KR102578214B1 - 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 머리 착용형 디스플레이 장치로서, 착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실, 혼합현실 및 가상현실 중 적어도 어느 하나를 제공하는 광학 디스플레이부; 상기 광학 디스플레이부에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부; 상기 광학 디스플레이부 또는 스트랩부의 일측에 위치하는 하나의 버튼으로 구성되며, 상기 버튼을 통해 제1 패턴 및 제2 패턴의 신호를 입력받는 버튼 입력부; 착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 상기 스트랩부와 연결되어 초정밀 모터의 동작에 의해 상기 스트랩부의 길이를 조절하는 길이 조절부; 상기 착용자의 뒤통수를 향하는 상기 스트랩부의 내면에 연결되며, 상기 착용자의 뒤통수에 밀착되는 쿠션부; 상기 쿠션부에 내장되며, 상기 착용자의 뒤통수에 의해 상기 쿠션부에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지부; 및 상기 버튼 입력부에서 입력받은 신호에 따라 상기 길이 조절부를 제어해 상기 착용자가 상기 머리 착용형 디스플레이 장치를 착용하거나 벗을 수 있도록 상기 스트랩부를 조절하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 버튼 입력부에서 제1 패턴의 신호를 입력받으면 상기 길이 조절부의 초정밀 모터를 제어해 상기 스트랩부의 길이를 줄여 착용자의 머리에 착용되도록 하되, 상기 압력 감지부에서 압력이 감지되면 상기 초정밀 모터의 동작을 멈추어 자동으로 상기 스트랩부가 상기 착용자의 머리에 맞게 조절되는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 버튼 입력부에서 입력받는 신호에 따라 초정밀 모터의 동작을 제어해 스트랩 길이를 조절하되, 착용자의 뒤통수에 밀착되는 쿠션부에 내장된 압력 감지부에서 압력이 감지되면 초정밀 모터의 동작을 멈추어 스트랩이 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 함으로써, 자동으로 착용자의 머리에 맞게 사이즈가 조절되어 편리하고, 하나의 버튼 조작으로 스트랩 길이가 조절되어 쉽고 편리하게 쓰고 벗을 수 있다.

Description

원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치{HEAD-MOUNTED DISPLAY APPARATUS WITH ONE-BUTTON AUTOMATIC SIZE ADJUSTMENT}

본 발명은 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 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 수동으로 기어를 돌려야 하므로 쓰고 벗기가 번거롭고, 잘 맞게 조절하기 위해 다이얼을 조절하는 과정을 여러 번 반복해야 하는 불편함이 있다. 특히, 전시회 등 많은 사람이 짧은 시간 동안 HMD를 쓰고 벗어야 하는 이벤트에서 다이얼을 이용해 밴드 길이를 조절하는 것은 시간이 많이 소요되고, 일일이 개별 사용자의 두상에 맞게 다이얼을 조절하다 보니 번거로운 문제가 있다. 따라서 헤드셋/고글 형태의 HMD의 사이즈를 쉽고 빠르게 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, 버튼 입력부에서 입력받는 신호에 따라 초정밀 모터의 동작을 제어해 스트랩 길이를 조절하되, 착용자의 뒤통수에 밀착되는 쿠션부에 내장된 압력 감지부에서 압력이 감지되면 초정밀 모터의 동작을 멈추어 스트랩이 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 함으로써, 자동으로 착용자의 머리에 맞게 사이즈가 조절되어 편리하고, 하나의 버튼 조작으로 스트랩 길이가 조절되어 쉽고 편리하게 쓰고 벗을 수 있는, 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치는,

머리 착용형 디스플레이 장치로서,

착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실, 혼합현실 및 가상현실 중 적어도 어느 하나를 제공하는 광학 디스플레이부;

상기 광학 디스플레이부에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부;

상기 광학 디스플레이부 또는 스트랩부의 일측에 위치하는 하나의 버튼으로 구성되며, 상기 버튼을 통해 제1 패턴 및 제2 패턴의 신호를 입력받는 버튼 입력부;

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

상기 착용자의 뒤통수를 향하는 상기 스트랩부의 내면에 연결되며, 상기 착용자의 뒤통수에 밀착되는 쿠션부;

상기 쿠션부에 내장되며, 상기 착용자의 뒤통수에 의해 상기 쿠션부에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지부; 및

상기 버튼 입력부에서 입력받은 신호에 따라 상기 길이 조절부를 제어해 상기 착용자가 상기 머리 착용형 디스플레이 장치를 착용하거나 벗을 수 있도록 상기 스트랩부를 조절하는 제어부를 포함하며,

상기 제어부는,

상기 버튼 입력부에서 제1 패턴의 신호를 입력받으면 상기 길이 조절부의 초정밀 모터를 제어해 상기 스트랩부의 길이를 줄여 착용자의 머리에 착용되도록 하되, 상기 압력 감지부에서 압력이 감지되면 상기 초정밀 모터의 동작을 멈추어 자동으로 상기 스트랩부가 상기 착용자의 머리에 맞게 조절되는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 버튼 입력부에서 제2 패턴의 신호를 입력받으면 상기 길이 조절부의 초정밀 모터를 제어해 상기 스트랩부의 길이를 늘여 벗어지도록 하되, 상기 스트랩부가 미리 정해진 길이가 되도록 제어할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 압력 감지부는,

상기 쿠션부에 내장되며, 압력 유무를 감지하는 감압 센서 모듈; 및

상기 쿠션부에 내장되며, 상기 착용자의 뒤통수에 의해 상기 쿠션부에 가해지는 압력의 크기를 감지하는 압력 센서 모듈을 포함할 수 있다.

더더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 제1 패턴의 신호에 따라 상기 스트랩부의 길이를 줄여 착용되도록 하되, 상기 압력 센서 모듈에서 감지되는 압력의 크기가 미리 설정된 압력에 도달하면 상기 초정밀 모터의 동작을 멈출 수 있다.

더더더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 제1 패턴의 신호에 따라 상기 스트랩부의 길이를 줄여 착용되도록 하되, 상기 감압 센서 모듈에서 압력이 감지되면 상기 초정밀 모터의 동작을 일시 정지하고, 상기 압력 센서 모듈에서 감지되는 압력의 크기가 미리 설정된 압력 미만이면 일시 정지된 상기 초정밀 모터를 다시 동작시켜 압력의 크기가 상기 미리 설정된 압력에 도달할 때까지 제어할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 버튼 입력부를 통해 상기 버튼을 1회 누르는 신호를 상기 제1 패턴의 신호로 입력받고, 상기 버튼을 미리 정해진 시간 내에 2회 누르는 신호 또는 상기 버튼을 미리 정해진 시간 이상 누르는 신호를 상기 제2 패턴에 따른 신호로 입력받을 수 있다.

바람직하게는, 상기 쿠션부는,

뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 스트랩부의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 상기 착용자의 뒤통수에 밀착되는 가변형 구조일 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 쿠션부는,

폴리카보네이트 또는 폴리프로필렌 재질일 수 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 버튼 입력부에서 입력받는 신호에 따라 초정밀 모터의 동작을 제어해 스트랩 길이를 조절하되, 착용자의 뒤통수에 밀착되는 쿠션부에 내장된 압력 감지부에서 압력이 감지되면 초정밀 모터의 동작을 멈추어 스트랩이 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 함으로써, 자동으로 착용자의 머리에 맞게 사이즈가 조절되어 편리하고, 하나의 버튼 조작으로 스트랩 길이가 조절되어 쉽고 편리하게 쓰고 벗을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치의 전체 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치를 착용한 모습의 측면을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 스트랩부의 모습을 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 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, 광학 디스플레이부(100), 스트랩부(200), 버튼 입력부(300), 길이 조절부(400), 쿠션부(500), 압력 감지부(600) 및 제어부(700)를 포함하여 구성될 수 있으며, 센서부(800) 및 통신부(900)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 전체 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용한 모습의 측면을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, 머리에 착용하는 헤드셋 또는 고글 형태의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 관한 것으로, 스트랩부(200)의 길이를 조절하는 길이 조절부(400) 및 착용자의 뒤통수에 의해 쿠션부(500)에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지부(600)를 포함해, 버튼 입력부(300)에서 입력받는 신호에 따라 길이 조절부(400)의 초정밀 모터(410)를 동작시켜 스트랩 길이를 조절하되, 착용자의 뒤통수에 밀착되는 쿠션부(500)에 내장된 압력 감지부(600)에서 압력이 감지되면 초정밀 모터(410)의 동작을 멈추어 착용자의 머리(20)에 맞게 자동으로 스트랩부(200)의 사이즈가 조절되도록 함으로써, 두상의 크기와 모양이 서로 다른 다양한 착용자가 모두 편안하게 착용할 수 있고, 버튼 하나로 쉽고 빠르게 쓰고 벗을 수 있어 탈착에 걸리는 시간이 줄고 편리하다.

이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 각 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.

광학 디스플레이부(100)는, 착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실, 혼합현실 및 가상현실 중 적어도 어느 하나를 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(120)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)에 연결되며 착용자의 머리(20)를 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(400)의 조절에 따라 착용자의 머리(20)의 크기와 형태에 맞게 감쌀 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 유연한 재질의 스트랩으로 구성될 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 스트랩부(200)는, 착용자의 머리(20) 양측을 감싸는 메인 스트랩(210), 및 광학 디스플레이부(100)와 길이 조절부(400) 사이를 연결하며 착용자의 머리(20) 위쪽을 감싸는 보조 스트랩(220)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 메인 스트랩(210)은, 광학 디스플레이부(100)에 연결되고 길이 조절부(400)에 의해 길이가 조절될 수 있다. 보조 스트랩(220)은 메인 스트랩(210)의 길이 조절 전에도 착용자 머리에 착용이 가능하도록 돕는 보조적인 역할을 할 수 있으며, 길이 조절부(400)에 연결되거나 보조 스트랩(220) 자체를 조절해 길이를 조절할 수도 있다.

한편, 스트랩부(200)는, 길이 조절부(400)에 의해 착용자의 머리(20)를 감싸는 내부 공간의 크기가 조절되는 원형의 스트랩 형태일 수 있다. 여기서, 원형의 스트랩은 메인 스트랩(210)에 해당할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 스트랩부(200)의 모습을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 스트랩부(200)는, 착용자의 머리(20)에 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(400)의 초정밀 모터(410)에 연결되어 랙 앤 피니언 방식 등으로 밴드의 길이를 늘이거나 줄여서 내부 공간의 크기를 조절하기 위한 톱니 형태의 기어 결합부(202)를 포함할 수 있다.

버튼 입력부(300)는, 광학 디스플레이부(100) 또는 스트랩부(200)의 일측에 위치하는 하나의 버튼으로 구성되며, 버튼을 통해 제1 패턴 및 제2 패턴의 신호를 입력받을 수 있다. 버튼 입력부(300)는 입력받은 신호를 제어부(700)에 전달할 수 있다.

도 2 내지 도 5에서는, 버튼 입력부(300)가 착용자 좌측의 스트랩부(200)에 위치하는 단일 버튼으로 구성되었으나, 우측 스트랩부(200), 광학 디스플레이부(100)의 좌측, 우측, 상면, 하면 등에 위치하는 단일 버튼으로 구성될 수도 있다.

한편, 제1 패턴의 신호는 스트랩부(200)의 길이를 줄여 착용하기 위한 착용 신호, 제2 패턴의 신호는 스트랩부(200)의 길이를 늘여 장치를 벗기 위한 벗는 신호일 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(700)는, 버튼 입력부(300)를 통해 버튼을 1회 누르는 신호(짧게 한번 누르는 신호)를 제1 패턴의 신호로 입력받고, 버튼을 미리 정해진 시간 내에 2회 누르는 신호(빠르게 두 번 누르는 신호) 또는 버튼을 미리 정해진 시간 이상 누르는 신호(길게 한번 누르는 신호)를 제2 패턴에 따른 신호로 입력받을 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서는, 단일한 버튼으로 구성된 버튼 입력부(300)를 사용하되 버튼을 누르는 패턴에 변화를 주어 단일 버튼으로도 착용 신호와 벗는 신호를 모두 입력받을 수 있다.

길이 조절부(400)는, 착용자가 착용했을 때 착용자의 뒤통수에 위치하며, 스트랩부(200)와 연결되어 초정밀 모터(410)의 동작에 의해 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 길이 조절부(400)는, 도 5에 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, 초정밀 모터(410)의 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.

쿠션부(500)는, 착용자의 뒤통수를 향하는 스트랩부(200)의 내면에 연결되며, 착용자의 뒤통수에 밀착할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 쿠션부(500)는, 뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 착용자의 뒤통수에 밀착되는 가변형 구조일 수 있다. 여기서, 쿠션부(500)는, 폴리카보네이트 또는 폴리프로필렌 재질로 구성하여, 재질의 유연한 성질을 통해 착용자의 뒤통수 형상에 따라 변형되어 밀착될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 쿠션부(500)는 착용자의 이마 쪽에 위치하는 전면 쿠션부(510)와 뒤통수 쪽에 위치하는 후면 쿠션부(520)를 포함하여 구성될 수 있다.

전면 쿠션부(510)는, 광학 디스플레이부(100)의 위쪽에서 스트랩부(200)에 연결되며, 이마 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 길이 조절부(400)에 의한 스트랩부(200) 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 착용자의 이마에 밀착될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 디스플레이부(100)의 위쪽에서 착용자의 이마에 닿는 부분에 전면 쿠션부(510)가 위치하므로, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 무게 중 큰 비중을 차지하는 광학 디스플레이부(100)가 착용자의 머리(200)에 안정적으로 착용되도록 도울 수 있다.

후면 쿠션부(520)는, 착용자의 뒤통수를 향하는 스트랩부(200)의 내면에 연결되며, 뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 길이 조절부(400)에 의한 스트랩부(200) 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 착용자의 뒤통수에 밀착될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 후면 쿠션부(520)는, 스트랩부(200)의 길이 방향으로 길며, 양쪽 말단이 둥글게 처리된 형태일 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 쿠션부(500)는, 스트랩부(200)의 길이 방향과 수직을 이루도록 길게 형성된 복수의 구멍을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 쿠션부(500)는, 중앙 부분을 중심으로 양쪽으로 대칭을 이루도록 미리 정해진 폭의 구멍이 미리 정해진 간격으로 형성될 수 있다. 여기서, 미리 정해진 폭의 구멍 및 구멍 사이의 살은 쿠션부(500)가 착용자의 두상에 맞추어 유연하게 변형되도록 하고, 통풍을 도울 수 있는 구성에 해당한다. 즉, 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 쿠션부(500)에 형성된 구멍의 폭이나 형태가 변형되면서 전면 쿠션부(510)와 후면 쿠션부(520)의 형태가 착용자의 이마와 뒤통수 형상에 맞게 좀 더 유연하게 변형되어 밀착될 수 있다.

압력 감지부(600)는, 쿠션부(500)에 내장되며, 착용자의 뒤통수에 의해 쿠션부(500)에 가해지는 압력을 감지할 수 있다. 이때, 압력 감지부(600)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 후면 쿠션부(500)에 내장될 수 있으나, 전면 쿠션부(500)에도 내장되어 착용자의 이마에 의해 전면 쿠션부(500)에 가해지는 압력도 감지할 수 있다.

보다 구체적으로, 압력 감지부(600)는, 쿠션부(500)에 내장되며, 압력 유무를 감지하는 감압 센서 모듈(610) 및 쿠션부(500)에 내장되며, 착용자의 뒤통수에 의해 쿠션부(500)에 가해지는 압력의 크기를 감지하는 압력 센서 모듈(620)을 포함하여 구성될 수 있다.

제어부(700)는, 버튼 입력부(300)에서 입력받은 신호에 따라 길이 조절부(400)를 제어해 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용하거나 벗을 수 있도록 스트랩부(200)를 조절할 수 있다. 즉, 제어부(700)는, 버튼 입력부(300)에서 제1 패턴의 신호(착용 신호)를 입력받으면 길이 조절부(400)의 초정밀 모터(410)를 제어해 스트랩부(200)의 길이를 줄여 착용되도록 하되, 압력 감지부(600)에서 압력이 감지되면 초정밀 모터(410)의 동작을 멈추어 자동으로 스트랩부(200)가 착용자의 머리(20)에 맞게 조절되도록 할 수 있다.

실시예에 따라서, 제어부(700)는, 제1 패턴의 신호에 따라 스트랩부(200)의 길이를 줄여 착용되도록 하되, 압력 센서 모듈(620)에서 감지되는 압력의 크기가 미리 설정된 압력에 도달하면 초정밀 모터(410)의 동작을 멈출 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(700)는, 제1 패턴의 신호에 따라 스트랩부(200)의 길이를 줄여 착용되도록 하되, 감압 센서 모듈(610)에서 압력이 감지되면 초정밀 모터(410)의 동작을 일시 정지하고, 압력 센서 모듈(620)에서 감지되는 압력의 크기가 미리 설정된 압력 미만이면 일시 정지된 초정밀 모터(410)를 다시 동작시켜 압력의 크기가 미리 설정된 압력에 도달할 때까지 제어할 수 있다.

이와 같이, 제어부(700)는, 압력 감지부(600)에서 감지되는 압력 유무 및/또는 압력의 크기에 기초해 길이 조절부(400)를 제어하기 때문에, 착용자의 머리(20)를 너무 조이거나 느슨하지 않은 적절한 압력으로 착용이 이루어져, 버튼 하나로 편리하게 안정적으로 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용할 수 있다. 이때, 압력 감지부(600)의 압력 센서 모듈(620)을 후면 쿠션부(500)뿐만 아니라 전면 쿠션부(500)에도 구비하면, 뒤통수와 이마에 가해지는 압력의 크기를 모두 측정해 스트랩부(200)의 길이 조절에 사용할 수 있으므로 더욱 우수한 착용감을 제공할 수 있다.

한편, 제어부(700)는, 버튼 입력부(300)에서 제2 패턴의 신호(벗는 신호)를 입력받으면 길이 조절부(400)의 초정밀 모터(410)를 제어해 스트랩부(200)의 길이를 늘여 벗어지도록 하되, 스트랩부(200)가 미리 정해진 길이가 되도록 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(700)는, 벗는 신호가 입력되면 스트랩부(200)의 길이가 착용자의 착용 전 초기 상태가 되도록 길이 조절부(400)를 제어할 수 있다.

센서부(800)는, 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 홍채 인식 센서 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 제어부(700)는, 길이 조절부(400)에 의한 조절량이나 초정밀 모터(410)의 회전수, 미리 설정된 압력 등을 사용자 인증 정보와 매칭해 저장하며, 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 광학 디스플레이부(100)를 얼굴에 대고 사용자 인증을 하면, 사용자 인증 정보와 매칭된 길이 조절부(400)에 의한 조절량이나 초정밀 모터(410)의 회전수, 미리 설정된 압력 등을 사용해 사이즈를 자동으로 조정할 수도 있다. 이때, 사용자 인증은 센서부(800)에 포함된 홍채 인식 센서 등을 사용할 수 있다.

통신부(900)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(900)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 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 따르면, 버튼 입력부(300)에서 입력받는 신호에 따라 초정밀 모터(410)의 동작을 제어해 스트랩 길이를 조절하되, 착용자의 뒤통수에 밀착되는 쿠션부(500)에 내장된 압력 감지부(600)에서 압력이 감지되면 초정밀 모터(410)의 동작을 멈추어 스트랩이 착용자의 머리(20)에 맞게 조절되도록 함으로써, 자동으로 착용자의 머리(20)에 맞게 사이즈가 조절되어 편리하고, 하나의 버튼 조작으로 스트랩 길이가 조절되어 쉽고 편리하게 쓰고 벗을 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: 버튼 입력부
400: 길이 조절부
410: 초정밀 모터
500: 쿠션부
510: 전면 쿠션부
520: 후면 쿠션부
600: 압력 감지부
610: 감압 센서 모듈
620: 압력 센서 모듈
700: 제어부
800: 센서부
900: 통신부

Claims (8)

1. 머리 착용형 디스플레이 장치(10)로서,
   착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실, 혼합현실 및 가상현실 중 적어도 어느 하나를 제공하는 광학 디스플레이부(100);
   상기 광학 디스플레이부(100)에 연결되며 착용자의 머리(20)를 감싸 착용되는 스트랩부(200);
   상기 광학 디스플레이부(100) 또는 스트랩부(200)의 일측에 위치하는 하나의 단일 버튼으로 구성되며, 상기 단일 버튼을 통해 제1 패턴 및 제2 패턴의 신호를 입력받는 버튼 입력부(300);
   착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 상기 스트랩부(200)와 연결되어 초정밀 모터(410)의 동작에 의해 상기 스트랩부(200)의 길이를 조절하는 길이 조절부(400);
   상기 착용자의 뒤통수를 향하는 상기 스트랩부(200)의 내면에 연결되며, 상기 착용자의 뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 상기 착용자의 뒤통수에 밀착되는 가변형 구조이며, 폴리카보네이트 또는 폴리프로필렌 재질로 구성된 쿠션부(500);
   상기 쿠션부(500)에 내장되며, 상기 착용자의 뒤통수에 의해 상기 쿠션부(500)에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지부(600);
   상기 버튼 입력부(300)에서 입력받은 신호에 따라 상기 길이 조절부(400)를 제어해 상기 착용자가 상기 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용하거나 벗을 수 있도록 상기 스트랩부(200)를 조절하는 제어부(700); 및
   사용자 인증을 위한 홍채 인식 센서를 포함하는 센서부(800)를 포함하며,
   상기 제어부(700)는,
   상기 버튼 입력부(300)에서 제1 패턴의 신호를 입력받으면 상기 길이 조절부(400)의 초정밀 모터(410)를 제어해 상기 스트랩부(200)의 길이를 줄여 착용자의 머리(20)에 착용되도록 하되, 상기 압력 감지부(600)에서 압력이 감지되면 상기 초정밀 모터(410)의 동작을 멈추어 자동으로 상기 스트랩부(200)가 상기 착용자의 머리(20)에 맞게 조절되며,
   상기 제어부(700)는,
   상기 버튼 입력부(300)에서 제2 패턴의 신호를 입력받으면 상기 길이 조절부(400)의 초정밀 모터(410)를 제어해 상기 스트랩부(200)의 길이를 늘여 벗어지도록 하되, 상기 스트랩부(200)가 미리 정해진 길이가 되도록 제어하며,
   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 초정밀 모터(410)에 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 광학 디스플레이부(100)와 상기 길이 조절부(300) 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 구성되고,
   상기 쿠션부(500)는,
   착용자의 이마 쪽에 위치하되, 상기 광학 디스플레이부(100)의 위쪽에서 상기 스트랩부(200)에 연결되며, 이마 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 길이 조절부(400)에 의한 스트랩부(200) 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 착용자의 이마에 밀착되는 전면 쿠션부(510); 및
   착용자의 뒤통수 쪽에 위치하되, 상기 메인 스트랩(210)의 길이 방향으로 길고 양쪽 말단이 둥글게 처리된 형태이며, 착용자의 뒤통수를 향하는 상기 스트랩부(200)의 내면에 연결되며, 뒤통수 굴곡에 따라 안쪽으로 휘어진 곡면 형태이고, 상기 길이 조절부(400)에 의한 스트랩부(200) 조절에 따라 곡면의 휘어진 정도가 변형되어 착용자의 뒤통수에 밀착되는 후면 쿠션부(520)를 포함하며,
   상기 쿠션부(500)는,
   상기 스트랩부(200)의 길이 방향과 수직을 이루도록 길게 형성된 복수의 구멍이 형성되되, 중앙 부분을 중심으로 양쪽으로 대칭을 이루도록 미리 정해진 폭의 구멍이 미리 정해진 간격으로 형성되어 상기 구멍이 통풍을 도우며, 상기 스트랩부(200)의 길이 조절에 따라 상기 구멍의 폭이나 형태가 변형되면서 상기 전면 쿠션부(510)와 상기 후면 쿠션부(520)의 형태가 착용자의 이마와 뒤통수 형상에 맞게 유연하게 변형되어 밀착되며,
   상기 압력 감지부(600)는,
   상기 쿠션부(500)에 내장되며, 압력 유무를 감지하는 감압 센서 모듈(610); 및
   상기 쿠션부(500)에 내장되며, 상기 착용자의 뒤통수에 의해 상기 쿠션부(500)에 가해지는 압력의 크기를 감지하는 압력 센서 모듈(620)을 포함하며,
   상기 제어부(700)는,
   상기 제1 패턴의 신호에 따라 상기 스트랩부(200)의 길이를 줄여 착용되도록하되, 상기 압력 센서 모듈(620)에서 감지되는 압력의 크기가 미리 설정된 압력에 도달하면 상기 초정밀 모터(410)의 동작을 멈추며,
   상기 제어부(700)는,
   상기 제1 패턴의 신호에 따라 상기 스트랩부(200)의 길이를 줄여 착용되도록하되, 상기 감압 센서 모듈(610)에서 압력이 감지되면 상기 초정밀 모터(410)의 동작을 일시 정지하고, 상기 압력 센서 모듈(620)에서 감지되는 압력의 크기가 미리 설정된 압력 미만이면 일시 정지된 상기 초정밀 모터(410)를 다시 동작시켜 압력의 크기가 상기 미리 설정된 압력에 도달할 때까지 제어하며,
   상기 제어부(700)는,
   상기 버튼 입력부(300)를 통해 상기 버튼을 1회 누르는 신호를 착용 신호인 상기 제1 패턴의 신호로 입력받고, 상기 버튼을 미리 정해진 시간 내에 2회 누르는 신호 또는 상기 버튼을 미리 정해진 시간 이상 누르는 신호를 벗는 신호인 상기 제2 패턴에 따른 신호로 입력받아, 단일한 버튼으로 구성된 상기 버튼 입력부(300)를 사용하되 버튼을 누르는 패턴에 변화를 주어 상기 단일 버튼으로도 착용 신호와 벗는 신호를 모두 입력받을 수 있으며,
   상기 제어부(700)는,
   상기 길이 조절부(400)에 의한 조절량, 상기 초정밀 모터(410)의 회전수 또는 미리 설정된 압력을 사용자 인증 정보와 매칭해 저장하며, 상기 센서부(800)의 홍채 인식 센서를 통해 사용자 인증이 되면 사용자 인증 정보와 매칭된 상기 길이 조절부(400)에 의한 조절량, 상기 초정밀 모터(410)의 회전수 또는 미리 설정된 압력을 사용해 상기 스트랩부(200)의 길이를 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는, 원-버튼 자동 길이 조절 기능을 갖는 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
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