KR19980057554U - 헤드적층형 디스플레이장치(hmd) - Google Patents

Abstract

본 고안은 사용자의 눈동자간 거리에 맞게 렌즈하우징 사이의 거리조절을 할 수 있도록 함으로써 보다 선명한 화상을 구현할 수 있도록 하는 헤드적층형 디스플레이장치(HMD : Head Mounted Display)에 관한 것으로,

내부에 소정 개수의 렌즈가 적층되어 있는 2개의 렌즈하우징과, 상기 2개의 렌즈하우징이 서로 소정의 간격을 갖고 위치하도록 지지하는 프레임과, 상기 2개의 렌즈하우징 각각에 연결되어 상기 각 렌즈하우징이 서로 상기 프레임 상에서 좌우 수평방향으로 이동하여 간격이 조절되도록 하는 조절수단을 구비하는 특징으로 한다.

Description

헤드적층형 디스플레이장치(HMD)

본 고안은 화상표시장치가 기기내부에 탑재된 기기인 헤드적층형 디스플레이장치(HMD : Head Mounted Display)에 관한 것으로, 특히 화상을 정확히 보고 입체감을 향상시킬 수 있도록 눈(eye) 사이의 거리를 좌우로 조절가능한 헤드적층형 디스플레이장치에 관한 것이다.

사람들의 눈사이 간격(Pupil Distance)은 개인별로 그 차이가 있기 때문에 쌍안경과 같이 좌측 및 우측의 눈 전용렌즈들을 구비하여 구성되어 있는 제품들의 경우에는, 사용자에게 깨끗한 화상을 제공할 수 있도록 눈사이 간격을 조정하는 장치가 필요하다.

도 1은 종래에 제안된 헤드적층형 디스플레이장치의 광학부 구조를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하여 구성을 살펴보면, 렌즈(lens)(2) 및 미러(mirror)(미도시)와, 상기 렌즈(2) 및 미러가 다수 적층되도록 하여 고정하는 렌즈하우징(lens housing)(4)과, 2개의 렌즈하우징(4)을 소정의 간격을 두고 배치하여 각각 고정지지하는 프레임(frame)(6)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 각 렌즈하우징(4)의 사이 간격은 사람의 눈동자간 거리(pupil distance)의 표준시료를 조사하여 그 결과에서 나온 수치(대개 65mm)를 이용하며, 상기 프레임(6)에는 체결구조인 나사(screw) 등을 이용하여 고정시킴으로서 사용자에게 제공한다.

이 결과 제품에서 채택한 눈동자간 거리(pupil distance)가 획일적으로 고정되어 있기 때문에 눈동자간 거리가 다른 사용자들은 선명한 화상을 보지못하게 되며, 경우에 따라서는 어지러움증을 느끼게 되는 문제점이 발생하였다. 또한, 입체감을 느낄 수 있도록 개발된 제품에 있어서는 사용자와 초점이 일치하지 못하게 되어 입체감을 느끼지 못하게 되는 문제점이 발생된다.

또한, 헤드적층형 디스플레이장치는 통상적으로 화상을 표시하는 소자 즉, LCD(Liqual Crystal Display)판이 기기내부에 있기 때문에 망원경의 경우와 동일하게 회전에 의해 좌우거리를 조정하게 되면 일그러진 화상을 보게 되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 사용자의 눈동자간 거리에 맞게 렌즈하우징 사이의 거리조절을 할 수 있도록 함으로써 보다 선명한 화상을 구현할 수 있도록 하는 헤드적층형 디스플레이장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 헤드적층형 디스플레이장치의 광학부 구조도,

도 2는 본 고안에 의한 좌우거리 조절장치가 구비된 헤드적층형 디스플레이장치의 구조를 나타내는 도면,

도 3은 도 2의 우측면(A방향)을 보여주는 도면,

도 4는 도 2의 B부분을 상세하게 보여주는 도면,

도 5는 본 고안에 의한 조절스위치 구조의 다른 실시예를 보여주는 도면,

도면의 주요부분에 대한 부호설명

2 : 렌즈 4 : 렌즈하우징

6,6A : 프레임 8 : 조절스위치

10 : 링크 11 : 링크접속부

12 : 조절스위치 스프링 14 : 슬라이드홈

16 : 멈춤핀 18 : 멈춤핀스프링

20 : 멈춤홈 22 : 돌기부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 화상표시장치가 기기내부에 탑재된 헤드적층형 디스플레이장치(HMD)에 있어서,

내부에 소정 개수의 렌즈가 적층되어 있는 2개의 렌즈하우징과, 상기 2개의 렌즈하우징이 서로 소정의 간격을 갖고 위치하도록 지지하는 프레임과, 상기 2개의 렌즈하우징 각각에 연결되어 상기 각 렌즈하우징이 서로 상기 프레임 상에서 좌우 수평방향으로 이동하여 간격이 조절되도록 하는 조절수단을 구비하는 특징으로 하는 헤드적층형 디스플레이장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 실시예에 의하면, 상기 프레임은 상기 각각의 렌즈하우징이 좌우 수평방향으로 직선운동이 가능하도록 소정의 슬라이드 홈이 형성되고, 상기 조절수단은 외측면에 길이 방향으로 다수의 멈춤홈이 형성되고 전후 왕복 운동이 가능한 조절스위치와, 상기 조절스위치가 삽입되는 안착홈이 형성되고 상기 프레임에 고정된 스위치 베이스와, 상기 조절스위치와 상기 각각의 렌즈하우징을 연결하는 2개의 링크와, 상기 스위치 베이스의 소정 위치에 회동 가능하게 장착되고 회동 동작에 따라 상기 조절스위치의 멈춤홈에 결합되는 멈춤핀을 포함한다.

이때, 상기 스위치 베이스의 소정 위치에 장착되어 상기 먼춤핀에 조절스위치의 방향으로 힘을 가하는 멈춤핀 스프링을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 조절수단은 외측면에 탄성력을 갖는 돌기부가 형성되고 전후 왕복 운동이 가능한 조절스위치와, 상기 조절스위치가 삽입되는 안착홈이 형성되고 그 안착홈의 내부에는 깊이 방향으로 상기 조절스위치의 돌기부가 결합되는 다수의 멈춤홈이 형성되며 상기 프레임에 고정된 스위치 베이스와, 상기 조절스위치와 상기 각각의 렌즈하우징을 연결하는 2개의 링크를 포함할 수 있다.

이때, 상기 스위치 베이스의 안착홈 내부에 장착되어 상기 조절스위치를 밖으로 밀어주는 조절스위치 스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 목적의 달성과정 및 그 작용들은 후술되는 명세서를 통해 보다 분명하게 보여질 것이다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 고안에 의한 헤드적층형 디스플레이장치의 실시구성을 보여주는 개략도이며, 도 3은 도 2에 대한 우측면도이고, 도 4는 도 2의 B부분 상세도면으로서 잠금상태와 풀림상태를 나타내는 단면도이다. 상기 각 도면에서 종래의 구성에 대응적으로 일치되는 구성요소는 동일한 도면부호를 사용한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 내부에 소정 개수의 렌즈(2)가 적층되어 있는 2개의 렌즈하우징(4)과, 상기 2개의 렌즈하우징(4)이 서로 소정의 간격을 갖고 위치하도록 지지하는 프레임(6A)과, 상기 2개의 렌즈하우징(4) 각각에 연결되어 상기 각 렌즈하우징(4)이 서로 상기 프레임(6A) 상에서 좌우 수평방향으로 이동하여 간격이 조절되도록 하는 조절스위치(control switch)(8)와, 상기 조절스위치(8)가 삽입되는 안착홈이 형성되고 상기 프레임(6A)에 고정된 스위치 베이스(9)와, 상기 조절스위치(8)에 가해지는 운동의 힘을 렌즈하우징(4)에 각각 전달시켜주는 2개의 링크(link)(10)와, 상기 스위치 베이스(9)의 안착홈 내부에 장착되어 상기 조절스위치(8)를 밖으로 밀어주는 조절스위치 스프링(12)을 포함한다.

이때, 상기 프레임(6A)에는 상기 조절스위치(8)의 상하(up/down)운동에 의해 상기 렌즈하우징(4)이 서로간에 직선운동이 되도록 자체적으로 슬라이드 홈(14)이 형성되어 있고, 상기 링크(10)는 상기 렌즈하우징(4)에 소정의 링크지지대(11)를 통해 연결된다.

또한, 상기 조절스위치(8)에는 외측면에 길이 방향으로 다수의 멈춤홈(20)이 형성되어 있고, 상기 스위치 베이스(9)의 소정 위치에는 멈춤핀(16)을 회동 가능하게 장착하여 회동 동작에 따라 상기 조절스위치(8)의 멈춤홈에 결합되도록 한다. 이때, 상기 스위치 베이스(9)의 소정 위치에는 상기 먼춤핀(16)을 상기 조절스위치(8)의 방향으로 힘을 가하는 멈춤핀 스프링(18)이 장착된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 헤드적층형 디스플레이장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 사용자(user)가 자신에게 맞도록 눈동자간 거리를 조정하기 위해 상기 조절스위치(8)을 상하방향으로 조정하면 상기 조절스위치(8)에 가해진 힘은 상기 조절스위치(8)와 렌즈하우징(4)과의 사이에 연결되어 있는 링크(10)에 의해 상기 렌즈하우징(4)으로 전달된다. 이때, 상기 프레임(6A)에 결합되어 있는 렌즈하우징(4)은 프레임(6A)에 일체로 형성되어 있는 슬라이드 홈(14)에 의해 구속되어 있기 때문에 상기 조절스위치(8)의 상하운동이 렌즈하우징(4)으로 하여금 직선운동으로 전환됨에 의해 눈동자간 거리의 조정이 이루어진다. 따라서, 2개의 렌즈하우징(4)이 서로 좌우 수평방향으로 이동하여 거리조절이 가능하게 되는 것이다.

한편, 본 고안에 따른 헤드적층형 디스플레이장치에 있어서 렌즈하우징간의 거리조절에 대한 눈동자간 거리유지에 대한 실시는 아래와 같은 구성을 통해 용이하게 구현가능하게 된다.

도 4를 참조하면, 잠금(lock) 상태에서는 상기 멈춤홈(20)에 상기 멈춤핀(16)이 끼워지고, 풀림 상태에서는 이전 상태에서 상기 멈춤홈(20)에 끼워져 있던 멈춤핀(16)이 이탈된다.

한편 도 5에는 상기 조절스위치(8)의 다른 실시예가 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 별도의 멈춤핀(16)을 구비하지 않고 상기 조절스위치(8) 자체적으로 탄성력을 갖는 돌기부(22)를 형성한 후에, 이 돌기부(22)의 끼워짐동작에 의해 그 조절이 이루어지도록 한다. 이때, 상기 스위치 베이스(9)에는 안착홈 내부에 깊이 방향으로 상기 조절스위치(8)의 돌기부(22)가 결합되는 다수의 멈춤홈이 형성된다.

상기 도 5에서의 실시방법은 도 4보다 제품전체의 구조를 단순화시키는 것 외에도 부품수를 줄일 수 있어 고장발생률과 가격(cost)을 낮출 수 있는 잇점이 있게 된다.

상기한 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 조절스위치(8)는 조정동작 후, 눈동자간 거리(pupil distance)의 유지는 도 4(또는 도 5)에서와 같이 멈춤홈(20)에 멈춤핀스프링(18)의 힘에 의해 멈춤핀(16)이 결합되어 조정된 눈동자간 거리는 움직이지 않게 된다. 또한, 이와 같은 조절스위치(8)의 구조로 사용자가 원하는 눈동자간 거리 위치에 렌즈하우징(4)을 위치시키는 것이 가능하게 된다.

상기한 본 고안에 따른 헤드적층형 디스플레이장치는, 조절스위치(8)의 상하운동을 렌즈하우징(4)의 좌우직선운동으로 변환하여 렌즈하우징 간의 좌우 수평방향으로 거리조절이 가능하기 때문에 사용자에게 보다 선명한 화질과 입체감을 느낄 수 있도록 할 수 있으며, 일그러진 화상을 볼 필요가 없게 되어 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 화상표시장치가 기기내부에 탑재된 헤드적층형 디스플레이장치(HMD)에 있어서,

   내부에 소정 개수의 렌즈가 적층되어 있는 2개의 렌즈하우징과, 상기 2개의 렌즈하우징이 서로 소정의 간격을 갖고 위치하도록 지지하는 프레임과, 상기 2개의 렌즈하우징 각각에 연결되어 상기 각 렌즈하우징이 서로 상기 프레임 상에서 좌우 수평방향으로 이동하여 간격이 조절되도록 하는 조절수단을 구비하는 특징으로 하는 헤드적층형 디스플레이장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프레임은 상기 각각의 렌즈하우징이 좌우 수평방향으로 직선운동이 가능하도록 소정의 슬라이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 헤드적층형 디스플레이장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 조절수단은 외측면에 길이 방향으로 다수의 멈춤홈이 형성되고 전후 왕복 운동이 가능한 조절스위치와, 상기 조절스위치가 삽입되는 안착홈이 형성되고 상기 프레임에 고정된 스위치 베이스와, 상기 조절스위치와 상기 각각의 렌즈하우징을 연결하는 2개의 링크와, 상기 스위치 베이스의 소정 위치에 회동 가능하게 장착되고 회동 동작에 따라 상기 조절스위치의 멈춤홈에 결합되는 멈춤핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드적층형 디스플레이장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스위치 베이스의 소정 위치에 장착되어 상기 먼춤핀에 조절스위치의 방향으로 힘을 가하는 멈춤핀 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드적층형 디스플레이장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 조절수단은 외측면에 탄성력을 갖는 돌기부가 형성되고 전후 왕복 운동이 가능한 조절스위치와, 상기 조절스위치가 삽입되는 안착홈이 형성되고 그 안착홈의 내부에는 깊이 방향으로 상기 조절스위치의 돌기부가 결합되는 다수의 멈춤홈이 형성되며 상기 프레임에 고정된 스위치 베이스와, 상기 조절스위치와 상기 각각의 렌즈하우징을 연결하는 2개의 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드적층형 디스플레이장치.
6. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 스위치 베이스의 안착홈 내부에 장착되어 상기 조절스위치를 밖으로 밀어주는 조절스위치 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드적층형 디스플레이장치.