KR20230071605A

KR20230071605A - 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20230071605A
Application number: KR1020210157989A
Authority: KR
Inventors: 최치원; 함동호
Original assignee: 주식회사 피앤씨솔루션
Priority date: 2021-11-16
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2023-05-23
Also published as: KR102564380B1

Abstract

본 발명은 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 머리 착용형 디스플레이 장치로서, 착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실, 혼합현실 및 가상현실 중 적어도 어느 하나를 제공하는 광학 디스플레이부; 상기 광학 디스플레이부에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부; 및 착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하고, 상기 스트랩부와 연결되어 기어의 동작에 의해 상기 스트랩부의 길이를 조절하며, 쐐기 형태가 추가된 소음방지용 기구물을 포함하는 저소음 기어부를 포함하며, 상기 저소음 기어부는, 상기 스트랩부와 연결되며, 회전하여 상기 스트랩부의 길이를 조절하는 기어 몸체; 원통 형상으로 원통 내면에 쐐기가 형성되며, 상기 기어 몸체를 감싸 덮는 소음방지용 기구물; 및 일단은 상기 기어 몸체에 연결되며, 타단은 상기 소음방지용 기구물의 내면에 형성된 쐐기와 면대면으로 맞물리는 형상의 기어 팔을 포함하며, 상기 기어 몸체가 제1 방향으로 회전하면 상기 기어 팔이 상기 쐐기를 넘어가면서 상기 스트랩부의 길이를 줄이고, 상기 기어 팔의 타단이 상기 쐐기와 면대면으로 맞물려 상기 기어 몸체가 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 회전하지 못하게 제어하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 원통 형상으로 원통 내면에 쐐기가 형성되며 기어 몸체를 감싸 덮는 소음방지용 기구물을 포함하는 저소음 기어부를 이용해 스트랩부의 길이를 조절함으로써, 기어 작동 시 발생하는 소리 발생을 유지하면서도 저소음으로 구현할 수 있으며, 소음방지용 기구물의 내면에 SF 우레탄 코팅을 하여 쐐기와 기어 팔이 닿을 때의 소음을 최소화할 수 있다.

Description

스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치{HEAD-MOUNTED DISPLAY APPARATUS WITH LOW-NOISE GEAR FOR STRAP ADJUSTMENT}

본 발명은 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것이다.

디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라 다양한 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 개발되고 있다. 이러한 웨어러블 디바이스의 일종인 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display)는 사용자가 머리에 착용하여 멀티미디어 컨텐츠 등을 제공받을 수 있는 각종 디바이스를 의미한다. 여기서, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 사용자의 신체에 착용 되어 사용자가 이동함에 따라서 다양한 환경에서 사용자에게 영상을 제공하게 된다. 이러한 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 투과(see-through)형과 밀폐(see-closed)형으로 구분되고 있으며, 투과형은 주로 증강현실(Augmented Reality, AR)용으로 사용되고, 밀폐형은 주로 가상현실(Virtual Reality, VR)용으로 사용되고 있다.

헤드 마운티드 디스플레이는 안경처럼 착용하는 형태도 있으나 헤드셋이나 고글처럼 머리에 착용하는 형태도 있다. 이러한 헤드셋 또는 고글 형태의 AR 또는 VR용 HMD는 머리에 잘 맞게 착용하여야 움직임이 쉽고 편안하게 사용할 수 있다.

현재 대부분의 헤드셋/고글 형태의 HMD는 착용 밴드에 연결된 기어를 사용해 사이즈를 조절하게 되어 있다. 일반적으로 기어를 시계 방향으로 감으면 사이즈가 줄어들고, 반대 방향으로 감으면 사이즈가 늘어나는 방식으로 밴드의 길이를 줄이고 늘려 HMD를 탈착할 수 있다. 이때, 길이 조절에 따라 소음이 발생하게 되는데, 이러한 소음은 기어를 만지지 않을 때 기어가 회전하지 않도록 하기 위한 기어의 구조에 따른 것으로, 착용자가 직관적으로 사이즈를 조절하고 있다는 것을 파악할 수 있도록 하는 기능도 수행한다.

그러나 머리에 착용한 상태에서 사이즈를 조절하게 되는 HMD의 특성상, 머리에 닿은 상태에서 해당 소음이 발생하므로 착용자에게 소음이 지나치게 크게 들려서 불편함을 줄 수 있고, 큰 소음으로 인해 착용자가 오작동을 의심할 수도 있다. 또한, 조용한 환경에서는 탈착 시 발생하는 소음이 크게 거슬릴 수 있다. 그러나 해당 소음을 완전히 없애게 되면, 사이즈 조절 시 발생하는 소음에 익숙한 착용자가 사이즈가 조절되지 않는다고 오해할 수도 있으므로, 소리 발생을 유지하면서도 저소음으로 구현할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.

한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 공개특허 제10-2019-0093966호(발명의 명칭: HMD 장치 및 그 동작 방법, 공개일자: 2019년 08월 12일) 등이 개시된 바 있다.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 원통 형상으로 원통 내면에 쐐기가 형성되며 기어 몸체를 감싸 덮는 소음방지용 기구물을 포함하는 저소음 기어부를 이용해 스트랩부의 길이를 조절함으로써, 기어 작동 시 발생하는 소리 발생을 유지하면서도 저소음으로 구현할 수 있으며, 소음방지용 기구물의 내면에 SF 우레탄 코팅을 하여 쐐기와 기어 팔이 닿을 때의 소음을 최소화할 수 있는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치는,

머리 착용형 디스플레이 장치로서,

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

상기 광학 디스플레이부에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부; 및

착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하고, 상기 스트랩부와 연결되어 기어의 동작에 의해 상기 스트랩부의 길이를 조절하며, 쐐기 형태가 추가된 소음방지용 기구물을 포함하는 저소음 기어부를 포함하며,

상기 저소음 기어부는,

상기 스트랩부와 연결되며, 회전하여 상기 스트랩부의 길이를 조절하는 기어 몸체;

원통 형상으로 원통 내면에 쐐기가 형성되며, 상기 기어 몸체를 감싸 덮는 소음방지용 기구물; 및

일단은 상기 기어 몸체에 연결되며, 타단은 상기 소음방지용 기구물의 내면에 형성된 쐐기와 면대면으로 맞물리는 형상의 기어 팔을 포함하며,

상기 기어 몸체가 제1 방향으로 회전하면 상기 기어 팔이 상기 쐐기를 넘어가면서 상기 스트랩부의 길이를 줄이고, 상기 기어 팔의 타단이 상기 쐐기와 면대면으로 맞물려 상기 기어 몸체가 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 회전하지 못하게 제어하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 소음방지용 기구물은,

내면에 SF 우레탄 코팅이 되어 소음을 방지할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 기어 팔은,

POM(polyoxymethylene) 소재로, 그리스(grease)가 도포될 수 있다.

바람직하게는, 상기 기어 팔은,

길이 방향의 단면이 직각사각형의 형상으로, 상기 쐐기를 넘어갈 때 발생하는 소음을 최소화할 수 있다.

바람직하게는, 상기 저소음 기어부는,

상기 기어 몸체를 제어하는 기어 핸들을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는,

입력 신호에 따라 상기 저소음 기어부를 제어해 착용자가 상기 머리 착용형 디스플레이 장치를 착용하거나 벗을 수 있도록 상기 스트랩부를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 입력 신호는,

착용자 입력 신호 및 센서 수집 신호 중 어느 하나일 수 있다.

더더욱 바람직하게는,

착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 상기 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서를 포함하는 거리 측정부를 더 포함하며,

상기 제어부는,

상기 거리 측정부에서 측정된 거리에 따라 상기 저소음 기어부를 제어할 수 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 원통 형상으로 원통 내면에 쐐기가 형성되며 기어 몸체를 감싸 덮는 소음방지용 기구물을 포함하는 저소음 기어부를 이용해 스트랩부의 길이를 조절함으로써, 기어 작동 시 발생하는 소리 발생을 유지하면서도 저소음으로 구현할 수 있으며, 소음방지용 기구물의 내면에 SF 우레탄 코팅을 하여 쐐기와 기어 팔이 닿을 때의 소음을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치의 전체 모습을 도시한 도면.
도 3 내지 도 5는 종래 머리 착용형 디스플레이 장치에 장착된 스트랩 조절용 기어의 구조를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 저소음 기어부를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 저소음 기어부의 소음방지용 기구물을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 저소음 기어부의 단면을 도시한 도면.
도 9는 종래의 기어 단면을 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 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 전체 모습을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, 광학 디스플레이부(100), 스트랩부(200) 및 저소음 기어부(300)를 포함하여 구성될 수 있으며, 제어부(400), 거리 측정부(500), 센서부(600) 및 통신부(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은, 머리에 착용하는 헤드셋 또는 고글 형태의 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 관한 것으로, 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부(200)의 길이를 저소음 기어부(300)를 이용해 조절할 수 있도록 구성함으로써, 착용자에게 익숙한 소음이 발생하면서도 그 소음을 최소화하여 큰 소음으로 인한 불편을 최소화할 수 있다.

이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 각 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.

광학 디스플레이부(100)는, 착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실, 혼합현실 및 가상현실 중 적어도 어느 하나를 제공할 수 있다. 즉, 광학 디스플레이부(100)는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 AR, VR 또는 MR 글라스에 해당하는 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이(110) 및 광학계(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

디스플레이(110)는, 영상 정보가 착용자에게 제공될 수 있도록 영상 광을 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 디스플레이(110)는, 영상 정보가 착용자에게 제공될 수 있도록, 이하에서 상세히 설명할 광학계(120)에 결합해, 광학계(120)에 의해 착용자의 눈 방향으로 전달되는 영상 광을 출력하며, 양안 디스플레이를 위해 한 쌍의 디스플레이(110)로 구성될 수 있다. 디스플레이(110)는 OLED 등 다양하게 구성될 수 있다.

광학계(120)는, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용한 착용자의 양안의 전방에 배치되어 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 광학계(120)는, 착용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)의 광의 적어도 일부를 투과시키고, 디스플레이(110)에서 출력되는 영상 광을 착용자의 눈 방향으로 전달하여 증강현실을 제공할 수 있다. 즉, 광학계(120)는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용한 착용자가 증강현실을 경험할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 광학계(120)는 복수의 렌즈와 미러 등으로 구성되며 다양한 방식으로 구현될 수 있는데, 예를 들어 광학 회절 방식, 빔 스플리터 방식, 핀 미러 방식 등으로 구현될 수 있다.

스트랩부(200)는, 광학 디스플레이부(100)에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 스트랩부(200)는, 한쪽에는 광학 디스플레이부(100)가 연결되고 반대쪽에는 저소음 기어부(300)가 연결된 원형 스트랩 또는 2개의 신축성 스트랩으로 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 스트랩부(200)는, 광학 디스플레이부(100)에 연결되고 저소음 기어부(300)에 의해 길이가 조절되며, 착용자의 머리 양측을 감싸는 메인 스트랩(210), 및 광학 디스플레이부(100)와 저소음 기어부(300) 사이를 연결하며 착용자의 머리 위쪽을 감싸는 보조 스트랩(220)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 메인 스트랩(210)은 일측은 광학 디스플레이부(100)에 연결되고 타측은 저소음 기어부(300)에 연결되어, 저소음 기어부(300)에 의해 길이가 조절되는 원형의 신축성 스트랩 또는 2개의 신축성 스트랩일 수 있다. 또한, 보조 스트랩(220)은 메인 스트랩(210)의 길이 조절 전에도 착용자 머리에 착용이 가능하도록 돕는 보조적인 역할을 할 수 있으며, 자동 길이 조절이 불가능한 형태일 수 있으나, 길이가 조절될 수도 있다.

도 3 내지 도 5는 종래 머리 착용형 디스플레이 장치에 장착된 스트랩 조절용 기어의 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, 기어 핸들(GEAR HANDLE)을 회전시키면 기어(GEAR)에 연결된 스트랩(STRAP)의 길이가 조절되도록 구성하여, 기어 핸들의 조작을 통해 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치를 탈착할 수 있다.

도 4는 종래 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 장착된 스트랩 조절용 기어의 정면, 도 5는 후면을 각각 도시한 도면이다. 도 5에는 기어 회전에 따른 원리를 설명하기 위해 기어 일부를 확대한 도면을 추가해 도시하였다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기어 핸들을 화살표 방향으로 돌리면 기어 팔이 ① 방향으로 이동하면서 쐐기를 타고 넘어가도록 설계되어 있다. 기어 팔이 쐐기에 의해 쐐기 높이인 ②만큼 눌려졌다가 쐐기를 타고 넘어가서 원래 위치로 회복될 때 “딱”하는 소음이 발생하게 된다. 여기서 쐐기의 높이 ②는 역방향으로 기어 팔이 넘어갈 수 없도록 하는 벽 역할을 하여, 조절된 스트랩 길이가 유지되도록 지탱하는 역할을 할 수 있다.

이와 같은 종래의 스트랩 조절용 기어에서는, “딱” 소리를 막아주는 매개체가 없고 커버가 울림통 역할을 하여 소리가 증폭되게 된다. 따라서 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서 스트랩 조절 시 “딱딱딱”하는 소음이 발생하며, 커버 내에서 증폭된 소리가 착용자 머리에서 직접 발생하여 불편함을 초래하였다.

전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, 착용자가 착용했을 때 착용자의 뒤통수에 위치하고, 스트랩부(200)와 연결되어 기어의 동작에 의해 스트랩부(200)의 길이를 조절하며, 쐐기(321) 형태가 추가된 소음방지용 기구물(320)을 포함하는 저소음 기어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 저소음 기어부(300)를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 저소음 기어부(300)의 소음방지용 기구물(320)을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 저소음 기어부(300)의 단면을 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 저소음 기어부(300)는, 기어 몸체(310), 소음방지용 기구물(320) 및 기어 팔(330)을 포함하여 구성될 수 있으며, 기어 핸들(340)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 저소음 기어부(300)의 세부적인 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.

기어 몸체(310)는, 스트랩부(200)와 연결되며, 회전하여 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다. 즉, 기어 몸체(310)는 소음방지용 기구물(320) 외부에서 스트랩부(200)와 연결되는 스트랩 연결부(311)와 모터 또는 기어 핸들(340)의 조작에 따라 회전하는 기어 작동부(312)로 구분될 수 있다. 여기서, 스트랩 연결부(311)는 도 3에 도시된 바와 같은 랙 앤 피니언 방식으로 스트랩부(200)와 연결되어 스트랩 길이를 조절할 수 있다. 또한, 기어 작동부(312)는 도 6에 도시된 바와 같이 소음방지용 기구물(320)에 의해 덮이는 부분일 수 있다.

소음방지용 기구물(320)은, 원통 형상으로 원통 내면에 쐐기(321)가 형성되며, 기어 몸체(310)를 감싸 덮을 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 소음방지용 기구물(320)은 기어 몸체(310) 중 기어 작동부(312)를 덮어서 기어의 동작 시 발생하는 “딱딱딱” 소리가 외부로 크게 전달되지 않도록 할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 소음방지용 기구물(320)의 원통 내면에는 다수의 쐐기(321)가 형성될 수 있다. 특히, 기어 팔(330)과 맞물리는 위치에 쐐기(321)가 형성될 수 있다.

여기서, 소음방지용 기구물(320)은, 내면에 SF 우레탄 코팅이 되어 소음을 방지할 수 있다. 보다 구체적으로, 소음방지용 기구물(320)의 소재는 내 충격성이 뛰어난 PC로 하여 쐐기(321)의 마모를 방지하되, SF 우레탄 코팅을 하여 우레탄이 소음을 방지하는 역할을 하고, 기어 팔(330)이 쐐기(321)에 닿을 때 발생하는 소음을 최소화할 수 있다.

기어 팔(330)은, 일단은 기어 몸체(310)에 연결되며, 타단은 소음방지용 기구물(320)의 내면에 형성된 쐐기(321)와 면대면으로 맞물리는 형상일 수 있다. 보다 구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 기어 팔(330)은, 길이 방향의 단면이 직각사각형의 형상으로, 쐐기(321)를 넘어갈 때 발생하는 소음을 최소화할 수 있다.

도 9는 종래의 기어 단면을 도시한 도면이다. 도 8의 본 발명의 기어 단면과 도 9의 종래의 기어 단면을 비교하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 저소음 기어부(300)는, 기어 팔(330)의 형태를 직각사각형 형태로 구성하여 쐐기(321)를 타고 넘어가 원래 위치로 돌아오면서 튕기는 양이 종래와 달라지므로, 도 9와 같은 형태의 구조의 기어에 비해 소음을 최소화할 수 있다.

도 8에서, 기어 작동을 위해 기어 핸들(340)을 시계 반대 방향으로 회전시키면, 기어 팔(330)은 시계 방향으로 회전하여 기어 팔(330)이 쐐기(321)를 타고 넘어가면서 스트랩부(200)의 길이가 조절될 수 있다. 여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 기어 팔(330)의 말단 단면이 쐐기(321)와 면대면으로 맞물리도록 하여, 기어 팔(330)이 반대 방향으로는 넘어가지 않게 할 수 있다. 따라서 스트랩부(200)의 조절 상태가 유지되므로, 착용한 상태에서 머리 착용형 디스플레이 장치(10)가 흘러내리는 것을 막을 수 있다.

즉, 기어 몸체(310)가 제1 방향(시계 방향)으로 회전하면 기어 팔(330)이 쐐기(321)를 넘어가면서 스트랩부(200)의 길이를 줄이고, 기어 팔(330)의 타단이 쐐기(321)와 면대면으로 맞물려 기어 몸체(310)가 제1 방향과 반대인 제2 방향(시계 반대 방향)으로 회전하지 못하게 제어하여, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 안정적으로 착용할 수 있다.

한편, 기어 팔(330)은, POM(polyoxymethylene) 소재로, 그리스(grease)가 도포될 수 있다. POM 소재는 부드러운 슬라이딩이 가능하여, 기어 팔(330)이 쐐기(321)를 부드럽게 타고 널어갈 수 있다. 또한, 소음방지용 기구물(320)의 내면 즉, 쐐기(321) 부분은 SF 우레탄 코팅이 되어 있을 수 있는데, SF 우레탄 코팅을 하면 마찰력이 향상되어 기어 핸들(340)을 사용해 스트랩의 사이즈를 조절할 때 조절이 잘 안 될 수 있으므로, POM 소재와 그리스를 사용해 소음을 줄이면서도 부드러운 사이즈 조절이 이루어지도록 할 수 있다.

기어 핸들(340)은, 기어 몸체(310)를 제어할 수 있다. 기어 핸들(340)은 착용자가 저소음 기어부(300)를 수동으로 조작할 수 있도록 하는 구성이다.

제어부(400)는, 입력 신호에 따라 저소음 기어부(300)를 제어해 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용하거나 벗을 수 있도록 스트랩부(200)를 조절할 수 있다. 여기서, 입력 신호는, 착용자 입력 신호 및 센서 수집 신호 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 착용자는 기어 핸들(340)을 직접 조작해 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있으나, 별도의 버튼을 사용해 입력 신호를 입력하거나 센서 수집 신호에 기초해 저소음 기어부(300)를 작동시키는 모터를 제어해 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수도 있다.

거리 측정부(500)는, 착용자가 착용했을 때 착용자의 뒤통수에 위치하며, 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(510)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 거리 측정부(500)는 저소음 기어부(300)의 안쪽에 위치해 착용자의 뒤통수와의 거리를 측정할 수 있다.

보다 구체적으로, 거리 측정부(500)는, 레이저를 조사해 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(510) 및 착용자의 착용 여부를 인식하는 근접 센서(520)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 거리 측정 센서(510)(distance sensor)는 레이저 등 광을 조사해 되돌아오는 시간을 측정해 거리를 측정하는 센서이고, 근접 센서(520)(proximity sensor)는 물체가 접근해 왔을 때의 위치를 검출하는 센서이다.

제어부(400)는, 거리 측정부(500)에서 측정된 거리에 따라 저소음 기어부(300)를 제어하여 스트랩부(200)가 착용자의 머리에 맞게 조절되도록 할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 거리 측정부(500)를 구성하는 거리 측정 센서(510)와 근접 센서(520)의 센싱 데이터에 기초해 저소음 기어부(300)를 작동시키는 초정밀 모터를 구동하여 스트랩부(200)의 길이를 조절할 수 있다.

보다 구체적으로, 제어부(400)는, 거리 측정부(500)에서 측정된 거리만큼 거리 측정부(500)가 착용자의 머리에 가까워지도록 초정밀 모터의 회전 방향 및 회전수를 산출하고, 산출한 회전 방향 및 회전수에 따라 저소음 기어부(300)를 제어할 수 있다.

한편, 제어부(400)는, 근접 센서(520)의 측정 데이터를 이용해 착용자의 착용을 인식하면 거리 측정 센서(510)에 거리 측정 명령을 전달하고, 거리 측정 센서(510)에서 측정된 거리에 따라 저소음 기어부(300)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는, 근접 센서(520)의 측정 데이터를 이용해 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 벗은 것을 인식하면 저소음 기어부(300)를 착용자의 착용 전 초기 상태로 제어할 수 있다. 즉, 근접 센서(520)를 통해 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용했는지를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 제어부(400)가 스트랩부(200)의 길이를 늘이거나 줄이는 제어를 할 수 있다.

센서부(600)는, 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 홍채 인식 센서 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 제어부(400)는, 저소음 기어부(300)에 의한 조절량이나 초정밀 모터의 회전수 등을 사용자 인증 정보와 매칭해 저장하며, 착용자가 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 광학 디스플레이부(100)를 얼굴에 대고 사용자 인증을 하면, 사용자 인증 정보와 매칭된 저소음 기어부(300)에 의한 조절량이나 초정밀 모터의 회전수를 사용해 사이즈를 자동으로 조정할 수도 있다. 이때, 사용자 인증은 센서부(600)에 포함된 홍채 인식 센서 등을 사용할 수 있다.

통신부(700)는, 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 일측에 설치되며, 다른 머리 착용형 디스플레이 장치(10)나 서버 등과 각종 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 통신부(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), 3/4/5G(3/4/5th Generation Mobile Telecommunication) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크로 구현될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 따르면, 원통 형상으로 원통 내면에 쐐기(321)가 형성되며 기어 몸체(310)를 감싸 덮는 소음방지용 기구물(320)을 포함하는 저소음 기어부(300)를 이용해 스트랩부(200)의 길이를 조절함으로써, 기어 작동 시 발생하는 소리 발생을 유지하면서도 저소음으로 구현할 수 있으며, 소음방지용 기구물(320)의 내면에 SF 우레탄 코팅을 하여 쐐기(321)와 기어 팔(330)이 닿을 때의 소음을 최소화할 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: 머리 착용형 디스플레이 장치
100: 광학 디스플레이부
110: 디스플레이
120: 광학계
200: 스트랩부
210: 메인 스트랩
220: 보조 스트랩
300: 저소음 기어부
310: 기어 몸체
311: 스트랩 연결부
312: 기어 작동부
320: 소음방지용 기구물
321: 쐐기
330: 기어 팔
340: 기어 핸들
400: 제어부
500: 거리 측정부
510: 거리 측정 센서
520: 근접 센서
600: 센서부
700: 통신부

Claims

머리 착용형 디스플레이 장치(10)로서,
착용자의 양안의 전방에 배치되어 착용자에게 증강현실, 혼합현실 및 가상현실 중 적어도 어느 하나를 제공하는 광학 디스플레이부(100);
상기 광학 디스플레이부(100)에 연결되며 착용자의 머리를 감싸 착용되는 스트랩부(200); 및
착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하고, 상기 스트랩부(200)와 연결되어 기어의 동작에 의해 상기 스트랩부(200)의 길이를 조절하며, 쐐기(321) 형태가 추가된 소음방지용 기구물(320)을 포함하는 저소음 기어부(300)를 포함하며,
상기 저소음 기어부(300)는,
상기 스트랩부(200)와 연결되며, 회전하여 상기 스트랩부(200)의 길이를 조절하는 기어 몸체(310);
원통 형상으로 원통 내면에 쐐기(321)가 형성되며, 상기 기어 몸체(310)를 감싸 덮는 소음방지용 기구물(320); 및
일단은 상기 기어 몸체(310)에 연결되며, 타단은 상기 소음방지용 기구물(320)의 내면에 형성된 쐐기(321)와 면대면으로 맞물리는 형상의 기어 팔(330)을 포함하며,
상기 기어 몸체(310)가 제1 방향으로 회전하면 상기 기어 팔(330)이 상기 쐐기(321)를 넘어가면서 상기 스트랩부(200)의 길이를 줄이고, 상기 기어 팔(330)의 타단이 상기 쐐기(321)와 면대면으로 맞물려 상기 기어 몸체(310)가 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 회전하지 못하게 제어하는 것을 특징으로 하는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 소음방지용 기구물(320)은,
내면에 SF 우레탄 코팅이 되어 소음을 방지하는 것을 특징으로 하는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
제2항에 있어서, 상기 기어 팔(330)은,
POM(polyoxymethylene) 소재로, 그리스(grease)가 도포된 것을 특징으로 하는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 기어 팔(330)은,
길이 방향의 단면이 직각사각형의 형상으로, 상기 쐐기(321)를 넘어갈 때 발생하는 소음을 최소화하는 것을 특징으로 하는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 저소음 기어부(300)는,
상기 기어 몸체(310)를 제어하는 기어 핸들(340)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
제1항에 있어서,
입력 신호에 따라 상기 저소음 기어부(300)를 제어해 착용자가 상기 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용하거나 벗을 수 있도록 상기 스트랩부(200)를 조절하는 제어부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
제6항에 있어서, 상기 입력 신호는,
착용자 입력 신호 및 센서 수집 신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10).
제7항에 있어서,
착용자가 착용했을 때 상기 착용자의 뒤통수에 위치하며, 상기 착용자의 머리와의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(510)를 포함하는 거리 측정부(500)를 더 포함하며,
상기 제어부(400)는,
상기 거리 측정부(500)에서 측정된 거리에 따라 상기 저소음 기어부(300)를 제어하는 것을 특징으로 하는, 스트랩 조절용 저소음 기어가 장착된 머리 착용형 디스플레이 장치(10).