KR20240098496A - 안경 부착형 증강현실 구현장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안경을 착용하는 사용자가 이용 가능하도록 사용자의 안경에 부착할 수 있는 안경 부착형 증강현실 구현장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 안경 부착형 증강현실 구현장치는 증강현실 구현을 위한 증강현실 구현 영상을 제공하는 영상출력부와, 상기 영상출력부가 내장될 수 있도록 소정의 공간을 제공하는 본체와, 상기 본체의 하부에 형성되며 상기 영상출력부로부터 제공되는 증강현실 구현 영상을 표시할 수 있도록 된 컴바이너부와, 상기 본체의 일측에 마련되며 사용자의 착용 안경프레임에 체결될 수 있도록 된 안경장착부를 포함한다.

Description

안경 부착형 증강현실 구현장치 {Glasses attachable augmented reality implementation device}

본 발명은 안경 부착형 증강현실 구현장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안경을 착용하는 사용자가 이용 가능하도록 사용자의 안경에 부착할 수 있는 안경 부착형 증강현실 구현장치에 관한 것이다.

가상현실(Virtual Reality, VR)은 가상의 환경을 구축하여 실제처럼 느끼게 하는 기술이며, 증강현실(Augmented Reality, AR)은 실제 주변 환경에 가상의 정보를 투영하여 표현하는 기술로써, 최근 전 세계적으로 증강현실(AR)과 가상현실(VR)은 현실-가상 연속성(Reality-Virtuality Continuum)상의 개념으로부터, 현실과 가상의 정보를 동시에 융합하여 환경을 구축하는 혼합현실(Mixed Reality, MR), 증강 가상(AV) 형태로 발전하고 있다.

한편 헤드 마운티드 디스플레이(HMD; Head Mounted Display)란 사용자의 머리에 착용하는 형태의 디스플레이 장치를 의미한다. 헤드 마운티드 디스플레이는 상술한 가상현실(Virtual Reality) 또는 증강현실(Augmented Reality)의 구현을 위한 디스플레이 장치로 사용되며, 최근 들어 그 활용이 점차 증가하고 있다.

이러한 헤드 마운티드 디스플레이는 그 형태에 따라 폐쇄형(closed type) 및 투과형(see-through type)으로 구분될 수 있다. 이 중 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이는 사용자의 눈 전체를 감싸는 형태로 화면 이외의 외부환경이 차단되는 형태로서 주로 가상현실 콘텐츠와 함께 이용된다. 또한, 투과형 헤드 마운티드 디스플레이는 안경형 디스플레이 또는 스마트 글라스 등으로도 불리며, 주변의 실제 사물과 가상 화면을 동시에 볼 수 있는 형태의 디스플레이 장치로서 주로 증강현실 등의 혼합 현실(mixed reality) 구현에 주로 이용된다.

이와 같은 스마트 글라스 디스플레이 장치(Smart Glass Display Device)는 장치를 착용한 사용자의 전면에 영상을 표시할 때에 사용자의 양안을 커버하는 스크린상에 영상이 맺히도록 함으로써, 사용자가 해당 영상을 인지할 수 있도록 한다. 이때 영상이 표시되는 스크린은 유리 또는 플라스틱 재질로 제작된다. 또 스마트 글라스 디스플레이 장치는 소형 및 경량이면서 사용자의 양안에 근접하게 영상이 맺히도록 하므로, 구현되는 영상을 대형 화면으로 인지할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 아웃도어(Out Door)용 스마트 글라스의 경우 가상현실과 증강현실을 선택적으로 사용하기 위해 야외 활동시 꼭 필요한 안전 관련 기능을 적용하여야 한다. 예를 들어, 드론 조종의 경우 기존의 제품은 조종자가 주변 상황을 인지하기 위하여 착용하고 있는 고글을 벗어야 하는 등의 문제가 있었다.

아울러 일부 사용자는 시력 교정 또는 시력 보호를 위해 교정/보호 렌즈가 장착된 안경을 착용하는데, 이러한 안경을 착용하는 사용자의 경우 안경을 벗고 증강현실 디스플레이 장치를 사용해야 하기 때문에 안경을 통한 시력 교정이나 보호 효과를 포기해야 하는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2021-0022400호: 시력보정렌즈를 포함하는 증강현실 구현장치

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 시력교정 또는 보호를 위해 사용자가 착용하는 안경에 부착하여 기존 안경을 착용한 상태에서 증강현실 영상을 출력할 수 있는 안경 부착형 증강현실 구현장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 안경 부착형 증강현실 구현장치는 증강현실 구현을 위한 증강현실 구현 영상을 제공하는 영상출력부와, 상기 영상출력부가 내장될 수 있도록 소정의 공간을 제공하는 본체와, 상기 본체의 하부에 형성되며 상기 영상출력부로부터 제공되는 증강현실 구현 영상을 표시할 수 있도록 된 컴바이너부와, 상기 본체의 일측에 마련되며 사용자의 착용 안경프레임에 체결될 수 있도록 된 안경장착부를 포함한다.

상기 안경장착부는 안경의 템플이 끼워질 수 있도록 하단이 개구되어 있는 템플고정부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 본체의 양 측면 및 전면에는 사용자의 머리를 둘러 고정될 수 있는 고정밴드를 장착할 수 있는 밴드고정부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 안경 부착형 증강현실 구현장치는 시력교정 또는 보호를 위해 사용자가 기착용한 안경을 벗지 않고도, 안경 착용상태에서 증강현실 구현이 가능하기 때문에 사용자는 시력교정이 유지되는 상태에서 증강현실 출력 영상을 볼 수 있어 사용 편의성이 증진되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 안경 부착형 증강현실 구현장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1의 안경 부착형 증강현실 구현장가 안경에 장착되어 있는 상태를 표시한 사시도,
도 3은 도 1의 안경 부착형 증강현실 구현장치의 배면부를 표시한 사시도,
도 4는 도 1의 안경 부착형 증강현실 구현장치가 안경에 부착된 상태에서의 배면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 안경 부착형 증강현실 구현장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 안경 부착형 증강현실 구현장치(100)의 일 실시예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 안경 부착형 증강현실 구현장치(100)는 본체(110)와, 본체(110)의 내부에 설치되는 영상출력부와, 본체(110)의 하부에 형성되는 컴바이너부(120) 및 안경장착부(130)를 구비한다.

상기 본체(110)는 소정의 내부공간을 갖도록 형성되는데 상호 결합되어 내부공간을 형성하는 상부몸체(111)와 하부몸체(113)로 이루어진다.

상부몸체(111)는 하단이 개구되어 있으며, 하부몸체(113)는 상단이 개구되어 있어어 후술하는 증강현실 구현장치가 내장될 수 있는 공간을 제공한다.

상기 상부몸체(111)의 전면에는 좌우 방향으로 상호 소정간격 이격되는 복수개의 관통홀(112)들이 형성되어 있는데, 상기 관통홀(112)에는 카메라나 라이다센서 등이 전방을 향하도록 장착될 수도 있고, 기능의 온/오프 제어를 위한 버튼이 장착될 수도 있다.

하부몸체(113)는 상기 상부몸체(111)의 하부에 체결되며, 상술한 것처럼 상부몸체(111)와 함께 내부공간을 형성하게 된다.

상부몸체(111)와 하부몸체(113)는 전면이 소정길이 평면형태로 연장되며 좌우 양단부에 곡면부가 형성되는 형태인데, 상기 상부몸체(111)와 하부몸체(113)의 형상과 크기는 다양하게 형성될 수 있다.

본체(110)에는 밴드고정부(114)가 형성되어 있다.

본 발명의 안경 부착형 증강현실 구현장치(100)는 기본적으로 안경(10)의 템플(11)에 설치되어 고정될 수 있도록 된 것이지만 안경(10)을 착용하지 않는 사용자 또는 안경(10)만으로는 충분한 지지력을 제공할 수 없는 경우에 고정밴드를 통해 본체(110)를 사용자의 안면부에 고정할 수 있도록 밴드고정부(114)가 구비된다.

상기 밴드고정부(114)는 탄성력을 갖는 밴드를 장착하기 위한 것이며, 본체(110)의 전면부와 양측 측면부에 각각 하나씩 총 세 개가 형성되어 있다. 상기 밴드고정부(114)는 본체(110)로부터 소정길이 돌출된 후 밴드의 측면을 감쌀 수 있게 절곡되어 소정길이 연장되는 형태로 형성되어 있다.

밴드고정부(114)는 두 개의 부재가 한 쌍을 이루도록 형성되는데, 두 개의 부재의 이격거리는 장착되는 고정밴드의 폭에 대응하며, 각 부재가 본체(110)로부터 돌출되는 돌출길이는 고정밴드의 두께에 대응하는 것이 바람직하다.

상기 본체(110)의 내부에는 영상출력부가 설치된다.

영상출력부는 증강현실 구현 영상을 제공하는 것으로서, 도시되지는 않았으나, 카메라, 센서, 데이터 저장부 등을 포함하며, 데이터서버와 통신을 할 수 있는 통신모듈이 구비될 수도 있다.

상기 영상출력부는 증강현실 영상을 출력하는 기본적인 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 컴바이너부(120)는 상기 본체(110)의 하부에 체결되는 것으로, 영상출력부로부터 출력되는 증강현실 구현 영상이 출력되는 렌즈부이다.

영상출력부에서 출력되는 증강현실 영상이 컴바이너부(120)에 출력되면 사용자는 컴바이너부(120)에 출력되는 영상과 전방의 실제 사물 이미지를 중첩하여 사물을 인식하게 된다.

본 실시예에서는 상기 컴바이너부(120)가 반원형의 프레임에 렌즈가 장착된 형태로 도시되어 있으나, 컴바이너부(120)의 형상과 크기는 본 실시예와는 달리 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

상기 안경장착부(130)는 사용자가 착용하는 안경(10)의 템플(11)에 끼워질 수 있도록 본체(110)의 후방에 형성된다.

더욱 상세하게는 본체(110)의 양측 단부에서 후방으로 소정길이 연장되는 길이연장부(131)가 형성되어 있고, 상기 길이연장부(131)의 하단에서 하방으로 템플고정부(132)가 연장된다.

상기 길이연장부(131)는 템플고정부(132)가 안경(10)의 템플(11)에 장착될 수 있도록 본체(110)로부터 충분히 후방으로 이격 설치 가능하게 형성되는 것이며 이를 통해 본체(110)가 사용자의 안경(10) 렌즈보다 전방에 위치하게 되어 상기 컴바이너부(120)가 안경(10)의 전방에 위치할 수 있다.

상기 길이연장부(131)의 내부에는 필요에 따라 전원 공급을 위한 배터리 등이 장착될 수도 있다.

상기 템플고정부(132)는 두 개의 템플지지체(133)가 하방으로 소정길이 연장되도록 형성되는 것이며, 템플지지체(133)들의 사이 공간으로 템플(11)이 진입하여 안경(10)과 본 발명의 안경 부착형 증강현실 구현장치(100)가 상호 연결된다.

도시되지는 않았으나, 상기 템플지지체(133)의 상호 마주보는 두 면에는 템플(11)의 손상을 방지하고 템플(11)과 템플지지체(133) 사이의 유격에 의한 장치의 흔들림을 방지하도록 탄성 변형이 가능한 완충부재가 설치될 수 있다.

상기 완충부재에 의해 템플(11)의 손상이 방지되면서도 본체(110)가 흔들리지 않고 안경(10)의 템플(11)에 견고하게 고정상태를 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 안경(10) 장착형 증강현실 구현장치는 시력교정이나 보호를 위해 안경(10)을 착용하는 사용자가 기 착용한 안경(10)에 본체(110)를 장착할 수 있기 때문에 기존 안경(10)을 벗지 않고도 증강현실 영상 또는 이미지를 볼 수 있도록 형성되어 사용편의성과 시인성이 개선된다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최 광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10: 안경
11: 템플
100: 안경 부착형 증강현실 구현장치
110: 본체
111: 상부몸체
112: 관통홀
113: 하부몸체
114: 밴드고정부
120: 컴바이너부
130: 안경장착부
131: 길이연장부
132: 템플고정부
133: 템플지지체

Claims (3)

1. 증강현실 구현을 위한 증강현실 구현 영상을 제공하는 영상출력부와;
   상기 영상출력부가 내장될 수 있도록 소정의 공간을 제공하는 본체와;
   상기 본체의 하부에 형성되며 상기 영상출력부로부터 제공되는 증강현실 구현 영상을 표시할 수 있도록 된 컴바이너부와;
   상기 본체의 일측에 마련되며 사용자의 착용 안경프레임에 체결될 수 있도록 된 안경장착부를 포함하는
   안경 부착형 증강현실 구현장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 안경장착부는 안경의 템플이 끼워질 수 있도록 하단이 개구되어 있는 템플고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   안경 부착형 증강현실 구현장치.
3. 제 2항에 있어서
   상기 본체의 양 측면 및 전면에는 사용자의 머리를 둘러 고정될 수 있는 고정밴드를 장착할 수 있는 밴드고정부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   안경 부착형 증강현실 구현장치.

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