KR102602848B1 - 헤드 마운티드 디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 안면부에 장착되고, 영상 정보를 제공하기 위한 디스플레이를 구비하는 본체; 및 상기 본체를 지지하고 사용자의 두부에 장착되도록 구성되는 착용부재를 포함하며, 상기 착용부재는 사용자의 전두부에 안착되도록 라운드진 형상으로 이루어지는 전면밴드부; 상기 본체의 양단부를 각각 지지하고, 상기 본체를 상하 방향으로 회전시키거나 전후 방향으로 슬라이딩시키는 힌지부재; 및 사용자의 후두부를 감싸도록 형성되고, 상기 전면밴드부의 양 측에 고정되며, 상기 힌지부재의 이동시 상기 힌지부재를 지지하도록 구성되는 후면밴드부를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것이다.

Description

헤드 마운티드 디스플레이{HEAD MOUNTED DISPLAY}

본 발명은, 사용자에 맞게 착용부재의 조작이 가능한 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것이다.

단말기(terminal)는 이동 가능 여부에 따라 글래스타입 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 글래스타입 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.

최근에는 단말기의 기능이 다양해지면서, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다. 또한, 사람의 신체의 일부에 장착가능 하도록 형성되는 웨어러블형(wearable-type) 글래스타입 단말기가 개발되고 있다.

특히, 사용자의 두부에 장착되는 글래스 타입(glass type) 단말기를 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)라고 지칭하는데, 헤드 마운티드 디스플레이와 같은 글래스 타입(glass type) 단말기에 구비된 디스플레이부는 단순한 영상출력 기능을 넘어 증강 현실기술, N스크린 기술 등과 조합되어 사용자에게 다양한 편의를 제공할 수 있게 된다.

헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는, 사용자가 본체에 결합된 착용부재를 이용해 두부에 착용하고 본체의 안정적인 고정이 가능하면서도, 사용자에 맞게 본체의 조작이 가능해야 한다. 다만, 종래에는 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 이러한 기능 부여를 위해 착용부재에 복잡한 구조를 적용하여 관련 부품수가 많아 제조 비용이 높아지거나, 본체를 슬라이딩하거나 틸팅시키고자 할 때, 미세한 조절이 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라, 본체의 움직임을 위해 간단한 구조를 채용하면서도, 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)를 착용한 후 사용자에게 정상적인 영상을 제공할 수 있도록 디스플레이를 포함하는 본체의 전후 슬라이딩 및 틸팅이 원활하게 가능하면서도, 착용부재에 의해 사용자의 두부에 압박을 가하거나 이를 해제하여 착용의 편의성까지 확보할 수 있는 구조에 대한 사용자의 수요가 있다.

본 발명의 일 목적은, 사용자의 두부에 착용된 후 본체의 전후 방향 또는 상하 방향으로의 움직임이 구현될 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이의 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 착용부재에 의해 사용자의 두부를 압박하거나 이를 해제하여 탈착이 용이한 헤드 마운티드 디스플레이의 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 사용자가 본체의 움직임을 쉽게 구현할 수 있으며, 사용자가 본체를 착용한 후 사용자에 맞도록 원활한 틸팅 및 슬라이딩 구현되어 조작의 편의성을 확보할 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이의 구조를 제공하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는, 사용자의 안면부에 장착되고, 영상 정보를 제공하기 위한 디스플레이를 구비하는 본체; 및 상기 본체를 지지하고 사용자의 두부에 장착되도록 구성되는 착용부재를 포함하며, 상기 착용부재는, 사용자의 전두부에 안착되도록 라운드진 형상으로 이루어지는 전면밴드부; 상기 본체의 양단부를 각각 지지하고, 상기 본체를 상하 방향으로 회전시키거나 전후 방향으로 슬라이딩시키는 힌지부재; 및 사용자의 후두부를 감싸도록 형성되고, 상기 전면밴드부의 양 측에 고정되며, 상기 힌지부재의 이동시 상기 힌지부재를 지지하도록 구성되는 후면밴드부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 후면밴드부는, 사용자의 후두부에 밀착되도록 일정한 길이를 가지도록 연장 형성되는 후면밴드; 상기 후면밴드의 외측면을 감싸도록 위치되고, 상기 힌지부재가 슬라이딩되면 상기 후면밴드의 외측면을 따라 이동하도록 구성되는 슬라이드레일; 및 내측면이 상기 슬라이드레일의 외측부에 위치되도록 상기 후면밴드에 결합되는 후면밴드커버를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 후면밴드커버의 내측면에는 상기 후면밴드커버의 연장 방향을 따라 일정한 깊이로 연장되는 슬라이드레일 가이드홈이 형성되고, 상기 슬라이드레일은 상기 슬라이드레일 가이드홈에 의해 지지되면서 슬라이딩될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 후면밴드부는, 상기 슬라이드레일 가이드홈에 위치되는 상기 슬라이드레일을 지지하도록 상기 후면밴드커버에 끼워지도록 설치되는 지지브라켓을 포함할 수 있다.

또한, 상기 힌지부재는, 상기 본체의 일 단부를 지지하는 제1 힌지부재와 상기 본체의 다른 일 단부를 지지하는 제2 힌지부재를 포함하고, 상기 슬라이드레일은, 상기 제1 힌지부재와 결합되는 제1 슬라이드레일과, 상기 제2 힌지부재와 결합되고 상기 제1 슬라이드레일을 향해 연장되는 제2 슬라이드레일을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1 슬라이드레일의 일 단부에는 하방향을 향하도록 제1 기어부가 형성되고, 상기 제2 슬라이드레일의 일 단부에는 상기 제1 기어부를 마주보도록 상방향을 향해 제2 기어부가 형성되며, 상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부는 회전기어에 의해 각각 접촉하면서 상기 제1 및 제2 슬라이드레일의 상호 이동을 형성할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부는, 상기 각 힌지부재의 전후 방향으로의 슬라이딩에 의해 상기 회전기어와 맞물리면서, 상기 제1 슬라이드레일과 상기 제2 슬라이드레일이 상기 슬라이드레일 가이드홈을 따라 전후 방향으로 이동할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 후면밴드커버에는, 상기 회전기어가 끼워지도록 상기 후면밴드를 향해 돌출되는 회전기어수용돌기가 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 회전기어수용돌기에는 회전제한부재가 끼워져 상기 회전기어의 회전을 제한할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 착용부재는, 상기 전면밴드부에 결합되고, 사용자의 두부 전면부에 대응되는 형상으로 이루어지는 베이스부; 및

상기 베이스부에 결합되어 충격을 흡수하도록 구성되는 쿠션부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 힌지부재는, 중심부에 제1 관통홀이 형성되고, 일 측에 상기 본체가 결합되며 회전 가능하도록 구성되는 제1 부재;

상기 제1 관통홀과 대응되도록 중심부에 제2 관통홀이 형성되고, 상기 제1 부재가 접촉되는 안착면을 구비하는 제2 부재; 상기 제1 관통홀과 상기 제2 관통홀을 지나도록 위치되는 지지축; 및 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 지지축에 고정되는 제3 부재를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전면밴드부의 양단에는 전면밴드레일이 각각 형성되고, 상기 전면밴드부는 상기 전면밴드레일을 이동시켜 사용자의 두부에 밀착되도록 하는 전면밴드조절부를 포함하며, 상기 전면밴드조절부는, 상기 전면밴드레일을 지지하면서 상기 각 전면밴드레일에 일정한 크기의 장력을 제공하여 상기 각 전면밴드레일의 이동을 형성할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전면밴드조절부는, 상기 각 전면밴드레일을 지지하는 다이얼부재를 포함하며, 상기 다이얼부재는, 일단에 개구부를 구비하는 원통형의 형상으로 이루어지고, 중심부에 가이드핀이 삽입되도록 삽입홀이 형성되며, 내주면을 따라 기어지지홈이 형성되는 홀더; 상기 개구부를 덮도록 이루어지고, 사용자에 의해 일 방향으로 회전하도록 구성되는 메인다이얼; 상기 가이드핀과 결합되고, 상기 기어지지홈에 걸림되어 상기 메인다이얼이 회전하는 경우, 외측면이 상기 기어지지홈에 접하면서 회전하도록 이루어지는 제1 기어; 및 상기 가이드핀의 일단에 고정되고, 상기 제1 기어가 회전함에 따라 상기 각 전면밴드레일의 이동을 형성시키며, 상기 각 전면밴드레일에 일정한 크기의 장력을 제공하기 위한 제2 기어를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 기어지지홈은 상기 제1 기어의 일 방향 회전만이 가능하도록 일 방향을 따라 나사산이 형성할 수 있다.

또한, 상기 메인다이얼이 설정된 각도만큼 회전하는 경우 이에 대응하는 거리만큼 상기 각 전면밴드레일의 좌우 이동을 형성할 수 있게 된다.

또한, 상기 메인다이얼이 눌리는 경우, 상기 제1 기어는 상기 기어지지홈으로부터 이탈되면서 상기 제2 기어에 의해 상기 각 전면밴드레일에 작용하는 장력이 제거될 수 있어, 사용자에게 탈착의 편의성을 제공할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는, 힌지부재에 의해 본체가 설정된 각도만큼 회전하거나 전후 방향으로 슬라이딩되는 방식으로 사용자에 맞도록 본체의 움직임을 형성하는 것이 가능하다. 이에 따라, 본체의 슬라이딩을 통한 ER(eye relief) 조절이 원활히 이루어지며, 본체가 사용자의 두부에 밀착됨으로써 사용중에도 이탈을 방지하며 착용감을 제공할 수 있게 된다.

또한, 전면밴드부는 전면밴드조절부에 의해 전면밴드레일의 이동을 형성할 수 있으며, 전면밴드조절부에 설치되는 다이얼부재의 조작을 통해 사용자의 두부에 밀착되거나 인가되는 압박을 쉽게 해제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 후면밴드부는 힌지부재의 슬라이딩에 의한 본체의 전후 이동에 의하더라도, 슬라이드레일은 회전기어와 맞물리면서 슬라이드레일 가이드홈을 따라 이동하게 되므로 외측으로 이탈되거나 좌우로 틀어지는 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명과 관련된 헤드 마운티드 디스플레이를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 외부에서 바라본 사시도이다.
도 3a는, 본 발명에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 착용부재를 나타내는 사시도이다.
도 3b는, 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이를 착용한 후, 본체의 거동을 형성하는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 4는, 도 3a에 따른 착용부재의 모습을 나타내는 분해도이다.
도 5는, 힌지부재의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 6은, 힌지부재의 분해도이다.
도 7은, 힌지부재가 슬라이딩 되는 모습을 나타내는 사시도이다.
도 8은, 후면밴드부의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 9는, 후면밴드커버의 안쪽에 제1 및 제2 슬라이드레일이 위치되는 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10은, 전면밴드조절부에 설치되는 다이얼부재의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 11a와 도 11b는, 각각 다이얼부재의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 설명되는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)에는 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 글래스형 단말기 (smart glass)) 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 헤드 마운티드 디스플레이에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 워치형 단말기 (smartwatch) 등과 같은 이동 단말기에도 적용될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명과 관련된 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)를 설명하기 위한 블록도이다.

헤드 마운티드 디스플레이(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 헤드 마운티드 디스플레이를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 헤드 마운티드 디스플레이는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 헤드 마운티드 디스플레이(100)와 무선 통신 시스템 사이, 헤드 마운티드 디스플레이(100)와 다른 헤드 마운티드 디스플레이(100) 사이, 헤드 마운티드 디스플레이(100)와 이동 또는 고정 단말기 사이, 헤드 마운티드 디스플레이(100)와 제어장치 사이, 헤드 마운티드 디스플레이(100)와 외부에 설치되어 무선통신이 가능한 카메라) 사이 또는 헤드 마운티드 디스플레이(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 무선 통신부(110)는, 헤드 마운티드 디스플레이(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(140)는 HMD 내 정보, HMD를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 헤드 마운티드 디스플레이(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

인터페이스부(160)는 헤드 마운티드 디스플레이(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. HMD(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 헤드 마운티드 디스플레이(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 이미지, 동영상 등과 같은 화면정보 출력 기능, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 헤드 마운티드 디스플레이(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 헤드 마운티드 디스플레이(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 헤드 마운티드 디스플레이의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 헤드 마운티드 디스플레이(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 헤드 마운티드 디스플레이(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 HMD의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 HMD 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 헤드 마운티드 디스플레이(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 헤드 마운티드 디스플레이(100)에 제공될 수 있다.

상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 HMD 또는 상기 HMD와 연결되어 상기 HMD를 제어하는 장치(예를 들어, 제어장치, 단말기 등)에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 신호는 디지털 방송 신호의 송수신을 위한 기술표준들(또는 방송방식, 예를 들어, ISO, IEC, DVB, ATSC 등) 중 적어도 하나에 따라 부호화될 수 있으며, 방송 수신 모듈(111)은 상기 기술표준들에서 정한 기술규격에 적합한 방식을 이용하여 상기 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(170)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, HMD(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 HMD(100)와 무선 통신 시스템 사이, HMD(100)와 다른 HMD(100) 사이, HMD(100)와 이동 또는 고정 단말기 사이, HMD(100)와 제어장치 사이, HMD(100)와 외부에 설치되어 무선통신이 가능한 카메라) 사이 또는 HMD(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

여기에서, 상기 HMD는 본 발명에 따른 HMD(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 디바이스(device, 예를 들어, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 스마트워치(smartwatch), 노트북 컴퓨터, 제어장치 등)가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, HMD(100) 주변에, 상기 HMD(100)와 통신 가능한 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 디바이스가 본 발명에 따른 HMD(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해, HMD(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를 상기 디바이스로 전송할 수 있고, 상기 디바이스에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를 HMD(100)로 전송할 수 있다.

따라서, HMD(100)의 사용자는, 디바이스에서 처리되는 데이터를 HMD(100)를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 디바이스에 전화가 수신된 경우, HMD(100)를 통해 전화 통화를 수행하거나, 디바이스에 메시지가 수신된 경우, HMD(100)를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.

위치정보 모듈(115)은 HMD의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, HMD는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 HMD의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, HMD는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, HMD의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 HMD의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 HMD의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, HMD의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.

다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, HMD(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, HMD(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, HMD(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.

마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 HMD(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 HMD(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, HMD(100)의 전/후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 터치 패드 및 터치패널 중 적어도 하나일 수 있다.

한편, 센싱부(140)는 HMD 내 정보, HMD를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, HMD(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, HMD(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 HMD의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.

근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 사용자 입력부(123)의 터치식 입력수단이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 사용자 입력부(123) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해, 사용자 입력부(123) 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 사용자 입력부(123) 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 사용자 입력부(123) 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 사용자 입력부(123) 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 사용자 입력부(123)에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 디스플레이부(151) 상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 사용자 입력부(123) 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 HMD(100)를 제어할 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 사용자 입력부(123)에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.

일 예로서, 터치 센서는, 사용자 입력부(123)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 사용자 입력부(123) 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.

이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 사용자 입력부(123)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.

한편, 제어부(180)는, 사용자 입력부(123)를 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 HMD(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.

한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 사용자 입력부(123)에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.

초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.

한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.

카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.

디스플레이부(151)는 HMD(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 HMD(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.

상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.

일반적으로 3차원 입체 영상은 좌 영상(좌안용 영상)과 우 영상(우안용 영상)으로 구성된다. 좌 영상과 우 영상이 3차원 입체 영상으로 합쳐지는 방식에 따라, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 상하로 배치하는 탑-다운(top-down) 방식, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 좌우로 배치하는 L-to-R(left-to-right, side by side) 방식, 좌 영상과 우 영상의 조각들을 타일 형태로 배치하는 체커 보드(checker board) 방식, 좌 영상과 우 영상을 열 단위 또는 행 단위로 번갈아 배치하는 인터레이스드(interlaced) 방식, 그리고 좌 영상과 우 영상을 시간 별로 번갈아 표시하는 시분할(time sequential, frame by frame) 방식 등으로 나뉜다.

또한, 3차원 썸네일 영상은 원본 영상 프레임의 좌 영상 및 우 영상으로부터 각각 좌 영상 썸네일 및 우 영상 썸네일을 생성하고, 이들이 합쳐짐에 따라 하나의 영상으로 생성될 수 있다. 일반적으로 썸네일(thumbnail)은 축소된 화상 또는 축소된 정지영상을 의미한다. 이렇게 생성된 좌 영상 썸네일과 우 영상 썸네일은 좌 영상과 우 영상의 시차에 대응하는 깊이감(depth)만큼 화면 상에서 좌우 거리차를 두고 표시됨으로써 입체적인 공간감을 나타낼 수 있다.

3차원 입체영상의 구현에 필요한 좌 영상과 우 영상은 입체 처리부에 의하여 입체 디스플레이부에 표시될 수 있다. 입체 처리부는 3D 영상(기준시점의 영상과 확장시점의 영상)을 입력 받아 이로부터 좌 영상과 우 영상을 설정하거나, 2D 영상을 입력 받아 이를 좌 영상과 우 영상으로 전환하도록 이루어진다.

음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 HMD(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 머리, 얼굴, 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 HMD(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

광출력부(154)는 HMD(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. HMD(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신, 영상(이미지, 동영상 등) 출력 등이 될 수 있다. 즉, 상기 광 출력부(154)는 HMD(100)가 사용자에 의해 특정 동작(기능)을 수행중임을 알리는 역할을 할 수도 있다.

광출력부(154)가 출력하는 신호는 HMD가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 HMD가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료되거나, HMD에서 수행중인 동작이 끝나는 것에 근거하여 종료될 수 있다.

인터페이스부(160)는 HMD(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 HMD(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, HMD(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.

한편, 식별 모듈은 HMD(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 인터페이스부(160)는 HMD(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 HMD(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 HMD(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 HMD(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.

메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. HMD(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.

한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 HMD의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 사용자 입력부(123) 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시예들을 본 발명에 따른 HMD(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 HMD 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.

다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.

한편, 이하에서 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

[표준끝]

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 외부에서 바라본 사시도이다.

본 발명과 관련된 헤드 마운티드 디스플레이(200)는 사용자의 두부(또는 머리, 얼굴, 헤드(head)를 의미한다.)에 착용 가능하도록 이루어지는 것으로, 사용자에게 영상 정보를 제공하기 위한 것이다.

헤드 마운티드 디스플레이(200)는 사용자의 안면부에 장착되는 본체(210)와, 본체(210)와 연결되어 본체를 지지하고, 사용자의 두부에 착용된 상태에서 본체(210)를 지지하기 위한 착용부재(220)로 이루어진다.

본체(210)의 내부에는 영상 정보를 출력하는 디스플레이(미도시)가 설치되어 사용자의 양쪽 눈(양안)에 영상 정보를 제공할 수 있다. 본체(210)에는 각종 전자 부품들이 장착될 수 있는 공간이 형성될 수 있으며, 카메라(121), 출력부, 사용자 입력부(123, 223), 제어부(180, 도 1 참조), 센싱부 등과 같은 전자부품이 장착되도록 구성될 수 있다. 제어부(180, 도 1 참조)는 헤드 마운티드 디스플레이(200)에 구비되는 각종 전자부품을 제어하는 역할을 한다.

디스플레이(251)는 전송된 신호를 입력받아 영상이 제공되도록 이미지를 출력하는 역할을 하는 것으로, 디스플레이(251)는 사용자의 눈 앞에서 화면정보(예를 들어, 영상, 이미지, 동영상 등)를 출력하는 역할을 한다. 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이(200)를 착용하였을 때, 사용자의 눈 앞에 화면정보가 표시될 수 있도록 디스플레이부(251)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다. 이때, 디스플레이부(251)는 프리즘을 이용하여 사용자의 눈으로 이미지를 투사할 수 있다. 또한, 사용자가 투사된 이미지와 전방의 일반 시야(사용자가 눈을 통하여 바라보는 범위)를 함께 볼 수 있도록, 프리즘은 투광성으로 형성될 수 있다.

디스플레이부(251)를 통해 출력되는 영상은, 일반 시야와 오버랩(overlap)되도록 보여질 수 있다. 헤드 마운티드 디스플레이(200)는 이러한 디스플레이의 특성을 이용하여 현실의 이미지나 배경에 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 제공할 수 있게 된다.

본체(210)에 설치되는 카메라(121)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 인접하게 배치되어 전방의 영상을 촬영하며, 눈에 인접하여 전방을 향하도록 배치되므로 사용자가 바라보는 장면을 영상으로 획득할 수 있다. 카메라는 적어도 하나 이상 구비되어 입체 영상을 획득하도록 이루어질 수도 있다.

헤드 마운티드 디스플레이(200)는 본체(210)의 일 영역에 장착되어, 터치, 푸시 등과 같이 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식에 근거하여 입력제어명령을 입력받기 위한 사용자 입력부(미도시)를 구비할 수 있다.

사용자 입력부(미도시)는 헤드 마운티드 디스플레이(200)에 대한 사용자의 기 설정된 제스처, 본체(210)의 기 설정된 움직임 등을 제어명령으로써 입력받을 수 있으며, 이를 위해 상기 사용자 입력부(223)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.

예를 들어, 센서는 본체(210)의 회전이나 기울임과 같은 움직임을 감지하기 위한 자이로 센서나 가속도 센서를 포함할 수 있다. 또한, 사용자의 기 설정된 제스처로써 사용자의 기 설정된 시선을 감지하기 위한 카메라나 적외선 센서를 추가적으로 구비할 수 있다.

사용자 입력부(미도시)를 통해 제어명령이 입력되면, 제어부는 상기 제어명령에 근거하여 상기 디스플레이(251) 및 음향 출력부(252) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

헤드 마운티드 디스플레이(200)는 사운드를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리하는 마이크로폰(미도시) 및 음향을 출력하는 음향 출력부(미도시)가 구비될 수 있다. 음향 출력부(252)는 사용자에게 영상 정보와 관련된 청각 신호를 전달 할 수 있으며, 사용자의 귀에서 탈착가능한 이어폰 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(200)는 착용부재(220)에 의해 본체(210)의 양측을 지지하고, 본체(210)가 사용자의 두부에 착용되거나 탈착될 수 있도록 한다.

사용자는 착용부재(220)를 이용하여 본체(210)를 착용할 수 있으며, 힌지부재(150)를 통해 착용부재(220)에 결합된 본체(210)를 상하 방향으로 회전시켜 사용자의 안면부로부터 이격시키거나, 힌지부재(150)를 이용하여 본체(210)를 전후 방향으로 슬라이딩시킴으로써 사용자의 안면부에 맞도록 착용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 전면밴드조절부(234)를 통해, 사용자의 두부에 압박을 가하거나, 이를 해제하여 착용 및 의 편의성을 확보할 수 있게 된다.

도 3a는, 본 발명에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(200)의 착용부재(220)를 나타내는 사시도이다.

본 발명에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(200)는 본체(210)와 착용부재(220)를 포함하고, 착용부재(220)는 사용자의 두부에 착용되고 본체(210)를 지지하는 역할을 한다.

착용부재(220)는 전면밴드부(230), 후면밴드부(240) 및 힌지부재(250)로 구성되도록 이루어지며, 도 3b에서 보는 바와 같이 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이(200)를 착용하게 되면, 전면밴드부(230)는 사용자의 두부 앞쪽에 안착되도록 위치되고, 후면밴드부(240)는 사용자의 두부 뒤쪽에 안착되도록 위치되게 된다.

본 발명에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(200)는 힌지부재(250)에 본체(210)의 양 단부가 결합되도록 이루어지므로, 힌지부재(250)의 구동에 따라 본체(210)의 움직임이 형성될 수 있게 된다.

힌지부재(250)는 전면밴드부(230)의 양측에 각각 위치되고, 지지축(254)을 기준으로 회전하여 도 3b에서 보는 바와 같이 본체(210)를 상하방향으로 회전할 수 있도록 한다. 여기서, 상하방향이란, 사용자의 전면을 기준으로 상측과 하측을 의미한다.

힌지부재(250)에 의한 움직임에 의해, 헤드 마운티드 디스플레이(200)의 사용중 사용자가 기기를 완전히 탈거하지 않고도 본체(210)를 위로 올린후 다른 동작을 하고자 할 때 유용하며, 본체(210)를 일정한 각도만큼 틸팅시키는 동작의 수행이 가능하게 된다. 틸팅 각도는 대략 90도 정도가 되도록 설정될 수 있을 것이며, 힌지부재(250)는 틸팅에 따른 본체의 하중을 지지할 수 있을 것이다.

또한, 힌지부재(250)는 전후 방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치되어, 본체(210)를 전후 방향으로 슬라이딩 시킬 수 있게 된다. 도 3b에서 보는 바와 같이, 본체(210)는 전후 방향으로 슬라이딩되어 사용자의 안면부로부터 이격되게 위치되거나 안면부에 보다 밀착되도록 위치될 수 있게 된다. 여기서, 전후방향이란 사용자의 안면을 기준으로 전방과 후방을 의미한다. 본체(210)의 전후 방향으로의 슬라이딩에 의해, 본체(210)의 안쪽과 사용자의 안면부 사이의 공간을 활용할 수 있으므로 안경을 착용하는 사용자라도 본체(210)를 안면부에 용이하게 착용할 수 있게 된다.

도 4는 도 3a에 따른 착용부재(220)의 모습을 나타내는 분해도이다.

착용부재(220)는, 전면밴드부(230), 후면밴드부(240) 및 힌지부재(250)를 포함하도록 구성되며, 사용자의 두부에 착용되어 본체(210)를 지지하는 역할을 한다.

전면밴드부(230)는 사용자의 두부 앞쪽에 안착되는 구조를 가지며, 후면밴드부(240)는, 사용자의 두부 뒤쪽에 안착되는 구조를 가지도록 이루어진다. 전면밴드부(230)는 전면밴드조절부(234)에 의해 사용자의 두부에 압박을 가할 수 있어, 두부에 안정적으로 고정할 수 있게 된다. 전면밴드부(230)와 후면밴드부(240)는 결합하여 사용자의 두부에 안착될 수 있도록 링 형태의 밴드를 구성하도록 이루어질 수 있다.

전면밴드부(230)는, 사용자의 두부 앞쪽에 안착되는 것으로 사용자의 전두부를 감싸지지할 수 있도록 라운드진 형상으로 이루어진다. 전면밴드부(230)는 앞쪽에 사용자의 전두부가 위치될 수 있는 안착면을 구비한다. 안착면에는 베이스부(232)와 쿠션부(233)가 결합되어 사용자의 전두부가 위치될 수 있게 된다.

베이스부(232)는 사용자의 두부에 대응되도록 일정한 곡률을 가지며 라운드지게 형성될 수 있으며, 쿠션부(233)는 사용자의 두부에 안착되도록 베이스부(232)의 안쪽면에 결합된다. 쿠션부(233)는 충격을 흡수할 수 있는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 쿠션부(233)는 스폰지나 스트로폼과 같이 충격 흡수에 용이한 재질로 이루어질 수 있으며 그 재질이 한정되지는 않을 것이다.

전면밴드부(230)는 사용자의 전두부를 감싸며, 사용자의 전두부에서 후두부를 향해 연장 형성되도록 이루어질 수 있다. 전면밴드부(230)의 양 측에는 힌지부재(250)가 위치될 수 있도록 노출홀(230a)이 형성될 수 있다. 힌지부재(250)는 노출홀(230a)을 통해 외측으로 노출될 수 있게 된다.

전면밴드부(230)의 양 단에는 전면밴드레일(231)이 형성되며, 전면밴드레일(231)은 전면밴드조절부(234)에 의해 장력이 가해져 사용자의 두부에 압박을 가할 수 있게 된다. 이를 통해, 사용자의 두부에 단단히 고정될 수 있게 된다. 전면밴드조절부(234)의 일측에는 전면밴드레일(231)에 장력을 제공하기 위한 다이얼부재(260)가 설치될 수 있다. 전면밴드레일(231)은 일정한 간격의 요철이 반복되는 형상으로 이루어지며, 전면밴드레일(231)은 메인다이얼(263)의 회전에 의해 설정된 각도만큼 회전하는 경우, 전면밴드레일(231)의 좌우 이동을 형성할 수 있게 된다.

후면밴드부(240)는 사용자의 후두부를 감싸도록 형성되고, 전면밴드부(230)의 양 측에 고정될 수 있다. 후면밴드부(240)는 후면밴드(240a), 슬라이드레일(241), 후면밴드커버(242)를 포함하도록 구성된다.

후면밴드(240a)는 사용자의 후두부에 밀착되도록 일정한 길이를 갖는 밴드 형상으로 이루어지는 것으로, 슬라이드레일(241)의 슬라이딩에 따라 후두부에 압박을 가할 수 있도록 이루어질 수 있다.

슬라이드레일(241)은 후면밴드(240a)의 외측면에 위치되어 후면밴드(240a)의 외측면을 감싸도록 이루어진다. 슬라이드레일(241)은 힌지부재(250)가 슬라이딩되면 후면밴드(240a)의 외측면을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.

후면밴드커버(242)는 내측면이 슬라이드레일(241)의 외측에 위치되며, 후면밴드(240a)에 결합되어 슬라이드레일(241)의 노출을 제한하도록 구성될 수 있다. 후면밴드커버(242)는 후면밴드(240a)의 외측면을 감싸는 형상으로 이루어지고, 후면밴드(240a)의 외측면을 덮도록 이루어질 수 있다.

힌지부재(250)는 본체(210)의 양 단부에 결합되고, 지지축(254)을 기준으로 회전하여 본체(210)의 상하 방향으로의 틸팅을 구현할 수 있으며, 전후 방향으로 슬라이딩되어 본체(210)를 전후 방향으로 이동 가능하도록 하는 역할을 한다. 이에 따라, 본체(210)는 틸팅과 슬라이딩이 자유롭게 가능하게 된다.

이를 통해, 본체(210)의 조작의 편의성을 높일 수 있게 된다. 힌지부재(250)에 관한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

도 5는, 힌지부재(250)의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 6은, 힌지부재(250)의 분해도이다.

힌지부재(250)는, 본체(210)의 일 단에 결합되는 제1 힌지부재와 제2 힌지부재로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 힌지부재는 본체(210)의 어느 일단에 결합될 수 있으며, 제2 힌지부재는 본체의 다른 일단부에 결합되는 것을 의미한다. 제1 힌지부재와 제2 힌지부재는 힌지부재(250)를 지칭하기 위한 것으로서 이를 통칭해서 힌지부재라고 칭하는 것도 가능하다. 힌지부재(250)는 본체(210)의 일 단부가 결합되는 제1 힌지부재(250)와 본체(210)의 다른 일 단부가 결합되는 제2 힌지부재(250)로 구성되어 본체(210)의 안정적인 거동을 형성할 수 있게 된다.

힌지부재(250)의 일단에는 본체(210)의 일 단부가 결합되는 방식으로 힌지부재(250)는 본체(210)를 상하 방향으로 회전시키거나 전후 방향으로 슬라이딩 시킬 수 있게 된다. 도 5에서 보는 바와 같이, 본체의 일 단은 힌지부재(250)에 형성된 본체결합부(251a)에 결합됨으로써 힌재부재(250)의 거동에 따라 본체(210)의 거동이 형성되는 것이 가능하게 된다.

힌지부재(250)는 제1 부재(251), 제2 부재(252), 제3부재(253) 및 지지축(254)을 포함할 수 있다.

제1 부재(251)는 중심부에 제1 관통홀(251b)이 형성되고, 제1 부재(251)의 일 측에는 본체(210)의 일 단이 결합되도록 이루어진다. 제1 부재(251)는 제2 부재(252)와 접하면서 지지축(254)을 기준으로 회전할 수 있어, 본체(210)의 상하 방향으로의 움직임을 형성할 수 있게 된다.

제1 부재(251)는 제2 부재(252)의 안착면(252a)에 접하면서 회전되도록, 일면에 제2부재를 향해 돌출 형성되는 지지부(251a)를 구비할 수 있다. 지지부(251a)는 제2 부재(252)의 안착면(252a)을 따라 제2 부재(252)의 회전제한부(252b) 사이에서 슬라이딩될 수 있다. 지지부(251a)가 안착면(252a)을 따라 슬라이딩되면 제1 부재(251)는 지지축(254)을 기준으로 회전할 수 있게 될 것이다.

제2 부재(252)는 제1 관통홀(251b)과 대응되도록 중심부에 제2 관통홀(252d)이 형성되고, 제1 부재(251)와 접촉되는 안착면(252a)을 구비할 수 있다. 제2 관통홀(252d)은 지지축(254)에 삽입될 수 있으며, 제2 부재(252)의 회전을 제한하는 역할을 하게 된다.

도 6에서 보듯이, 제2 부재(252)는 제1 부재(251)를 마주보도록 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 부재(252)의 안착면(252a)과 제1부재의 지지부(251a)는 서로 접하도록 배치될 수 있다.

제1 부재(251)를 마주보는 제2 부재(252)의 일 측면에는 회전제한부(252b)가 돌출 형성된다. 회전제한부(252b)는 지지부(251a)가 안착면(252a)을 따라 슬라이딩 하는 거리를 제한하는 역할을 한다. 회전제한부(252b)에 의해 지지부(251a)의 슬라이딩 거리가 제한되면, 제1 부재(251)가 지지축(254)을 따라 회전하는 각도 또한 제한되게 된다.

지지축(254)은 제1 관통홀(251b)과 제2 관통홀(252d)을 지나도록 위치되며, 제3 부재(253)에 형성되는 지지축 삽입홀(253a)에 끼워지도록 위치된다. 지지축(254)은 제2 부재(252) 및 제3 부재(253)와 고정될 수 있다. 지지축(254)의 일단부에는 상기 제1 관통홀(251b) 및 제2 관통홀(252d)을 지나는 제1 부재(251)와 제2 부재(252)의 이탈을 방지하도록 너트(255)가 체결될 수 있도록 나사홈(254a)이 형성된다. 나사홈에는 너트(255)가 체결될 수 있다. 또한, 나사홈(254a)과 너트(255) 사이에는 와셔(256) 및 디스크스프링(257)이 각각 배치되어, 제1 부재(251)의 회전에 따른 마모를 방지하는 역할을 하게 될 것이다.

제3 부재(253)는 플레이트 형상으로 이루어지며, 지지축(254)의 일 단부가 결합되어 고정되도록 지지축 삽입홀(253a)을 구비할 수 있다. 도 7에서 보는 바와 같이, 제3 부재(253)는 제3 부재(253)를 지지하는 가이드부재(243)의 내측을 따라 슬라이딩될 수 있다.

제3 부재(253)는 제1 부재(251), 지지축(254), 지지축(254)에 고정되는 제2 부재(252)를 지지하므로, 제3 부재(253)가 슬라이딩되는 경우 상기 제1 부재(251), 지지축(254) 및 제2 부재(252)는 제3 부재(253)와 함께 슬라이딩될 수 있게 된다.

제3 부재(253)가 가이드부재(243)를 따라 슬라이딩되면, 제1 부재(251)에 결합된 본체(210)의 전후 방향으로의 움직임이 형성될 수 있다. 제3 부재(253)가 슬라이딩 되는 거리는 임의로 설정될 수 있다.

후면밴드(240a)의 양 측에는 제3 부재(253)의 슬라이딩이 가능하도록 가이드부재(243)가 설치될 수 있다. 가이드부재(243)는 제3 부재(253)가 삽입된 후 슬라이딩 가능하도록 제3 부재(253)의 슬라이딩 방향을 따라 가이드홈(244)이 형성되도록 이루어질 수 있다.

제3 부재(253)는 가이드부재(243)의 가이드홈(244)을 따라 슬라이딩할 수 있으며, 이에 따라, 제1 부재(251)에 결합된 본체(210)의 전후 방향으로의 움직임을 형성할 수 있게 된다.

도 8은, 후면밴드부(240)의 모습을 나타내는 사시도이며, 도 9는 후면밴드커버(242)의 안쪽에 제1 및 제2 슬라이드레일(241, 242)이 위치되는 모습을 나타내는 분해 사시도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 후면밴드부(240)는 사용자의 후두부를 감싸도록 형성되고, 상기 전면밴드부(230)의 양 측에 고정되며, 상기 힌지부재(250)를 지지하면서 상기 힌지부재(250)의 슬라이딩이 가능하도록 하는 역할을 한다.

후면밴드부(240)는, 사용자의 후두부에 밀착되도록 일정한 길이를 갖는 밴드 형상으로 이루어지는 후면밴드(240a)와 상기 후면밴드(240a)의 외측면을 감싸도록 형성되고, 상기 힌지부재(250)가 슬라이딩되면 상기 후면밴드(240a)의 외측면을 따라 이동하도록 구성되는 슬라이드레일(241), 슬라이드레일(241)의 외측에 위치되어 후면밴드(240a)에 결합되어 슬라이드레일(241)을 덮는 역할을 하는 후면밴드커버(242)를 포함한다.

후면밴드커버(242)의 내측면에는 후면밴드커버(242)의 연장 방향을 따라 일정한 깊이로 연장되는 슬라이드레일 가이드홈(242b)이 형성되며, 슬라이드레일(241)은 슬라이드레일 가이드홈(242b)에 지지되면서 슬라이딩되도록 이루어진다.

슬라이드레일(241)은 일 단이 제1 힌지부재(250)와 결합되는 제1 슬라이드레일(241)과, 다른 일단이 제2 힌지부재(250)에 결합되고 상기 제1 슬라이드레일(241)과 대응되도록 상기 제1 슬라이드레일(241)을 향해 연장 형성되는 제2 슬라이드레일(241)을 포함한다.

제1 슬라이드레일(241)의 일 단부에는 하방향을 향해 형성되는 제1 기어부(241c)가 형성되며, 제2 슬라이드레일(241)의 일 단부에는 상기 제1 기어부(241c)를 마주보도록 상방향을 향해 제2 기어부(241d)가 형성되도록 이루어진다.

본 발명에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(200)는 힌지부재(250)의 슬라이딩으로 각 슬라이드레일(241, 242)이 전후 방향으로 이동하게 되는 경우, 제1 기어부(241c)와 제2 기어부(241d)는 회전기어(245)에 의해 각각 접촉하면서 제1 슬라이드레일(241)과 제2 슬라이드레일(241)의 상호 이동이 이루어질 수 있게 된다. 힌지부재(250)의 전후 슬라이딩으로, 제1 기어부(241c) 및 제2 기어부(241d)를 따라 회전하는 회전기어(245)에 의해 슬라이드레일(241)이 일정한 거리만큼 이동하게 되므로 후면밴드(240a)의 좌우 틀어짐 현상은 방지될 수 있게 된다.

본체(210)가 사용자의 안면부에 밀착되는 경우, 힌지부재(250)는 가이드부재(243)를 따라 후방부로 이동하게 되는데, 이때 제1 슬라이드레일(241)과 제2 슬라이드레일(241)은 서로 가까워지는 방향으로 이동하게 되며, 회전기어(245)는 제1 방향으로 회전하게 될 것이다. 마찬가지로, 제1 기어부(241c)와 제2 기어부(241d)는 제1 슬라이드레일(241)과 제2 슬라이드레일(241)이 서로 멀어지는 방향으로 이동하는 경우, 회전기어(245)는 제1 기어부(241c)와 제2 기어부(241d) 사이에서 제2 방향으로 회전하게 될 것이다.

도 9에서 보는 바와 같이, 후면밴드커버(242)에는 회전기어(245)가 끼워지도록 후면밴드(240a)를 향해 돌출 형성되는 회전기어 수용돌기(242a)가 형성될 수 있다.

또한, 회전기어 수용돌기(242a)에는 회전제한부재(246)가 끼워져 상기 회전기어(245)의 회전을 제한할 수 있다.

후면밴드커버(242)에 형성되는 슬라이드레일 가이드홈(242b)에는 제1 슬라이드레일(241)과 제2 슬라이드레일(241)이 지지되면서 위치될 수 있으며, 상기 슬라이드레일 가이드홈(242b)을 따라 제1 슬라이드레일(241)과 제2 슬라이드레일(241)은 이동할 수 있게 된다.

또한, 후면밴드부(240)는 슬라이드레일 가이드홈(242b)에 위치되는 각 슬라이드레일(241)을 지지될 수 있도록, 후면밴드커버(242)에 끼워지도록 설치되는 지지브라켓(247)을 더 포함할 수 있다. 지지브라켓(247)은, 후면밴드커버(242)에 형성되는 결합홈(미도시)에 끼워지는 방식으로 후면밴드커버(242)와 결합될 수 있게 된다. 지지브라켓(247)은 제1 슬라이드레일(241) 및 제2 슬라이드레일(241)의 이탈을 방지하는 역할을 한다.

도 10은, 전면밴드조절부(234)에 설치되는 다이얼부재(260)의 모습을 나타내는 사시도이다.

전면밴드부(230)는 사용자의 두부 앞쪽에 안착되는 것으로, 사용자의 전두부를 감싸지지할 수 있도록 라운드진 형상으로 이루어진다. 전면밴드부(230)는 앞쪽에 사용자의 전두부가 위치될 수 있는 안착면(252a)을 구비하고, 안착면(252a)에는 베이스부(232)와 쿠션부(233)가 결합되어 사용자의 전두부가 위치될 수 있다. 전면밴드부(230)는 사용자의 전두부를 감싸며, 사용자의 전두부에서 후두부를 향해 연장 형성되도록 이루어질 수 있다.

전면밴드부(230)의 양 단에는 전면밴드레일(231)이 형성되며, 전면밴드레일(231)은 전면밴드조절부(234)에 의해 가해지는 장력에 의해 사용자의 두부를 압박할 수 있게 된다. 이를 통해, 전면밴드부(230)가 사용자의 두부에 단단히 고정될 수 있게 된다. 구체적으로, 전면밴드부(230)는 전면밴드레일(231)을 이동시키면서 사용자의 두부에 압박을 가해 두부에 안정적으로 고정될 수 있게 된다.

전면밴드조절부(234)는 전면밴드부(230)의 양단에 각각 형성되는 전면밴드레일(231)을 각각 지지하면서 각 전면밴드레일(231)에 일정한 장력을 제공하면서 전면밴드레일(231)의 이동을 형성하게 된다. 전면밴드조절부(234)는 각 전면밴드레일(231)에 장력을 제공하기 위한 다이얼부재(260)를 포함할 수 있다.

도 10에서 보는 바와 같이, 전면밴드조절부(234)의 일측에는 전면밴드레일(231)에 장력을 제공하기 위한 다이얼부재(260)가 설치될 수 있다. 전면밴드레일(231)은 일정한 간격의 요철이 반복되는 형상으로 이루어지며, 다이얼부재(260)의 내측에 설치되는 제2 기어(266)에 의해 지지되어 메인다이얼(263)이 설정된 각도만큼 회전하는 경우, 전면밴드레일(231)의 좌우 이동이 형성될 수 있게 된다.

메인다이얼(263)이 설정된 각도만큼 회전하게 되면, 전면밴드레일(231)은 서로 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 이동하게 되며, 이에 따라 사용자의 두부에 밀착되거나 사용자의 두부로부터 이격되는 것이 가능하게 된다.

도 11a와 도 11b는 다이얼부재(260)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

다이얼부재(260)는 홀더(261, 262), 메인다이얼(263), 제1 기어(265) 및 제2 기어(266)를 포함하도록 구성된다.

홀더(261, 262)는 일단에 개구부를 구비하며 원통형의 형상으로 이루어지는 것으로, 제1 홀더(261) 및 제2 홀더(262)가 서로 맞닿도록 위치된다.

제1 홀더(261)와 제2홀더(262)의 중심부에는 가이드핀(264)이 삽입될 수 있도록 삽입홀(미도시)이 형성되도록 이루어진다. 제1홀더(261)의 내주면에는 기어지지홈(261a)이 형성되도록 이루어지며, 기어지지홈(261a)에는 제1기어(265)가 맞물리도록 위치될 수 있다.

메인다이얼(263)은 상기 개구부를 덮도록 이루어지며 사용자에 의해 파지되어 일 방향으로 회전될 수 있도록 구성된다. 메인다이얼(263)이 설정된 각도 만큼 회전하는 경우, 이에 대응하는 거리만큼 상기 각 전면밴드레일(231)의 좌우 이동이 형성될 수 있게 된다.

제1 기어(261)는 가이드핀(264)과 결합되고, 기어지지홈(261a)에 걸림되어 메인다이얼(263)이 회전하는 경우, 제1 기어(261)의 외측면은 기어지지홈(261a)에 접하면서 회전할 수 있게 된다.

기어지지홈(261a)은 제1 기어(261)의 일 방향 회전만이 가능하도록 일 방향을 따라 나사산이 형성되도록 이루어진다. 이에 따라, 사용자가 메인다이얼(263)을 파지하고 어느 한 방향으로 회전시킬 때에만, 제1기어(261)가 기어지지홈(261a)을 따라 회전하게 되는 방식으로 전면밴드레일(231)에 일정한 장력을 가할 수 있게 될 것이다. 제1 기어(261)가 기어지지홈(261a)을 따라 회전하지 못하는 경우에는 전면밴드레일(231)에 장력을 가할 수 없다.

제2 기어(266)는 가이드핀의 일단에 설치되며, 제1 기어(265)의 회전에 의해 각 전면밴드레일(231)의 이동이 형성되면서 각 전면밴드레일(231)에 일정한 장력을 제공하는 역할을 하게 된다. 일정한 장력을 제공받는 각 전면밴드레일(231)은 서로 가까워지는 방향으로 이동하면서 사용자의 두부에 압박을 가할 수 있게 될 것이다.

도 11a에서 보는 바와 같이, 사용자가 메인다이얼(263)을 조작하지 않는 경우에는 탄성력을 가지는 스프링(268)에 의해, 제1기어(265)는 기어지지홈(261a)과 맞물리도록 위치되며, 전면밴드레일(231)은 제2기어(266)에 의해 맞물리도록 위치된다. 이에 따라, 일정한 장력을 가지면서 사용자의 두부에 압박을 가할 수 있게 된다.

사용자는 전면밴드부(230)를 탈착하고자 하는 경우에는, 메인다이얼(263)을 누르면 된다. 이 경우, 도 11b에서 보는 바와 같이, 사용자가 메인다이얼(263)을 누르는 경우, 버튼은 제1기어(265)를 가압하여 제1기어(265)가 기어지지홈(261a)으로부터 이탈되며, 제2 기어(266)에 의해 상기 각 전면밴드레일(231)에 작용하는 장력이 유지될 수 없으므로, 각 전면밴드레일(231)에 가해지는 일정한 크기의 장력에 의해 사용자의 두부에 가해지는 압박은 제거될 수 있게 될 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (16)

1. 사용자의 안면부에 장착되고, 영상 정보를 제공하기 위한 디스플레이를 구비하는 본체; 및
   상기 본체를 지지하고 사용자의 두부에 장착되도록 구성되는 착용부재를 포함하며,
   상기 착용부재는,
   사용자의 전두부에 안착되도록 라운드진 형상으로 이루어지는 전면밴드부;
   상기 본체의 양단부를 각각 지지하고, 상기 본체를 상하 방향으로 회전시키거나 전후 방향으로 슬라이딩시키는 힌지부재; 및
   사용자의 후두부를 감싸도록 형성되고, 상기 전면밴드부의 양 측에 고정되며, 상기 힌지부재의 이동시 상기 힌지부재를 지지하도록 구성되는 후면밴드부를 포함하고,
   상기 힌지부재가 전후 방향으로 슬라이딩됨에 따라 상기 본체가 상기 사용자의 안면을 기준으로 전후 방향으로 슬라이딩되어, 상기 본체의 안쪽과 상기 사용자의 안면부 사이의 공간이 조절되고,
   상기 힌지부재는,
   중심부에 제1 관통홀이 형성되고, 일 측에 상기 본체가 결합되며 회전 가능하도록 구성되는 제1 부재;
   상기 제1 관통홀과 대응되도록 중심부에 제2 관통홀이 형성되고, 상기 제1 부재가 접촉되는 안착면을 구비하는 제2 부재;
   상기 제1 관통홀과 상기 제2 관통홀을 지나도록 위치되는 지지축; 및
   플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 지지축에 고정되는 제3 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
2. 제1항에 있어서,
   상기 후면밴드부는,
   사용자의 후두부에 밀착되도록 일정한 길이를 가지도록 연장 형성되는 후면밴드;
   상기 후면밴드의 외측면을 감싸도록 위치되고, 상기 힌지부재가 슬라이딩되면 상기 후면밴드의 외측면을 따라 이동하도록 구성되는 슬라이드레일; 및
   내측면이 상기 슬라이드레일의 외측부에 위치되도록 상기 후면밴드에 결합되는 후면밴드커버를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
3. 제2항에 있어서,
   상기 후면밴드커버의 내측면에는 상기 후면밴드커버의 연장 방향을 따라 일정한 깊이로 연장되는 슬라이드레일 가이드홈이 형성되고,
   상기 슬라이드레일은 상기 슬라이드레일 가이드홈에 의해 지지되면서 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
4. 제3항에 있어서,
   상기 후면밴드부는, 상기 슬라이드레일 가이드홈에 위치되는 상기 슬라이드레일을 지지하도록 상기 후면밴드커버에 끼워지도록 설치되는 지지브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
5. 제4항에 있어서,
   상기 힌지부재는, 상기 본체의 일 단부를 지지하는 제1 힌지부재와 상기 본체의 다른 일 단부를 지지하는 제2 힌지부재를 포함하고,
   상기 슬라이드레일은, 상기 제1 힌지부재와 결합되는 제1 슬라이드레일과, 상기 제2 힌지부재와 결합되고 상기 제1 슬라이드레일을 향해 연장되는 제2 슬라이드레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 슬라이드레일의 일 단부에는 하방향을 향하도록 제1 기어부가 형성되고,
   상기 제2 슬라이드레일의 일 단부에는 상기 제1 기어부를 마주보도록 상방향을 향해 제2 기어부가 형성되며,
   상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부는 회전기어에 의해 각각 접촉하면서 상기 제1 및 제2 슬라이드레일의 상호 이동을 형성하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부는, 상기 힌지부재의 전후 방향으로의 슬라이딩에 의해 상기 회전기어와 맞물리면서, 상기 제1 슬라이드레일과 상기 제2 슬라이드레일이 상기 슬라이드레일 가이드홈을 따라 전후 방향으로 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
8. 제6항에 있어서,
   상기 후면밴드커버에는, 상기 회전기어가 끼워지도록 상기 후면밴드를 향해 돌출되는 회전기어수용돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
9. 제8항에 있어서,
   상기 회전기어수용돌기에는 회전제한부재가 끼워져 상기 회전기어의 회전을 제한하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
10. 제1항에 있어서,
    상기 착용부재는,
    상기 전면밴드부에 결합되고, 사용자의 두부 전면부에 대응되는 형상으로 이루어지는 베이스부; 및
    상기 베이스부에 결합되어 충격을 흡수하도록 구성되는 쿠션부를 더 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 전면밴드부의 양단에는 전면밴드레일이 각각 형성되고,
    상기 전면밴드부는 상기 전면밴드레일을 이동시켜 사용자의 두부에 밀착되도록 하는 전면밴드조절부를 포함하며,
    상기 전면밴드조절부는, 각 전면밴드레일을 지지하면서 상기 각 전면밴드레일에 일정한 크기의 장력을 제공하여 상기 각 전면밴드레일의 이동을 형성하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
13. 제12항에 있어서,
    상기 전면밴드조절부는, 상기 각 전면밴드레일을 지지하는 다이얼부재를 포함하며,
    상기 다이얼부재는,
    일단에 개구부를 구비하는 원통형의 형상으로 이루어지고, 중심부에 가이드핀이 삽입되도록 삽입홀이 형성되며, 내주면을 따라 기어지지홈이 형성되는 홀더;
    상기 개구부를 덮도록 이루어지고, 사용자에 의해 일 방향으로 회전하도록 구성되는 메인다이얼;
    상기 가이드핀과 결합되고, 상기 기어지지홈에 걸림되어 상기 메인다이얼이 회전하는 경우, 외측면이 상기 기어지지홈에 접하면서 회전하도록 이루어지는 제1 기어; 및
    상기 가이드핀의 일단에 고정되고, 상기 제1 기어가 회전함에 따라 상기 각 전면밴드레일의 이동을 형성시키며, 상기 각 전면밴드레일에 일정한 크기의 장력을 제공하기 위한 제2 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
14. 제13항에 있어서,
    상기 기어지지홈은 상기 제1 기어의 일 방향 회전만이 가능하도록 일 방향을 따라 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
15. 제14항에 있어서,
    상기 메인다이얼이 설정된 각도만큼 회전하는 경우 이에 대응하는 거리만큼 상기 각 전면밴드레일의 좌우 이동이 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
16. 제13항에 있어서,
    상기 메인다이얼이 눌리는 경우, 상기 제1 기어는 상기 기어지지홈으로부터 이탈되면서 상기 제2 기어에 의해 상기 각 전면밴드레일에 작용하는 장력이 제거되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.

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