WO2016178500A1 - 헤드 마운티드 디스플레이 - Google Patents

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WO2016178500A1
WO2016178500A1 PCT/KR2016/004647 KR2016004647W WO2016178500A1 WO 2016178500 A1 WO2016178500 A1 WO 2016178500A1 KR 2016004647 W KR2016004647 W KR 2016004647W WO 2016178500 A1 WO2016178500 A1 WO 2016178500A1
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unit
lens
disposed
correction lens
mounted display
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최용복
이상훈
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LG Innotek Co Ltd
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    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0181—Adaptation to the pilot/driver

Definitions

  • Embodiments relate to a head mounted display, and more particularly, to a head mounted display capable of clearly viewing an image according to a user's vision by a correcting lens that can adjust a position.
  • Head Mounted Display is a device that allows users to see the image by wearing it close to the inside of the user.
  • the head mounted display (HMD) is a device that can be worn personally and has a small size and a wide viewing angle. Usage is spreading.
  • the head mounted display is a device that enlarges an image displayed on a display device such as an LCD or a CRT by using an optical system and shows the user.
  • Head mounted displays require a very precise optics in order to not only focus on very short distances, but also to avoid eye fatigue because the video screen is located very close to the eye.
  • a conventional head mounted display is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0037344.
  • a conventional head mounted display is a wearable display system that displays an input image signal, and includes: an objective lens for enlarging an image signal; An eyepiece lens for forming a diffraction grating for diffracting an image signal magnified through an objective lens at a predetermined angle, a waveguide for propagating the signal diffracted by the diffraction grating, and an image signal propagated through the waveguide for viewing by a user
  • the image to be displayed is first magnified by the refractive lens and second magnified by the eyepiece can be obtained, and the user's field of view can be secured to the maximum.
  • the embodiment is devised to solve the above problems, and to provide a head mounted display that can adjust the position of the correction lens according to the user's vision.
  • the embodiment is a light source; A lens unit disposed on the optical axis of the light source; An image display unit spaced apart from the lens unit; And a correction lens disposed to be spaced apart from the image display unit, and having a protrusion disposed at the center of the upper and lower surfaces, wherein the first hole penetrating the protrusion to form a path through which the correction lens moves is disposed in a direction parallel to the optical axis.
  • At least one second hole coupled to the protrusion penetrating the first hole is disposed, and includes a correction lens position adjusting unit which surrounds the body and moves in a direction parallel to the optical axis; And an image viewing unit connected to the body to provide a head mounted display.
  • the correction lens position adjusting unit may include an upper frame surrounding a portion of the side and the upper surface of the body; And a lower frame surrounding a lower surface of the body and a side surface of the upper frame, wherein the at least one second hole comprises: a 2-1 hole formed in the upper frame; And a second-2 hole formed in the lower frame.
  • the correction lens position adjusting unit may further include a coupling unit for coupling the upper frame and the lower frame, and the coupling unit may be disposed at lower ends of both sides of the upper frame, and upwardly with respect to the side of the upper frame. Photographic engagement protrusions; And coupling holes formed on both side surfaces of the lower frame to correspond to the coupling protrusion.
  • the lower step may be a locking step that the lower surface of the upper frame abuts.
  • the apparatus may further include a sliding prevention member disposed at one end and the other end of the correction lens position adjusting unit in a direction parallel to the optical axis direction.
  • the correction lens position adjusting unit may further include a fixing unit fixing the correction lens position adjusting unit to the body.
  • the fixing unit may further include: a third hole disposed on one side of the correction lens position adjusting unit and having a screw line; And a fixing pin screwed to the third hole.
  • the correction lens position adjusting unit may further include an anti-slip unit having a plurality of linear grooves formed in a direction perpendicular to the optical axis direction on the upper and lower surfaces.
  • the correction lens may have a negative refractive power.
  • the body may have a stepped surface at a position where the correction lens is disposed, and both edges of the correction lens may move along the stepped surface.
  • Another embodiment includes a light source; A lens unit disposed on the optical axis of the light source; An image display unit spaced apart from the lens unit; An image viewing unit spaced apart from the image display unit; A body including a correction lens disposed between the image display unit and the image viewing unit, disposed in parallel with the optical axis, and the light source, the lens unit, and the image display unit sequentially disposed; And a correction lens position adjusting unit surrounding the body and moving the position of the correction lens between the image display unit and the image viewing unit.
  • protrusions may be disposed on upper and lower surfaces of the correction lens, and the protrusions may move along the first hole through a first hole formed in a direction parallel to the optical axis of the body.
  • the lens unit may include a first lens and a second lens.
  • first lens and the second lens may include at least one spherical lens, or the first lens and the second lens may include at least one aspherical lens.
  • the correction lens may have a negative refractive power.
  • the correction lens position adjusting unit may further include a fixing unit fixing the correction lens position adjusting unit to the body.
  • the fixing unit may further include: a third hole disposed on one side of the correction lens position adjusting unit and having a screw line; And a fixing pin screwed to the third hole.
  • Another embodiment includes a light source, a body in which lens units, an image display unit, and a correction lens are sequentially disposed on an optical axis of the light source; An image viewing unit disposed to be spaced apart from the correction lens and connected to the body; And a correcting lens position adjusting unit surrounding the body and moving the position of the correcting lens, wherein the correcting lens position adjusting unit may further include a non-sliping unit.
  • a plurality of linear grooves may be formed on upper and lower surfaces of the anti-slip part in a direction perpendicular to the optical axis direction.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a head mounted display according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing a cross section taken along line AA ′ of FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a head mounted display according to an embodiment.
  • 4A is a perspective view illustrating a correction lens position adjusting unit according to an embodiment.
  • 4B is an exploded perspective view illustrating a correcting lens position adjusting unit according to the embodiment.
  • 5A illustrates a position of a correcting lens when the user is myopic.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating the position of the correcting lens when the user is one eye.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a head mounted display according to an embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view illustrating a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a head mounted display according to an embodiment.
  • the head mounted display 1000 includes a body 100 including a light source 110, a lens unit 120, an image display unit 130, and a correction lens 140.
  • the correction lens position adjusting unit 200 and the image viewing unit 300 are included.
  • the light source 110, the lens unit 120, the image display unit 130, and the correction lens 140 may be disposed in the body 100 side by side.
  • the light source 110 may be disposed at one end of the body 100 to serve as a backlight of the display device of the image display unit to be described later.
  • the light source 110 may include a lamp including a light emitting diode (LED), a cold cathode fluorescent light (CCFL), and the like, and may adjust brightness of an image according to a light amount of the lamp.
  • LED light emitting diode
  • CCFL cold cathode fluorescent light
  • the lens unit 120 may be disposed on the optical axis of the light source 110 and positioned in front of the light traveling direction of the light source to collect the light emitted from the light source 110 to transmit the image display unit 130 with high illumination.
  • the lens unit 120 may include a first lens 122 and a second lens 124, and the first lens 122 and the second lens 124 may include at least one spherical lens or at least one lens. It can be composed of a combination of selected lenses of the aspherical lens.
  • the image display unit 130 is disposed on the optical axis of the light source 110 and is spaced apart from the lens unit 120, and serves to emit light constituting the image (image).
  • the image display unit 130 may include a display element 134 and a substrate 132 on which the display element 134 is mounted.
  • the display element 134 is provided with a transmissive liquid crystal display (LCD) to which the light source is coupled, but may be implemented as various devices or devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) that do not require a light source.
  • LCD transmissive liquid crystal display
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • the correction lens 140 may be spaced apart from the image display unit 130 and may move between the image viewing unit 300 and the image display unit 130 connected to the body 100.
  • the correction lens 140 has negative refractive power, and the image provided from the image display unit 130 is moved by moving the position of the correction lens 140 between the image display unit 130 and the image viewing unit 300.
  • the focus of the image can be adjusted so that a clear image is transmitted according to the eyesight of the camera.
  • the correcting lens 140 may move between the image viewing unit 300 and the image display unit 130.
  • FIG. 4A is a perspective view illustrating a correcting lens position adjusting unit according to an embodiment
  • FIG. 4B is an exploded perspective view illustrating a correcting lens position adjusting unit according to an embodiment.
  • the protrusion 142 may be disposed at the center of the upper and lower surfaces of the correction lens 140, and the protrusion 142 may include the first protrusion 142a formed on the upper surface of the correction lens 140.
  • the second protrusion 142b may be formed on the bottom surface of the correction lens 140.
  • first protrusion 142a and the second protrusion 142b may be formed in a cylindrical shape at positions that are vertically symmetrical.
  • a first hole 150 may be formed in the body 100 through which the protrusion 142 penetrates to form a path through which the correction lens 140 may move, and the first protrusion 142a penetrates.
  • First and second holes 150-2 through which the -1 hole 150-1 and the second protrusion 142b pass, may be formed on the upper and lower surfaces of the body 100, respectively.
  • the first-first hole 150-1 and the first-second hole 150-2 may be disposed in a direction parallel to the optical axis (the length direction of the body).
  • first-first hole 150-1 may move the first protrusion 142a and the second protrusion 142b to the first-first hole 150-1 and the second-hole 150-2.
  • first and second holes 150-2 may be wider than the diameters of the first and second protrusions 142a and 142b, respectively.
  • the first protrusion 142a and the second protrusion 142b may be combined with the correcting lens position adjusting unit 200 to move the position of the correcting lens 140.
  • the correcting lens position adjusting unit 200 may include a body.
  • the position of the correction lens 140 may be adjusted by surrounding the 100 and moving in a direction parallel to the optical axis.
  • the correction lens position adjusting unit 200 may include an upper frame 210 having a cross-sectional shape of ' ⁇ ' and a lower frame 220 having a cross-sectional shape of ' ⁇ '.
  • the inner width of the upper frame 210 is formed to be equal to the width of the body 100 so that the upper frame 210 is disposed to surround a portion of the side and the upper surface of the body 100, the lower portion of the body 100
  • the lower frame 220 may be disposed to surround the surface and the side of the upper frame 210.
  • correction lens position adjusting unit 200 may further include a coupling unit 230 for coupling the upper frame 210 and the lower frame 220.
  • the coupling unit 230 includes a coupling protrusion 232 disposed on both side lower ends of the upper frame 210 and the coupling hole 234 formed on both sides of the lower frame 220 to correspond to the coupling protrusion 232. can do.
  • the coupling protrusion 232 may be formed to be inclined upward with respect to the side of the upper frame 210, the coupling hole 234 of the lower frame 220 along the inclined surface of the coupling protrusion 232 formed as described above.
  • the engaging projection 232 can be easily coupled to.
  • the thickness of the upper surface of the coupling protrusion 232 is formed to correspond to the thickness of the side wall of the lower frame 220 so that the coupling protrusion 232 is fitted into the coupling hole 234 and at the same time as the upper surface of the coupling protrusion 232.
  • the upper frame 210 and the lower frame 220 may be coupled while the upper surface of the coupling hole 234 abuts.
  • Step 224 may be disposed.
  • the second locking step 214 may be disposed on the upper frame 210 at a height corresponding to the thickness of the side wall of the lower frame 220.
  • the coupling unit 230 is a structure in which the upper frame 210 and the lower frame 220 are coupled to each other while the coupling protrusion 232 is fitted into the coupling hole 234, but is not limited thereto.
  • At least one second hole 212 and 222 coupled to the protrusion 142 penetrating the first hole 150 may be disposed in the correction lens position adjusting unit 200.
  • the second holes 212 and 222 may include a second-first hole 212 formed in the upper frame 210 and a second-second hole 222 formed in the lower frame 220.
  • first protrusion 142a and the second protrusion 142b may be coupled to the 2-1 hole 212 and the 2-2 hole 222, respectively.
  • the 2-2 holes 222 are formed to correspond to the planar shape and size of the first protrusion 142a and the second protrusion 142b, and are formed in the 2-1 holes 212 and the 2-2 holes 222.
  • the first protrusion 142a and the second protrusion 142b may be fitted to each other.
  • the correction lens 140 is coupled to the correction lens position adjusting unit 200 and is parallel to the optical axis along the second holes 212 and 222 disposed in the body 100.
  • the position of the correction lens 140 may be adjusted between the image display unit 130 and the image viewing unit 300.
  • the adjusting unit 200 may further include a rolling prevention member 240.
  • the anti-roll member 240 may be disposed at one end and the other end of the correction lens position adjusting unit 200 in a direction parallel to the optical axis direction, and the anti-roll member 240 may be formed of a rubber material.
  • the anti-rolling member 240 may move the corrected lens position adjuster 200 when the user applies a predetermined force to the corrected lens position adjuster 200, but the body stops moving the corrected lens position adjuster 200. Accordingly, the correction lens position adjusting unit 200 may be prevented from being pushed at a minute distance.
  • the anti-roll member 240 may be provided at one end and the other end of the correction lens position adjusting unit 200 in a ring shape, but the material or shape of the anti-roll member is not limited thereto.
  • correction lens position adjusting unit 200 may further include a fixing unit 250 for fixing the correcting lens position adjusting unit 200 to the body 100.
  • the fixing unit 250 may include a third hole 252 disposed on one side of the correction lens position adjusting unit 200 and a fixing pin 254 coupled to the third hole 252.
  • the third hole 252 is disposed on one side of the upper surface of the upper frame 210 of the correcting lens position adjusting unit 200, and the fixing hole 254 is provided with a bolt by forming a screw line in the third hole 252. It may be screwed into the third hole 252.
  • the fixing pin 254 is screwed into the third hole 252 so that the lower surface of the fixing pin 254 presses the upper surface of the body 100.
  • the correction lens position adjusting unit 200 further includes an anti-slip unit 260 so that the user's hand does not slip from the correction lens position adjusting unit 200 when the user moves the correction lens position adjusting unit 200. can do.
  • the anti-slip unit 260 may include a plurality of linear grooves 262 formed on the upper and lower surfaces of the correction lens position adjusting unit 200 in a direction perpendicular to the optical axis direction.
  • the non-slip unit 260 may move the corrective lens position adjusting unit 200 to prevent the user's hand from slipping from the correcting lens position adjusting unit.
  • the step 100 may be formed at the position where the correction lens 140 is disposed on the body 100, and both edges of the correction lens 140 may move along the step surface 160.
  • the image viewing unit 300 may be connected to the body 100 and disposed.
  • the image viewing unit 300 may include a correction mirror (not shown) that reflects by changing the optical axis angle of the image provided by the correction lens 140.
  • the correction lens 140 may move between the image display unit 130 and the image viewing unit 300 to adjust the focal length of the image according to the user's vision.
  • FIG. 5A illustrates a position of a corrected lens when the user is nearsighted
  • FIG. 5B illustrates a position of a corrected lens when the user is near vision.
  • the correction lens 140 is moved from the image display unit 130 toward the image viewing unit 300 so that the image is moved. By adjusting the focal point of the image, the image focuses on the retina.
  • the focus is not formed on the retina and is formed on the back of the retina, so that the correction lens 140 is moved from the image viewing unit 300 toward the image display unit 130 to adjust the focus position of the image. It helps to focus on the retina.
  • the embodiment by adjusting the position of the correction lens disposed between the image display unit and the image viewing unit, a user with poor eyesight can clearly see the image according to the user's eyesight, and the eyesight is poor. Since the user can see the image by wearing only the head mounted display without wearing glasses, the inconvenience of having to wear the glasses and the head mounted display can be eliminated to improve the fit.
  • the embodiment can adjust the position of the correction lens according to the user's eyesight, so that a user with poor eyesight can see the image by wearing only the head mounted display without wearing glasses, thereby implementing a head mounted display having improved wearing comfort.

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Abstract

실시예는 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것으로서, 광원; 광원의 광축 상에 배치되는 렌즈부; 렌즈부와 이격되어 배치되는 영상 표시부; 및 영상 표시부와 이격되어 배치되고, 상하면의 중앙부에 돌출부가 배치되는 보정렌즈를 포함하고, 돌출부가 관통하여 보정렌즈가 이동하는 경로를 형성하는 제1 홀이 광축과 나란한 방향으로 배치되는 바디; 제1 홀을 관통한 돌출부와 결합되는 적어도 하나의 제2 홀이 배치되고, 바디를 둘러싸고, 광축과 나란한 방향으로 이동하는 보정렌즈 위치 조절부; 및 바디에 연결되어 배치되는 영상 뷰잉부를 포함한다.

Description

헤드 마운티드 디스플레이
실시예는 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치를 조정할 수 있는 보정렌즈에 의해 사용자의 시력에 맞춰 영상을 선명하게 볼 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것이다.
헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display : HMD)는 사용자의 양안에 근접 착용하여 영상을 볼 수 있도록 된 장치로서, 개인적으로 착용할 수 있고, 크기가 작으면서도 넓은 시야각의 화면을 제공할 수 있는 장점 때문에 그 이용이 확산되고 있다.
그리고, 헤드 마운티드 디스플레이는 LCD나 CRT와 같은 디스플레이 장치에 표시되는 영상을 광학계에 의해 확대시켜 사용자에게 보여주는 장치이다. 헤드 마운티드 디스플레이는 눈과 매우 가까운 위치에 영상 스크린이 위치하기 때문에 매우 짧은 거리에 촛점을 맞추어야 할 뿐만 아니라 눈에 피로감을 주지 않도록 하기 위하여 매우 정밀한 광학 장치들이 요구된다.
종래의 헤드 마운티드 디스플레이가 한국공개특허 제10-2013-0037344호에서 개시되어 있는데, 종래의 헤드 마운티드 디스플레이는 입력되는 이미지 신호를 표시하는 착용형 디스플레이 시스템에 있어서, 이미지 신호를 확대하는 대물 렌즈와, 대물 렌즈를 통해 확대된 이미지 신호를 소정 각도로 회절시키는 회절 격자와, 회절 격자에 의해 회절된 신호를 전파시키는 도파로와, 도파로를 통해 전파된 이미지 신호의 상을 맺어 사용자가 볼 수 있도록 하는 접안 렌즈를 포함함으로써, 표시할 이미지를 굴절렌즈에 의해 1차로 확대하고 접안렌즈에 의해 2차로 확대한 고배율의 이미지를 얻을 수 있고, 사용자의 시계를 최대한 확보할 수 있게 해 주는 효과가 있다.
그러나, 안경을 착용한 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이를 착용할 경우 착용감이 불편하거나 시력이 좋지 않은 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이만을 착용할 경우 영상을 선명하게 볼 수 없는 문제점이 있다.
실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 사용자의 시력에 맞춰 보정렌즈의 위치를 조절할 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 실시예는 광원; 상기 광원의 광축 상에 배치되는 렌즈부; 상기 렌즈부와 이격되어 배치되는 영상 표시부; 및 상기 영상 표시부와 이격되어 배치되고, 상하면의 중앙부에 돌출부가 배치되는 보정렌즈를 포함하고, 상기 돌출부가 관통하여 상기 보정렌즈가 이동하는 경로를 형성하는 제1 홀이 상기 광축과 나란한 방향으로 배치되는 바디; 상기 제1 홀을 관통한 상기 돌출부와 결합되는 적어도 하나의 제2 홀이 배치되고, 상기 바디를 둘러싸고, 상기 광축과 나란한 방향으로 이동하는 보정렌즈 위치 조절부; 및 상기 바디에 연결되어 배치되는 영상 뷰잉부를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이를 제공한다.
실시예에서, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 상기 바디의 측면과 상부면의 일부를 감싸는 상부 프레임; 및 상기 바디의 하부면과 상기 상부 프레임의 측면을 감싸는 하부 프레임을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 홀은 상기 상부 프레임에 형성된 제2-1 홀; 및 상기 하부 프레임에 형성된 제2-2 홀을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 결합시키는 결합유닛을 더 포함하고, 상기 결합유닛은 상기 상부 프레임의 양측면 하단부에 배치되고, 상기 상부 프레임의 측면에 대하여 상방향으로 경사진 결합 돌출부; 및 상기 결합 돌출부에 대응되도록 상기 하부 프레임의 양측면에 형성되는 결합홀을 포함할 수 있다.
아울러, 상기 하부 프레임에는 상기 상부 프레임의 하단면이 맞닿는 걸림 단턱이 배치될 수 있다.
또한, 상기 광축 방향과 나란한 방향으로 상기 보정렌즈 위치 조절부의 일단과 타단에 각각 배치되는 밀림 방지 부재를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 상기 보정렌즈 위치 조절부를 상기 바디에 고정시키는 고정유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정유닛은 상기 보정렌즈 위치 조절부의 일측면에 배치되어 나사선이 형성된 제3 홀; 및 상기 제3 홀에 나사결합되는 고정핀을 포함할 수 있다.
한편, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 상하면에는 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 형성되는 복수의 선형 홈을 포함하는 미끄럼 방지부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정렌즈는 음의 굴절능을 가질 수 있다.
그리고, 상기 바디에는 상기 보정렌즈가 배치되는 위치에 단차면이 형성되고, 상기 보정렌즈의 양측 가장자리가 상기 단차면을 따라 이동할 수 있다.
다른 실시예는 광원; 상기 광원의 광축 상에 배치되는 렌즈부; 상기 렌즈부와 이격되어 배치되는 영상 표시부; 상기 영상 표시부와 이격되어 배치되는 영상 뷰잉부; 및 상기 영상 표시부와 상기 영상 뷰잉부 사이에 배치되는 보정렌즈를 포함하고, 상기 광축과 나란한 방향으로 배치되고, 상기 광원, 상기 렌즈부 및 상기 영상 표시부가 순차적으로 배치되는 바디; 및 상기 바디를 둘러싸고, 상기 영상 표시부와 상기 영상 뷰잉부 사이에서 상기 보정렌즈의 위치를 이동시키는 보정렌즈 위치 조절부를 더 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이를 제공한다.
실시예에서, 상기 보정렌즈의 상하면에 돌출부가 배치되고, 상기 돌출부는 상기 바디에 상기 광축과 나란한 방향으로 형성되는 제1 홀을 관통하여 상기 제1 홀을 따라 이동할 수 있다.
그리고, 상기 렌즈부는 제1 렌즈와 제2 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 적어도 하나의 구면렌즈를 포함하거나, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 적어도 하나의 비구면렌즈를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 보정렌즈는 음의 굴절능을 가질 수 있다.
그리고, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 상기 보정렌즈 위치 조절부를 상기 바디에 고정시키는 고정유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정유닛은 상기 보정렌즈 위치 조절부의 일측면에 배치되어 나사선이 형성된 제3 홀; 및 상기 제3 홀에 나사결합되는 고정핀을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예는 광원, 상기 광원의 광축 상에 렌즈부, 영상 표시부 및 보정렌즈가 순차적으로 배치되는 바디; 상기 보정렌즈와 이격되어 배치되고, 상기 바디와 연결되어 배치되는 영상 뷰잉부; 및 상기 바디를 둘러싸고, 상기 보정렌즈의 위치를 이동시키는 보정렌즈 위치 조절부를 포함하고, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 미끄럼 방지부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 미끄럼 방지부의 상하면에는 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 복수의 선형 홈이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예에 의하면, 보정렌즈의 위치를 조절하여 시력이 좋지 않은 사용자가 사용자의 시력에 맞게 영상을 선명하게 볼 수 있는 효과가 있다.
또한, 시력이 좋지 않은 사용자가 안경을 쓰지 않고 헤드 마운티드 디스플레이만을 착용하여 영상을 볼 수 있으므로 착용감을 개선하여 사용자의 불편함을 해소해 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면을 나타내는 단면사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4a는 실시예에 따른 보정렌즈 위치 조절부를 나타내는 사시도이다.
도 4b는 실시예에 따른 보정렌즈 위치 조절부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5a는 사용자가 근시안일 경우 보정렌즈의 위치를 나타내는 도면이다.
도 5b는 사용자가 원시안일 경우 보정렌즈의 위치를 나타내는 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면을 나타내는 단면사시도이며, 도 3은 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(1000)는 광원(110), 렌즈부(120), 영상 표시부(130) 및 보정렌즈(140)를 포함하는 바디(100), 보정렌즈 위치 조절부(200) 및 영상 뷰잉부(300)를 포함한다.
바디(100)에는 광원(110), 렌즈부(120), 영상 표시부(130) 및 보정렌즈(140)가 나란히 배치될 수 있다.
그리고, 광원(110)은 바디(100)의 일단에 배치되어 후술할 영상 표시부의 디스플레이 소자의 백라이트 역할을 할 수 있다. 아울러, 광원(110)은 LED(Light Emitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Light) 등을 포함하는 램프로 구비되어 램프의 광량에 따라 영상의 휘도를 조절할 수 있다.
또한, 렌즈부(120)는 광원(110)의 광축 상에 배치되고, 광원의 빛 진행방향 전방에 위치하여 광원(110)으로부터 출사된 빛을 모아 높은 조도로 영상 표시부(130)를 투과할 수 있다. 그리고, 렌즈부(120)는 제1 렌즈(122)와 제2 렌즈(124)를 포함할 수 있으며, 제1 렌즈(122)와 제2 렌즈(124)는 적어도 하나의 구면렌즈 또는 적어도 하나의 비구면렌즈 중 선택된 렌즈의 조합으로 구성될 수 있다.
아울러, 영상 표시부(130)는 광원(110)의 광축 상에 배치되면서 렌즈부(120)와 이격되어 배치되고, 영상(image)를 구성하는 빛을 출사하는 역할을 한다. 그리고, 영상 표시부(130)는 디스플레이 소자(134)와, 디스플레이 소자(134)가 실장되는 기판(132)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 디스플레이 소자(134)는 광원이 결합되는 투과형 LCD(Liquid Crystal Display)가 구비되었으나, 광원이 필요없는 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 다양한 장치 또는 소자로 구현될 수 있다.
그리고, 보정렌즈(140)는 영상 표시부(130)와 이격되어 배치되고, 바디(100)에 연결되어 배치되는 영상 뷰잉부(300)와 영상 표시부(130) 사이에서 이동할 수 있다.
여기서, 보정렌즈(140)는 음의 굴절능을 가지며, 영상 표시부(130)와 영상 뷰잉부(300) 사이에서 보정렌즈(140)의 위치를 이동시켜 영상 표시부(130)로부터 제공되는 영상이 사용자의 시력에 맞게 선명한 영상이 전달되도록 영상 초점의 위치를 조절할 수 있다.
그리고, 보정렌즈(140)가 영상 뷰잉부(300)와 영상 표시부(130) 사이에서 이동할 수 있는 구조를 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 4a는 실시예에 따른 보정렌즈 위치 조절부를 나타내는 사시도이고, 도 4b는 실시예에 따른 보정렌즈 위치 조절부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4a와 도 4b를 참조하면, 보정렌즈(140) 상하면의 중앙부에 돌출부(142)가 배치될 수 있는데, 돌출부(142)는 보정렌즈(140)의 상면에 형성되는 제1 돌출부(142a)와 보정렌즈(140)의 하면에 형성되는 제2 돌출부(142b)를 포함할 수 있다.
그리고, 제1 돌출부(142a)와 제2 돌출부(142b)는 상하 대칭되는 위치에서 원기둥 형태로 형성될 수 있다.
또한, 돌출부(142)가 관통하여 보정렌즈(140)가 이동할 수 있는 경로를 형성하는 제1 홀(150)이 바디(100)에 형성될 수 있는데, 제1 돌출부(142a)가 관통하는 제1-1 홀(150-1)과 제2 돌출부(142b)가 관통하는 제1-2 홀(150-2)이 바디(100)의 상하면에 각각 형성될 수 있다.
여기서, 제1-1 홀(150-1)과 제1-2 홀(150-2)은 광축과 나란한 방향(바디의 길이방향)으로 배치될 수 있다.
그리고, 제1-1 홀(150-1)과 제1-2 홀(150-2)에 제1 돌출부(142a)와 제2 돌출부(142b)가 이동할 수 있도록 제1-1 홀(150-1)과 제1-2 홀(150-2)의 폭은 각각 제1 돌출부(142a)와 제2 돌출부(142b)의 직경보다 넓게 형성될 수 있다.
상술한 제1 돌출부(142a)와 제2 돌출부(142b)가 보정렌즈 위치 조절부(200)와 결합하여 보정렌즈(140)의 위치를 이동시킬 수 있는데, 보정렌즈 위치 조절부(200)는 바디(100)를 둘러싸고, 광축과 나란한 방향으로 이동함으로써 보정렌즈(140)의 위치를 조절할 수 있다.
그리고, 보정렌즈 위치 조절부(200)는 '┌┐'의 단면형상을 갖는 상부 프레임(210)과 '└┘' 의 단면형상을 갖는 하부 프레임(220)을 포함할 수 있다.
또한, 상부 프레임(210)의 내측 폭은 바디(100)의 너비와 같게 형성되어 상부 프레임(210)이 바디(100)의 측면과 상부면의 일부를 감싸도록 배치되고, 바디(100)의 하부면과 상부 프레임(210)의 측면을 감싸도록 하부 프레임(220)이 배치될 수 있다.
아울러, 보정렌즈 위치 조절부(200)는 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)을 결합시키는 결합유닛(230)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 결합유닛(230)은 상부 프레임(210)의 양측면 하단부에 배치되는 결합 돌출부(232)와 결합 돌출부(232)에 대응되도록 하부 프레임(220)의 양측면에 형성되는 결합홀(234)을 포함할 수 있다. 또한, 결합 돌출부(232)는 상부 프레임(210)의 측면에 대하여 상방향으로 경사지도록 형성될 수 있고, 이와 같이 형성된 결합 돌출부(232)의 경사면을 따라 하부 프레임(220)의 결합홀(234)에 결합 돌출부(232)가 쉽게 결합될 수 있다.
그리고, 결합 돌출부(232) 상단면의 두께는 하부 프레임(220)의 측벽 두께와 대응되도록 형성되어 결합 돌출부(232)가 결합홀(234)에 끼워짐과 동시에 결합 돌출부(232)의 상단면과 결합홀(234)의 윗면이 맞닿으면서 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)이 결합될 수 있다.
또한, 결합 돌출부(232)와 결합홀(234)이 결합되었을 때, 결합 돌출부(232)가 결합홀(234)로부터 이탈되지 않도록 하부 프레임(220)에는 상부 프레임(210)의 하단면이 맞닿는 걸림 단턱(224)이 배치될 수 있다. 아울러, 상부 프레임(210)에는 하부 프레임(220)의 측벽 두께와 대응되는 높이로 제2 걸림 단턱(214)이 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 결합유닛(230)은 결합 돌출부(232)가 결합홀(234)에 끼워지면서 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)이 결합되는 구조이나 이에 한정하지는 않는다.
한편, 보정렌즈 위치 조절부(200)에는 제1 홀(150)을 관통한 돌출부(142)와 결합되는 적어도 하나의 제2 홀(212, 222)이 배치될 수 있다.
그리고, 제2 홀(212, 222)은 상부 프레임(210)에 형성된 제2-1 홀(212)과 하부 프레임(220)에 형성된 제2-2 홀(222)을 포함할 수 있다.
또한, 제2-1 홀(212)과 제2-2 홀(222)에 제1 돌출부(142a)와 제2 돌출부(142b)가 각각 결합될 수 있는데, 제2-1 홀(212)과 제2-2 홀(222)은 제1 돌출부(142a)와 제2 돌출부(142b)의 평면형상 및 크기에 대응되도록 형성되어 제2-1 홀(212)과 제2-2 홀(222)에 제1 돌출부(142a)와 제2 돌출부(142b)가 끼움결합될 수 있다.
따라서, 도 1 내지 도 4b에 도시한 바와 같이 보정렌즈(140)가 보정렌즈 위치 조절부(200)에 결합되어 바디(100)에 배치되는 제2 홀(212, 222)을 따라 광축과 나란한 방향으로 영상 표시부(130)와 영상 뷰잉부(300) 사이에서 보정렌즈(140)의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 보정렌즈 위치 조절부(200)를 이동시켜 사용자의 시력에 맞도록 보정렌즈(140)의 위치를 조절한 뒤, 보정렌즈 위치 조절부(200)가 바디(100) 상에서 밀리지 않도록 보정렌즈 위치 조절부(200)에는 밀림 방지 부재(240)가 더 포함될 수 있다. 그리고, 밀림 방지 부재(240)는 광축 방향과 나란한 방향으로 보정렌즈 위치 조절부(200)의 일단과 타단에 각각 배치되고, 밀림 방지 부재(240)는 고무재질로 구비될 수 있다.
이러한 밀림 방지 부재(240)는 사용자가 보정렌즈 위치 조절부(200)에 일정 힘을 가하면 보정렌즈 위치 조절부(200)가 이동할 수 있지만, 보정렌즈 위치 조절부(200)의 이동을 멈춘 경우 바디를 따라 보정렌즈 위치 조절부(200)가 미세한 거리로 밀리는 것을 방지해 줄 수 있다.
실시예에서는 밀림 방지 부재(240)가 보정렌즈 위치 조절부(200)의 일단과 타단에 링형태로 구비될 수 있으나 밀림 방지 부재의 재질이나 형태는 이에 한정하지 않는다.
아울러, 보정렌즈 위치 조절부(200)는 보정렌즈 위치 조절부(200)를 바디(100)에 고정시키는 고정유닛(250)을 더 포함할 수 있다.
그리고, 고정유닛(250)은 보정렌즈 위치 조절부(200)의 일측면에 배치되는 제3 홀(252)과 제3 홀(252)에 결합되는 고정핀(254)을 포함할 수 있다.
실시예에서 제3 홀(252)은 보정렌즈 위치 조절부(200)의 상부 프레임(210) 상면 일측에 배치되고, 제3 홀(252)에는 나사선이 형성되어 볼트로 구비되는 고정핀(254)이 제3 홀(252)에 나사결합될 수 있다.
따라서, 사용자의 시력에 맞게 보정렌즈(140)의 위치가 조정되면 고정핀(254)의 하단면이 바디(100)의 상단면을 가압하도록 제3 홀(252)에 고정핀(254)을 나사결합하여 보정렌즈 위치 조절부(200)를 바디(100)에 고정할 수 있으며, 이러한 고정유닛(250)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
한편, 보정렌즈 위치 조절부(200)는 사용자가 보정렌즈 위치 조절부(200)를 이동시킬 때, 보정렌즈 위치 조절부(200)로부터 사용자의 손이 미끄러지지 않도록 미끄럼 방지부(260)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 미끄럼 방지부(260)는 보정렌즈 위치 조절부(200)의 상하면에 광축 방향과 수직한 방향으로 형성되는 복수의 선형 홈(262)을 포함할 수 있다. 그러나, 보정렌즈 위치 조절부(200)를 이동시킬 때 미끄럼 방지부(260)가 사용자의 손이 보정렌즈 위치 조절부로부터 미끄러지지 않게 할 수 있는 구조라면 이에 한정하지는 않는다.
또한, 바디(100)에는 보정렌즈(140)가 배치되는 위치에 단차면(160)이 형성될 수 있고, 보정렌즈(140)의 양측 가장자리가 단차면(160)을 따라 이동할 수 있다.
그리고, 영상 뷰잉부(300)는 바디(100)에 연결되어 배치될 수 있다. 또한, 영상 뷰잉부(300)는 보정렌즈(140)에서 제공되는 영상의 광축 각도를 변경하여 반사하는 보정미러(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 보정렌즈(140)가 영상 표시부(130)와 영상 뷰잉부(300) 사이를 이동하면서 사용자의 시력에 맞게 영상의 초점 거리를 조정해 줄 수 있다.
도 5a는 사용자가 근시안일 경우 보정렌즈의 위치를 나타내는 도면이고, 도 5b는 사용자가 원시안일 경우 보정렌즈의 위치를 나타내는 도면이다.
도 5a와 도 5b를 참조하면, 사용자가 근시안일 경우, 초점이 망막에 맺히지 못하고, 망막의 앞쪽에 맺히게 되므로 보정렌즈(140)를 영상 표시부(130)로부터 영상 뷰잉부(300) 쪽으로 이동시켜 영상의 초점 위치를 조절함으로써 영상의 초점이 망막에 맺힐 수 있도록 해 준다.
한편, 사용자가 원시안일 경우, 초점이 망막에 맺히지 못하고, 망막의 뒤쪽에 맺히게 되므로 보정렌즈(140)를 영상 뷰잉부(300)로부터 영상 표시부(130) 쪽으로 이동시켜 영상의 초점 위치를 조절함으로써 영상의 초점이 망막에 맺힐 수 있도록 해 준다.
상술한 바와 같이, 실시예에 의하면 영상 표시부와 영상 뷰잉부 사이에 배치되는 보정렌즈의 위치를 조절하여 시력이 좋지 않은 사용자가 사용자의 시력에 맞게 영상을 선명하게 볼 수 있고, 또한, 시력이 좋지 않은 사용자가 안경을 쓰지 않고 헤드 마운티드 디스플레이만을 착용하여 영상을 볼 수 있으므로 안경과 헤드 마운티드 디스플레이를 함께 착용해야 하는 불편함을 해소하여 착용감을 개선시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.
실시예는 사용자의 시력에 맞춰 보정렌즈의 위치를 조절할 수 있어 시력이 좋지 않은 사용자가 안경을 쓰지 않고 헤드 마운티드 디스플레이만을 착용하여 영상을 볼 수 있으므로 착용감을 개선한 헤드 마운티드 디스플레이를 구현할 수 있다.

Claims (20)

  1. 광원;
    상기 광원의 광축 상에 배치되는 렌즈부;
    상기 렌즈부와 이격되어 배치되는 영상 표시부; 및
    상기 영상 표시부와 이격되어 배치되고, 상하면의 중앙부에 돌출부가 배치되는 보정렌즈를 포함하고,
    상기 돌출부가 관통하여 상기 보정렌즈가 이동하는 경로를 형성하는 제1 홀이 상기 광축과 나란한 방향으로 배치되는 바디;
    상기 제1 홀을 관통한 상기 돌출부와 결합되는 적어도 하나의 제2 홀이 배치되고, 상기 바디를 둘러싸고, 상기 광축과 나란한 방향으로 이동하는 보정렌즈 위치 조절부; 및
    상기 바디에 연결되어 배치되는 영상 뷰잉부를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 보정렌즈 위치 조절부는
    상기 바디의 측면과 상부면의 일부를 감싸는 상부 프레임; 및
    상기 바디의 하부면과 상기 상부 프레임의 측면을 감싸는 하부 프레임을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 홀은
    상기 상부 프레임에 형성된 제2-1 홀; 및
    상기 하부 프레임에 형성된 제2-2 홀을 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 보정렌즈 위치 조절부는
    상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 결합시키는 결합유닛을 더 포함하고,
    상기 결합유닛은
    상기 상부 프레임의 양측면 하단부에 배치되고, 상기 상부 프레임의 측면에 대하여 상방향으로 경사진 결합 돌출부; 및
    상기 결합 돌출부에 대응되도록 상기 하부 프레임의 양측면에 형성되는 결합홀을 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 하부 프레임에는 상기 상부 프레임의 하단면이 맞닿는 걸림 단턱이 배치되는 헤드 마운티드 디스플레이.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 광축 방향과 나란한 방향으로 상기 보정렌즈 위치 조절부의 일단과 타단에 각각 배치되는 밀림 방지 부재를 더 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 상기 보정렌즈 위치 조절부를 상기 바디에 고정시키는 고정유닛을 더 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 고정유닛은
    상기 보정렌즈 위치 조절부의 일측면에 배치되어 나사선이 형성된 제3 홀; 및
    상기 제3 홀에 나사결합되는 고정핀을 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 상하면에는 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 형성되는 복수의 선형 홈을 포함하는 미끄럼 방지부를 더 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 보정렌즈는 음의 굴절능을 가지는 헤드 마운티드 디스플레이.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 바디에는 상기 보정렌즈가 배치되는 위치에 단차면이 형성되고, 상기 보정렌즈의 양측 가장자리가 상기 단차면을 따라 이동하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  11. 광원;
    상기 광원의 광축 상에 배치되는 렌즈부;
    상기 렌즈부와 이격되어 배치되는 영상 표시부;
    상기 영상 표시부와 이격되어 배치되는 영상 뷰잉부;
    상기 영상 표시부와 상기 영상 뷰잉부 사이에 배치되는 보정렌즈;
    상기 광축과 나란한 방향으로 배치되고, 상기 광원, 상기 렌즈부 및 상기 영상 표시부가 순차적으로 배치되는 바디; 및
    상기 바디를 둘러싸고, 상기 영상 표시부와 상기 영상 뷰잉부 사이에서 상기 보정렌즈의 위치를 이동시키는 보정렌즈 위치 조절부를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 보정렌즈의 상하면에 돌출부가 배치되고,
    상기 돌출부는 상기 바디에 상기 광축과 나란한 방향으로 형성되는 제1 홀을 관통하여 상기 제1 홀을 따라 이동하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 렌즈부는
    제1 렌즈와 제2 렌즈를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 적어도 하나의 구면렌즈를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 적어도 하나의 비구면렌즈를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  16. 제11 항에 있어서, 상기 보정렌즈는 음의 굴절능을 가지는 헤드 마운티드 디스플레이.
  17. 제11 항에 있어서, 상기 보정렌즈 위치 조절부는 상기 보정렌즈 위치 조절부를 상기 바디에 고정시키는 고정유닛을 더 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 고정유닛은
    상기 보정렌즈 위치 조절부의 일측면에 배치되어 나사선이 형성된 제3 홀; 및
    상기 제3 홀에 나사결합되는 고정핀을 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  19. 광원, 상기 광원의 광축 상에 렌즈부, 영상 표시부 및 보정렌즈가 순차적으로 배치되는 바디;
    상기 보정렌즈와 이격되어 배치되고, 상기 바디와 연결되어 배치되는 영상 뷰잉부;
    상기 바디를 둘러싸고, 상기 보정렌즈의 위치를 이동시키는 보정렌즈 위치 조절부; 및
    상기 보정렌즈 위치 조절부는 미끄럼 방지부를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 미끄럼 방지부의 상하면에는 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 복수의 선형 홈이 형성되는 헤드 마운티드 디스플레이.
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