장의 환경 유해 가스 정보에 기초하여 유해 가스 존재 여부, 유해 가스 성분 및 유해 가스 농도를 기준으로 위험을 판단하고, 그에 해당하는 검출 가스 정보가 포함된 센서 검출 이벤트 영상 정보를 생성하여 디스플레이(130)로 제공할 수 있다. 여기서, 제어부(150)는 사용자에게 위험을 알릴 수 있는 검출 가스 정보를 디스플레이(130)를 통해 AR 정보로 제공할 수 있다.
The
또한, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는 HMD 프레임(110)에 장착되어 위치 정보를 제공하기 위한 GPS 모듈(160)과, HMD 프레임(110)에 장착되어 사용자의 시선 방향의 영상을 촬영하기 위한 카메라(170)와, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 구동을 위한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(180)와, 전원 공급부(180)의 온/오프를 위한 스위치부(190)를 더 포함하여 구성할 수 있다. 이러한 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는 인접하는 머리 착용형 디스플레이 장치(100) 또는 관제부(미도시)와 데이터 통신을 수행하기 위한 통신모듈을 더 포함할 수도 있다.
In addition, the head mounted
또한, GPS 모듈(160)은 산업 현장에서의 작업 중인 사용자의 현장 위치 정보를 제공하고, 카메라(170)는 산업 현장에서 작업 중인 사용자가 바라보는 시선의 작업현장을 촬영할 수 있다. 또한, 스위치부(190)는 전원 공급부(180)의 온/오프를 위한 스위치를 HMD 프레임(110)의 일 측에 설치하거나, 또는 HMD 프레임(110)과 유선으로 연결되는 별도의 디바이스에 형성할 수 있다.
In addition, the
또한, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(130)를 통해 제공되는 검출 가스 정보가 포함된 센서 검출 이벤트 영상 정보에 대응하는 청각적 경고 신호를 더 출력할 수도 있다. 즉, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는 HMD 프레임(110)에 음성 통신이 가능한 마이크, 스피커 등을 더 포함할 수도 있다.
In addition, the head mounted
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치는, 산업 현장에 투입되는 사용자들이 착용하는 머리 착용형 디스플레이 장치에 환경 유해 가스를 검출하는 센서 모듈부를 설치하되, 센서 모듈부를 산업 현장에 대응하는 모듈화된 센서로 교체 사용이 가능하도록 구성함으로써, 산업 현장에 투입되어 작업 중인 사용자의 위험 상황 및 인명 피해가 최소화될 수 있도록 함은 물론, 센서 모듈부의 교체 사용을 통한 확장성이 가능하고, 그에 따른 고가의 장비 구매 비용을 줄여줄 수 있으며, 고가의 장비인 하나의 머리 착용형 디스플레이 장치에 복수의 모듈화된 환경 센서부를 산업 현장별로 대응되게 교체 사용할 수 있도록 구성함으로써, 머리 착용형 디스플레이 장치의 다양한 가스 검출의 기능성이 더욱 향상되고, HMD 프레임의 인터페이스 연결부를 매개로 환경 센서부가 탈부착 되는 체결 구조를 이용한 교체 사용의 편의성 및 호환성이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있게 된다.
As described above, the head-wearable display device capable of detaching the sensor module according to an embodiment of the present invention includes a sensor module for detecting environmental harmful gases in a head-wearable display device worn by users who are put into industrial sites. However, by configuring the sensor module unit to be replaced with a modular sensor corresponding to the industrial site, it is possible to minimize the risk situation and human damage of the user who is put into the industrial site and work, as well as the replacement of the sensor module unit Extensibility through use is possible, and the cost of purchasing expensive equipment can be reduced accordingly, and a plurality of modular environmental sensors can be replaced and used for each industrial site in one head-worn display device, which is expensive equipment. By configuring, the functionality of detecting various gases of the head mounted display device is further improved, and the convenience and compatibility of replacement using a fastening structure in which the environmental sensor unit is attached and detached via the interface connection part of the HMD frame can be further improved. there will be
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Various modifications and applications of the present invention described above are possible by those skilled in the art to which the present invention pertains, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치
110: HMD 프레임
111: HMD 고글 본체
112: HMD 고글 본체 연결부
113: 두부 후면 체결부
114: 길이 조절 레버
115: 인터페이스 연결부
120: 광학계
130: 디스플레이
140: 센서 모듈부
150: 제어부
160: GPS 모듈
170: 카메라
180: 전원 공급부
190: 스위치부100: head mounted display device according to an embodiment of the present invention
110: HMD frame
111: HMD goggles body
112: HMD goggles main body connection part
113: head rear fastening part
114: length adjustment lever
115: interface connection
120: optical system
130: display
140: sensor module unit
150: control unit
160: GPS module
170: camera
180: power supply
190: switch unit
Claims (8)
산업 현장에서의 작업을 위해 사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임(110);
상기 HMD 프레임(110)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)가 투과되어 보일 수 있도록 하는 광학계(120);
상기 광학계(120)를 통해 투과되어 보이는 실제 세계와 함께 센서 검출 이벤트 영상 정보가 사용자에게 최적화된 화면으로 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이(130);
상기 HMD 프레임(110)에 설치되어, 산업 현장에서 발생하는 환경 유해 가스를 검출하는 센서 모듈부(140); 및
상기 센서 모듈부(140)에 의해 검출되는 환경 유해 가스 정보에 기초하여 현재 작업 중인 사용자가 인식할 수 있도록 센서 검출 이벤트 영상 정보를 생성하여 상기 디스플레이(130)로 전송 제어하는 제어부(150)를 포함하되,
상기 HMD 프레임(110)은,
사용자의 양안의 전방에 배치되는 HMD 고글 본체(111)와, 상기 HMD 고글 본체(111)의 양 측면에 각각 연장되어, 사용자의 두부 양 측면에 배치되는 HMD 고글 본체 연결부(112)와, 상기 HMD 고글 본체 연결부(112)에 각각 체결되어, 사용자의 두부 후면을 커버하여 체결되는 두부 후면 체결부(113)를 포함하여 구성하고,
상기 두부 후면 체결부(113)는,
상기 HMD 프레임(110)을 머리에 착용한 상태에서 사용자의 머리 사이즈에 맞게 길이를 조절할 수 있는 길이 조절 레버(114)를 더 포함하여 구성하며,
상기 센서 모듈부(140)는,
산업 현장별로 발생될 우려가 있는 환경 유해 가스에 대응하여 각각 검출할 수 있는 모듈화된 센서로서, 산업 현장의 상황에 대응하여 상기 HMD 프레임(110)에 교체 사용이 가능하도록 탈부착이 가능한 구조로 구성되고,
상기 센서 모듈부(140)는,
이산화탄소, 수소 가스, 일산화탄소, 불산 가스, 청산 가스, 및 미세먼지를 각각 검출할 수 있는 모듈화된 센서로서, 교체 사용을 통한 확장성을 갖고,
상기 HMD 프레임(110)은,
사용자가 머리에 착용한 상태에서 빛이 들어올 수 있는 프레임 구조를 갖는 고글(goggles) 형태로 구성되며,
상기 제어부(150)는,
상기 HMD 프레임(110)의 HMD 고글 본체(111)의 상부에 배치되는 인터페이스 연결부(115)를 매개로 상기 센서 모듈부(140)가 장착되어 연결 접속되고, 상기 센서 모듈부(140)에 의해 검출되는 산업 현장의 환경 유해 가스 정보에 기초하여 유해 가스 존재 여부, 유해 가스 성분 및 유해 가스 농도를 기준으로 위험을 판단하고, 그에 해당하는 검출 가스 정보가 포함된 센서 검출 이벤트 영상 정보를 생성하여 디스플레이(130)로 제공하고,
상기 디스플레이(130)는,
상기 제어부(150)의 제어 하에, 산업 현장에서 작업 중인 사용자가 환경 유해 가스에 노출될 경우의 위험을 인식할 수 있도록 검출 가스 정보가 포함된 센서 검출 이벤트 영상 정보를 출력하며,
상기 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는,
상기 디스플레이(130)를 통해 제공되는 검출 가스 정보가 포함된 센서 검출 이벤트 영상 정보에 대응하는 청각적 경고 신호를 더 출력하고,
상기 광학계(120)는,
사용자의 시야를 통한 실제 세계가 투과되어 보일 수 있는 AR 글라스 형태로서 투명한 렌즈로 구성되며,
상기 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는,
상기 HMD 프레임(110)에 장착되어 위치 정보를 제공하기 위한 GPS 모듈(160)과, 상기 HMD 프레임(110)에 장착되어 사용자의 시선 방향의 영상을 촬영하기 위한 카메라(170)와, 상기 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 구동을 위한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(180)와, 상기 전원 공급부(180)의 온/오프를 위한 스위치부(190)를 더 포함하여 구성하고,
상기 GPS 모듈(160)은 산업 현장에서의 작업 중인 사용자의 현자 위치 정보를 제공하고, 상기 카메라(170)는 산업 현장에서 작업 중인 사용자가 바라보는 시선의 작업현장을 촬영하며,
상기 스위치부(190)는,
상기 전원 공급부(180)의 온/오프를 위한 스위치를 HMD 프레임(110)의 일 측에 설치하거나, 또는 HMD 프레임(110)과 유선으로 연결되는 별도의 디바이스에 형성하고,
상기 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는,
인접하는 머리 착용형 디스플레이 장치 또는 관제부와 데이터 통신을 수행하기 위한 통신모듈을 더 포함하며,
상기 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는,
상기 HMD 프레임(110)에 음성 통신이 가능한 마이크, 스피커를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 센서 모듈의 탈착이 가능한 머리 착용형 디스플레이 장치.As a head-wearable display device 100 capable of detaching a sensor module,
HMD frame 110 that can be worn on the user's head for work in the industrial field;
an optical system 120 disposed in front of both eyes of a user wearing the HMD frame 110 and allowing the real world to be transmitted through the user's field of vision;
a display 130 for outputting image light so that sensor detection event image information can be provided to the user as an optimized screen together with the real world transmitted through the optical system 120;
a sensor module unit 140 installed on the HMD frame 110 and configured to detect an environmental harmful gas generated at an industrial site; and
A control unit 150 for generating sensor detection event image information so as to be recognized by a user currently working on the basis of the environmental harmful gas information detected by the sensor module unit 140 and transmitting and controlling the image information to the display 130 is included. but,
The HMD frame 110,
The HMD goggles main body 111 disposed in front of both eyes of the user, the HMD goggles main body connector 112 extending on both sides of the HMD goggles main body 111 and disposed on both sides of the user's head, the HMD Each of the goggles is fastened to the main body connection part 112 and comprises a head rear fastening part 113 fastened to cover the user's head back side,
The head rear fastening part 113 is,
It further comprises a length adjustment lever 114 that can adjust the length to fit the size of the user's head while wearing the HMD frame 110 on the head,
The sensor module unit 140,
As a modular sensor that can detect each of the environmental harmful gases that are likely to be generated at each industrial site, it is composed of a detachable structure so that it can be replaced and used on the HMD frame 110 in response to the situation of the industrial site, ,
The sensor module unit 140,
As a modular sensor that can detect carbon dioxide, hydrogen gas, carbon monoxide, hydrofluoric acid gas, cyanide gas, and fine dust, respectively, it has expandability through replacement and use,
The HMD frame 110,
It is composed of goggles having a frame structure that allows light to enter while wearing it on the user's head.
The control unit 150,
The sensor module unit 140 is mounted and connected via an interface connection unit 115 disposed on an upper portion of the HMD goggles body 111 of the HMD frame 110 , and is detected by the sensor module unit 140 . Based on the environmental harmful gas information of the industrial site, the risk is determined based on the presence of harmful gas, the harmful gas component, and the harmful gas concentration, and the sensor detection event image information including the corresponding detected gas information is generated and displayed ( 130) as provided,
The display 130 is
Under the control of the control unit 150, the sensor detection event image information including the detection gas information is output so that a user who is working in an industrial site can recognize a risk when exposed to an environmental harmful gas,
The head-wearable display device 100,
Further outputting an audible warning signal corresponding to the sensor detection event image information including the detection gas information provided through the display 130,
The optical system 120,
It is composed of a transparent lens in the form of AR glass that allows the real world to be transmitted through the user's field of view.
The head-wearable display device 100,
A GPS module 160 mounted on the HMD frame 110 to provide location information, a camera 170 mounted on the HMD frame 110 to capture an image in the user's gaze direction, and the head worn A power supply unit 180 for supplying power for driving the type display device 100 and a switch unit 190 for on/off of the power supply unit 180 are further included,
The GPS module 160 provides sage location information of a user who is working in an industrial site, and the camera 170 captures the work site of the user's gaze looking at the user who is working in an industrial site,
The switch unit 190,
A switch for on/off of the power supply unit 180 is installed on one side of the HMD frame 110 or formed in a separate device connected to the HMD frame 110 by wire,
The head-wearable display device 100,
Further comprising a communication module for performing data communication with an adjacent head-wearable display device or control unit,
The head-wearable display device 100,
A head-wearable display device capable of detaching a sensor module, characterized in that it further includes a microphone and a speaker capable of voice communication in the HMD frame 110 .
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |