KR102010946B1 - 전자장치 및 그 디스플레이 어셈블리 - Google Patents

전자장치 및 그 디스플레이 어셈블리 Download PDF

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Abstract

전자장치(8) 및 이의 디스플레이 어셈블리(20)에 있어서, 디스플레이 어셈블리(20)는 두개의 광학 어셈블리(30), 두개의 광학 어셈블리에 연결되고, 두개의 광학 어셈블리(30)사이의 거리를 조절할 수 있는 하나의 제1 조절기구, 대응하는 하나의 광학 어셈블리(30)에 각각 가동적으로 연결되는 두개의 이미지 생성장치(40) - 각 이미지 생성장치(40)에서 생성된 이미지는 광학 어셈블리(30)에 의하여 소정 방향을 향하여 투사됨-, 대응하는 하나의 이미지 생성장치(40)에 각각 연결되고, 이미지 생성장치(40)와 대응하는 광학 어셈블리(30)사이의 거리를 조절할 수 있는 두개의 제2 조절기구(60), 를 포함한다. 제1 조절기구(50)를 설치함으로서 동공간거리의 조절을 구현하였고, 제2 조절기구(60)를 설치함으로서 디옵터의 조절을 구현하였으며, 이리하여 더욱 많은 사용자들에게 적합하다.

Description

전자장치 및 그 디스플레이 어셈블리
본 발명은 조절기구에 관한 것으로서, 특히는, 조절가능한 디스플레이 어셈블리 및 상기 디스플레이 어셈블리을 구비한 전자장치에 관한 것이다.
현재, 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display，HMD)등 눈앞 디스플레이 장치가 점점 유행되고 있다. 그 작동원리는 1개 그룹의 정밀한 광학 렌즈를 통하여 슈퍼 마이크로 디스플레이 스크린(super-micro display screen)의 이미지를 확대하고, 이미지를 눈에 투사하여 착용자가 확대된 허상을 볼 수 있도록 하는 바, 이는 확대경으로 물체를 볼때 확대된 가상물체 이미지가 나타나는 것과 유사하다. 동공간거리가 상이한 착용자들에게 적용하기 위하여, 현재 시장에서 유통되는 HMD는 대부분 동공간거리의 조절기능을 구비한다. 하지만, 근시 착용자 또는 원시 착용자의 디옵터 조절기능이을 구비한 것이 매우 적다.
본 발명의 실시형태는 동공간거리 및 디옵터를 조절할 수 있는 디스플레이 어셈블리 및 당해 디스플레이 어셈블리을 구비한 전자장치를 제공한다.
본 발명의 디스플레이 어셈블리는, 두개의 광학 어셈블리, 하나의 제1 조절기구, 두개의 이미지 생성장치 및 두개의 제2 조절기구를 포함하고, 상기 하나의 제1 조절기구는 상기 두개의 광학 어셈블리에 연결되고, 상기 두개의 광학 어셈블리사이의 거리를 조절할 수 있고, 상기 두개의 이미지 생성장치는 대응하는 하나의 광학 어셈블리에 각각 가동적으로 연결되고, 각 이미지 생성장치에서 생성된 이미지는 상기 광학 어셈블리에 의하여 소정 방향을 향하여 투사되며, 대응하는 하나의 이미지 생성장치에 각각 연결되고, 상기 이미지 생성장치와 대응하는 광학 어셈블리사이의 거리를 조절할 수 있다.
전자장치는, 케이스, 및 상기에 기재한 봐와 같은 상기 케이스내에 수납되는 디스플레이 어셈블리,를 포함하며, 상기 제1 조절기구 및 제2 조절기구는 적어도 일부분이 상기 케이스으로부터 노출된다.
본 발명의 제1 조절기구에 의해 광학 어셈블리사이의 거리를 조절할 수 있어서 동공간거리의 조절을 구현하였으며, 제2 조절기구에 의해 이미지 생성장치와 대응하는 광학 어셈블리사이의 거리를 조절할 수 있어서 디옵터의 조절을 구현하였다. 이와 같이 본 발명의 디스플레이 어셈블리 및 전자장치는 동공간거리 및 디옵터를 동시에 조절할 수 있으며, 더욱 많은 사용자들에게 적합할 수 있다.
하기의 도면은 구체적인 실시형태를 결부하여 본 발명의 각 실시형태를 상세히 설명하기 위한 것이다. 도면에서 나타내는 각 소자는 실제적인 크기나 비례관계를 나타내는 것이 아님으로 이해하여야 바, 단지 설명을 분명히 하기 위하여 나타내는 개략도 일 뿐, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 웨어러블 전자장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 웨어러블 전자장치의 디스플레이 어셈블리의 개략도이다.
도 3은 도 2의 디스플레이 어셈블리의 제2 스터드 볼트(stud bolt) 및 제2 크라운 기어의 측면 개략도이다.
도4는 도2의 디스플레이 어셈블리가 다른 상태에 있을 경우의 개략도이다.
본 발명의 목적, 기술적 수단 및 장점이 더욱 분명하고 명백하도록 하기 위하여, 아래에서는 여러가지 실시형태 및 도면을 결부하여, 본 발명을 더 상세히 설명한다. 여기에서 설명되는 구체적인 실시형태는 단지 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아님으로 이해되어야 한다. 반드시 지적할 바로는, 본 발명에서 언급되는 두개 소자 사이의 "연결”은 반드시 직접적인 연결을 가리키는 것이 아닌 바, 세번째 소자에 의하여 구현되는 간접적인 연결일 수 도 있다.
도1 및 도2를 결부하면, 이는 본 발명의 일 실시형태에서 제공되는 웨어러블 전자장치(8)의 개략도이다. 전자장치(8)는 웨어러블 비디오 플레이어거나, 웨어러블 게임장치 또는 웨어러블 내비게이션 장치 등 일 수 있다. 전자장치(8)는 헤드셋(10) 및 당해 헤드셋(10)에 회전가능하게 연결되는 디스플레이 모듈(11)을 포함한다. 디스플레이 모듈(11)은 하나의 케이스(12) 및 케이스(12)내에 수납되는 하나의 디스플레이 어셈블리(20)를 포함한다. 물론, 도면에 나타나지 않았지만, 관련된 회로 및 배터리 등을 더 포함한다. 디스플레이 어셈블리(20)는 두개의 광학 어셈블리(30), 두개의 이미지 생성장치(40), 하나의 제1 조절기구(50) 및 두개의 제2 조절기구(60)를 포함하며, 제1 조절기구(50) 및 제2 조절기구(60)는 적어도 일부분이 하우징(12)으로부터 노출되어 사용자가 조절하기 편하도록 한다.
광학 어셈블리(30)는 하나의 렌즈통(32) 및 렌즈통(32)내에 설치된 복수의 렌즈 세트(34)를 포함한다. 렌즈통(32)은 하나의 입사구(미도시) 및 하나의 출사구(38)를 구비하며, 입사구는 이미지 생성장치(40)로 향하는 일측에 위치하며, 입사구에 진입한 광선은 렌즈 세트(34)로 진입하여 굴절 및 반사가 발생되어 최종적으로 출사구(38)로부터 사출된다. 이미지 생성장치(40)는 하나의 베이스(42) 및 베이스(42)상에 설치된 하나의 마이크로 디스플레이 어셈블리(44)를 포함한다. 마이크로 디스플레이 어셈블리(44)는 하나의 마이크로 디스플레이(미도시), 예를 들면, OLED 마이크로 디스플레이를 구비하며, 입사구에 설치된다. 이와 같이, 마이크로 디스플레이에서 디스플레이된 이미지의 광선은, 입사구에 진입되고, 렌즈 세트(34)에 의하여 소정 방향을 향하여 투사되며, 출사구(38)로부터 사출된 광선이 사람의 눈에 입사한 후, 사람의 눈은 마이크로 디스플레이에 의해 디스플레이된 이미지의 확대된 허상을 볼 수 있다.
제1 조절기구(50)는 두개의 광학 어셈블리(30)에 연결되고 두개의 광학 어셈블리(30)사이의 거리를 조절할 수 있다. 구체적으로, 제1 조절기구(50)는 두개의 광학 어셈블리(30)에 형성된 두개의 제1 나사구멍(51), 두개의 제1 나사구멍(51)에 나사결합된 하나의 제1 스터드 볼트(52), 및 제1 스터드 볼트(52)에 연결된 하나의 제1 회전구조(53)를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 제1 나사구멍(51)은 렌즈통(32)에 고정된 연결시트(31)의 렌즈통(32)에서 멀리 떨어진 일단에 형성된다. 연결 시트(31)는 일정한 탄성을 가질수 있어서 제1 회전 구조(53)의 회전 과정에서의 일부 진동을 흡수하는 역할을 한다. 하지만 제1 나사구멍(51)은 렌즈통(32)에 직접 설치될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 제1 스터드 볼트(52)가 회전할 때 두개의 연결 시트(31)가 서로 접근하거나 서로 멀어지도록, 제1 스터드 볼트(52)의 대향하는 양측에는 방향이 반대되는 나사산을 설치한다.
제1 회전구조(53)는 제1 스터드 볼트(52)를 서로 반대되는 두 방향으로 구동하여 회전하도록 두개의 광학 어셈블리(30)사이의 거리를 조절할 수 있다. 구체적으로, 본 실시형태에 있어서, 제1 회전구조(53)는 제1 스터드 볼트(52)와 동축이고 동기적으로 회전하는 제1 크라운 기어(54), 및 제1 크라운 기어(54)에 결합되는 하나의 제1 스퍼 기어(55)를 포함하며, 제1 스퍼 기어(55)는 일부가 케이스(12)밖으로 연장되고, 즉 케이스(12)로부터 노출되어 사용자가 조절하기 편하도록 한다. 이와 같이, 제1 스퍼 기어(55)를 돌리는 것을 통하여 제1 스터드 볼트(52)가 회전하도록 할 수 있다. 일 예시로는, 제1 회전방향으로 제1 스퍼 기어(55)를 회전할 경우, 제1 스터드 볼트(52)는 제1방향으로 회전하도록 연동되며, 따라서 두개의 광학 어셈블리(30)가 서로 접근하도록 연동된다. 제1 회전방향과 서로 반대인 제2 회전방향으로 제1 스퍼 기어(55)를 회전할 경우, 제1 스터드 볼트(52)는 제1 방향과 서로 반대인 제2 방향으로 회전하도록 연동되며, 따라서 두개의 광학 어셈블리(30)는 서로 멀어지도록 연동되며, 더 나아가 두개 광학 어셈블리(30)사이의 거리를 조절하는 것을 구현한다. 즉 동공간거리를 조절하는 것을 구현한다. 하지만, 이해할 수 있는 바로는, 제1 회전구조(53)가 도시한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 스터드 볼트(52)에 고정되고 또한 제1 스터드 볼트(52)에 수직되는 방향으로 외부로 연장하는 조작 피스(미도시)일 수도 있으며, 당해 조작 피스를 움직이므로서 상기 기능을 구현할 수도 있거나, 또는 직접 제1 크라운 기어(54)만 포함할 수도 있다.
도2 및 도3을 결부하면, 제2 조절기구(60)는 대응하는 하나의 이미지 생성장치(40)에 연결되고, 이미지 생성장치(40)와 대응하는 광학 어셈블리(30)사이의 거리를 조절할 수 있다. 구체적으로, 제2 조절기구(60)는 이미지 생성장치(40))에 형성된 하나의 제2 나사구멍(61), 제2 나사구멍(61)에 나사결합된 하나의 제2 스터드 볼트(62), 및 제2 스터드 볼트(62)에 연결된 하나의 제2 회전구조(63)를 포함한다. 본 실시형태에서, 제2 나사구멍(61)은 이미지 생성장치(40)의 베이스(42)에 형성된다. 제2 스터드 볼트(62)는 축선(미도시)를 구비하며, 또한 나사산을 구비하여 제2 나사구멍(61)에 결합되는 제1 부분(64) 및 이와 대향하는 제2 부분(65)을 포함한다. 제2 부분(65)은 축선에 수직되는 방향의 단면이 약 D자형이며, 제2 회전구조(63)에는 제2 부분의 단면 형상과 매칭되는 D자형 관통 구멍(68)이 형성된다. 제2 부분(65)은 관통 구멍(68)을 관통하여 당해 축선방향을 따라 관통 구멍(68)에서 이동할 수 있다. 본 실시형태에서, 구체적으로 제2 회전구조(63)에는 관통 구멍(68)이 형성된 하나의 제2 크라운 기어(66) 및 제2 크라운 기어(66)에 결합된 하나의 제2 스퍼 기어(67)를 포함하며, 제2 스퍼 기어(67)는 일부가 케이스(12)밖으로 연장되며, 즉 케이스(12)으로부터 노출되어 사용자가 조절하기 편하도록 한다.
이와 같이, 도2 및 도4에 도시한 바와 같이, 제2 스퍼 기어(67)를 돌리는 것을 통하여 제2 스터드 볼트(62)가 회전하도록 하며, 더 나아가 이미지 생성장치(40)와 대응하는 광학 어셈블리(30)사이의 거리를 조절할 수 있으며, 즉 디옵터를 조절할 수 있다. 디옵터를 조절할 필요가 없이 동공간거리를 조절할 경우, 이미지 생성장치(40)는 광학 어셈블리(30)에 따라 동시에 이동되며, 제2 스터드 볼트(62)가 관통 구멍(68)에서 축방향으로 이동할 수 있기에, 따라서 제2 스터드 볼트(62)도 이미지 생성장치(40)에 따라 동시에 이동된다. 이와 같이, 제2 스퍼 기어(67)는 제1 스퍼 기어(55)와 마찬가지로, 위치가 고정될 수 있다. 물론, 다른 실시형태에서, 제2 스터드 볼트(62)는 관통 구멍(68)에서 이동할 수 없을 수도 있으며, 이러할 경우, 제2 크라운 기어(66) 및 제2 스퍼 기어(67)의 이동 공간을 미리 남겨둘 필요가 있다.
이해해야 하는 바로는, 제2 회전구조(63)도 도면에 나타낸 구조에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 나사 구멍(61)에 고정되고 제2 나사구멍(61)에 수직하는 방향으로 외부로 연장하는 조작 피스(미도시)일 수도 있으며, 당해 조작 피스를 움직이므로서 상기 기능을 구현할 수도 있거나, 또는 직접 제2 크라운 기어(66)만 포함할 수도 있다. 한편, 제2 스터드 볼트(62)의 제2 부분(65)의 D자형인 단면은 제2 크라운 기어(66)에 의하여 제2 스터드 볼트(62)를 구동하여 회전하도록 하기 위해서이다. 따라서, 이해할수 있는 바로는, 당해 단면은 D자형에 한정되는 것이 아니며, 원형이 아니할 경우에는 모두 당해 기능을 구현할 수 있다.
바람직하게는, 디스플레이 어셈블리(20)는 두개의 가이드 레일(70)(도2에서 하나의 가이드 레인은 점선으로 표시됨)을 더 포함하며, 이는 광학 어셈블리(30)의 대향하는 양측에 각각 설치되며, 광학 어셈블리(30)의 렌즈통(32) 및 이미지 생성장치(40)의 베이스 각각의 대향되는 양측에는 두개의 수납홀(72)이 형성된다. 본 실시형태에서, 가이드 레일(70)은 기둥모양으로 되고, 가이드 레일(70)은 렌즈통(32) 및 베이스(42)의 수납홀(72)을 가동적으로 관통할 수 있다. 이와 같이, 두개 광학 어셈블리(30)은 제1 조절기구(50)의 조절하에 가이드 레일(70)을 따라 이동할 수 있으며, 두개의 이미지 생성장치(40)는 제2 조절기구(60)의 조절하에 가이드 레일(70)을 따라 이동할 수 있다.
본 실시형태에서, 렌즈통(32) 및 베이스(42)는 동일한 가이드 레일(70)에 씌워져 설치된다. 하지만, 이해할 수 있는 바로는, 가이드 기능을 구현하기 위하여, 렌즈통(32) 및 베이스(42)가 각각 가이드 레일을 구비할 수도 있다. 한편, 가이드 레일의 구조 또한 도시한 방식에 한정되지 않으며, 예를 들면, 케이스(12)에 형성된 홈(미도시)일 수도 있으며, 렌즈통(32) 및 베이스(42)는 당해 홈내에 수납되어 그중에서 홈에 의해 정의된 방향을 따라 이동할 수 있다. 요컨데, 가이드 레일은 가이드 역할을 하기만 하면 된다.
상기에서 기술한 내용은 단지 본 발명의 바람직한 실시형태일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아닌 바, 무릇 본 발명의 정신 및 원칙내에서 행한 어떠한 보정, 균등 교체 및 개진 등은 모두 본 발명의 보호 범위내에 포함된다.

Claims (14)

  1. 디스플레이 어셈블리에 있어서,
    두개의 광학 어셈블리, 하나의 제1 조절기구, 두개의 이미지 생성장치, 두개의 제2 조절기구, 및 가이드 레일을 포함하고,
    상기 하나의 제1 조절기구는 상기 두개의 광학 어셈블리에 연결되고, 상기 두개의 광학 어셈블리사이의 거리를 조절할 수 있고,
    상기 두개의 이미지 생성장치는 대응하는 하나의 광학 어셈블리에 각각 가동적으로 연결되고, 각 이미지 생성장치에서 생성된 이미지는 상기 광학 어셈블리에 의하여 소정 방향을 향하여 투사되며,
    상기 두개의 제2 조절기구는 대응하는 하나의 이미지 생성장치에 각각 연결되고, 상기 이미지 생성장치와 대응하는 광학 어셈블리사이의 거리를 조절할 수 있고,
    상기 두개의 광학 어셈블리와 상기 두개의 이미지 생성장치는 상기 가이드 레일에 연결되고 상기 가이드 레일의 길이 방향을 따라 배치되는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 두개의 광학 어셈블리는 상기 가이드 레일에 연결되고, 상기 제1 조절기구의 조절하에 상기 가이드 레일을 따라 이동가능한,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 생성장치는 상기 가이드 레일에 연결되고, 상기 제2 조절기구의 조절하에 상기 가이드 레일을 따라 이동가능한,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 하나이고,
    대응하는 제1 조절기구 및 제2 조절기구의 조절하에 상기 두개의 광학 어셈블리 및 상기 두개의 이미지 생성장치는 상기 가이드 레일을 따라 이동가능하고, 각각의 제 2 조절기구는 대응하는 하나의 광학 어셈블리와 상기 가이드 레일을 기준으로 나란히 배치되는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 두개이고,
    상기 광학 어셈블리의 대향하는 양측에 각각 설치되는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 두개의 가이드 레일은 기둥모양이며,
    각 광학 어셈블리 및 이미지 생성장치는 가동적으로 상기 가이드 레일에 씌워져 설치되는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 조절기구는,
    상기 두개의 광학 어셈블리에 형성된 두개의 제1 나사구멍,
    상기 두개의 제1 나사구멍에 나사결합되는 하나의 제1 스터드 볼트, - 상기 두개의 제1 나사구멍과 상기 제1 스터드 볼트이 나사결합하는 방향이 서로 반대임-, 및
    상기 제1 스터드 볼트에 연결되고, 상기 제1 스터드 볼트를 구동하여 회전하도록 하여 상기 두개의 광학 어셈블리사이의 거리를 조절할 수 있는 하나의 제1 회전구조,
    를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 회전구조는 상기 제1 스터드 볼트와 동축이고 동기적으로 회전하는 하나의 제1 크라운 기어를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 회전구조는 상기 제1 크라운 기어에 결합되는 하나의 제1 스퍼 기어를 더 포함하는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 제2 조절기구는,
    상기 이미지 생성장치에 형성된 하나의 제2 나사구멍,
    상기 제2 나사구멍에 나사결합되는 하나의 제2 스터드 볼트, 및
    상기 제2 스터드 볼트에 연결되고 상기 제2 스터드 볼트를 구동하여 회전하도록 하여 상기 이미지 생성장치와 대응하는 광학 어셈블리사이의 거리를 조절할 수 있는 하나의 제2 회전구조,
    를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 스터드 볼트는 하나의 축선를 가지고 나사산을 구비하며 상기 제2 나사구멍에 결합되는 제1 부분 및 이와 대향하는 제2 부분을 포함하며,
    상기 제2 부분의 상기 축선에 수직되는 방향의 단면이 비원형이며,
    상기 제2 회전구조에는 상기 제2 부분의 단면 형상과 매칭되는 관통 구멍이 형성되며,
    상기 제2 부분은 상기 관통 구멍을 관통하여 상기 축선방향으로 상기 관통 구멍에서 이동가능한,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 회전구조에는 상기 관통 구멍이 형성된 하나의 제2 크라운 기어를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 회전구조는 상기 제2 크라운 기어에 결합된 하나의 제2 스퍼 기어를 더 포함하는,
    것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  14. 전자장치에 있어서,
    케이스, 및
    상기 케이스내에 수납되고, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 디스플레이 어셈블리,
    를 포함하며,
    상기 제1 조절기구 및 제2 조절기구는 적어도 일부분이 상기 케이스로부터 노출되는,
    것을 특징으로 하는 전자장치.
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