KR102577516B1 - 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 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 디스플레이부에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부; 착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 상기 스트랩부와 연결되어 상기 스트랩부의 길이를 조절하는 길이 조절부; 및 상기 스트랩부에 연결되며, 상기 길이 조절부에 의한 상기 스트랩부의 길이 조절에 따라 변형되어 상기 착용자의 머리둘레 형상에 밀착되는 가변형 쿠션 구조물을 포함하며, 상기 가변형 쿠션 구조물은, 상기 광학 디스플레이부의 위쪽에서 상기 스트랩부에 연결되며, 이마 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 스트랩부의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 상기 착용자의 이마에 밀착되는 전면 쿠션부; 및 상기 착용자의 뒤통수를 향하는 상기 스트랩부의 내면에 연결되며, 뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 스트랩부의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 상기 착용자의 뒤통수에 밀착되는 후면 쿠션부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 스트랩부에 연결되고 스트랩부의 길이 조절에 따라 자연스럽게 변형되어 착용자의 머리둘레 형상에 밀착되는 가변형 쿠션 구조물을 포함함으로써, 착용자의 두상 크기와 모양이 각각 다르더라도 가변형 쿠션 구조물이 착용자의 머리에 맞추어 변형되어 착용감을 높일 수 있다.

Description

착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치{HEAD-MOUNTED DISPLAY APPARATUS WITH VARIABLE CUSHION STRUCTURE THAT FITS THE USER’S HEAD SIZE}
본 발명은 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 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.
대부분의 헤드셋/고글 형태의 HMD는 머리에 착용 후 두상의 크기에 맞게 사이즈를 조절하게 되어 있다. 그런데 착용자의 두상의 크기나 모양이 각각 달라서, 같은 제품을 착용하더라도 각 착용자가 느끼는 착용감에는 차이가 있다. 즉, 착용감 조사 시 같은 제품에 대해서 착용감이 좋다는 평가와 불편하다는 평가가 모두 나올 수 있다. 따라서 착용자가 스트랩을 머리에 맞게 조절함에 따라 두상의 크기나 모양에 맞추어 밀착해 착용감을 높일 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, 스트랩부에 연결되고 스트랩부의 길이 조절에 따라 자연스럽게 변형되어 착용자의 머리둘레 형상에 밀착되는 가변형 쿠션 구조물을 포함함으로써, 착용자의 두상 크기와 모양이 각각 다르더라도 가변형 쿠션 구조물이 착용자의 머리에 맞추어 변형되어 착용감을 높일 수 있는, 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치는,
머리 착용형 디스플레이 장치로서,
착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실 또는 혼합현실을 제공하는 광학 디스플레이부;
상기 광학 디스플레이부에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부;
착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 상기 스트랩부와 연결되어 상기 스트랩부의 길이를 조절하는 길이 조절부; 및
상기 스트랩부에 연결되며, 상기 길이 조절부에 의한 상기 스트랩부의 길이 조절에 따라 변형되어 상기 착용자의 머리둘레 형상에 밀착되는 가변형 쿠션 구조물을 포함하며,
상기 가변형 쿠션 구조물은,
상기 광학 디스플레이부의 위쪽에서 상기 스트랩부에 연결되며, 이마 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 스트랩부의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 상기 착용자의 이마에 밀착되는 전면 쿠션부; 및
상기 착용자의 뒤통수를 향하는 상기 스트랩부의 내면에 연결되며, 뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 스트랩부의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 상기 착용자의 뒤통수에 밀착되는 후면 쿠션부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 스트랩부는,
상기 길이 조절부에 의해 상기 착용자의 머리를 감싸는 내부 공간의 크기가 조절되는 원형의 스트랩 형태인 것을 특징으로 하는, 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치.
더욱 바람직하게는, 상기 가변형 쿠션 구조물은,
상기 스트랩부의 길이가 짧아져 상기 내부 공간이 좁아짐에 따라 안쪽으로 구부러져 상기 착용자의 머리에 밀착되며, 상기 스트랩부의 길이가 길어져 상기 내부 공간이 넓어짐에 따라 안쪽으로 휜 정도가 감소할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가변형 쿠션 구조물은,
상기 스트랩부의 길이 방향과 수직을 이루도록 길게 형성된 복수의 구멍을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 가변형 쿠션 구조물은,
중앙 부분을 중심으로 양쪽으로 대칭을 이루도록 미리 정해진 폭의 상기 구멍이 미리 정해진 간격으로 형성될 수 있다.
더더욱 바람직하게는, 상기 전면 쿠션부는,
상기 광학 디스플레이부와 대응되는 길이이고, 가운데 부분의 높이가 가장 높고 양 측면으로 갈수록 높이가 낮아져 윗변이 곡선을 이룰 수 있다.
더더욱 바람직하게는, 상기 후면 쿠션부는,
상기 스트랩부의 길이 방향으로 길며, 양쪽 말단이 둥글게 처리된 형태일 수 있다.
바람직하게는, 상기 가변형 쿠션 구조물은,
폴리카보네이트 또는 폴리프로필렌 재질일 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 스트랩부에 연결되고 스트랩부의 길이 조절에 따라 자연스럽게 변형되어 착용자의 머리둘레 형상에 밀착되는 가변형 쿠션 구조물을 포함함으로써, 착용자의 두상 크기와 모양이 각각 다르더라도 가변형 쿠션 구조물이 착용자의 머리에 맞추어 변형되어 착용감을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 스트랩부, 길이 조절부 및 가변형 쿠션 구조물이 결합한 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 스트랩부의 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 전면 쿠션부의 정면도를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 전면 쿠션부의 사시도를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 후면 쿠션부의 정면도를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 후면 쿠션부의 사시도를 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 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, 광학 디스플레이부(100), 스트랩부(200), 길이 조절부(300) 및 가변형 쿠션 구조물(400)을 포함하여 구성될 수 있으며, 제어부(500), 센서부(600) 및 통신부(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 스트랩부(200), 길이 조절부(300) 및 가변형 쿠션 구조물(400)이 결합한 모습을 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, 머리에 착용하는 헤드셋 또는 고글 형태의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 관한 것으로, 착용자의 머리 사이즈에 맞추어 스트랩부(200)를 조절함에 따라, 가변형 쿠션 구조물(400)이 자연스럽게 변경되어 착용자의 이마와 뒤통수의 머리둘레 형상에 밀착됨으로써, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용하는 두상의 크기와 모양이 서로 다른 다양한 착용자가 모두 편안하게 착용할 수 있고, 전반적인 착용감을 크게 높일 수 있다.
이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 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, 광학계에 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)에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용될 수 있다. 여기서, 스트랩부(200)는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 또는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)과 같은 유연한 재질로 제작되어, 추후 상세히 설명할 길이 조절부(300)의 조절에 따라 착용자의 머리의 크기와 형태에 맞게 감쌀 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 전체적인 모습을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 스트랩부(200)는, 일측에 광학 디스플레이부(100)가 연결되고, 광학 디스플레이부(100)의 반대쪽에 길이 조절부(300)가 연결될 수 있다. 스트랩부(200)는, 착용자의 머리 양측을 감싸는 메인 스트랩(210), 및 광학 디스플레이부(100)와 길이 조절부(300) 사이를 연결하며 착용자의 머리 위쪽을 감싸는 보조 스트랩(220)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 보조 스트랩(220)은 메인 스트랩(210)의 길이 조절 전에도 착용자 머리에 착용이 가능하도록 돕는 보조적인 역할을 할 수 있으며, 길이 조절부(300)에 연결디거나 보조 스트랩(220) 자체를 조절해 길이를 조절할 수도 있다.
한편, 스트랩부(200)는, 길이 조절부(300)에 의해 착용자의 머리를 감싸는 내부 공간의 크기가 조절되는 원형의 스트랩 형태일 수 있다. 여기서, 원형의 스트랩은 메인 스트랩(210)에 해당할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 스트랩부(200)의 모습을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 스트랩부(200)는, 착용자의 머리에 착용되는 원형의 밴드로, 착용감을 높이기 위해 측면의 밴드 폭을 넓게 구성해 안정적인 착용이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 스트랩부(200)는 일측에 광학 디스플레이부(100)를 연결하기 위한 디스플레이 결합부(201)를 포함할 수 있으며, 반대쪽에는 길이 조절부(300)의 기어에 연결되어 랙 앤 피니언 방식 등으로 밴드의 길이를 늘이거나 줄여서 내부 공간의 크기를 조절하기 위한 톱니 형태의 기어 결합부(202)를 포함할 수 있다.
길이 조절부(300)는, 착용자가 착용했을 때 착용자의 뒤통수에 위치하며, 스트랩부(200)와 연결되어 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 길이 조절부(300))는, 도 4에 도시된 바와 같은 스트랩부(200)의 뒤통수 쪽에서 기어 결합부(202)로 구현된 랙과 톱니에 맞물린 피니언을 포함해 랙 앤 피니언 방식으로 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다. 이때, 수동 다이얼 조작이나 초정밀 모터의 동작에 의해 피니언이 회전함에 따라 기어 결합부(202)에 연결된 양쪽 밴드가 서로 다른 방향으로 이동해 양쪽의 스트랩부(200)의 길이를 줄이거나 늘릴 수 있다.
가변형 쿠션 구조물(400)은, 스트랩부(200)에 연결되며, 길이 조절부(300)에 의한 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 변형되어 착용자의 머리둘레 형상에 밀착될 수 있다. 여기서, 가변형 쿠션 구조물(400)은, 폴리카보네이트 또는 폴리프로필렌 재질로 구성하여, 재질의 유연한 성질을 통해 착용자의 머리에 밀착되도록 변형될 수 있다. 한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 가변형 쿠션 구조물(400)은 착용자의 이마 쪽에 위치하는 전면 쿠션부(410)와 뒤통수 쪽에 위치하는 후면 쿠션부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
전면 쿠션부(410)는, 광학 디스플레이부(100)의 위쪽에서 스트랩부(200)에 연결되며, 이마 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 착용자의 이마에 밀착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 전면 쿠션부(410)의 정면도를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 전면 쿠션부(410)의 사시도를 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 전면 쿠션부(410)는, 가로 길이가 광학 디스플레이부(100)와 대응되는 길이이고, 가운데 부분의 높이가 가장 높고 양 측면으로 갈수록 높이가 낮아져 윗변이 곡선을 이룰 수 있다.
전면 쿠션부(410)의 아랫변 부분에는 스트랩부(200)와 연결되기 위한 연결부를 포함하며, 도 2에 도시된 바와 같이 연결부를 통해 스트랩부(200)의 디스플레이 결합부(201)의 후면에서 전면 쿠션부(410)가 스트랩부(200)와 결합할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 디스플레이부(100)의 위쪽에서 착용자의 이마에 닿는 부분에 전면 쿠션부(410)가 위치하므로, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 무게 중 큰 비중을 차지하는 광학 디스플레이부(100)가 안정적으로 착용되도록 도울 수 있다.
후면 쿠션부(420)는, 착용자의 뒤통수를 향하는 스트랩부(200)의 내면에 연결되며, 뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 착용자의 뒤통수에 밀착될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 후면 쿠션부(420)의 정면도를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 후면 쿠션부(420)의 사시도를 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 후면 쿠션부(420)는, 스트랩부(200)의 길이 방향으로 길며, 양쪽 말단이 둥글게 처리된 형태일 수 있다.
가변형 쿠션 구조물(400)은, 스트랩부(200)의 길이가 짧아져 내부 공간이 좁아짐에 따라 안쪽으로 구부러져 착용자의 머리에 밀착되며, 스트랩부(200)의 길이가 길어져 내부 공간이 넓어짐에 따라 안쪽으로 휜 정도가 감소할 수 있다. 즉, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 착용 시 스트랩부(200)가 조절되어 원형의 내부 공간이 좁아짐에 따라, 곡면 형태인 전면 쿠션부(410)와 후면 쿠션부(420)의 곡률이 더 크게 휘어져 두상에 맞추어 변형되게 된다. 반면에, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 벗을 때 스트랩부(200)를 조절해 원형의 내부 공간이 넓어짐에 따라, 머리에 밀착했던 전면 쿠션부(410)와 후면 쿠션부(420)가 머리에서 떨어지고 초기 곡면 형태가 회복될 수 있다.
한편, 가변형 쿠션 구조물(400)은, 스트랩부(200)의 길이 방향과 수직을 이루도록 길게 형성된 복수의 구멍(402)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 가변형 쿠션 구조물(400)은, 중앙 부분(401)을 중심으로 양쪽으로 대칭을 이루도록 미리 정해진 폭의 구멍(402)이 미리 정해진 간격으로 형성될 수 있다. 여기서, 미리 정해진 폭의 구멍(402) 및 구멍(402) 사이의 살(403)은 가변형 쿠션 구조물(400)이 착용자의 두상에 맞추어 유연하게 변형되도록 하고, 통풍을 도울 수 있는 구성에 해당한다.
즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전면 쿠션부(410)는 보조 스트랩(220), 카메라, 센서 등이 탈부착할 수 있는 중앙 부분(401)을 기준으로 좌우로 대칭을 이루도록 구멍(402)과 살(403)이 일정한 간격으로 형성될 수 있다. 이때, 구멍(402)이 스트랩과 수직을 이루도록 길게 형성되어 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 구멍(402)의 폭이나 형태가 변형되면서 전면 쿠션부(410)의 형태가 착용자의 이마 형상에 맞게 좀 더 유연하게 변형되도록 할 수 있다. 여기서, 중앙 부분(401)은 이마의 가운데에 오는 부분이고 광학 디스플레이부(100)가 연결되는 디스플레이 결합부(201)의 위치이므로, 구멍(402)과 살(403)에 의한 변형이 일어나지 않고 전면 쿠션부(410)의 소재 자체에 따른 변형만 일어나도록 하여, 광학 디스플레이부(100) 및 중앙 부분(401)에 결합한 보조 스트랩(220) 등이 안정적으로 결합 유지되도록 할 수 있다.
또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 후면 쿠션부(420)는 스트랩부(200) 및 길이 조절부(300)와 결합하기 위한 중앙 부분(401)을 기준으로 좌우로 대칭을 이루도록 구멍(402)과 살(403)이 일정한 간격으로 형성될 수 있다. 따라서 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 구멍(402)의 폭이나 형태가 변경되면서 후면 쿠션부(420)의 형태가 착용자의 뒤통수 형상에 맞게 유연하게 변형되어 밀착될 수 있다.
제어부(500)는, 길이 조절부(300)를 제어하여 스트랩부(200)가 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 할 수 있다. 즉, 착용자가 길이 조절부(300)의 다이얼 등을 직접 수동으로 조이거나 푸는 등으로 제어해 스트랩부(200)를 조절할 수 있으나, 제어부(500)가 길이 조절부(300)의 초정밀 모터를 제어해 자동으로 스트랩부(200)를 조절할 수도 있다. 이때, 제어부(500)는 착용자의 입력 신호나 압력센서, 거리 측정 센서 등에서 측정한 센싱 데이터를 기초로 길이 조절부(300)의 모터를 구동하여 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다. 여기서, 착용자가 입력 신호를 입력하는 방법으로, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 일측에 구비된 버튼이나 터치패드 등의 입력 장치, 제스처, 음성 명령어 등을 사용할 수 있다.
센서부(600)는, 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 압력센서, 거리 측정 센서, 홍채 인식 센서 등을 포함할 수 있다. 여기서, 압력센서는 착용자의 머리와 스트랩부(200) 사이의 압력을 측정할 수 있고, 거리 측정 센서는 착용자의 머리와 광학 디스플레이부(100) 또는 길이 조절부(300) 사이의 거리 등을 측정할 수 있다. 또한, 홍채 인식 센서 등을 사용해 착용자의 사용자 인증을 수행할 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 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 따르면, 스트랩부(200)에 연결되고 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 자연스럽게 변형되어 착용자의 머리둘레 형상에 밀착되는 가변형 쿠션 구조물(400)을 포함함으로써, 착용자의 두상 크기와 모양이 각각 다르더라도 가변형 쿠션 구조물(400)이 착용자의 머리에 맞추어 변형되어 착용감을 높일 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 머리
100: 광학 디스플레이부
110: 디스플레이
120: 광학계
200: 스트랩부
201: 디스플레이 결합부
202: 기어 결합부
210: 메인 스트랩
220: 보조 스트랩
300: 길이 조절부
400: 가변형 쿠션 구조물
401: 중앙 부분
402: 구멍
403: 살
410: 전면 쿠션부
420: 후면 쿠션부
500: 제어부
600: 센서부
700: 통신부

Claims (8)

  1. 머리 착용형 디스플레이 장치(10)로서,
    착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실 또는 혼합현실을 제공하는 광학 디스플레이부(100);
    상기 광학 디스플레이부(100)에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부(200);
    착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 상기 스트랩부(200)와 연결되어 상기 스트랩부(200)의 길이를 조절하는 길이 조절부(300);
    상기 스트랩부(200)에 연결되며, 상기 길이 조절부(300)에 의한 상기 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 변형되어 상기 착용자의 머리둘레 형상에 밀착되는 가변형 쿠션 구조물(400);
    착용자의 머리와 상기 광학 디스플레이부(100) 또는 착용자의 머리와 상기 길이 조절부(300) 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 센서를 포함하는 센서부(600); 및
    상기 거리 측정 센서에서 측정한 센싱 데이터를 이용해 상기 길이 조절부(300)의 모터를 구동하여 상기 스트랩부(200)가 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 제어하는 제어부(500)를 포함하며,
    상기 가변형 쿠션 구조물(400)은,
    상기 광학 디스플레이부(100)의 위쪽에서 상기 스트랩부(200)에 연결되며, 이마 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 상기 착용자의 이마에 밀착되는 전면 쿠션부(410); 및
    상기 착용자의 뒤통수를 향하는 상기 스트랩부(200)의 내면에 연결되며, 뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 상기 착용자의 뒤통수에 밀착되는 후면 쿠션부(420)를 포함하며,
    상기 스트랩부(200)는,
    착용자의 머리 양측을 감싸며, 상기 길이 조절부(300)에 의해 상기 착용자의 머리를 감싸는 내부 공간의 크기가 조절되는 원형의 스트랩 형태로, 일측에 상기 광학 디스플레이부(100)를 연결하기 위한 디스플레이 결합부(201)를 포함하고, 상기 디스플레이 결합부(201)의 반대쪽에는 상기 길이 조절부(300)의 기어에 연결되어 랙 앤 피니언 방식으로 밴드의 길이를 늘이거나 줄여서 내부 공간의 크기를 조절하기 위한 톱니 형태의 기어 결합부(202)를 포함하는 메인 스트랩(210); 및
    상기 전면 쿠션부(410)와 상기 길이 조절부(300) 사이를 연결하며 착용자의 머리 위쪽을 감싸는 보조 스트랩(220)을 포함하여 구성되고,
    상기 가변형 쿠션 구조물(400)은,
    상기 스트랩부(200)의 길이가 짧아져 상기 내부 공간이 좁아짐에 따라 안쪽으로 구부러져 상기 착용자의 머리에 밀착되며, 상기 스트랩부(200)의 길이가 길어져 상기 내부 공간이 넓어짐에 따라 안쪽으로 휜 정도가 감소하며,
    상기 가변형 쿠션 구조물(400)은,
    상기 메인 스트랩(210)의 길이 방향과 수직을 이루도록 길게 형성된 복수의 구멍(402)을 포함하고, 중앙 부분(401)을 중심으로 양쪽으로 대칭을 이루도록 미리 정해진 폭의 상기 구멍(402)과 구멍(402) 사이의 살(403)이 미리 정해진 간격으로 형성되며,
    상기 전면 쿠션부(410)는,
    상기 광학 디스플레이부(100)와 대응되는 길이이고, 가운데 부분의 높이가 가장 높고 양 측면으로 갈수록 높이가 낮아져 윗변이 곡선을 이루며, 아랫변 부분에는 상기 메인 스트랩(210)과 연결되기 위한 연결부를 포함하고, 상기 연결부를 통해 상기 메인 스트랩(210)의 디스플레이 결합부(201)의 후면에서 상기 메인 스트랩(210)과 결합하며, 상기 구멍(402)이 상기 메인 스트랩(210)과 수직을 이루도록 길게 형성되어 상기 메인 스트랩(210)의 길이 조절에 따라 상기 구멍(402)의 폭이나 형태가 변형되고, 착용자의 이마의 가운데에 오는 부분으로 상기 연결부가 있고 상기 보조 스트랩(220)이 결합되는 중앙 부분(401)은 상기 구멍(402)과 살(403)에 의한 변형이 일어나지 않도록 상기 중앙 부분(401)을 제외하고 상기 구멍(402)이 형성되며,
    상기 후면 쿠션부(420)는,
    상기 메인 스트랩(210)의 길이 방향으로 길며, 양쪽 말단이 둥글게 처리된 형태이며, 상기 메인 스트랩(210) 및 길이 조절부(300)와 결합하는 중앙 부분(401)을 기준으로 좌우로 대칭을 이루도록 상기 구멍(402)과 살(403)이 미리 정해진 간격으로 형성되며, 상기 메인 스트랩(210)의 길이 조절에 따라 상기 구멍(402)의 폭이나 형태가 변경되면서 착용자의 뒤통수 형상에 맞게 유연하게 변형되어 밀착되며,
    상기 가변형 쿠션 구조물(400)은,
    폴리카보네이트 또는 폴리프로필렌 재질인 것을 특징으로 하는, 착용자의 머리 사이즈에 맞는 가변형 쿠션 구조의 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
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