KR102633491B1 - 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 증강현실 글라스 장치로서, 영상 정보가 사용자에게 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이부; 상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)의 광의 적어도 일부를 투과시키고, 상기 디스플레이부에서 출력되는 영상 광을 상기 사용자의 눈 방향으로 전달하여, 상기 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공하는 광학부; 및 상기 디스플레이부가 안착하고 상기 광학부의 상면에 부착되며, 상기 광학부 및/또는 상기 디스플레이부를 상하 및 좌우 중 적어도 어느 한 방향으로 이동시키는 위치 조정부를 포함하며, 상기 위치 조정부는, 사용자 입력에 따라 상기 광학부와 디스플레이부 사이의 상대적 위치를 조절하여 상기 영상 광이 상기 사용자의 눈에 전달될 때의 허상 거리를 조정하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치에 따르면, 광학부 및/또는 디스플레이부를 상하 및 좌우로 이동시키는 위치 조정부를 포함하여, 사용자 입력에 따라 상기 광학부와 디스플레이부 사이의 상대적 위치를 조절하여 허상 거리를 조정함으로써, 장치의 분해 및 재조립 없이 사용자가 스스로 허상 거리를 조정할 수 있다.

Description

허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치{AUGMENTED REALITY GLASSES DEVICE WITH ADJUSTABLE VIRTUAL IMAGE DISTANCE}
본 발명은 증강현실 글라스 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 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.
증강현실 글라스 장치(AR 글래스, AR HMD)에서 영상이 증강되고 증강된 영상이 착용자의 눈에 전달될 때 느껴지는 거리감(허상 거리)은 착용자마다 적절한 거리가 다르다. 또한, 최근 증강현실 글라스 장치를 활용하는 분야가 넓어지고 있는데, 활용 분야에 따라서도 적절한 허상 거리가 서로 다를 수 있다.
예를 들어, 임플란트 수술용에서는 수술자의 팔 길이 정도의 거리가 적당하고, 공장 작업자용에서는 작업대와 작업자 간의 거리 정도가 적당하며, 기타 콘텐츠에서는 너무 가깝지 않은 거리가 적당하다. 증강정보의 깊이와 실제 물체의 깊이가 맞지 않으면 물체와 증강정보를 동시에 볼 수 없고, 번갈아 초점을 맞춰야 하므로 수정체가 계속 움직여야 해서 눈의 피로감이 매우 커지게 된다. 따라서 눈의 피로감을 줄이기 위해서는 증강정보의 깊이와 실제 물체의 깊이를 맞추어 허상 거리를 조절해야 한다.
현재 허상 거리 조절 방법은 광학계와 디스플레이(OLED 등)의 기구적인 결합에서 디스플레이를 좌우 및 상하로 이동하여 결합하는 방법으로 이루어진다. 여기서, 좌우 이동은 좌안/우안으로 들어오는 영상의 입사각 변화로 인한 영상의 위치를 조절하기 위한 것이고, 상하 이동은 사용자의 망막에 초점을 맞추기 위한 것이다.
현재는 광학계와 디스플레이가 기구적으로 결합해 있으므로, 허상 거리 조정이 필요할 때 광학계와 디스플레이를 분리하여 OLED를 좌우 및 상하로 이동하여 재결합하는 방식을 사용한다. 따라서, 허상 거리 조정이 간편하지 않으며, 사용처에 따라 증강현실 글라스 장치의 제공자가 커스터마이징 해 주어야 한다. 이렇게 사용처별 커스터마이징을 하더라도, 해당 사용처의 여러 사용자에 대해 각각의 사용자별로 최적화할 수는 없는 한계가 있다.
따라서 사용자 스스로 허상 거리를 조정할 수 있는 허상 거리 조정 기능의 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, 광학부 및/또는 디스플레이부를 상하 및 좌우로 이동시키는 위치 조정부를 포함하여, 사용자 입력에 따라 광학부와 디스플레이부 사이의 상대적 위치를 조절하여 허상 거리를 조정함으로써, 장치의 분해 및 재조립 없이 사용자가 스스로 허상 거리를 조정할 수 있는, 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치는,
증강현실 글라스 장치로서,
영상 정보가 사용자에게 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이부;
상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)의 광의 적어도 일부를 투과시키고, 상기 디스플레이부에서 출력되는 영상 광을 상기 사용자의 눈 방향으로 전달하여, 상기 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공하는 광학부; 및
상기 디스플레이부가 안착하고 상기 광학부의 상면에 부착되며, 상기 광학부 및/또는 상기 디스플레이부를 상하 및 좌우 중 적어도 어느 한 방향으로 이동시키는 위치 조정부를 포함하며,
상기 위치 조정부는,
사용자 입력에 따라 상기 광학부와 디스플레이부 사이의 상대적 위치를 조절하여 상기 영상 광이 상기 사용자의 눈에 전달될 때의 허상 거리를 조정하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 위치 조정부는,
마이크로 액추에이터(micro actuator), 리니어 액추에이터(linear actuator) 및 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 이용해 상기 광학부 및/또는 상기 디스플레이부를 이동시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 위치 조정부는,
마이크로 모션 스테이지(micro motion stage) 또는 스튜어트 플랫폼(Stewart platform)을 이용해 상기 광학부 및/또는 상기 디스플레이부를 이동시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 위치 조정부는,
상기 광학부의 상면과 평행하며 상기 광학부 방향으로 하면에 상기 디스플레이부가 안착하는 플레이트;
상기 플레이트의 상면에 결합하는 복수의 지지부;
상기 플레이트와 길이 방향으로 결합하며 액추에이터에 양단이 연결되고, 상기 광학부의 상면에서 상기 디스플레이부가 안착한 플레이트가 좌우로 이동 가능하게 상기 복수의 지지부에 결합하는 좌우 이동부; 및
상기 플레이트 상면에 결합하며 액추에이터와 연결되어 상기 플레이트의 상하 방향의 이동을 제어하는 상하 이동부를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 지지부는,
상기 플레이트의 상면과 수직으로 결합하며, 상하 방향으로 이동하여 상기 광학부와 상기 디스플레이부가 안착한 플레이트 사이의 거리를 조절하는 지지대; 및
상기 지지대의 일측에 구비되며, 상기 좌우 이동부가 좌우로 이동 가능하게 결합하는 연결 고리를 포함할 수 있다.
더더욱 바람직하게는,
상기 지지대는, 상기 광학부의 상면에서 쌍을 이루도록 배치되며,
상기 연결 고리는, 상기 쌍을 이루도록 배치된 지지대가 서로 마주 보는 일측에 구비될 수 있다.
바람직하게는,
사용자의 허상 거리 조절 신호에 따라 상기 위치 조정부를 제어하여 상기 광학부와 디스플레이부 사이의 상대적 위치를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,
상기 HMD 프레임의 일측에 구비된 버튼 또는 다이얼 형태의 입력부를 이용해 입력되는 상기 허상 거리 조절 신호에 따라 상기 위치 조정부를 제어할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치에 따르면, 광학부 및/또는 디스플레이부를 상하 및 좌우로 이동시키는 위치 조정부를 포함하여, 사용자 입력에 따라 광학부와 디스플레이부 사이의 상대적 위치를 조절하여 허상 거리를 조정함으로써, 장치의 분해 및 재조립 없이 사용자가 스스로 허상 거리를 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치에서, 디스플레이부와 광학부의 배치 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치에서, 위치 조정부의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치에서, 위치 조정부가 배치된 광학부의 상면을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치에서, 지지부의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치에서, 상하 방향 조절을 설명하기 위해 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 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)는, HMD 프레임(100), 디스플레이부(200), 광학부(300) 및 위치 조정부(400)를 포함하여 구성될 수 있으며, 제어부(500), 입력부(600) 및 통신부(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
HMD 프레임(100)은, 사용자가 머리에 착용할 수 있는 프레임 구성이다. 이러한 HMD 프레임(100)은, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 빛이 들어올 수 있는 프레임 구조를 갖는 헬멧(helmet) 형태, 고글(goggles) 형태, 안경 형태 등으로 구성될 수 있다.
디스플레이부(200)는, 영상 정보가 사용자에게 제공될 수 있도록 영상 광을 출력할 수 있다. 디스플레이부(200)는 OLED 등 다양하게 구성될 수 있다.
광학부(300)는, HMD 프레임(100)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)의 광의 적어도 일부를 투과시키고, 디스플레이부(200)에서 출력되는 영상 광을 사용자의 눈 방향으로 전달하여, 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공할 수 있다. 즉, 광학부(300)는 증강현실 글라스 장치(10)를 착용한 사용자가 증강현실을 경험할 수 있도록 구성될 수 있다.
광학부(300)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.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)에서, 디스플레이부(200)와 광학부(300)의 배치 모습을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)는, 2개의 디스플레이부(200)와 2개의 광학부(300)가 좌안 및 우안을 위해 배치된 양안 디스플레이 장치일 수 있다. 보다 구체적으로, 디스플레이부(200)는 광학부(300)의 상면에 위치하여, 디스플레이부(200)가 아래쪽(-z) 방향으로 영상 광을 출력해 광학부(300)를 통해 사용자 눈에 전달되도록 할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 사용자의 시야 방향을 x, 사용자의 동공 사이의 방향을 y, 광학부(300)가 디스플레이부(200)를 향하는 방향을 z로 각각 설정하고, 광학부(300) 상면의 중심을 (0,0,0)으로 세팅하였다.
여기서, 동공 간 거리(Inter-Pupillary Distance, IPD)는 사람마다 서로 다르고, 각 사용자가 느끼는 영상 광의 거리감도 서로 다르므로, 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)에서는, 이하에서 상세히 설명하는 위치 조정부(400)를 통해 사용자가 사용 환경과 사용자 취향에 따라 스스로 허상 거리를 조정할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.
위치 조정부(400)는, 디스플레이부(200)가 안착하고 광학부(300)의 상면에 부착되며, 광학부(300) 및/또는 디스플레이부(200)를 상하 및 좌우 중 적어도 어느 한 방향으로 이동시킬 수 있다. 위치 조정부(400)는, 사용자 입력에 따라 광학부(300)와 디스플레이부(200) 사이의 상대적 위치를 조절하여 영상 광이 사용자의 눈에 전달될 때의 허상 거리를 조정할 수 있다.
보다 구체적으로, 위치 조정부(400)는, 마이크로 액추에이터(micro actuator), 리니어 액추에이터(linear actuator) 및 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 이용해 광학부(300) 및/또는 디스플레이부(200)를 이동시킬 수 있다. 또한, 위치 조정부(400)는, 마이크로 모션 스테이지(micro motion stage) 또는 스튜어트 플랫폼(Stewart platform)을 이용해 광학부(300) 및/또는 디스플레이부(200)를 이동시킬 수 있다.
위치 조정부(400)의 세부적인 구성에 대해서는, 추후 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
제어부(500)는, 사용자의 허상 거리 조절 신호에 따라 위치 조정부(400)를 제어하여 광학부(300)와 디스플레이부(200) 사이의 상대적 위치를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(500)는, HMD 프레임(100)의 일측에 구비된 버튼 또는 다이얼 형태의 입력부(600)를 이용해 입력되는 허상 거리 조절 신호에 따라 위치 조정부(400)를 제어할 수 있다.
실시예에 따라서, 제어부(500)는, 50㎝, 70㎝, 1m, 2m, 3m 등 대표적인 허상 거리 예시를 구성해 디스플레이부(200)를 통해 증강현실로 출력되도록 전송제어하고, 제시된 허상 거리 예시에 따라 사용자가 적절한 허상 거리를 선택 또는 설정하는 허상 거리 조절 신호를 입력하도록 할 수 있다.
입력부(600)는, 사용자가 허상 거리 조절 신호를 입력하는 구성으로써, 버튼, 다이얼 등의 형태로 HMD 프레임(100)의 일측에 구비될 수 있다. 실시예에 따라서는, 사용자가 제스처, 음성 명령어 등을 사용해 허상 거리 조절 신호를 입력할 수도 있다.
통신부(700)는, HMD 프레임(100)의 일측에 설치되며, 다른 증강현실 글라스 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), 5G(5th Generation Mobile Telecommunication) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)에서, 위치 조정부(400)의 세부적인 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)에서, 위치 조정부(400)가 배치된 광학부(300)의 상면을 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)의 위치 조정부(400)는, 지지부(410), 플레이트(420), 좌우 이동부(430) 및 상하 이동부(440)를 포함하여 구성될 수 있다.
지지부(410)는, 플레이트(420)의 상면에 결합하며 복수일 수 있다. 즉, 지지부(410)는 하면에 디스플레이부(200)가 부착되는 플레이트(420)의 좌우 방향(y 방향) 이동을 위한 구성으로, 광학부(300) 상면에서 한 쌍의 지지부(410)가 x 방향으로 서로 마주 볼 수 있고, 복수의 쌍, 예를 들어 2쌍의 지지부(410)가 광학부(300) 상면에 y 방향으로 나란하게 설치될 수 있다. 지지부(410)의 세부적인 구성에 대해서는 추후 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
플레이트(420)는, 광학부(300)의 상면과 평행하며 광학부(300) 방향으로 하면에 디스플레이부(200)가 결합될 수 있다. 즉, 플레이트(420)는 디스플레이부(200)가 광학부(300) 방향으로 영상 광을 출력하도록, 하면에 디스플레이부(200)를 고정 부착할 수 있으며, 위치 조정부(400)의 동작에 따라 플레이트(420)에 고정 부착된 디스플레이부(200)가 함께 이동해 허상 거리가 조정될 수 있다.
좌우 이동부(430)는, 플레이트(420)와 길이 방향으로 결합하며 액추에이터에 양단이 연결되고, 광학부(300)의 상면에서 디스플레이부(200)가 결합된 플레이트(420)가 좌우로 이동 가능하게 복수의 지지부(410)에 결합할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 좌우 이동부(430)는 y 방향으로 긴 형상으로 마주보는 지지대(410)에 각각 결합한 2개의 막대 형태로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 좌우 이동부(430)의 양단은 액추에이터에 연결되고, 액추에이터의 구동에 의해 좌우 이동부(430)가 회전하여 플레이트(420)를 좌우 방향 즉, y 방향으로 이동할 수 있는 방식으로 지지부(410)에 결합할 수 있다. 또한, 좌우 이동부(430)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 양안을 위한 2개의 플레이트(420)가 각각 이동할 수 있도록, 좌안과 우안에 대해 별도로 구성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)에서, 지지부(410)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)의 지지부(410)는, 지지대(411) 및 연결 고리(412)를 포함하여 구성될 수 있다.
지지대(411)는, 플레이트(420)의 상면과 수직으로 결합할 수 있다. 실시예에 따라서, 지지대(411)는, 광학부(300)의 상면에서 쌍을 이루도록 배치될 수 있다.
연결 고리(412)는, 지지대(411)의 일측에 구비되며, 좌우 이동부(430)가 좌우로 이동 가능하게 결합할 수 있다. 보다 구체적으로, 연결 고리(412)는, 쌍을 이루도록 배치된 지지대(411)가 서로 마주 보는 일측에 구비될 수 있다.
한편, 사용자의 허상 거리 조절 신호에 따라 제어부(500)가 위치 조정 신호를 위치 조정부(400)에 전달하면, 액추에이터에 의해 좌우 이동부(430)가 구동되어 y 방향으로 이동하게 된다. 예를 들어, 연결 고리(412)와 좌우 이동부(430)가 나사홈으로 맞물려 있어서, 액추에이터의 구동 동작에 따라 나사가 회전해 플레이트(420) 및 디스플레이부(200)가 좌우로 이동하도록 할 수 있다.
이때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 좌우 이동부(430) 중 하나에만 나사산 또는 나사홈을 구성하여 액추에이터에 의해 구동되게 하고, 나머지 하나의 좌우 이동부(430)는 나사산이나 나사홈 없이 지지부(410)와 결합해 다른 하나의 움직임에 따라 수동적으로 플레이트(420)를 이동시키는 가이드 역할을 할 수 있다.
상하 이동부(440)는, 플레이트(420) 상면에 결합하며 액추에이터와 연결되어 플레이트(420)의 상하 방향의 이동을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)에서, 상하 방향 조절을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)에서는, 상하 이동부(440)가 플레이트(420)의 상면에 지지부(410) 사이의 중앙 부분에 결합될 수 있으며, 연결된 액추에이터의 구동에 의해 플레이트(420)를 상하 방향(z 방향)으로 이동함으로써, 디스플레이부(200)의 상하 위치가 조정될 수 있다. 이러한 상하 방향 이동을 통해 광학부(300)와 디스플레이부(200)가 안착한 플레이트(420) 사이의 거리를 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10)에 따르면, 광학부(300) 및/또는 디스플레이부(200)를 상하 및 좌우로 이동시키는 위치 조정부(400)를 포함하여, 사용자 입력에 따라 광학부(300)와 디스플레이부(200) 사이의 상대적 위치를 조절하여 허상 거리를 조정함으로써, 장치의 분해 및 재조립 없이 사용자가 스스로 허상 거리를 조정할 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 증강현실 글라스 장치
100: HMD 프레임
200: 디스플레이부
300: 광학부
400: 위치 조정부
410: 지지부
411: 지지대
412: 연결 고리
420: 플레이트
430: 좌우 이동부
440: 상하 이동부
500: 제어부
600: 입력부
700: 통신부

Claims (8)

  1. 증강현실 글라스 장치(10)로서,
    사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임(100);
    영상 정보가 사용자에게 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이부(200);
    상기 HMD 프레임(100)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)의 광의 적어도 일부를 투과시키고, 상기 디스플레이부(200)에서 출력되는 영상 광을 상기 사용자의 눈 방향으로 전달하여, 상기 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공하는 광학부(300);
    상기 디스플레이부(200)가 안착하고 상기 광학부(300)의 상면에 부착되며, 상기 광학부(300) 및 상기 디스플레이부(200) 중 적어도 하나를 상하 및 좌우 중 적어도 어느 한 방향으로 이동시키는 위치 조정부(400); 및
    사용자의 허상 거리 조절 신호에 따라 상기 위치 조정부(400)를 제어하여 상기 광학부(300)와 디스플레이부(200) 사이의 상대적 위치를 조절하는 제어부(500)를 포함하며,
    상기 위치 조정부(400)는,
    사용자 입력에 따라 상기 광학부(300)와 디스플레이부(200) 사이의 상대적 위치를 조절하여 상기 영상 광이 상기 사용자의 눈에 전달될 때의 허상 거리를 조정하며,
    상기 위치 조정부(400)는,
    상기 광학부(300)의 상면과 평행하며 상기 광학부(300) 방향으로 하면에 상기 디스플레이부(200)가 결합된 플레이트(420);
    상기 플레이트(420)의 상면에 결합하는 복수의 지지부(410);
    상기 플레이트(420)와 길이 방향으로 결합하며 액추에이터에 양단이 연결되고, 상기 광학부(300)의 상면에서 상기 디스플레이부(200)가 결합된 플레이트(420)가 좌우로 이동 가능하게 상기 복수의 지지부(410)에 각각 결합한 2개의 막대 형태의 좌우 이동부(430); 및
    상기 플레이트(420) 상면에 상기 지지부(410) 사이의 중앙 부분에 결합하며 액추에이터와 연결되어 상기 플레이트(420)의 상하 방향의 이동을 제어하는 상하 이동부(440)를 포함하며,
    상기 지지부(410)는,
    상기 플레이트(420)의 상면과 수직으로 결합하고, 상기 광학부(300)의 상면에서 쌍을 이루도록 배치된 지지대(411); 및
    상기 쌍을 이루도록 배치된 지지대(411)가 서로 마주 보는 일측에 구비되며, 상기 좌우 이동부(430)가 좌우로 이동 가능하게 결합하는 연결 고리(412)를 포함하며,
    상기 좌우 이동부(430)와 나사홈으로 맞물려 있어서, 상기 제어부(500)가 상기 허상 거리 조절 신호에 따라 위치 조정 신호를 상기 위치 조정부(400)에 전달하면, 액추에이터의 구동 동작에 따라 나사가 회전해 상기 플레이트(420) 및 디스플레이부(200)가 좌우로 이동하되, 2개의 막대 형태로 구성된 상기 좌우 이동부(430) 중 하나의 막대에만 나사산 또는 나사홈을 구성하여 액추에이터에 의해 구동되게 하고, 나머지 하나의 막대는 나사산이나 나사홈 없이 지지부(410)와 결합해 다른 막대의 움직임에 따라 수동적으로 상기 플레이트(420)를 이동시키는 가이드 역할을 하며,
    상기 제어부(500)는,
    허상 거리 예시를 구성해 상기 디스플레이부(200)를 통해 증강현실로 출력되도록 하고, 제시된 허상 거리 예시에 따라 사용자가 선택하는 허상 거리를 상기 허상 거리 조절 신호로 입력받으며, 제스처 또는 음성 명령어를 사용해 입력되는 상기 허상 거리 조절 신호에 따라 상기 위치 조정부(400)를 제어하는 것을 특징으로 하는, 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치 조정부(400)는,
    마이크로 액추에이터(micro actuator), 리니어 액추에이터(linear actuator) 및 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 이용해 상기 광학부(300) 및/또는 상기 디스플레이부(200)를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10).
  3. 제1항에 있어서, 상기 위치 조정부(400)는,
    마이크로 모션 스테이지(micro motion stage) 또는 스튜어트 플랫폼(Stewart platform)을 이용해 상기 광학부(300) 및/또는 상기 디스플레이부(200)를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 허상 거리의 조정이 가능한 증강현실 글라스 장치(10).
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