KR20180035343A - Head mount display device - Google Patents

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KR20180035343A
KR20180035343A KR1020160125273A KR20160125273A KR20180035343A KR 20180035343 A KR20180035343 A KR 20180035343A KR 1020160125273 A KR1020160125273 A KR 1020160125273A KR 20160125273 A KR20160125273 A KR 20160125273A KR 20180035343 A KR20180035343 A KR 20180035343A
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Abstract

The present invention relates to a head mount display device capable of locating a display device in an optimum position by controlling the position of the display device if the movement of a wearing part occurs independently of a head of a user by determining whether the wearing part in which the head mount display device is formed moves or not. The head mount display device according to the present invention includes: the display device coupled to the wearing part and including a display window; a sensor unit for sensing the movement occurrence of the wearing part and sensing a distance change between the wearing part and the display device to generate measurement data; a control unit for determining whether the movement of the wearing part occurs by using the measurement data; and a driving unit including a movable shaft connected to the display window and moving the movable shaft according to the control of the control unit to change the position of the display window.

Description

헤드 마운트 디스플레이 장치{HEAD MOUNT DISPLAY DEVICE}HEAD MOUNT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 헤드 마운트 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 헤드 마운트 디스플레이 장치가 구비되는 착용구의 움직임 여부를 판단하여, 사용자의 머리와 별개로 착용구의 움직임이 발생되는 경우 디스플레이 장치의 위치를 조절하여 최적의 위치에 디스플레이 장치가 위치할 수 있도록 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a head-mounted display device, and more particularly, to a head-mounted display device that determines whether or not a wearer having a head-mounted display device is moving and adjusts a position of a display device, To a head-mounted display device for allowing a display device to be placed on the display device.

최근에는 모바일 장치의 이용형태가 모바일 폰, 노트북과 같은 장치에서 웨어러블 타입의 장치로 변화하고 있다. 기존의 모바일 장치 즉, 블럭형 장치의 경우 주머니 혹은 가방과 같은 곳에 수납하다가, 필요한 경우 이를 파지하여 사용하는 형태로 이용되었다. 반면, 웨어러블 장치는 신체 부위에 항상 착용하여 유지하다고 필요시에만 기능을 활성화하여 사용하는 형태로 이용되고 있으며, 착용 상태에서 소지 및 즉시 이용 가능한 것이 블럭형과 비교할 때 장점으로 인식되고 있다.Recently, the use of mobile devices has changed from devices such as mobile phones and notebooks to wearable devices. In the case of a conventional mobile device, that is, a block type device, it is stored in a pocket or a bag, and if necessary, it is used by being gripped and used. On the other hand, the wearable device is used in a form in which the function is activated and used only when it is required to be always worn on the body part, and it is recognized that the wearable device is advantageous when compared with the block type.

이 중 최근에는 헤드 마운트형 디스플레이 장치(Head Mount Display : HMD)가 개발 및 시판되어, 일부 사용자에 의해 이용되고 있다. 이러한 헤드 마운트형 디스플레이 장치는 기존의 모바일 장치와 달리 사용자가 전방의 시선을 유지한채 눈 앞에 위치하는 디스플레이 장치를 통해 정보를 얻을 수 있어 이용자가 급격히 증가하고 있다. 이러한 헤드 마운트형 디스프레이 장치는 안경과 같은 형태로 이용되거나, 모자, 헤어밴드, 헬멧과 같은 기구에 부착, 고정하는 형태가 보편적으로 이용되고 있다.Recently, a head mount display (HMD) has been developed and marketed and used by some users. Unlike a conventional mobile device, such a head mount type display device is capable of acquiring information through a display device positioned in front of the user while keeping the user's gaze ahead, thereby rapidly increasing the number of users. Such a head mount type display apparatus is generally used in the form of glasses or in a form of attaching and fixing to a mechanism such as a hat, a hair band, or a helmet.

이와 같은 헤드 마운트형 디스플레이 장치는 소형 표시장치가 눈의 초점 거리 이내에 위치하게 된다. 때문헤 헤드 마운트형 디스플레이 장치의 경우 일반적인 표시장치와는 달리 사용자의 일반적인 초점거리를 고려하여, 미리 산출된 위치에 초점이 맞추어진 경우 디스플레이 내용이 선명해지도록 하는 기술을 사용하여 정보를 표시하게 된다. 이러한 헤드 마운트형 디스플레이 장치는 소형 표시장치를 이용하여 많은 정보를 표시하고, 이와 더불어 정교한 초점일치가 이루어져야만 선명한 영상 및 정보 제공이 가능하다.In such a head mount type display device, the small display device is positioned within the focal distance of the eye. In the case of the head-mounted type display device, information is displayed using a technique of taking the general focal distance of the user into consideration and making the display content clear when the previously calculated position is focused, unlike a general display device . Such a head-mounted display device displays a large amount of information using a small-sized display device, and accurate focus and coincidence can be provided to provide clear images and information.

하지만, 헤드 마운트형 디스플레이 장치의 특성상 정확한 위치의 고정이 어렵고 이용중에도 진동, 신체의 움직임으로 인해 초점이 어긋나는 경우가 빈번하게 발생된다. 더욱이, 이를 조절하기 위해 진동 또는 신체의 움직임에 따라 초점을 자동으로 조절하도록 하는 기술이 제공되고 있으나, 정확한 초점 조절이 이루어지지 않아 사용 편의성을 저하시키는 실정이다. 더욱이 이러한 조절장치들이 초점이 일치된 상태에서도 신체의 움직임 등이 발생되는 경우 초점을 조절하기 위한 동작을 수행함으로써, 오히려 초점이 불일치되는 등의 문제가 발생되고 있다.However, due to the characteristics of the head mount type display device, it is difficult to accurately fix the position, and the focus often deviates due to vibration and body movement during use. Further, although there is provided a technique for adjusting the focus automatically according to the vibration or the movement of the body in order to adjust the focus, the focus is not accurately adjusted and the usability is reduced. Further, when the adjustment devices are operated to adjust the focus in the case where the movement of the body occurs even in the state where the focus is matched, there arises a problem that the focus is disagreed rather.

한국공개특허 제10-2016-0083263호(공개일 2016.07.12.)Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0083263 (Publication date 2016.07.12.)

따라서, 본 발명의 목적은 헤드 마운트 디스플레이 장치가 구비되는 착용구의 움직임 여부를 판단하여, 사용자의 머리와 별개로 착용구의 움직임이 발생되는 경우 디스플레이 장치의 위치를 조절하여 최적의 위치에 디스플레이 장치가 위치할 수 있도록 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a head-mounted display device and a head-mounted display device, which can judge whether or not the wearer is moving, and adjust the position of the display device when the wearer moves separately from the head of the user, And a head-mounted display device for displaying the head-mounted display device.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는 착용구에 결합되고 표시창을 가지는 디스플레이 장치; 상기 착용구의 움직임 발생을 감지하고, 착용자와 표시장치의 거리 변화를 감지하여 측정데이터를 생성하는 센서부; 상기 측정데이터를 이용하여 상기 착용구 움직임 발생여부를 판단하는 제어부; 및 가동축이 상기 표시창과 연결되고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 가동축을 가동하여 상기 표시창의 위치를 변경하는 구동부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a head-mounted display device including: a display device coupled to a wearer and having a display window; A sensor unit for sensing the movement of the wearer and detecting a change in distance between the wearer and the display unit to generate measurement data; A controller for determining whether or not the wearing mouth movement has occurred using the measurement data; And a driving unit connected to the display window and configured to change the position of the display window by operating the movable shaft under the control of the control unit.

상기 제어부는 상기 착용자의 신체 움직임과 불일치되는 상기 착용구 움직임 발생되는 경우 상기 표시창의 위치를 변경하는 것을 특징으로 한다.The control unit changes the position of the display window when the wearer's mouth movement is inconsistent with the body movement of the wearer.

상기 센서부는 상기 착용구의 회전여부 도는 회전각을 감지하는 제1센서와 상기 착용구가 상기 착용자의 신체 이탈 여부를 감지하는 제2센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The sensor unit may include a first sensor for sensing a rotation angle or a rotation angle of the wearer, and a second sensor for sensing whether the wearer has left the body of the wearer.

상기 제어부는 상기 착용구가 상기 신체로부터 이탈된 상태에서 회전이 발생되는 것으로 판단되면 상기 신체와 상기 착용구의 움직임이 불일치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.The controller determines that the movement of the body and the wearer is inconsistent when it is determined that rotation is generated in a state where the wearer is separated from the body.

상기 제어부는 상기 신체와 상기 착용구의 움직임이 불일치되면 상기 제1센서에 의해 감지되는 회전각에 미리 정해진 비율로 비례하여 상기 표시창을 이동시키는 것을 특징으로 한다.The controller moves the display window in proportion to a rotation angle sensed by the first sensor at a predetermined ratio when the movement of the body and the wearer do not coincide with each other.

상기 구동부는 동력을 제공하는 모터; 상기 동력에 의해 이동하는 래크; 상기 래크의 이동에 의해 회전하며 상기 래크의 움직임을 배속 또는 감속하는 기어부; 및 일단이 상기 기어부와 연결되고 타단이 상기 표시창에 연결되어 상기 기어부의 움직임에 따라 상기 표시창의 위치를 변경하는 가동축;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The driving unit includes a motor for providing power; A rack moving by the power; A gear portion that rotates by the movement of the rack and doubles or decelerates the movement of the rack; And a movable shaft having one end connected to the gear portion and the other end connected to the display window to change the position of the display window according to the movement of the gear portion.

상기 모터는 구동체가 수평 이동에 의해 동력을 생산하는 리니어 모터이며, 상기 래크는 상기 구동체의 이동방향과 나란한 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.The motor is a linear motor in which the driving body produces power by horizontally moving, and the rack moves in a direction parallel to the moving direction of the driving body.

상기 기어부는 상기 래크와 맞물리는 제1기어; 및 상기 제1기어와 맞물리고 상기 가동축과 연결되며, 상기 제1기어에 비해 톱니의 수가 많은 제2기어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The gear portion includes a first gear engaged with the rack; And a second gear which meshes with the first gear and is connected to the movable shaft and has a larger number of teeth than the first gear.

본 발명에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는 헤드 마운트 디스플레이 장치가 구비되는 착용구의 움직임 여부를 판단하여, 사용자의 머리와 별개로 착용구의 움직임이 발생되는 경우 디스플레이 장치의 위치를 조절하여 최적의 위치에 디스플레이 장치가 위치할 수 있도록 하는 것이 가능하다.The head-mounted display device according to the present invention determines whether or not the wearer with the head-mounted display device is moving, adjusts the position of the display device when the wearer moves separately from the head of the user, To be positioned.

도 1은 본 발명에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 기능적 구성의 예를 블럭형태로 도시한 구성예시도.
도 2는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 예를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구동부의 예를 개략적으로 도시한 예시도.
도 4는 구동부의 동작에 따른 표시부의 구동을 설명하기 위한 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the functional configuration of a head-mounted display device according to the present invention. FIG.
2 is a perspective view showing an example of a head-mounted display device;
3 is an exemplary view schematically showing an example of a driving unit of the head-mounted display device of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining the driving of the display unit according to the operation of the driving unit;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be noted that the drawings denoted by the same reference numerals in the drawings denote the same reference numerals whenever possible, in other drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. And certain features shown in the drawings are to be enlarged or reduced or simplified for ease of explanation, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

도 1은 본 발명에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 기능적 구성의 예를 블럭형태로 도시한 구성예시도이다. 도 2는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 예를 도시한 사시도이다.1 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a head-mounted display device according to the present invention. 2 is a perspective view showing an example of a head-mounted display device.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는 표시부(10), 센서부(20), 구동부(30), 제어부(40), 전원부(50) 및 저장부(60)을 포함하여 구성된다.1 and 2, a head-mounted display device according to the present invention includes a display unit 10, a sensor unit 20, a driving unit 30, a control unit 40, a power source unit 50, and a storage unit 60 .

표시부(10)는 제어부(40)로부터의 제어에 따라 영상을 표시하여 사용자에게 제공한다. 특히, 표시부(10)는 구동부(30)에 의해 위치 조절이 가능하게 본체(90)에 결합된다. 구체적으로 표시부(10)는 데이터를 출력하는 표시창(11)과, 데이터 표시를 위한 광원 및 구동회로가 구비되는 표시부블럭(16)을 포함하여 구성될 수 있다. 표시창(11)은 투명, 반투명, 불투명 창으로 구성되고, 사용자의 시선방향에 위치하며, 표시부블럭(16)의 구동에 따라 데이터를 출력하게 된다. 표시부블럭(16)은 표시창(11)을 고정함과 아울러 표시창(11)에 데이터를 공급하여 출력이 이루어질 수 있게 한다. 특히, 표시부블럭(16)은 일단에는 가동축에 의해 본체(90)에 연결되고, 본체(90)에 구비되는 구동부(30)의 동작에 따라 미세하게 이동하게 된다.The display unit 10 displays an image under the control of the control unit 40 and provides it to the user. Particularly, the display unit 10 is coupled to the main body 90 so that the position can be adjusted by the driving unit 30. [ Specifically, the display unit 10 may include a display window 11 for outputting data, and a display unit block 16 having a light source and a drive circuit for data display. The display window 11 is composed of a transparent, semitransparent and opaque window, and is positioned in the direction of the user's eyesight, and outputs data according to the driving of the display block 16. The display block 16 fixes the display window 11 and supplies data to the display window 11 so that an output can be performed. Particularly, the display block 16 is connected to the main body 90 through a movable shaft at one end thereof, and moves finely according to the operation of the driving unit 30 provided in the main body 90.

센서부(20)는 착용자의 신체와 헤드 마운트 디스플레이 장치 간의 변위, 헤드 마운트 디스플레이 장치 자체의 변위를 측정하고, 측정데이터를 작성하여 제어부(40)에 전달한다. 구체적으로 센서부(20)는 착용자의 신체와 헤드 마운트 디스플레이 장치 간의 거리 변화를 감지하기 위한 제1센서(21)와, 헤드 마운트 디스플레이의 회전, 이동과 같은 자체적인 위치 또는 상태 변화를 감지하기 위한 제2센서(26)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 설명의 편의를 위해 제1센서(21)와 제2센서(26)의 두 센서로 구성되는 경우로 가정을 하여 설명하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며 다른 센서가 부가적으로 구성되어 착용상태를 감지하기 위한 수단으로 이용될 수 있다.The sensor unit 20 measures the displacement between the wearer's body and the head-mounted display device and the displacement of the head-mounted display device itself, creates measurement data, and transmits the measurement data to the control unit 40. Specifically, the sensor unit 20 includes a first sensor 21 for detecting a change in the distance between the body of the wearer and the head-mounted display device, and a second sensor 21 for detecting a change in position or state of the head- And a second sensor (26). For convenience of explanation, it is assumed that the first sensor 21 and the second sensor 26 are composed of two sensors. However, the present invention is not limited thereto, and other sensors may be additionally constructed And can be used as a means for detecting the wearing state.

제1센서(21)는 신체와 헤드 마운트 디스플레이 장치 간의 상태 변화를 감지한다. 구체적으로 제1센서(21)는 헤드 마운트 디스플레이 장치가 사용자의 신체에 착용되어 있는지 혹은 헤드 마운트 디스플레이 장치의 회전, 이동, 속도변화가 발생되었을 때 신체와 헤드 마운트 디스플레이 장치 간의 관계를 감지하는 역할을 한다. 즉, 제1센서(21)는 측정된 값을 이용하여 헤드 마운트 디스플레이 장치가 신체에 착용된 상태로 변위 또는 변화가 발생했는지 또는 신체에 착용된 상태이나 신체와 별개로 변화가 발생했는지를 판단하기 위한 값을 측정하는 역할 한다. 이를 위헤 제1센서(21)는 헤드 마운트 디스플레이 장치와 신체의 거리 변화가 발생했는지 판단하기 위한 근접 센서, 적외선 센서, 광센서, 또는 핀홀센서와 같은 센서로 구성될 수 있다. 일례로 근접센서를 이용하여 제1센서(21)가 구성될 수 있으며, 이 경우 제1센서(21)는 신체와 헤드 마운트 디스플레이 장치 간의 거리 변화를 감지하여 제1측정데이터를 작성하고 이를 제어부(40)에 전달하게 된다.The first sensor 21 senses a state change between the body and the head-mounted display device. Specifically, the first sensor 21 detects the relationship between the body and the head-mounted display device when the head-mounted display device is worn on the user's body or when the rotation, movement, or speed change of the head-mounted display device occurs do. That is, the first sensor 21 uses the measured value to determine whether a displacement or change has occurred in a state in which the head-mounted display device is worn on the body, or whether a change has occurred in a state worn on the body or independently of the body For example. For this purpose, the first sensor 21 may be constituted by a sensor such as a proximity sensor, an infrared sensor, an optical sensor, or a pinhole sensor for judging whether a distance change of the head-mounted display device and the body has occurred. For example, the first sensor 21 may be configured by using a proximity sensor. In this case, the first sensor 21 senses a change in distance between the body and the head-mounted display device, generates first measurement data, 40).

제2센서(26)는 헤드 마운트 디스플레이 장치에 가해진 변위량을 측정하여 제2측정데이터를 작성하고 이를 제어부(40)에 전달한다. 이 제2센서(26)는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 회전, 이동, 속도변화의 발생을 감지하기 위해 이러한 변위의 변화를 감지한다. 좀 더 구체적으로 제2센서(26)는 초점의 불일치가 발생할 수 있는 상황이 헤드 마운트 디스플레이 장치 또는 신체에 발생했는지 판단하기 위한 변위를 측정하게 된다. 이를 위해 제2센서(26)는 지자기 센서, 자이로 센서, 가속도 센서와 같은 센서 중 어느 하나 이상을 이용하여 구성될 수 있다. 일례로 자이로센서를 이용하여 제2센서(26)를 구성할 수 있으며, 이 경우 제2센서는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 회전, 이동, 속도변화의 여부, 변위값을 제2측정데이터로 작성하여 제어부(40)에 전달하게 된다.The second sensor 26 measures the amount of displacement applied to the head-mounted display device, generates second measurement data, and transmits the second measurement data to the controller 40. This second sensor 26 senses the change of this displacement to detect the occurrence of rotation, movement, and speed change of the head-mounted display device. More specifically, the second sensor 26 measures the displacement to determine whether a situation where a focus mismatch may occur is occurring in the head-mounted display device or the body. To this end, the second sensor 26 may be configured using any one or more of sensors such as a geomagnetic sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor. For example, the second sensor 26 may be constructed using a gyro sensor. In this case, the second sensor may generate the second measurement data as to whether the head-mounted display device is rotated, moved, (40).

구동부(30)는 제어부(40)의 제어에 의해 표시부(10)의 위치를 변경하는 역할을 한다. 구체적으로 구동부(30)는 가동축(미도시)에 의해 표시부(10)의 표시블럭(11)과 연결되고, 제어부(40)의 제어에 따라 가동축에 연결된 기어를 회전시켜 표시블럭(11)의 위치를 변경하게 된다. 본 발명에서는 구동부(30)가 표시부(11)를 상하(눈과 눈을 잇는 가상선에 대해 수직인 방향) 방향으로 이동시키게 된다. 여기서, 본 발명에서는 헬멧 또는 안경테와 같은 착용구를 이용하는 경우 주로 상하방향에서 착용구가 신체를 이탈하는 경우가 빈번하여 상하방향의 움직임을 조절하도록 하고 있으나, 상하방향에 수직인 방향으로의 이동을 위한 구동부를 추가하여 구성되도록 하는 것이 가능하다. The driving unit 30 serves to change the position of the display unit 10 under the control of the control unit 40. [ More specifically, the driving unit 30 is connected to the display block 11 of the display unit 10 by a movable shaft (not shown), rotates a gear connected to the movable shaft under the control of the controller 40, As shown in FIG. In the present invention, the driving unit 30 moves the display unit 11 in the vertical direction (the direction perpendicular to the imaginary line connecting the eyes and the eyes). Here, in the present invention, when a wearer such as a helmet or an eyeglass frame is used, the wearer frequently frees the wearer's body in the vertical direction to control the upward and downward movement, but the movement in the vertical direction It is possible to constitute a structure by adding a driving unit for the driving unit.

이를 위해 구동부(30)는 모터(미도시)와 모터로부터 공급되는 동력에 의해 회전하여 가동축의 위치를 조절하는 기어 및 표시블럭(16)과 결합되어 기어를 통해 전달되는 모터에 의한 동력으로 표시블럭(16)의 위치를 변경시키는 가동축을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 대해서는 도 3에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.To this end, the driving unit 30 includes a motor (not shown) and a gear that is rotated by the power supplied from the motor and adjusts the position of the movable shaft. The driving unit 30 is coupled with the display block 16, And a movable axis for changing the position of the movable member 16. This will be described in more detail in FIG.

제어부(40)는 센서부(10)로부터 측정데이터를 전달받아 표시부(10)의 조정 여부를 결정하고, 표시부(10)의 위치 조정이 필요하다고 판단되면, 구동부(30)를 제어하여 표시부(10)의 위치를 조정한다. 이외에도 제어부(40)는 표시부(10)를 통해 출력될 데이터의 처리 및 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구동에 필요한 각종 처리를 수행한다. 구체적으로 제어부(40)는 센서부(10)로부터 전달되는 제1 및 제2측정데이터를 이용하여 헤드 마운트 디스플레이 장치와 신체의 불일치를 판단하고, 불일치시 초점 조절을 위해 표시부(10)의 위치를 조절한다. 이를 위해 제어부(40)는 제2센(26)에 의해 헤드 마운트 디스플레이 장치에 변위가 발생되면, 신체 특히, 착용자의 머리에 변위가 발생된 것인지를 판단하게 된다. 이를 위해 제어부(40)는 제1센서(21)로부터 전달되는 제1측정데이터에 의해 헤드 마운트 디스플레이 장치가 사용자의 신체로부터 일탈됐는지의 여부를 판단하게 된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1센서(21)는 근접센서로 구성되고, 제2센서(26)는 자이로 센서로 구성된 경우를 가정하여 설명을 진행하기로 한다.The control unit 40 receives the measurement data from the sensor unit 10 and determines whether or not the display unit 10 is to be adjusted. When it is determined that the position of the display unit 10 needs to be adjusted, the controller 40 controls the display unit 10 ). In addition, the control unit 40 performs processing of data to be output through the display unit 10 and various processes necessary for driving the head-mounted display apparatus. Specifically, the control unit 40 determines the mismatch between the head-mounted display device and the body using the first and second measurement data transmitted from the sensor unit 10, and adjusts the position of the display unit 10 . To this end, the controller 40 determines whether a displacement occurs in the head-mounted display device by the second sensor 26, that is, whether a displacement occurs in the body of the wearer, in particular, the head. To this end, the controller 40 determines whether or not the head-mounted display device is deviated from the user's body by the first measurement data transmitted from the first sensor 21. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the first sensor 21 is configured as a proximity sensor and the second sensor 26 is configured as a gyro sensor.

제어부(40)는 제2센서(26)에 의해 장치의 회전, 이동, 속도의 변화와 같은 변위가 발생하는 경우, 제1센서(21)에 의해 측정되는 신체와 장치간의 거리에 변화가 생겼는지 판단하게 된다. 즉, 제어부(40)는 신체와 장치 간의 거리에 변화가 없는 상태에서 변위가 발생한 경우 신체의 동작에 따른 것으로 판단하여 표시부(10)의 위치를 그대로 유지하게 된다. 반면, 제어부(40)는 장치에 변위가 발생하고, 신체와 장치 간의 거리에 변화가 생긴 경우 신체의 운동에 불일치하거나, 장치만의 변위 발생으로 판단하고, 표시부(10)의 위치를 조절하기 위해 구동부(30)를 제어하게 된다. 특히, 제어부(40)는 상하방향의 변위 정도를 파악하고, 표시부(10)의 이동을 위한 각도를 산출하여 표시부(10)의 위치를 조절하게 된다.The control unit 40 determines whether a change in the distance between the body and the device measured by the first sensor 21 occurs when a displacement such as rotation, movement, or speed change of the device occurs by the second sensor 26 . That is, when there is no change in the distance between the body and the device, the controller 40 determines that the displacement is caused by the motion of the body, and maintains the position of the display unit 10 as it is. On the other hand, when the displacement occurs in the apparatus and the distance between the body and the apparatus changes, the control unit 40 determines that the displacement of the apparatus is inconsistent with the movement of the body, or adjusts the position of the display unit 10 The driving unit 30 is controlled. Particularly, the control unit 40 controls the position of the display unit 10 by determining the degree of the vertical displacement and calculating the angle for the movement of the display unit 10.

전원부(50)는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작을 위한 전원을 공급한다.The power supply unit 50 supplies power for operation of the head-mounted display device.

저장부(60)는 헤드 마운트 디스플레이 구동을 위한 프로그램과 프로그램의 운영을 위한 각종 데이터가 저장되며, 제어부(40)로 전달되는 측정데이터가 저장된다. 특히, 저장부(60)에는 측정데이터에 의해 장치와 신체의 변위를 판단하기 위한 기준값이 저장될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The storage unit 60 stores a program for driving the head mounted display and various data for operating the program, and the measurement data transmitted to the controller 40 is stored. In particular, the reference value for determining the displacement of the apparatus and the body by the measurement data may be stored in the storage unit 60, but the present invention is not limited thereto.

한편, 도 2에서와 같이 본 발명의 헤드 마운트 디스플레이 장치는 착용구(80)에 결합된 상태로 사용자의 신체 특히, 두부에 착용되어 이용될 수 있다. 이 착용구(80)는 도 2에 도시된 바와 같은 안경테 형태의 프레임일 수도 있고, 도시되지 않은 헬멧형태, 밴드 형태일 수도 있으며, 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 헤드 마운트 디스플레이 장치는 이러한 착용구(80)에 일체형으로 결합되거나, 탈부착 가능하게 분리형으로 결합될 수 있다.2, the head-mounted display device of the present invention can be used by being worn on the wearer's body, particularly the head, while being coupled to the wearer's mouth 80. The wearing tool 80 may be an eyeglass frame type frame as shown in FIG. 2, a helmet type or a band shape not shown, and the present invention is not limited to the illustrated embodiments. The head-mounted display device can be integrally coupled to such a wearer 80, or detachably and detachably coupled.

전술한 바와 같이 헤드 마운트 디스플레이 장치는 본체(90)와 표시부(10)로 구성될 수 있고, 본체(90)는 복수의 블럭 또는 모듈로 구성되어 착용구(80)의 미리 정해진 위치에 결합되어 상호 연결될 수 있다. 도 2에서는 하나의 본체(90)와 이에 가동 가능하게 결합되는 표시부(10)로 구성되는 예가 도시되어 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.As described above, the head-mounted display device may include a main body 90 and a display unit 10, and the main body 90 may be composed of a plurality of blocks or modules and may be coupled to predetermined positions of the wearer 80, Can be connected. In FIG. 2, an example is shown in which one body 90 and the display unit 10 are movably coupled to the body 90. However, the present invention is not limited thereto.

표시부(10)는 본체(90)의 일단에 가동 가능하게 결합된다. 본체(90)와 표시부(10)는 전술한 바와 같이 가동축(미도시)에 의해 결합되어, 본체(90)를 축으로 상하방향과 같이 특정 방향으로 이동할 수 있게 구성된다. 이러한 표시부(10)는 가동축(16)에 의해 결합되고 표시창(11)의 출력을 위한 구동회로를 가지는 표시블럭(16)과 데이터를 출력하는 표시창(11)으로 구성될 수 있으나, 표시블럭(16)은 본체(90)에 구성되고 가동축에는 표시창(11)만 결합되도록 하여 구성되는 것이 가능하다.The display unit 10 is movably coupled to one end of the main body 90. The main body 90 and the display unit 10 are coupled by a movable shaft (not shown) as described above, and are configured to be able to move in a specific direction, such as a vertical direction, about the main body 90. The display unit 10 may include a display block 16 coupled to the movable shaft 16 and having a driving circuit for outputting the display window 11 and a display window 11 for outputting data, 16 may be formed in the main body 90 and only the display window 11 may be coupled to the movable shaft.

한편, 도 3은 본 발명의 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구동부의 예를 개략적으로 도시한 예시도이다. 그리고, 도 4는 구동부의 동작에 따른 표시부의 구동을 설명하기 위한 예시도이다.3 is an exemplary view schematically showing an example of a driving unit of the head-mounted display device of the present invention. 4 is an exemplary diagram for explaining driving of the display unit according to the operation of the driving unit.

도 3 및 도 4를 참조하면, 구동부(30)는 제어부(40)의 제어에 따라 구동되어 표시부(10)를 미리 지정된 방향 예를 들어, 상향방향으로 정해진 각도 만큼 이동시키는 역할을 한다.3 and 4, the driving unit 30 is driven under the control of the control unit 40 to move the display unit 10 by a predetermined angle in a predetermined direction, for example, an upward direction.

이를 위해 구동부(30)는 모터(31), 기어부(36) 및 가동축(39)을 포함하여 구성된다.To this end, the driving unit 30 includes a motor 31, a gear unit 36, and a movable shaft 39.

모터(31)는 전원부(50)로부터 공급되는 전원을 이용하여 동작하며, 제어부(40)의 제어에 따라 동작하여 표시부(10)의 이동을 위한 동력을 생산한다. 이 모터(31)는 미세 이동 조절이 용이하고 안경테와 같이 얇고 긴 몸체에 수납이 용이한 선형구동(Linear) 모터를 이용하여 구성된다. 여기서, 모터(31)는 원형의 극소형 스텝핑 모터와 같은 회전형 모터를 사용할 수도 있으며, 제시된 바에 의해서만 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 모터(31)는 제어부(40)의 제어에 따라 구동체(32)가 수평으로 이동하고, 이를 통해 래크(rack, 33)를 구동체(32)의 방향으로 이동시키게 된다. 그리고, 래크(33)의 이동에 따라 래크에 맞물려 있는 기어를 회전 시킴으로써 발생된 동력을 기어부(36)에 전달하게 된다.The motor 31 operates using the power supplied from the power supply unit 50 and operates under the control of the control unit 40 to produce power for moving the display unit 10. [ The motor 31 is constructed using a linear motor that is easy to control fine movement and is thin like an eyeglass frame and easy to store in a long body. Here, the motor 31 may use a rotary type motor such as a circular extremely small stepping motor, and the present invention is not limited thereto. The motor 31 moves the actuator 32 horizontally under the control of the controller 40 to move the rack 33 in the direction of the actuator 32. [ As the rack 33 moves, the power generated by rotating the gear engaged with the rack is transmitted to the gear portion 36.

기어부(36)는 모터(31)로부터 발생된 동력에 의해 회전하여 가동축(39)을 이동시켜 표시부(10)가 이동하게 하는 역할을 한다. 특히, 가동축(39) 및 이에 연결된 표시부(10)의 정교한 각도조절을 위해 기어부(36)는 제1기어(37)와 제2기어(38)의 기어셋으로 구성될 수 있다. 제1기어(37)는 모터(31)의 래크(33)와 맞물려 모터(31)로부터 발생되는 동력을 전달받아 제2기어(38)에 전달한다.The gear portion 36 rotates by the power generated from the motor 31 to move the movable shaft 39 to move the display portion 10. [ The gear portion 36 may be constituted by a gear set of the first gear 37 and the second gear 38 for precise angular adjustment of the movable shaft 39 and the display portion 10 connected thereto. The first gear 37 meshes with the rack 33 of the motor 31 and receives the power generated from the motor 31 to transfer the power to the second gear 38.

제2기어(38)는 제1기어(37)의 회전에 따라 회전하며, 회전력을 가동축(38)에 전달하는 크랭크의 역할을 하게 된다. 특히, 제1기어(37)의 회전에 따른 미세한 각도조절이 가능하도록 제1기어(37)에 비해 제2기어의 기어의 기어 잇수가 많도록 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니면, 제1 및 제2기어(37, 38)의 2단 기어 이상의 기어셋으로 구성될 수도 있다.The second gear 38 rotates in accordance with the rotation of the first gear 37 and serves as a crank for transmitting rotational force to the movable shaft 38. In particular, the number of gear teeth of the second gear may be larger than that of the first gear 37 so that the angle of the first gear 37 can be finely adjusted. However, , And the first and second gears 37 and 38 may be composed of a gear set of two or more gears.

전술한 바와 같이 구동부(30)의 구동이 이루어지면 표시부(10)가 가동축(39)의 가동 방향으로 이동할 수 있게 된다. 즉, 모터(31)가 제어부(40)의 제어에 따라 수평으로 이동하면, 구동체(32)에 결합된 래크(33)가 수평으로 이동하게 되고, 이에 따라 제1기어(37)가 회전하게 된다. 그리고, 제1기어(37)가 회전함에 따라 제1기어(37)와 맞물려 있는 제2기어(38)가 제1기어와 제2기어 사이의 기어비에 따라 제1기어(37)와 다른 속도로 회전하게 된다. 그리고, 제2기어(38)에 결합된 가동축(39)이 제2기어(38)의 회전에 따라 움직이게 됨으로써, 가동축(39)의 타측 종단에 결합된 표시부(10)가 이동하게 되며, 이를 통해 사용자에게 정확한 위치에 자리한 표시부(10) 및 이를 통해 출력을 제공할 수 있게 된다.As described above, when the driving unit 30 is driven, the display unit 10 can be moved in the moving direction of the movable shaft 39. That is, when the motor 31 is moved horizontally under the control of the control unit 40, the rack 33 coupled to the driving body 32 is horizontally moved, whereby the first gear 37 is rotated do. As the first gear 37 rotates, the second gear 38 engaged with the first gear 37 is rotated at a speed different from that of the first gear 37 in accordance with the gear ratio between the first gear and the second gear . The movable shaft 39 coupled to the second gear 38 moves according to the rotation of the second gear 38 so that the display unit 10 coupled to the other end of the movable shaft 39 moves, Accordingly, it is possible to provide the display unit 10 and the output through the display unit 10 located at the correct position to the user.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, . ≪ / RTI > Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 표시부 20 : 센서부
21 : 제1센서 26 : 제2센서
30 : 구동부 40 : 제어부
50 : 전원부 60 : 저장부10: Display section 20: Sensor section
21: first sensor 26: second sensor
30: driving unit 40:
50: power supply unit 60: storage unit

Claims (8)

착용구에 결합되고 표시창을 가지는 디스플레이 장치;
상기 착용구의 움직임 발생을 감지하고, 착용자와 표시장치의 거리 변화를 감지하여 측정데이터를 생성하는 센서부;
상기 측정데이터를 이용하여 상기 착용구 움직임 발생여부를 판단하는 제어부; 및
가동축이 상기 표시창과 연결되고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 가동축을 가동하여 상기 표시창의 위치를 변경하는 구동부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.A display device coupled to the wearer and having a display window;
A sensor unit for sensing the movement of the wearer and detecting a change in distance between the wearer and the display unit to generate measurement data;
A controller for determining whether or not the wearing mouth movement has occurred using the measurement data; And
And a driving unit connected to the display window and configured to change the position of the display window by operating the movable shaft under the control of the control unit. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 착용자의 신체 움직임과 불일치되는 상기 착용구 움직임 발생되는 경우 상기 표시창의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
The control unit
And changes the position of the display window when the movement of the wearer inconsistent with the body movement of the wearer occurs. 제 2 항에 있어서,
상기 센서부는
상기 착용구의 회전여부 도는 회전각을 감지하는 제1센서와
상기 착용구가 상기 착용자의 신체 이탈 여부를 감지하는 제2센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.3. The method of claim 2,
The sensor unit
The rotation angle of the wearer is determined by a first sensor
And a second sensor for detecting whether or not the wearer has left the body. 제 3 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 착용구가 상기 신체로부터 이탈된 상태에서 회전이 발생되는 것으로 판단되면 상기 신체와 상기 착용구의 움직임이 불일치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.The method of claim 3,
The control unit
Wherein the controller determines that the movement of the body and the wearer is inconsistent when it is determined that rotation is generated in a state where the wearer moves away from the body. 제 4 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 신체와 상기 착용구의 움직임이 불일치되면
상기 제1센서에 의해 감지되는 회전각에 미리 정해진 비율로 비례하여 상기 표시창을 이동시키는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.5. The method of claim 4,
When the movement of the body and the wearer is disagreement
And moves the display window in proportion to a rotation angle sensed by the first sensor at a predetermined ratio. 제 1 항에 있어서,
상기 구동부는
동력을 제공하는 모터;
상기 동력에 의해 이동하는 래크;
상기 래크의 이동에 의해 회전하며 상기 래크의 움직임을 배속 또는 감속하는 기어부; 및
일단이 상기 기어부와 연결되고 타단이 상기 표시창에 연결되어 상기 기어부의 움직임에 따라 상기 표시창의 위치를 변경하는 가동축;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
The driving unit
A motor for providing power;
A rack moving by the power;
A gear portion that rotates by the movement of the rack and doubles or decelerates the movement of the rack; And
And a movable shaft having one end connected to the gear portion and the other end connected to the display window to change the position of the display window in accordance with the movement of the gear portion. 제 6 항에 있어서,
상기 모터는 구동체가 수평 이동에 의해 동력을 생산하는 리니어 모터이며,
상기 래크는 상기 구동체의 이동방향과 나란한 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.The method according to claim 6,
The motor is a linear motor in which the driving body produces power by horizontally moving,
Wherein the rack moves in a direction parallel to a moving direction of the driving body. 제 6 항에 있어서,
상기 기어부는
상기 래크와 맞물리는 제1기어; 및
상기 제1기어와 맞물리고 상기 가동축과 연결되며, 상기 제1기어에 비해 톱니의 수가 많은 제2기어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.The method according to claim 6,
The gear portion
A first gear engaged with the rack; And
And a second gear engaged with the first gear and connected to the movable shaft, the second gear having a larger number of teeth than the first gear.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004233948A (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Nikon Corp Head-mounted display
JP2004304296A (en) * 2003-03-28 2004-10-28 Nikon Corp Head mount display
JP2005236941A (en) * 2004-01-19 2005-09-02 Nikon Corp Near-eye display device
KR20160083263A (en) 2014-12-30 2016-07-12 주식회사 이랜텍 Smart glasses in which display part is detachable and position of that is adjustable

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004233948A (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Nikon Corp Head-mounted display
JP2004304296A (en) * 2003-03-28 2004-10-28 Nikon Corp Head mount display
JP2005236941A (en) * 2004-01-19 2005-09-02 Nikon Corp Near-eye display device
KR20160083263A (en) 2014-12-30 2016-07-12 주식회사 이랜텍 Smart glasses in which display part is detachable and position of that is adjustable

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