KR102619431B1

KR102619431B1 - 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102619431B1
Application number: KR1020210086742A
Authority: KR
Inventors: 최치원; 함동호
Original assignee: 주식회사 피앤씨솔루션
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2024-01-02
Also published as: KR20230005701A; WO2023277322A1

Abstract

본 발명은 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 머리 착용형 디스플레이 장치로서, 착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실 또는 혼합현실을 제공하는 광학 디스플레이부; 상기 광학 디스플레이부의 양 측에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부; 착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수(20)에 위치하며, 상기 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서를 포함하는 거리 측정부; 착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수(20)에 위치하며, 양 측이 상기 스트랩부와 연결되어, 초정밀 모터의 동작에 의해 상기 스트랩부의 길이를 조절하는 길이 조절부; 및 상기 거리 측정부에서 측정된 거리에 따라 상기 길이 조절부를 제어하여 상기 스트랩부가 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 착용자의 뒤통수(20)에서 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정부 및 초정밀 모터의 동작에 의해 스트랩 길이를 조절하는 길이 조절부를 포함하여, 거리 측정부에서 측정된 거리에 따라 길이 조절부를 제어해 스트랩이 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 함으로써, 착용자가 손을 사용하거나 스트랩을 직접 조절하지 않고서도 자동으로 착용자의 머리에 맞게 사이즈가 조절되어 편하게 착용할 수 있다.

Description

초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치{HEAD-MOUNTED DISPLAY APPARATUS THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS ITS SIZE USING MOTOR AND DISTANCE MEASURING SENSOR}

본 발명은 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것이다.

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 착용 되어 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.

헤드 마운티드 디스플레이는 안경처럼 착용하는 형태도 있으나 헤드셋이나 고글처럼 머리에 착용하는 형태도 있다. 이러한 헤드셋 또는 고글 형태의 AR 또는 VR용 HMD는 머리에 잘 맞게 착용하여야 움직임이 쉽고 편안하게 사용할 수 있다.

그러나 현재 대부분의 헤드셋/고글 형태의 HMD는 착용 밴드에 구비된 조절용 다이얼을 이용해 수동으로 사이즈를 조절하게 되어 있다. 이러한 다이얼은 착용 상태에서는 조절하기가 어려우므로, 다이얼을 조절해 착용해 보고 벗어서 다시 다이얼을 조절하는 과정을 여러 번 반복해야 하는 불편함이 있다. 또한, 다이얼 조절에 두 손을 모두 사용해야 하므로, 손에 조이스틱이나 짐 등을 쥐고 있는 경우에는 사이즈 조절이 쉽지 않은 한계가 있다. 따라서 헤드셋/고글 형태의 HMD의 사이즈를 쉽고 편리하게 조절해 머리에 잘 맞게 착용할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.

한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 공개특허 제10-2019-0093966호(발명의 명칭: HMD 장치 및 그 동작 방법, 공개일자: 2019년 08월 12일) 등이 개시된 바 있다.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 착용자의 뒤통수에서 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정부 및 초정밀 모터의 동작에 의해 스트랩 길이를 조절하는 길이 조절부를 포함하여, 거리 측정부에서 측정된 거리에 따라 길이 조절부를 제어해 스트랩이 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 함으로써, 착용자가 손을 사용하거나 스트랩을 직접 조절하지 않고서도 자동으로 착용자의 머리에 맞게 사이즈가 조절되어 편하게 착용할 수 있는, 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치는,

머리 착용형 디스플레이 장치로서,

착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실 또는 혼합현실을 제공하는 광학 디스플레이부;

상기 광학 디스플레이부의 양 측에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부;

착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 상기 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서를 포함하는 거리 측정부;

착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 양 측이 상기 스트랩부와 연결되어, 초정밀 모터의 동작에 의해 상기 스트랩부의 길이를 조절하는 길이 조절부; 및

상기 거리 측정부에서 측정된 거리에 따라 상기 길이 조절부를 제어하여 상기 스트랩부가 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스트랩부는,

일측은 상기 광학 디스플레이부에 연결되고 타측은 상기 길이 조절부에 연결된 2개의 신축성 스트랩으로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 거리 측정부는,

레이저를 조사해 상기 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서; 및

상기 착용자의 착용 여부를 인식하는 근접 센서를 포함할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 근접 센서의 측정 데이터를 이용해 착용자의 착용을 인식하면 상기 거리 측정 센서에 거리 측정 명령을 전달하고, 상기 거리 측정 센서에서 측정된 거리에 따라 상기 길이 조절부를 제어할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 근접 센서의 측정 데이터를 이용해 착용자가 상기 머리 착용형 디스플레이 장치를 벗은 것을 인식하면 상기 길이 조절부를 착용자의 착용 전 초기 상태로 제어할 수 있다.

더더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 거리 측정부에서 측정된 거리만큼 상기 거리 측정부가 상기 착용자의 머리에 가까워지도록 상기 초정밀 모터의 회전 방향 및 회전수를 산출하고, 상기 산출한 회전 방향 및 회전수에 따라 상기 길이 조절부를 제어할 수 있다.

더더더욱 바람직하게는, 상기 길이 조절부는,

상기 스트랩부와 연결된 랙 및 상기 초정밀 모터에 의해 동작하는 피니언을 포함해 랙 앤 피니언 방식으로 상기 스트랩부의 길이를 조절할 수 있다.

바람직하게는, 상기 길이 조절부는,

상기 착용자의 뒤통수를 향하는 내면에 착용자의 머리가 닿는 쿠션 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 착용자의 뒤통수에서 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정부 및 초정밀 모터의 동작에 의해 스트랩 길이를 조절하는 길이 조절부를 포함하여, 거리 측정부에서 측정된 거리에 따라 길이 조절부를 제어해 스트랩이 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 함으로써, 착용자가 손을 사용하거나 스트랩을 직접 조절하지 않고서도 자동으로 착용자의 머리에 맞게 사이즈가 조절되어 편하게 착용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치의 전체 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치에서 스트랩부의 구성을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치를 착용하는 착용자의 뒤통수 모습을 예를 들어 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치의 길이 조절부를 확대하여 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치의 단면을 도시한 도면.

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.

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.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 전체 모습을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, 광학 디스플레이부(100), 스트랩부(200), 거리 측정부(300), 길이 조절부(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성될 수 있으며, 센서부(600) 및 통신부(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은, 머리에 착용하는 헤드셋 또는 고글 형태의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 관한 것으로, 착용자의 뒤통수에서 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정부(300) 및 초정밀 모터의 동작에 의해 스트랩 길이를 조절하는 길이 조절부(400)를 포함하여, 거리 측정부(300)에서 측정된 거리에 따라 길이 조절부(400)를 제어해 스트랩부(200)가 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 함으로써, 착용자가 손을 사용하거나 스트랩을 직접 조절하지 않고서도 자동으로 착용자의 머리에 맞게 사이즈가 조절되어 편하게 착용할 수 있다.

이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 각 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.

광학 디스플레이부(100)는, 착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실 또는 혼합현실을 제공할 수 있다. 즉, 광학 디스플레이부(100)는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 AR, VR 또는 MR 글라스에 해당하는 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이(110) 및 광학계(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

디스플레이(110)는, 영상 정보가 착용자에게 제공될 수 있도록 영상 광을 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 디스플레이(110)는, 영상 정보가 착용자에게 제공될 수 있도록, 이하에서 상세히 설명할 광학계(120)에 결합해, 광학계(200)에 의해 착용자의 눈 방향으로 전달되는 영상 광을 출력하며, 양안 디스플레이를 위해 한 쌍의 디스플레이(110)로 구성될 수 있다. 디스플레이(110)는 OLED 등 다양하게 구성될 수 있다.

광학계(120)는, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용한 착용자의 양안의 전방에 배치되어 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 광학계(120)는, 착용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)의 광의 적어도 일부를 투과시키고, 디스플레이(110)에서 출력되는 영상 광을 착용자의 눈 방향으로 전달하여 증강현실을 제공할 수 있다. 즉, 광학계(120)는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용한 착용자가 증강현실을 경험할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 광학계(120)는 복수의 렌즈와 미러 등으로 구성되며 다양한 방식으로 구현될 수 있는데, 예를 들어 광학 회절 방식, 빔 스플리터 방식, 핀 미러 방식 등으로 구현될 수 있다.

스트랩부(200)는, 광학 디스플레이부(100)의 양 측에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 스트랩부(200)는, 일측은 광학 디스플레이부(100)에 연결되고 타측은 길이 조절부(400)에 연결된 2개의 신축성 스트랩으로 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서 스트랩부(200)의 구성을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 스트랩부(200)는, 광학 디스플레이부(100)의 양 측에 연결되고 길이 조절부(400)에 의해 길이가 조절되며, 착용자의 머리 양측을 감싸는 메인 스트랩(210), 및 광학 디스플레이부(100)와 길이 조절부(400) 사이를 연결하며 착용자의 머리 위쪽을 감싸는 보조 스트랩(220)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 메인 스트랩(210)은 일측은 광학 디스플레이부(100)에 연결되고 타측은 길이 조절부(400)에 연결되어, 길이 조절부(400)에 의해 길이가 조절되는 2개의 신축성 스트랩일 수 있다. 또한, 보조 스트랩(220)은 메인 스트랩(210)의 길이 조절 전에도 착용자 머리에 착용이 가능하도록 돕는 보조적인 역할을 할 수 있으며, 자동 길이 조절이 불가능한 형태일 수 있으나, 길이 조절부(400)에 의해 길이가 조절될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용하는 착용자의 뒤통수(20) 모습을 예를 들어 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 길이 조절부(400)를 확대하여 도시한 도면이다. 이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 거리 측정부(300), 걸이 조절부 및 제어부(500)에 의한 사이즈 조절에 대해 상세히 설명하도록 한다.

거리 측정부(300)는, 착용자가 착용했을 때 착용자의 뒤통수(20)에 위치하며, 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(310)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 거리 측정부(300)는 길이 조절부(400) 위에 위치해 착용자의 뒤통수(20)와의 거리를 측정할 수 있다.

보다 구체적으로, 거리 측정부(300)는, 레이저를 조사해 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(310) 및 착용자의 착용 여부를 인식하는 근접 센서(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 거리 측정 센서(310)(distance sensor)는 레이저 등 광을 조사해 되돌아오는 시간을 측정해 거리를 측정하는 센서이고, 근접 센서(320)(proximity sensor)는 물체가 접근해 왔을 때의 위치를 검출하는 센서이다.

길이 조절부(400)는, 착용자가 착용했을 때 착용자의 뒤통수(20)에 위치하며, 양 측이 스트랩부(200)와 연결되어, 초정밀 모터의 동작에 의해 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 길이 조절부(400)는, 스트랩부(200)와 연결된 랙(410) 및 초정밀 모터에 의해 동작하는 피니언(420)을 포함해 랙(410) 앤 피니언(420) 방식으로 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각 서로 다른 쪽의 스트랩부(200)와 연결된 2개의 랙(410)이 서로 대향하여 피니언(420)에 맞물리도록 서로 교차하여 구성될 수 있으며, 초정밀 모터의 동작에 의해 피니언(420)이 회전함에 따라 2개의 랙(410)이 서로 다른 방향으로 이동해 양쪽의 스트랩부(200)의 길이를 줄이거나 늘릴 수 있다. 여기서, 스트랩부(200)의 길이 조절을 위한 랙(410)과 피니언(420)은 도 5에 도시된 바와 같이 길이 조절부(400) 내부에 구성될 수 있으며, 랙(410)과 피니언(420)의 배치 방향이나 구조는 설계에 따라 변경될 수 있다.

제어부(500)는, 거리 측정부(300)에서 측정된 거리에 따라 길이 조절부(400)를 제어하여 스트랩부(200)가 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 거리 측정부(300)를 구성하는 거리 측정 센서(310)와 근접 센서(320)의 센싱 데이터에 기초해 길이 조절부(400)의 초정밀 모터를 구동하여 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다.

보다 구체적으로, 제어부(500)는, 거리 측정부(300)에서 측정된 거리만큼 거리 측정부(300)가 착용자의 머리에 가까워지도록 초정밀 모터의 회전 방향 및 회전수를 산출하고, 산출한 회전 방향 및 회전수에 따라 길이 조절부(400)를 제어할 수 있다.

한편, 제어부(500)는, 근접 센서(320)의 측정 데이터를 이용해 착용자의 착용을 인식하면 거리 측정 센서(310)에 거리 측정 명령을 전달하고, 거리 측정 센서(310)에서 측정된 거리에 따라 길이 조절부(400)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(500)는, 근접 센서(320)의 측정 데이터를 이용해 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 벗은 것을 인식하면 길이 조절부(400)를 착용자의 착용 전 초기 상태로 제어할 수 있다. 즉, 근접 센서(320)를 통해 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용했는지를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 제어부(500)가 스트랩부(200)의 길이를 늘이거나 줄이는 제어를 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 단면을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 길이 조절부(400)는, 착용자의 뒤통수(20)를 향하는 내면에 착용자의 머리가 닿는 쿠션 부재(430)를 더 포함할 수 있다. 즉, 착용자의 뒤통수(20)에 닿는 부분에 스펀지 등의 탄력이 있는 쿠션 부재(430)를 포함해 착용감을 높일 수 있다.

실시예에 따라서는, 쿠션 부재(430) 안에 감압센서(pressure sensor)를 삽입해, 쿠션 부재(430)에 닿는 착용자의 뒤통수(20)로부터 가해지는 압력을 측정할 수 있다. 제어부(500)는 감압센서에서 측정되는 압력 값이 미리 정해진 값에 도달하도록 초정밀 모터를 제어해 미세하게 스트랩부(200)의 길이를 조절함으로써, 거리 측정 센서(310)만 사용했을 때 머리카락 등에 의해 발생할 수 있는 오차를 줄이고, 미세한 조절을 통해 착용감을 더 높일 수 있다. 즉, 거리 측정부(300)와 감압센서를 함께 사용하여, 거리 측정부(300)를 통해 착용 여부와 스트랩부(200)의 조절 정도를 빠르게 결정할 수 있고, 감압센서를 통해 미세 조절을 하여 착용감을 극대화할 수 있다.

센서부(600)는, 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 홍채 인식 센서 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 제어부(500)는, 길이 조절부(400)에 의한 조절량이나 초정밀 모터의 회전수 등을 사용자 인증 정보와 매칭해 저장하며, 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 광학 디스플레이부(100)를 얼굴에 대고 사용자 인증을 하면, 사용자인증 정보와 매칭된 길이 조절부(400)에 의한 조절량이나 초정밀 모터의 회전수를 사용해 사이즈를 자동으로 조정할 수도 있다. 이때, 사용자 인증은 센서부(600)에 포함된 홍채 인식 센서 등을 사용할 수 있다.

통신부(700)는, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 일측에 설치되며, 다른 머리 착용형 디스플레이 장치(10)나 서버 등과 각종 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 통신부(700)가 사용하는 네트워크는, 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN) 또는 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN) 등과 같은 유선 네트워크나 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망, 블루투스(Bluetooth), Wibro(Wireless Broadband Internet), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), 3/4/5G(3/4/5th Generation Mobile Telecommunication) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크로 구현될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 따르면, 착용자의 뒤통수(20)에서 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정부(300) 및 초정밀 모터의 동작에 의해 스트랩 길이를 조절하는 길이 조절부(400)를 포함하여, 거리 측정부(300)에서 측정된 거리에 따라 길이 조절부(400)를 제어해 스트랩이 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 함으로써, 착용자가 손을 사용하거나 스트랩을 직접 조절하지 않고서도 자동으로 착용자의 머리에 맞게 사이즈가 조절되어 편하게 착용할 수 있다.

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.

10: 본 발명의 특징에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치
20: 착용자의 뒤통수
100: 광학 디스플레이부
110: 디스플레이
120: 광학계
200: 스트랩부
210: 메인 스트랩
220: 보조 스트랩
300: 거리 측정부
310: 거리 측정 센서
320: 근접 센서
400: 길이 조절부
410: 랙
420: 피니언
430: 쿠션 부재
500: 제어부
600: 센서부
700: 통신부

Claims

머리 착용형 디스플레이 장치(10)로서,
착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실 또는 혼합현실을 제공하는 광학 디스플레이부(100);
상기 광학 디스플레이부(100)의 양 측에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부(200);
착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수(20)에 위치하며, 상기 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(310)를 포함하는 거리 측정부(300);
착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수(20)에 위치하며, 양 측이 상기 스트랩부(200)와 연결되어, 초정밀 모터의 동작에 의해 상기 스트랩부(200)의 길이를 조절하는 길이 조절부(400);
상기 거리 측정부(300)에서 측정된 거리에 따라 상기 길이 조절부(400)를 제어하여 상기 스트랩부(200)가 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 하는 제어부(500); 및
홍채 인식 센서를 포함하는 센서부(600)를 포함하며,
상기 스트랩부(200)는,
상기 광학 디스플레이부(100)의 양 측에 연결되고 상기 길이 조절부(400)에 의해 길이가 조절되며, 착용자의 머리 양측을 감싸는 메인 스트랩(210); 및
상기 광학 디스플레이부(100)와 상기 길이 조절부(400) 사이를 연결하며 착용자의 머리 위쪽을 감싸서, 상기 메인 스트랩(210)의 길이 조절 전에도 착용자 머리에 착용이 가능하도록 돕는 보조적인 역할을 하는 보조 스트랩(220)을 포함하여 구성되며,
상기 거리 측정부(300)는,
레이저를 조사해 상기 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(310); 및
상기 착용자의 착용 여부를 인식하는 근접 센서(320)를 포함하며,
상기 길이 조절부(400)는,
상기 착용자의 뒤통수(20)를 향하는 내면에 착용자의 머리가 닿는 쿠션 부재(430)를 더 포함하고, 상기 쿠션 부재(430) 안에 감압센서(pressure sensor)를 삽입해, 상기 쿠션 부재(430)에 닿는 착용자의 뒤통수(20)로부터 가해지는 압력을 측정하며,
상기 제어부(500)는,
상기 근접 센서(320)의 측정 데이터를 이용해 착용자의 착용을 인식하면 상기 거리 측정 센서(310)에 거리 측정 명령을 전달하고, 상기 거리 측정 센서(310)에서 측정된 거리에 따라 상기 길이 조절부(400)를 제어하되, 상기 거리 측정 센서(310)에서 측정된 거리만큼 상기 거리 측정부(300)가 상기 착용자의 머리에 가까워지도록 상기 초정밀 모터의 회전 방향 및 회전수를 산출하고, 산출한 회전 방향 및 회전수에 따라 상기 길이 조절부(400)를 제어하며, 상기 쿠션 부재(430) 안에 삽입된 감압센서에서 측정되는 압력 값이 미리 정해진 값에 도달하도록 상기 초정밀 모터를 제어해 상기 스트랩부(200)의 길이를 조절함으로써, 상기 거리 측정부(300)와 감압센서를 함께 사용하여, 상기 거리 측정부(300)를 통해 착용 여부와 상기 스트랩부(200)의 조절 정도를 결정하고, 상기 감압센서를 통해 미세 조절을 하여 착용감을 극대화하며,
상기 제어부(500)는,
상기 근접 센서(320)의 측정 데이터를 이용해 착용자가 상기 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 벗은 것을 인식하면 상기 길이 조절부(400)를 착용자의 착용 전 초기 상태로 제어하며,
상기 제어부(500)는,
상기 길이 조절부(400)에 의한 조절량이나 초정밀 모터의 회전수를 사용자 인증 정보와 매칭해 저장하며, 착용자가 상기 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용하고, 상기 센서부(600)에 포함된 홍채 인식 센서를 통해 사용자 인증을 하면, 상기 사용자 인증 정보와 매칭된 상기 길이 조절부(400)에 의한 조절량이나 초정밀 모터의 회전수를 사용해 사이즈를 자동으로 조정하는 것을 특징으로 하는, 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 스트랩부(200)는,
일측은 상기 광학 디스플레이부(100)에 연결되고 타측은 상기 길이 조절부(400)에 연결된 2개의 신축성 스트랩으로 구성된 것을 특징으로 하는, 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
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제1항에 있어서, 상기 길이 조절부(400)는,
상기 스트랩부(200)와 연결된 랙(410) 및 상기 초정밀 모터에 의해 동작하는 피니언(420)을 포함해 랙(410) 앤 피니언(420) 방식으로 상기 스트랩부(200)의 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는, 초정밀 모터와 거리 측정 센서(310)를 이용해 자동으로 사이즈가 조절되는 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
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