WO2018038281A1 - 웨어러블 디바이스 - Google Patents

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WO2018038281A1
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headband
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PCT/KR2016/009321
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한종범
임상혁
차성룡
이학림
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a wearable device for delivering virtual reality information with increased usability.
  • Terminals may be divided into mobile / portable terminals and stationary terminals according to their mobility.
  • the mobile terminal may be further classified into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether a user can directly carry it.
  • the functions of mobile terminals are diversifying. For example, data and voice communication, taking a picture and video with a camera, recording a voice, playing a music file through a speaker system, and outputting an image or video to a display unit.
  • Some terminals have an electronic game play function or a multimedia player function.
  • recent mobile terminals may receive multicast signals that provide visual content such as broadcasting, video, and television programs.
  • a head mounted display device that provides visual information by being worn on a user's face is in the spotlight with various contents using virtual reality.
  • wearable devices that provide images of virtual reality are in close contact with the face like goggles to block external light, so the outside is invisible, so it must be taken off to secure the field of vision, but it is difficult to wear and take off the wearable device. have.
  • An object of the present invention is to provide a wearable device that complements the head structure different for each user to increase the wearing comfort, and when the field of view is required, the field of view can be easily secured to increase usability.
  • Ring-shaped headband A main body coupled to one side of the headband; An image output unit mounted on the main body to provide an image to a user; And a hinge portion positioned between the main body and the headband, wherein the main body rotates about the hinge portion to provide a wearable device selectively covering the eyes of the user.
  • the hinge unit may further include an elastic member that assists the rotation when the main body rotates in a first direction, the direction in which the main body is spaced apart from the user's eyes.
  • the hinge portion is coupled to one of the headband or the main body hinge head; A hinge axis extending from the hinge head; A washer coupled to the hinge axis to be movable in a hinge axis direction; A hinge housing coupled to the other of the headband or the main body and having the hinge shaft and the washer disposed therein; The elastic member positioned inside the hinge housing and having one side abutting the hinge housing and the other side abutting the washer; An oblique groove-shaped cam line formed inside the hinge housing; And a locking protrusion protruding from an outer surface of the washer and inserted into the cam line and moving along the cam line, wherein the washer moves to the hinge axis as the position of the locking protrusion changes in the cam line.
  • the length of the elastic member can be changed.
  • the cam line includes a first portion and a second portion having an inclined surface having a continuous surface and a concave engaging groove.
  • the hinge portion is coupled to one of the headband or the main body hinge head; A hinge axis extending from the hinge head; A locking protrusion protruding from the hinge shaft; A hinge housing coupled to the headband or the other of the main body and having the hinge shaft disposed therein; A cam member including an inclined surface on a surface in contact with the locking protrusion and movably coupled to the hinge housing in a hinge axis direction; And the elastic member positioned inside the hinge housing and having one side contacting the hinge housing and the other side touching the cam member. The length of the elastic member may be changed while moving in the hinge axis direction.
  • the cam member may have the inclined surface formed on one surface thereof, and may have a disc shape in which the elastic member may be coupled to the other surface thereof, and a hinge hole through which the hinge shaft may pass may be formed in the center of the cam member.
  • the inclined surface of the cam member includes a first portion having a high height in one surface direction and a second portion having a low height, and when the hinge portion rotates in the first direction, the position of the locking protrusion is located at the second portion in the first portion. When the hinge portion is rotated in the second direction opposite to the first direction, the position of the locking projection may be changed from the second portion to the first portion.
  • the cam member may include a bent groove having a concave surface and a concave groove formed in a concave surface having a continuous surface, and the catch groove may be formed in at least one of the first portion and the second portion.
  • At least one locking groove may be further formed between the first portion and the second portion.
  • a proximity sensor located on the main body, the proximity sensor detecting whether a face of the user and the main body are adjacent to each other; And a control unit which stops the image output from the image output unit if the proximity sensor does not detect the user's face, and controls the image output unit to continue the image output from the image output unit when the proximity sensor detects the user's face. It may further include.
  • a first sliding member coupled to one of the main body and the hinge portion; And a second sliding member coupled to the other of the main body and the hinge portion, wherein the second sliding member can slide in a third direction relative to the first sliding member.
  • the headband further includes a first band, a second band and a length adjusting unit for adjusting a distance between the first band and the second band, the length adjusting unit, at least one of the first band or the second band It may further include a rack gear coupled to one and a pinion gear meshing with the rack gear to convert the rotational movement into a linear movement.
  • the rack gear includes a first rack gear coupled to the first band and coupled to one side of the pinion gear, and a second rack gear coupled to the second band and coupled to the other side of the pinion gear.
  • the rack gear and the second rack gear can move symmetrically.
  • the length adjusting part may include a button part protruding from one surface of the pinion gear and exposed to the outside of the headband; And a spring positioned on the other side of the pinion gear, wherein when the user presses the button unit, the pinion gear is separated from the rack gear so that the length of the head band is increased, and the button unit is elastic when the user does not press the button unit. By the pinion gear can be re-engaged with the rack gear.
  • Velcro removable elastic foam having the headband; And a fabric layer touching the forehead of the user.
  • Wearable device can easily secure the field of view can minimize the hassle of detachment.
  • the size of the headband can be adjusted according to the size or shape of the user's head, and can be in close contact with the user's face to prevent external light from leaking in and disturbing the viewing of the image, thereby improving the wearing comfort.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wearable device related to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a wearable device related to the present invention.
  • FIG. 3 is a side view illustrating a state in which a user wears a conventional wearable device and a wearable device related to the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a length adjusting unit of the wearable device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a shape in which a main body of a wearable device according to the present invention moves in a horizontal direction.
  • FIG. 6 is a view showing a sliding part of the wearable device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view illustrating an embodiment in which the main body of the wearable device according to the present invention rotates according to the movement of the hinge portion.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating an embodiment of a hinge portion of a wearable device according to the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing the positional relationship between the cam member and the locking projection according to an embodiment of the hinge portion of the wearable device according to the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of the hinge portion of the wearable device according to the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing the positional relationship between the cam member and the locking projection according to another embodiment of the hinge portion of the wearable device according to the present invention.
  • FIG. 12 illustrates a forehead pad of a wearable device according to the present invention.
  • mobile terminals are based on a telephone call function, but recently, all portable devices having various multimedia functions in addition to telephone calls are called mobile terminals.
  • the mobile terminal can be extended to a wearable device that can be worn on the body, beyond the user's main use.
  • wearable devices include a smart watch, a smart glass, a head mounted display (HMD), and the like.
  • the wearable device may be configured to exchange (or interwork) data with another mobile terminal.
  • the short range communication module may detect (or recognize) a wearable device that can communicate around the mobile terminal.
  • the controller may transmit at least a part of data processed by the mobile terminal to the wearable device through the short range communication module. Therefore, the user can use the data processed in the mobile terminal through the wearable device. For example, it is possible to perform a telephone call through the wearable device when a telephone is received in the mobile terminal, or check the received message through the wearable device when a message is received in the mobile terminal.
  • the wearable device 100 may include a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, a storage unit 135, a control unit 130, and a power supply unit 139. Can be. Since the components shown in FIG. 1 are not essential, the wearable device 100 may have more components or fewer components.
  • the wireless communication unit 110 may include one or more modules that enable wireless communication between the wearable device 100 and a wireless communication system or between a network in which the wearable device 100 and the wearable device 100 are located.
  • the wireless communication unit 110 may include a mobile communication module, a wireless internet module, a short range communication module and a location information module.
  • the mobile communication module may wirelessly communicate with at least one of a base station, an external terminal, and a server in a mobile communication network such as but not limited to Gobal System for Mobile communications (GSM), Code Division Multiple Access (CDMA), and Wideband CDMA (WCDMA). Send and receive signals.
  • GSM Gobal System for Mobile communications
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • WCDMA Wideband CDMA
  • the wireless signal may include various types of data according to transmission and reception of a voice call signal, a video call call signal, or a text / multimedia message.
  • the wireless internet module refers to a module for wireless internet access and may be embedded or external to the wearable device 100.
  • Wireless Internet technologies include Wireless LAN (Wi-Fi), Wireless Broadband (Wibro), World Interoperability for Microwave Access (Wimax), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), GSM, CDMA, WCDMA, Long Term Evolution), but is not limited to such.
  • the wireless Internet module for performing a wireless Internet access through the mobile communication network is a kind of the mobile communication module. It may be understood as.
  • the short range communication module refers to a module for short range communication.
  • Bluetooth Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and the like may be used.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee ZigBee
  • the location information module is a module for obtaining a location of the wearable device 100, and a representative example thereof is a GPS (Global Position System) module.
  • the GPS module calculates distance information and accurate time information from three or more satellites, and then applies triangulation to the calculated information, thereby obtaining three-dimensional current position information according to latitude, longitude, and altitude. It can be calculated accurately.
  • a method of calculating position and time information using three satellites and correcting the error of the calculated position and time information using another satellite is widely used.
  • the GPS module may calculate speed information by continuously calculating the current position in real time.
  • the input unit 120 is for inputting an audio signal or a video signal, and may include a camera 121, a microphone 122, a user input unit 123, and a touch sensor 124.
  • the camera 121 processes an image frame 160 such as a still image or a video captured by an image sensor in a video call mode or a photographing mode.
  • the processed image frame 160 may be displayed on the wave guide 153.
  • the image frame 160 processed by the camera 121 may be stored in the storage 135 or transmitted to the outside through the wireless communication unit 110. Two or more cameras 121 may be provided according to the use environment.
  • the microphone 122 receives an external sound signal by a microphone in a call mode, a recording mode, a voice recognition mode, etc., and processes the external sound signal into electrical voice data.
  • the processed voice data may be converted into a form transmittable to the mobile communication base station through the mobile communication module and output in the call mode.
  • the microphone 122 may implement various noise removing algorithms for removing noise generated in the process of receiving an external sound signal.
  • the camera 121 When the camera 121 acquires a still image, information may be extracted from the still image. Since the camera 121 is composed of a plurality of still images when the camera 121 captures a video, it may be an unnecessary process waste to acquire information from the image recognition unit and process the information in the controller for all of the plurality of still images. have. In addition, by extracting and providing unnecessary information to the user, it may be inconvenient to use the wearable device 100 to be worn like glasses.
  • the user may extract only necessary information through a voice command to press the user input unit 123 provided in the frame 160 or acquire image information, or the user may gaze at the same object for a predetermined time or more and the camera 121 may Information can be extracted when the same image is taken for a predetermined time or more.
  • the user when the user is close to a specific object, when the object occupies a large amount in the field of view, it may be determined that the object is watched. Therefore, when one object occupies a predetermined range or more of the image in the image recognized by the camera 121, information related to the object may be extracted.
  • the wearable device 100 may not have a keyboard, the wearable device 100 may include a button type user input unit 123 on the frame 160 to input frequently used commands. For example, a command of capturing an image viewed by the user or extracting information from the image, or adjusting a volume of the sound output from the sound output unit 152 may be specified.
  • the user input unit 123 may generate a signal by recognizing physical pressure using a metal dome or a method of recognizing that the user's hand is touched using the touch sensor 124. Are all applicable.
  • the sensing unit 140 detects the state and the surrounding environment of the portable terminal 100, and typically includes a gyro sensor 141 and an acceleration sensor 142.
  • the gyro sensor 141 detects a change in inclination of the portable terminal and detects a change in three orthogonal axes of the x-axis, the y-axis, and the z-axis. Also called angular velocity sensor.
  • the rotational movement around each axis can sense the amount of movement and can detect the tilting of the mobile terminal.
  • the conventional gyro sensor has a top shape having three axes, but recently, such as an optical gyro, a vibrating gyro, etc., it can be mounted on small electronic products such as mobile terminals by increasing its precision and miniaturizing its size.
  • the six-axis sensor implemented in the MEMS module can also be used as the gyro sensor 141.
  • the gyro sensor 141 used in the present invention is not limited to the above-described type, and includes all sensors capable of detecting tilt and movement of the wearable device 100.
  • the acceleration sensor 142 measures the dynamic force as the acceleration of the wearable device 100. Vibration, shock, etc. can also be detected from a change of acceleration. When an object with mass is subjected to acceleration, a force is generated, so it detects a change in force.
  • the proximity sensor 144 may be disposed in the frame 160 and may detect an object approaching the wearable device.
  • the proximity sensor refers to a sensor that detects the presence or absence of an object approaching a predetermined detection surface or an object present in the vicinity without using a mechanical contact by using an electromagnetic force or infrared rays.
  • Proximity sensors have a longer life and higher utilization than touch sensors.
  • the proximity sensor examples include a transmission photoelectric sensor, a direct reflection photoelectric sensor, a mirror reflection photoelectric sensor, a high frequency oscillation proximity sensor, a capacitive proximity sensor, a magnetic proximity sensor, and an infrared proximity sensor.
  • the touch screen is capacitive, the touch screen is configured to detect the proximity of the pointer by the change of the electric field according to the proximity of the pointer.
  • the touch screen may be classified as a proximity sensor.
  • the output unit 150 is to generate an output related to visual, auditory or tactile senses, and may include an image output unit 151 and an audio output unit 152.
  • the image output unit 151 is an apparatus for providing an image to a user, may be integrally formed on the wearable device 100, or may be implemented by mounting a bar type mobile terminal (for example, a smart phone) including a display unit. have.
  • a bar type mobile terminal for example, a smart phone
  • the image output unit 151 may provide an image for the left eye and the right eye to provide a stereoscopic image, and provide a left eye image and a right eye image by dividing a screen of one display unit, or use a pair of display units. .
  • the image output unit 151 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), a flexible display ( It may include at least one of a flexible display, a 3D display, an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display It may include at least one of a flexible display, a 3D display, an e-ink display.
  • the sound output unit 152 may output audio data received from the wireless communication unit 110 or stored in the storage unit 135 in a call signal reception, a call mode or a recording mode, a voice recognition mode, a broadcast reception mode, and the like.
  • the sound output unit 152 may also output a sound signal related to a function (for example, a call signal reception sound or a message reception sound) performed in the wearable device 100.
  • the sound output unit 152 may include a receiver, a speaker, a buzzer, and the like.
  • the wearable device 100 may be configured to transmit sound in a bone-like manner to be worn on the head of the human body.
  • the vibration module is provided on a part closely attached to the head of the human body to vibrate the skull to transmit sound.
  • the storage unit 135 may store a program for processing and controlling the controller 130, or may perform a function for temporarily storing input / output data. The newly input data can be stored, and the first stored data can be extracted and used.
  • the storage unit 135 may expand a storage function by using an auxiliary storage device such as an SD card as well as a built-in type.
  • the controller 130 typically controls the overall operation of the wearable device 100.
  • the wireless communication unit 110 may be controlled to transmit / receive various signals or process input data, or may provide information to the user by controlling the image output unit 151 and the audio output unit 152.
  • the controller 130 of the present invention extracts the information from the image acquired by the camera 121 and compares it with previously stored information based on the extracted information, or stores the extracted information in the storage unit 135 or the storage unit 135 ) And extracts the relevant information stored in the image output to the image output unit 151, or search the relevant information on the Internet.
  • the power supply unit 139 receives an external power source and an internal power source under the control of the controller 130 to supply power for operation of each component.
  • the power supply unit 139 may include, for example, a battery, a connection port, a power supply unit, a controller, and a charge monitoring unit.
  • Various embodiments described herein may be implemented in a recording medium readable by a computer or similar device using, for example, software, hardware or a combination thereof.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a wearable device 100 according to the present invention
  • FIG. 3 is a side view showing a state in which a conventional wearable device 100 and a wearable device 100 according to the present invention are worn on a user's head.
  • the wearable device 100 of the present invention is a head mount display (HMD) device that is worn on a user's head and provides image information to the user's eyes.
  • HMD head mount display
  • the main body 160 including an image output unit 151, a sensing unit, and a control unit is disposed in front of the user's eyes, and a headband 170 for fixing the main body 160 to the user's head.
  • a headband 170 for fixing the main body 160 to the user's head.
  • the part where the face touches when the user wears the wearable device 100 is referred to as the rear, and the user's gaze direction is referred to as the front.
  • the image output unit 151 mounted on the main body 160 includes a mounting unit for mounting a smartphone when using a display device such as a smartphone.
  • a display device such as a smartphone.
  • the display device is provided directly inside.
  • the main body 160 is in close contact with the user's face and is provided with the image output from the image output unit 151 in a state where external light does not flow in, so that the part touching the face is shown in FIG. 2.
  • the curve may have a curved surface.
  • the contact surface of the user may further include an elastic material such as silicone in close contact with the face.
  • the headband 170 is connected to the upper portion of the main body 160, and has a ring shape extending from the user's forehead to the back of the head.
  • the headband of the conventional wearable device 100 is connected in the lateral direction of the main body 160 as shown in FIG. 3 (a) and extends through the upper part of the user's ear to the back of the head, but the headband 170 of the present invention. ) Is worn on the user's head starting at the user's forehead and inclined obliquely as shown in FIG.
  • the main body 160 is fixed without falling down.
  • the frictional force F is changed to mg sin ⁇ ′ / ⁇ . Since sin ⁇ 'has a value smaller than 1, since it can be supported by a force as small as sin ⁇ ', it can be fixed more stably.
  • the headband 170 may use a rigid material for stable fixing.
  • the headband 170 of the present invention may further include a length adjusting unit 175. have. As shown in FIG. 2, the length adjusting unit 175 may be located at a portion located behind the user's head, but may be disposed at one side.
  • Each headband 170 disposed on the left and right around the length adjusting unit 175 may be divided into a first band and a second band.
  • the length adjusting unit 175 includes rack gears 1751 and 1752 provided in at least one of the first band and the second band and pinion gears 1753 having teeth engaged with the rack gears 1751 and 1752. .
  • rack gears 1751 and 1752 move in a linear direction and adjust the length of the headband 170.
  • the first rack gear 1751 and the second rack gear 1752 are disposed in the first band and the second band, respectively. As shown in FIG. 4A, the first rack gear 1751 and the second rack gear 1752 are symmetrically disposed about the pinion gear 1753, and are disposed in the rotation direction of the pinion gear 1753. To move symmetrically along the length of the headband 170 to increase or decrease.
  • a button unit 1755 may be included to allow the user to rotate the pinion gear 1753. As shown in FIG. 4, one side of the button unit 1755 is coupled to one surface of the pinion gear 1753, and the other side protrudes out of the headband 170 so that the user can rotate the pinion gear 1753. .
  • the pinion gear 1753 and the rack gears 1751 and 1752 may be separated.
  • the pinion gear 1753 and the rack gears 1753 and 1752 may further include a spring 1758 positioned on the other surface of the pinion gear 1753. ) Is fixed, but when the user presses the button unit 1755, the spring 1758 is reduced, the rack gear (1751, 1752) and the pinion gear (1753) is separated, the length of the headband 170 Will increase. The user can easily take off the headband 170 only by pressing the button unit 1755, thereby increasing convenience.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a shape in which the main body 160 of the wearable device 100 according to the present invention moves in a horizontal direction.
  • the headband 170 may be firmly fixed to the user's head, but the main body 160 may be in close contact with the user's face or may be spaced apart depending on the person whose forehead protrudes and the flat person.
  • the wearable device 100 of the present invention may further include a sliding unit 180 to move in a horizontal direction (rear direction) as shown in FIG. 5.
  • the main body 160 includes a first sliding member 181 positioned in the headband 170 and a second sliding member 182 positioned in the main body 160 in order to move forward and backward.
  • the second sliding member 182 may move relative to the first sliding member 181.
  • the first sliding member 181 and the second sliding member 182 may be interchanged so that the second sliding member 182 may be disposed on the headband 170, and the first sliding member 181 may be disposed on the main body 160. .
  • the hook 183 formed in the first sliding member 181 may move in the front-rear direction along the hook groove 184 formed in the second sliding member 182.
  • the plurality of hook grooves 184 are continuously formed in the front-rear direction.
  • the hook 183 and the hook groove 184 may be curved to facilitate the movement of the hook 183 to the neighboring hook groove 184.
  • the wearable device 100 of the present invention may prevent the external light from being introduced by bringing the main body 160 into close contact with the face of the user using the sliding unit 180.
  • FIG. 7 is a view illustrating an embodiment in which the main body 160 of the wearable device 100 according to the present invention rotates according to the movement of the hinge 190.
  • the wearable device 100 of the present invention includes a hinge 190, and the user may detach the main body 160 from the eye as necessary to secure the front view and easily wear it again. have.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the hinge portion 190 of the wearable device 100 according to the present invention, the hinge head 191, the hinge shaft 192, the locking projection 193, the hinge housing 194, the cam member 195 and elastic member 196.
  • a part of the hinge portion 190 is coupled to the headband 170 and the other is coupled to the main body 160 so that the main body 160 may change relative angle to the headband 170.
  • the hinge portion 190 of the present invention is not directly coupled to the main body 160 by being coupled to the headband 170 and the first sliding member 181 described above, but is directly coupled to the main body 160. The same result can be obtained.
  • the hinge portion 190 may be disposed between the second sliding member 182 and the main body 160, and in this case as well, the hinge portion 190 is the same as the main body 160 and the headband 170. Since the angle between the body 160 and the headband 170 can be changed, it is included in the present invention.
  • the hinge head 191, the hinge shaft 192 protruding from the hinge head 191, and the locking protrusion 193 protruding from the side of the hinge shaft 192 move together.
  • the hinge head 191 is coupled to the headband 170 and the headband 170 is fixed when the hinge portion 190 rotates, so that the hinge head 191 and the hinge shaft 192 and the engaging protrusion 193 are connected thereto. Position is fixed.
  • the hinge housing 194 is coupled to the main body 160 (first sliding member 181 in this embodiment) and rotates as the main body 160 rotates as shown in FIG. 7.
  • the elastic member 196 positioned inside the hinge housing 194 has one side in contact with the hinge housing 194, and the other side thereof has a cam member 195.
  • the cam member 195 has a disc shape, but has a slant surface 1953 without a flat surface due to a change in thickness, and a center through hole may be formed so that the hinge shaft 192 is inserted as shown in FIG. 8.
  • the cam member 195 is movable in the extension direction of the hinge shaft 192 in the hinge housing 194 but is disposed to rotate together with the hinge shaft 192.
  • the inclined surface of the cam member 195 abuts on the inclined surface 1953 of the cam member 195, and the hinge housing 194 abuts on the inclined surface 193 when the hinge housing 194 rotates together with the main body 160.
  • the position of (1953) is different. Since the position of the locking protrusion 193 is fixed, as the cam member 195 rotates, the cam member 195 moves in the hinge axis 192 direction, and the elastic member 196 is compressed or tensioned.
  • FIG. 9 is a view showing the positional relationship between the cam member 195 and the locking projection 193 of the hinge portion 190 of the wearable device 100 according to the present invention, the cam member 195 and the locking projection of the present invention. It is an expanded view which spread
  • the angle refers to the position of the main body 160 based on the state in which the main body 160 is seated on the user's face, and the main body 160 will be described with an example in which the position changes in a 120 ° range. .
  • the thickest part of the cam member 195 is called the first part 1951 and the thinnest part is called the second part 1952, and the elastic member when the locking projection 193 is positioned on the first part 1951. 8 is the most compressed state (FIG. 8A), and the elastic member 196 is the most tensioned state when the locking protrusion 193 is positioned at the second portion 1952 (FIG. 8B). )).
  • the elastic member 196 When changing from 0 ° to 120 ° in order to assist the lifting force of the main body 160, the elastic member 196 is deformed in the tension direction. That is, the hinge portion 190 is deformed from the state (a) of FIG. 8 to the state (b) of FIG. 8, and the locking protrusion 193 is positioned at the first portion 1951 in the state (a) of FIG. 8. In the state (b) of FIG. 8, the locking protrusion 193 is positioned at the second portion 1952.
  • the position of the main body 160 should be fixed so that the elasticity of the elastic member 196 may reduce the weight of the main body 160 so that the user does not hold the main body 160 by hand when the first portion 1951 is positioned. I support it.
  • the locking projection 193 positioned in the first portion 1951 may further include a recessed groove recessed so as not to inadvertently move along the inclined surface 1953 of the cam member 195.
  • a locking groove may also be formed in the second portion 1952 so that the main body 160 may not be lifted or changed in position by the elasticity of the elastic member 196.
  • An additional locking groove is provided in the third portion 1954 (for example, 20 °) located between the first portion 1951 and the second portion, so that the main body 160 hits the face when the state of the main body 160 is changed to 0 °. Can prevent problems.
  • FIG 10 is a view showing another embodiment of the hinge portion 190 of the wearable device 100 according to the present invention
  • Figure 11 is a view showing a cam line 198 of the wearable device 100 according to the present invention. to be.
  • the length of the elastic member 196 is changed by using a washer 197 having a constant thickness instead of the cam member 195 having a thickness difference used in the above-described embodiment.
  • the washer 197 is fixed to the hinge shaft 192 to move in the direction of the hinge shaft 192.
  • the hinge head 191, the hinge shaft 192, the elastic member 196, and the hinge housing 194 are similar to the above-described embodiment, and use the washer 197 instead of the cam member 195, and the locking protrusion ( 197 ′ protrudes from the washer 197 and moves along the inclination of the cam line 198 formed on the inner side of the hinge housing 194.
  • Cam line 198 has an oblique groove-shaped cam line 198 formed on the inner side of the hinge housing 194, and when the main body 160 is rotated in the washer 197 along the cam line 198 The position of the protruding locking protrusion 197 'is changed so that the washer 197 moves in the hinge axis 192 direction.
  • the camline 198 has a similar inclination to the inclined surface 1953 of the cam member 195 described above, and the camline 198 also includes a first cam cam 198 to be fixed at 0 °, 20 °, and 120 ° positions. Hanging grooves may be formed in the portion 1981, the second portion 1982, and the third portion 1984.
  • the controller 180 supplies an image from the image output unit 151 when the main body 160 is positioned in front of the user's eyes.
  • the image output unit 151 may control to temporarily stop supplying the image.
  • the position of the main body 160 may be provided with a proximity sensor or an IR sensor at a part facing the user's face to detect the position of the main body 160, or the switch may be pressed according to the rotation of the hinge 190.
  • a sensor may be provided to sense the rotation angle of the hinge unit 190 to indirectly detect the position of the main body 160.
  • an elastic pad 173 may be further provided to reduce pressure on the forehead portion of the headband 170.
  • the elastic pad 173 includes an elastic foam 1732 made of an elastic material so that the elastic pad 173 can be deformed to fit the user's forehead shape.
  • the forehead portion may be further provided with a velcro (1731) that is easy to separate and detach the headband 170 so as to be detachable and washable part because it is easy to sweat.
  • a velcro (1731) that is easy to separate and detach the headband 170 so as to be detachable and washable part because it is easy to sweat.
  • It may have a layered structure consisting of a fabric layer (1733), elastic foam (1732) and Velcro (1731), each layer can be combined using a thermocompression method.
  • the wearable device 100 can easily secure a field of vision, thereby minimizing the hassle of detachment.
  • the size of the headband 170 can be adjusted according to the size or shape of the user's head, and can be in close contact with the user's face to prevent external light from leaking in and disturbing the viewing of the image, thereby improving the wearing comfort.

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Abstract

링형상의 헤드밴드; 상기 헤드밴드의 일측에 결합된 메인바디; 상기 메인바디에 실장되어 사용자에게 영상을 제공하는 영상출력부; 및 상기 메인바디와 상기 헤드밴드 사이에 위치하는 힌지부를 포함하고, 상기 메인바디는 상기 힌지부를 중심으로 회전하여 사용자의 눈을 선택적으로 덮는 웨어러블 디바이스는 손쉽게 시야확보가 가능하여 탈착의 번거로움을 최소화할 수 있다.

Description

웨어러블 디바이스
본 발명은 사용성을 증대시킨 가상현실(Virtual Real) 정보를 전달하는 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
최근에는 사용자의 사용 편의성을 위해 웨어러블(wareable) 단말기에 대해 관심이 높아지고 있어 안경, 팔찌, 시계뿐만 아니라 의복에 장착되는 형태의 다양한 휴대용 단말기에 대한 연구가 진행되고 있다.
웨어러블 디바이스 중 사용자의 얼굴에 착용하여 시각적인 정보를 제공하는 헤드마운트 디스플레이장치는 가상현실을 이용한 각종 컨텐츠가 개발되면서 그와 함께 각광을 받고 있다.
다만, 가상현실의 영상을 제공하는 웨어러블 디바이스는 외부 빛을 차단하기 위해 고글과 같이 얼굴에 밀착되어 외부가 보이지 않아, 시야확보를 위해서는 반드시 벗어야 하나, 웨어러블 디바이스를 쓰고 벗는 것이 힘들어 사용상에 불편함이 있다.
본 발명은 사용자마다 다른 두상구조를 보완하여 착용감을 증대시키고, 시야확보가 필요시 손쉽게 시야확보가 가능하여 사용성을 증대 시킨 웨어러블 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
링형상의 헤드밴드; 상기 헤드밴드의 일측에 결합된 메인바디; 상기 메인바디에 실장되어 사용자에게 영상을 제공하는 영상출력부; 및 상기 메인바디와 상기 헤드밴드 사이에 위치하는 힌지부를 포함하고, 상기 메인바디는 상기 힌지부를 중심으로 회전하여 사용자의 눈을 선택적으로 덮는 웨어러블 디바이스를 제공한다.
상기 힌지부는, 상기 메인바디가 상기 사용자의 눈에서 이격되는 방향인 제1 방향으로 회전시 상기 회전을 보조하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 힌지부는 상기 헤드밴드 또는 상기 메인바디에 중 하나에 결합된 힌지헤드; 상기 힌지헤드에서 연장된 힌지축; 상기 힌지축에 힌지축방향으로 이동 가능하게 결합된 와셔; 상기 헤드밴드 또는 상기 메인바디 중 다른 하나에 결합되고, 내부에 상기 힌지축과 와셔가 배치된 힌지하우징; 상기 힌지하우징 내부에 위치하며 일측은 상기 힌지하우징에 맞닿고 타측은 상기 와셔에 맞닿는 상기 탄성부재; 상기 힌지하우징 내측에 형성된 비스듬한 홈형상의 캠라인; 및 상기 와셔의 외측면에서 돌출되어 상기 캠라인에 삽입되고 상기 캠라인을 따라 이동하는 걸림돌기를 포함하며, 상기 캠라인에서 상기 걸림돌기의 위치가 변화함에 따라 상기 와셔가 상기 힌지축으로 이동하며 상기 탄성부재의 길이를 변화시킬 수 있다.
상기 캠라인은 연속적인 면을 가지는 경사면과 오목한 걸림홈이 형성된 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 상기 힌지부가 제1 방향으로 회전시, 상기 걸림돌기의 위치는 상기 제1 부분에서 상기 제2 부분으로 변화되고, 상기 힌지부가 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시, 상기 걸림돌기의 위치는 상기 제2 부분에서 상기 제1 부분으로 변화될 수 있다.
상기 힌지부는 상기 헤드밴드 또는 상기 메인바디에 중 하나에 결합된 힌지헤드; 상기 힌지헤드에서 연장된 힌지축; 상기 힌지축에 돌출된 걸림돌기; 상기 헤드밴드 또는 상기 메인바디 중 다른 하나에 결합되고, 내부에 상기 힌지축이 배치된 힌지하우징; 상기 걸림돌기와 접하는 표면에 경사면을 포함하며, 상기 힌지하우징에 힌지축방향으로 이동 가능하게 결합된 캠부재; 및 상기 힌지하우징 내부에 위치하며 일측은 상기 힌지하우징에 맞닿고 타측은 상기 캠부재에 맞닿는 상기 탄성부재를 포함하고, 상기 캠부재의 경사면에서 상기 걸림돌기의 위치가 변화함에 따라, 상기캠부재가 상기 힌지축 방향으로 이동하며 상기 탄성부재의 길이를 변화시킬 수 있다.
상기 캠부재는 일면에 상기 경사면이 형성되고, 타면에 상기 탄성부재가 결합하는 원판형상을 가지고, 상기 캠부재의 중심에 상기 힌지축이 관통하는 힌지홀이 형성될 수 있다.
상기 캠부재의 경사면은 일면 방향으로 높이가 높은 제1 부분과 높이가 낮은 제2 부분을 포함하고, 상기 힌지부가 제1 방향으로 회전시, 상기 걸림돌기의 위치는 상기 제1 부분에서 상기 제2 부분으로 변화되고, 상기 힌지부가 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시, 상기 걸림돌기의 위치는 상기 제2 부분에서 상기 제1 부분으로 변화될 수 있다.
상기 캠부재의 굴곡은 연속적인 면을 가지는 경사면과 오목하게 홈이 형성된 걸림홈을 포함하며, 상기 걸림홈은, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
상기 걸림홈은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 추가로 1개 이상 더 형성될 수 있다.
상기 메인바디에 위치하며, 상기 사용자의 얼굴과 상기 메인바디가 인접여부를 감지하는 근접센서; 및 상기 근접센서에서 사용자의 얼굴을 감지하지 못하면 상기 영상출력부에서 영상출력을 중단하고, 상기 근접센서에서 사용자의 얼굴을 감지하면 상기 영상출력부에서 영상출력을 계속하도록 상기 영상출력부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 메인바디와 상기 힌지부 중 하나에 결합된 제1 슬라이딩 부재; 및 상기 메인바디와 상기 힌지부 중 다른 하나에 결합된 제2 슬라이딩 부재를 더 포함하며, 상기 제2 슬라이딩 부재는 상기 제1 슬라이딩 부재에 상대적으로 제3 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다.
상기 제1 슬라이딩 부재에 형성된 후크, 상기 제2 슬라이딩 부재에 형성되며, 상기 제3 방향으로 배된 복수개의 후크홈을 더 포함하고, 사용자가 상기 메인바디에 상기 제3 방향으로 힘을 인가하면 상기 후크는 이웃하는 후크홈과 체결되며 제3 방향으로 이동할 수 있다.
상기 헤드밴드는 제1 밴드, 제2 밴드 및 상기 제1 밴드와 상기 제2 밴드 사이의 간격을 조정하는 길이 조절부를 더 포함하고, 상기 길이 조절부는, 상기 제1 밴드 또는 상기 제2 밴드 중 적어도 하나에 결합된 랙기어 및 상기 랙기어와 맞물려 회전운동을 직선운동으로 전환하는 피니언기어를 더 포함할 수 있다.
상기 랙기어는 상기 제1 밴드에 결합되고 상기 피니언기어의 일측에 결합하는 제1 랙기어 및 상기 제2 밴드에 결합되고 상기 피니언기어의 타측에 결합하는 제2 랙기어를 포함하고, 상기 제1 랙기어와 상기 제2 랙기어는 대칭적으로 움직일 수 있다.
상기 길이 조절부는, 상기 피니언기어의 일면에서 돌출되며, 상기 헤드밴드의 외측으로 노출된 버튼부; 및 상기 피니언기어의 타면에 위치하는 스프링을 더 포함하고, 상기 버튼부를 사용자가 누르면 상기 피니언기어는 상기 랙기어에서 분리되어 상기 헤드밴드의 길이가 늘어나며, 상기 버튼부를 사용자가 누르지 않으면 상기 스프링의 탄성에 의해 상기 피니언기어는 상기 랙기어와 다시 체결될 수 있따.
상기 헤드밴드에 탈착가능한 탄성패드를 더 포함하고, 상기 탄성패드는,
상기 헤드밴드와 탈착가능한 벨크로, 탄성을 가지는 탄성폼; 및 사용자의 이마에 닿는 패브릭층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 웨어러블 디바이스는 손쉽게 시야확보가 가능하여 탈착의 번거로움을 최소화할 수 있다.
또한, 사용자의 두상 크기나 형상에 따라 헤드밴드의 사이즈를 조정할 수 있고, 사용자의 얼굴에 밀착시켜 외부 빛이 새어 들어와 영상의 감상에 방해되는 것을 방지할 수 있어, 착용감이 향상된다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스를 도시한 사시도이다.
도 3은 종래의 웨어러블 디바이스와 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스를 사용자가 착용한 상태를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 길이 조절부를 도시한 투시도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 메인바디가 수평방향으로 이동하는 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 슬라이딩부를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 메인바디가 힌지부의 운동에 따라 회전하는 태양을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 힌지부의 일 실시예를 도시한 투시도이다.
도 9는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 힌지부의 일 실시예에 따른 캠부재와 걸림돌기의 위치관계를 도시한 도면이다.
도 10 은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 힌지부의 다른 실시예를 도시한 투시도이다.
도 11은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 힌지부의 다른 실시예에따른 캠부재와 걸림돌기의 위치관계를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스의 이마패드를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
종래의 이동 단말기는 전화통화기능을 기본으로 하고 있었으나, 최근에는 전화 통화 이외에 다양한 멀티미디어 기능을 하는 포터블 기기를 모두 이동 단말기라고 칭한다. 이동 단말기는 사용자가 주로 손에 쥐고 사용하는 차원을 넘어서, 신체에 착용할 수 있는 웨어러블 디바이스(wearable device)로 확장될 수 있다. 이러한 웨어러블 디바이스에는 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display) 등이 있다.
웨어러블 디바이스는 다른 이동 단말기와 데이터를 상호 교환(또는 연동) 가능하게 이루어질 수 있다. 근거리 통신 모듈은, 이동 단말기 주변에 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부는 감지된 웨어러블 디바이스가 이동 단말기와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 근거리 통신 모듈을 통하여 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 사용자는 이동 단말기에서 처리되는 데이터를 웨어러블 디바이스를 통하여 이용할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기에 전화가 수신된 경우 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기에 메시지가 수신된 경우 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 블록 구성도(block diagram)이다. 상기 웨어러블 디바이스(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 저장부(135), 제어부(130) 및 전원 공급부(139) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그 보다 적은 구성요소들을 갖는 웨어러블 디바이스(100)가 구현될 수도 있다.
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
무선 통신부(110)는 웨어러블 디바이스(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 웨어러블 디바이스(100)와 웨어러블 디바이스(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 및 위치정보 모듈 등을 포함할 수 있다.
이동통신 모듈은, GSM(Gobal System for Mobile communications), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA)(이에 한정되지 않음)와 같은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 웨어러블 디바이스(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), GSM, CDMA, WCDMA, LTE(Long Term Evolution)(이에 한정되지 않음) 등이 이용될 수 있다.
Wibro, HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈은 상기 이동통신 모듈의 일종으로으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
위치정보 모듈은 웨어러블 디바이스(100)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다. 현재 기술에 의하면, 상기 GPS모듈은 3개 이상의 위성으로부터 떨어진 거리 정보와 정확한 시간 정보를 산출한 다음 상기 산출된 정보에 삼각법을 적용함으로써, 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 현 위치 정보를 정확히 산출할 수 있다. 현재, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또 다른 1개의 위성을 이용하여 상기 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 모듈은 현 위치를 실시간으로 계속 산출함으로써 속도 정보를 산출할 수 있다.
도 1을 참조하면, 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121), 마이크(122), 사용자 입력부(123) 및 터치센서(124)등이 포함될 수 있다.
카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 촬영된 정지영상 또는 동영상 등의 이미지 프레임(160)을 처리한다. 처리된 이미지 프레임(160)은 웨이브 가이드(153)에 표시될 수 있다. 카메라(121)에서 처리된 이미지 프레임(160)은 저장부(135)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
상기 카메라(121)가 정지영상을 취득한 경우 정지영상으로부터 정보를 추출할 수 있다. 상기 카메라(121)가 동영상을 촬영하는 경우 복수개의 정지영상으로 이루어지기 때문에, 영상 인식부가 복수개의 정지영상 전부에 대해 영상 인식부에서 정보를 취득하고 이를 제어부에서 처리하는 것은 불필요한 프로세스 낭비가 될 수 있다. 또한 사용자에게 불필요한 정보까지 추출하여 제공하면 안경과 같이 착용하는 웨어러블 디바이스(100)의 사용에 불편을 느낄 수 있다.
사용자가 프레임(160)에 구비된 사용자 입력부(123)를 누르거나 영상정보를 취득하라는 음성명령을 통해 필요한 정보만 추출할 수 있고, 또는 사용자가 일정시간 이상 동일 사물을 응시하여 카메라(121)가 동일 영상을 일정시간 이상 촬영할 때 정보를 추출할 수 있다.
또는 특정 오브젝트에 사용자가 근접한 경우 해당 오브젝트가 시야에서 크게 차지하게 되면 해당 오브젝트를 주시하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 카메라(121)가 인식한 영상에서 하나의 오브젝트가 상기 영상의 일정범위 이상 차지하는 경우 상기 오브젝트에 관련된 정보를 추출할 수 있다.
웨어러블 디바이스(100)는 키보드를 구비하기 어려우나 프레임(160) 상에버튼 타입의 사용자 입력부(123)를 구비하여 자주 사용하는 명령을 입력할 수 있다. 예를 들면 사용자가 보고 있는 영상을 촬영하거나 영상으로부터 정보를 추출하는 명령 또는 음향출력부(152)에서 출력되는 음량의 조절 등의 명령이 지정될 수 있다.
상기 사용자 입력부(123)는 메탈돔을 이용하여 물리적인 압력을 인지하여 신호를 발생시키는 방법 또는 터치센서(124)를 이용하여 사용자의 손이 터치된 것을 인식하는 방법 등 다양한 형태의 사용자 입력부(123)가 모두 적용 가능하다.
센싱부(140)는 휴대용 단말기(100)의 상태 및 주변환경을 감지하며, 대표적으로 자이로 센서(141) 및 가속 센서(142) 등을 들 수 있다.
자이로 센서(141)는 휴대 단말기의 기울기 변화를 감지는 장치로서, x축, y축, z축의 3개의 직교하는 축에 대한 변동을 검출한다. 각속도 센서라고도 한다. 각 축을 중심으로 회전운동을 운동량을 감지하여 이동단말기 본체의 기울기 흔들림 등을 감지할 수 있다.
종래의 자이로 센서는 3개의 축을 갖는 팽이형태였으나, 최근에는 광학식 자이로, 진동식 자이로 등과 같이 그 정밀도를 높이고 크기를 소형화하여 이동단말기와 같은 작은 전자제품에 실장 가능하다. 또한 MEMS모듈로 구현한 6축 센서도 자이로 센서(141)로서 이용할 수 있다.
본 발명에 이용되는 자이로 센서(141)는 상술한 형태에 국한되지 않고 웨어러블 디바이스(100)의 기울기 및 움직임을 감지할 수 있는 모든 센서를 포함한다.
가속 센서(142)는 웨어러블 디바이스(100)의 가속도와 같이 동적 힘을 측정한다. 가속도의 변화로부터 진동, 충격 등도 검출 가능하다. 질량이 있는 물체가 가속도를 받으면 힘이 발생하므로 그 힘에 따른 변화를 감지한다.
근접 센서(144)는 프레임(160) 부분에 배치될 수 있으며, 웨어러블 디바이스에 근접하는 물체를 감지할 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.
상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.
다음으로 출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 영상출력부(151), 음향출력부(152)을 포함할 수 있다.
영상출력부(151)는 사용자에게 영상을 제공하는 장치로서, 웨어러블 디바이스(100)에 일체형으로 구성될 수도 있고, 디스플레이부를 포함하는 바 타입의 이동 단말기(얘를 들면 스마트 폰)를 장착하여 구현할 수도 있다.
영상출력부(151)는 입체영상을 제공하기 위해 좌안과 우안에 각각 영상을 제공할 수 있으며, 하나의 디스플레부의 화면을 분할하여 좌안영상과 우안영상을 제공하거나, 한 쌍의 디스플레이부를 이용할 수 있다.
영상출력부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
음향출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 저장부(135)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 웨어러블 디바이스(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
웨어러블 디바이스(100)는 인체의 두부에 착용하기 골정도 방식으로 음향을 전달하도록 이루어 질 수 있다. 인체의 두부에 밀착된 부분에 진동모듈을 구비하여 두개골을 진동시켜 소리를 전달하는 방식이다.
저장부(135)는 제어부(130)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 새로 입력된 데이터를 저장할 수 있고, 먼저 저장된 데이터는 추출하여 이용할 수 있다. 상기 저장부(135)는 내장 방식뿐만 아니라 SD카드와 같이 보조 저장장치를 이용하여 저장 기능을 확대할 수 있다.
제어부(controller)(130)는 통상적으로 웨어러블 디바이스(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 무선통신부(110)를 제어하여 각종 신호를 송수신하거나 입력된 데이터를 처리하거나, 영상출력부(151) 및 음향 출력부(152)를 제어하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 제어부(130)는 카메라(121)에서 취득한 영상으로부터 정보를 추출하고 상기 추출한 정보를 기초로 기 저장된 정보와 비교하거나, 추출된 정보를 저장부(135)에 저장하거나, 저장부(135)에 저장된 관련정보를 추출하여 영상출력부(151)에 출력하거나, 관련 정보를 인터넷으로 검색할 수 있다.
전원 공급부(139)는 제어부(130)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(139)는 예를 들어 배터리, 연결포트, 전원공급부, 제어부 및 충전 모니터링부를 포함할 수 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)를 도시한 사시도이고, 도 3은 종래의 웨어러블 디바이스(100)와 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)를 사용자의 머리에 착용한 상태를 도시한 측면도다. 본 발명의 웨어러블 디바이스(100)는 사용자의 머리에 착용하여 사용자의 눈에 영상정보를 제공하는 헤드마운트 디스플레이(HMD: Head Mount Display) 장치이다.
영상출력부(151), 센싱부 및 제어부 등을 포함하며 사용자의 눈 앞에 배치되는 메인바디(160)와, 상기 메인바디(160)를 사용자의 머리에 고정하기 위한 헤드밴드(170)로 구성된다. 설명의 편의를 위해 사용자가 웨어러블 디바이스(100)를 착용시 얼굴이 닿는 부분을 후방이라 하고, 사용자의 시선방향을 전방이라 한다.
메인바디(160)에 실장되는 영상출력부(151)는 스마트폰 등과 같은 디스플레이 장치를 장착하여 이용하는 경우, 스마트폰 등을 거치할 수 있는 거치부를 포함한다. 내장형의 경우, 내부에 디스플레이 장치를 직접 구비한다.
메인바디(160)는 사용자의 얼굴에 밀착되어, 외부 빛이 유입되지 않은 상태에서 영상출력부(151)에서 출력되는 영상을 제공받기 때문에 얼굴에 맞닿는 부분은 도 2에 도시된 바와 같이 사용자의 얼굴 곡선에 따라 곡면을 가질 수 있다. 얼굴에 밀착되도록 사용자의 얼굴이 닿는 부분에 실리콘과 같은 탄성 소재를 더 포함할 수 있다.
헤드밴드(170)는 메인바디(160)의 상부에 연결되며, 사용자의 이마부터 머리뒤편까지 이어지는 링 형상으로 이루어진다. 종래의 웨어러블 디바이스(100)의 헤드 밴드는 도3 의 (a)와 같이 메인바디(160)의 측방향에서 연결되어 사용자의 귀 윗부분을 지나 머리 뒷부분까지 이어지는 형태이나, 본 발명의 헤드밴드(170)는 사용자의 이마에서 시작하여 도 3의 (b)와 같이 비스듬하게 기울어진 형태로 사용자의 머리에 착용된다.
종래의 헤드밴드(170)는 메인바디(160)의 무게(mg)를 수직방향(θ = 90°)으로 지지하기 때문에 밴드는 중력방향에 수직한 방향으로 mg/μ(마찰계수)의 크기에 상응하는 힘이 인가되어야 메인바디(160)가 흘러내리지 않고 고정된다.
도 3의 (b)와 같이 θ' 만큼 비스듬하게 헤드밴드(170)가 배치된 경우, 마찰력(F)은 mg sinθ'/μ으로 달라진다. sinθ'는 1보다 작은 값을 가지는 바, sinθ'만큼 작은 힘으로 지지가 가능하므로, 보다 안정적으로 고정할 수 있다.
헤드밴드(170)는 안정적인 고정을 위해 강성재질을 이용할 수 있다. 강성재질을 이용하면, 헤드밴드(170)의 길이가 변화하지 않으므로 사용자의 두상 크기에 따라 조절이 어려운 문제가 있어, 본 발명의 헤드밴드(170)는 길이 조절부(175)를 더 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 길이 조절부(175)는 사용자의 머리 뒤쪽에 위치하는 부분에 위치할 수도 있으나, 일측에 치우쳐 배치될 수도 있다.
도 4는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 길이 조절부(175)를 도시한 투시도이다. 길이 조절부(175)를 중심으로 좌우에 배치되는 각각의 헤드밴드(170)를 제1 밴드 및 제2 밴드로 구분할 수 있다.
길이 조절부(175)는 제1 밴드 또는 제2 밴드 중 적어도 하나에 구비된 랙기어(1751, 1752)와 상기 랙기어(1751, 1752)에 맞물리는 톱니를 가지는 피니언기어(1753)를 포함한다. 피니언기어(1753)가 회전하면 랙기어(1751, 1752)는 직선방향으로 이동하며, 헤드밴드(170)의 길이를 조정한다.
본 실시예는 제1 밴드와 제2 밴드에 각각 제1 랙기어(1751)와 제2 랙기어(1752)가 배치된다. 제1 랙기어(1751)와 제2 랙기어(1752)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 피니언기어(1753)를 중심으로 대칭적으로 배치되며, 피니언기어(1753)의 회전 방향에 따라 대칭적으로 움직이며 헤드밴드(170)의 길이를 증가시키거나 줄인다.
사용자가 피니언기어(1753)를 회전할 수 있도록 버튼부(1755)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 버튼부(1755)의 일측은 피니언기어(1753)의 일면에 결합하고 타측은 헤드밴드(170)의 외측으로 돌출되어 사용자가 잡아 피니언기어(1753)를 회전시킬 수 있다.
사용자가 웨어러블 디바이스(100)를 머리에서 벗을 때 보다 손쉽게 벗을 수 있도록, 피니언기어(1753)와 랙기어(1751, 1752)를 분리시킬 수 있다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 피니언기어(1753)의 타면에 위치하는 스프링(1758)을 더 포함하여, 스프링(1758)의탄성에 의해 피니언기어(1753)와 랙기어(1751, 1752)가 맞물려진 상태가 고정되나, 사용자가 버튼부(1755)를 누르면, 스프링(1758)이 줄어들면서 랙기어(1751, 1752)와 피니언기어(1753)가 분리되고, 헤드밴드(170)의 길이는 늘어나게 된다. 사용자는 버튼부(1755)를 누르는 동작만으로 헤드밴드(170)를 손쉽게 벗을 수 있어 편의성이 증대된다.
도 5는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 메인바디(160)가 수평방향으로 이동하는 형상을 도시한 도면이다. 헤드밴드(170)로 사용자의 머리에 단단하게 고정할 수 있으나, 이마가 튀어나온 사람과 납작한 사람에 따라 메인바디(160)가 사용자의 얼굴에 밀착될 수도 있고 이격될 수 도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 웨어러블 디바이스(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 수평방향(전후방향)으로 이동 할 수 있도록 슬라이딩부(180)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 슬라이딩부(180)를 도시한 도면이다. 도 5와 같이 메인바디(160)가 전후 방향으로 이동하기 위해서, 헤드밴드(170)에 위치하는 제1 슬라이딩 부재(181)와 메인바디(160)에 위치하는 제2 슬라이딩 부재(182)를 포함하고, 제1 슬라이딩 부재(181)에 상대적으로 제2 슬라이딩 부재(182)가 이동할 수 있다. 제1 슬라이딩 부재(181)와 제2 슬라이딩 부재(182)는 서로 바뀌어 헤드밴드(170)에 제2 슬라이딩 부재(182)가 메인바디(160)에 제1 슬라이딩 부재(181)가 배치될 수도 있다.
제1 슬라이딩 부재(181)에 형성된 후크(183)는 제2 슬라이딩 부재(182)에 형성된 후크홈(184)을 따라 전후 방향으로 이동할 수 있다. 후크홈(184)은 전후 방향으로 연속적으로 복수개가 형성된다. 후크(183)가 이웃하는 후크홈(184)으로 이동이 쉽도록 후크(183)와 후크홈(184)은 곡선으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 웨어러블 디바이스(100)는 슬라이딩부(180)를 이용하여 메인바디(160)를 사용자의 얼굴에 밀착시켜 외부 빛이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 메인바디(160)가 힌지부(190)의 운동에 따라 회전하는 태양을 도시한 도면이다. 사용자가 웨어러블 디바이스(100)를 착용 중에 시야확보가 필요한 경우 반드시 웨어러블 디바이스(100)를 벗은 후에 다시 착용해야하는 불편함이 있다. 상기 문제를 해결하기 위해 본 발명의 웨어러블 디바이스(100)는 힌지부(190)를 포함하며, 사용자가 필요에 따라 메인바디(160)를 눈에서 이탈시켜 전면의 시야를 확보하고 다시 손쉽게 착용할 수 있다.
도 8은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 힌지부(190)를 도시한 투시도로서, 힌지헤드(191), 힌지축(192), 걸림돌기(193), 힌지하우징(194), 캠부재(195) 및 탄성부재(196)을 포함한다.
힌지부(190)의 일부는 헤드밴드(170)에 결합하고 나머지는 메인바디(160)에 결합하여 메인바디(160)가 헤드밴드(170)에 대한 상대적인 각도가 변화할 수 있다. 본 발명의 힌지부(190)는 헤드밴드(170)와 전술한 제1 슬라이딩 부재(181)에 결합하여 메인바디(160)에 직접적으로 결합하는 것은 아니나, 메인바디(160)에 직접 결합하는 것과 동일한 결과를 얻을 수 있다.
또한, 힌지부(190)는 제2 슬라이딩 부재(182)와 메인바디(160) 사이에 배치될 수도 있으며, 이 경우에도 마찬가지로 메인바디(160)와 헤드밴드(170) 사이에 결합한 것과 동일하게 메인바디(160)와 헤드밴드(170) 사이의 각도를 변화시킬 수 있으므로, 본 발명에 포함된다.
힌지헤드(191), 힌지헤드(191)에서 돌출된 힌지축(192), 힌지축(192)의 측면에서 돌출된 걸림돌기(193)는 같이 움직인다. 힌지헤드(191)는 헤드밴드(170)에 결합하며 힌지부(190)가 회전할 때 헤드밴드(170)는 고정되므로 힌지헤드(191)와 그에 연결된 힌지축(192), 걸림돌기(193)는 위치가 고정된다.
힌지하우징(194)은 메인바디(160)(본 실시예에서는 제1 슬라이딩 부재(181))에 결합되며 도 7과 같이 메인바디(160)가 회전시 같이 회전한다. 힌지하우징(194)의 내부에 위치하는 탄성부재(196)는 일측이 힌지하우징(194)과 맞닿고, 타측은 캠부재(195)가 위치한다.
캠부재(195)는 원판형이나, 두께가 변화하여 일면이 편평하지 않고 경사면(1953)을 가지며, 도 8에 도시된 바와 같이 힌지축(192)이 삽입되도록 가운데 관통홀이 형성될 수 있다. 캠부재(195)는 힌지하우징(194)에 힌지축(192)의 연장방향으로는 이동 가능하나 힌지축(192)과 함께 회전하도록 배치된다. 캠부재(195)의 경사면(1953)에 상기 걸림돌기(193)가 맞닿으며, 힌지하우징(194)이 메인바디(160)와 함께 회전시 걸림돌기(193)와 맞닿는 캠부재(195)의 경사면(1953)의 위치가 달라진다. 걸림돌기(193)의 위치는 고정되기 때문에 캠부재(195)의 회전에 따라, 캠부재(195)가 힌지축(192) 방향으로 이동하며 상기 탄성부재(196)가 압축 또는 인장된다.
도 9는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 힌지부(190)의 캠부재(195)와 걸림돌기(193)의 위치관계를 도시한 도면으로, 본 발명의 캠부재(195)와 걸림돌기(193)가 맞닿는 면을 360° 펼친 전개도이다. 각도는 사용자의 얼굴에 메인바디(160)가 안착된 상태를 기준으로 메인바디(160)의 위치를 의미하며, 메인바디(160)가 120°범위에서 위치가 변화하는 경우를 예를 들어 설명한다.
캠부재(195)의 두께가 가장 두꺼운 부분을 제1 부분(1951), 제일 얇은 부분을 제2 부분(1952)이라 하고, 제1 부분(1951)에 걸림돌기(193)가 위치할 때 탄성부재(196)가 가장 압축된 상태(도 8의 (a))이고, 제2 부분(1952)에 걸림돌기(193)가 위치할 때 탄성부재(196)가 가장 인장된 상태(도 8의 (b))가 된다.
탄성부재(196)가 인장상태에서 압축상태로 변형시키는 경우 탄성부재(196)의 탄성만큼 추가적인 힘이 필요하나, 반대의 경우 탄성부재(196)의 복원력만큼 힘이 덜 든다. 0° 상태에서 120° 상태로 메인바디(160)의 위치를 변화시키기 위해 사용자가 메인바디(160)를 들어 올려야 하기 때문에, 사용자가 메인바디(160)의 무게만큼 힘을 주어야 한다.
메인바디(160)를 들어올리는 힘을 보조하기 위해 0°에서 120°로 변화하는 경우, 탄성부재(196)가 인장되는 방향으로 변형된다. 즉, 힌지부(190)는 도 8의 (a) 상태에서 도 8의 (b) 상태로 변형되고, 도 8의 (a) 상태에서 걸림돌기(193)는 제1 부분(1951)에 위치하고 도 8의 (b) 상태에서 걸림돌기(193)는 제2 부분(1952)에 위치한다.
제1 부분(1951)에 위치할 때 사용자가 손으로 메인바디(160)를 잡고있지 않도록, 메인바디(160)의 위치가 고정되어야 탄성부재(196)의 탄성이 메인바디(160)의 무게를 지지한다. 또한, 제1 부분(1951)에 위치하는 걸림돌기(193)가 캠부재(195)의 경사면(1953)을 따라 의도치 않게 이동하지 않도록 오목하게 패인 걸림홈을 더 포함할 수 있다. 제2 부분(1952)에도 걸림홈을 형성하여, 탄성부재(196)의 탄성에 의해 메인바디(160)가 들리거나 위치가 변화하지 않도록 고정할 수 있다.
제1 부분(1951)과 제2 부분 사이에 위치하는 제3 부분(1954)예를 들면 20°)에 추가적으로 걸림홈을 두어, 메인바디(160)의 상태를 0°로 변화시킬 때 얼굴에 부딪치는 문제를 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 힌지부(190)의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 캠라인(198)을 도시한 도면이다. 전술한 실시예에서 이용한 두께차가 있는 캠부재(195) 대신에 두께가 일정한 와셔(197)를 이용하여 탄성부재(196)의 길이를 변화시킨다. 와셔(197)는 힌지축(192) 방향으로는 이동할 수 있도록 힌지축(192)에 고정된다.
힌지헤드(191), 힌지축(192), 탄성부재(196), 힌지하우징(194)은 전술한 실시예와 유사하며, 캠부재(195) 대신에 와셔(197)를 이용하고, 걸림돌기(197')가 와셔(197)에서 돌출되어 힌지하우징(194)의 내측면에 형성된 캠라인(198)의 경사를 따라 이동하는 점이 차이가 있다.
캠라인(198)은 힌지하우징(194)의 내측면에는 비스듬한 홈형상의 캠라인(198)이 형성되어 있으며, 메인바디(160)가 회전하면 상기 캠라인(198)을 따라 와셔(197)에서 돌출된 걸림돌기(197')의 위치가 변화하게 되어 와셔(197)가 힌지축(192) 방향으로 이동한다.
도 11을 참고하면, 캠라인(198)은 전술한 캠부재(195)의 경사면(1953)과 유사한 경사를 가지고, 0°, 20°, 120° 위치에서 고정되도록 캠라인(198)에도 제1 부분(1981)과 제2 부분(1982) 및 제 3 부분(1984)에 걸림홈이 형성될 수 있다.
이와 같이 힌지부(190)를 이용하여 메인바디(160)의 위치를 변화시키는 경우, 제어부(180)는 사용자의 눈 앞에 메인바디(160)가 위치하면, 영상출력부(151)에서 영상을 공급하고, 메인바디(160)가 이마쪽으로 이동하면 영상출력부(151)에서 영상 공급을 일시 중단하도록 제어할 수 있다.
메인바디(160)의 위치는 사용자의 얼굴을 향하는 부분에 근접센서나 IR센서를 구비하여, 메인바디(160)의 위치를 감지할 수 있으며, 또는 힌지부(190)의 회전에 따라 스위치가 눌리는 센서를 구비하여 힌지부(190) 의 회전각도를 감지하여 메인바디(160)의 위치를 간접적으로 감지할 수 있다.
도 12는 본 발명과 관련된 웨어러블 디바이스(100)의 이마패드를 도시한 도면이다. 이마부분에서 메인바디(160)의 무게를 지지하기 때문에 헤드밴드(170)의 이마부분의 압력을 줄이기 위해 탄성패드(173)를 더 구비할 수 있다.
탄성패드(173)는 편안한 착용감과 사용자의 이마 형상에 맞춰 변형 가능하도록 탄성재질의 탄성폼(1732)를 포함하고, 사용자의 이마와 직접적으로 닿는 부분은 패브릭 층(1733)을 덧댈 수 있다.
또한 이마부분은 땀이 나기 쉬운 부분이므로 탈착하여 세탁 가능하도록 헤드밴드(170)와 결합 분리가 용이한 벨크로(1731)를 더 구비할 수 있다. 패브릭층(1733), 탄성폼(1732) 및 벨크로(1731)로 이루어진 층상구조를 가질 수 있으며, 각 층은 열압착방식을 이용하여 결합할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 손쉽게 시야확보가 가능하여 탈착의 번거로움을 최소화할 수 있다.
또한, 사용자의 두상 크기나 형상에 따라 헤드밴드(170)의 사이즈를 조정할 수 있고, 사용자의 얼굴에 밀착시켜 외부 빛이 새어 들어와 영상의 감상에 방해되는 것을 방지할 수 있어, 착용감이 향상된다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (16)

  1. 링형상의 헤드밴드;
    상기 헤드밴드의 일측에 결합된 메인바디;
    상기 메인바디에 실장되어 사용자에게 영상을 제공하는 영상출력부; 및
    상기 메인바디와 상기 헤드밴드 사이에 위치하는 힌지부를 포함하고,
    상기 메인바디는 상기 힌지부를 중심으로 회전하여 사용자의 눈을 선택적으로 덮는 웨어러블 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 힌지부는,
    상기 메인바디가 상기 사용자의 눈에서 이격되는 방향인 제1 방향으로 회전시 상기 회전을 보조하는 탄성부재를 더 포함하는 웨어러블 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 힌지부는
    상기 헤드밴드 또는 상기 메인바디에 중 하나에 결합된 힌지헤드;
    상기 힌지헤드에서 연장된 힌지축;
    상기 힌지축에 힌지축방향으로 이동 가능하게 결합된 와셔;
    상기 헤드밴드 또는 상기 메인바디 중 다른 하나에 결합되고, 내부에 상기 힌지축과 와셔가 배치된 힌지하우징;
    상기 힌지하우징 내부에 위치하며 일측은 상기 힌지하우징에 맞닿고 타측은 상기 와셔에 맞닿는 상기 탄성부재;
    상기 힌지하우징 내측에 형성된 비스듬한 홈형상의 캠라인; 및
    상기 와셔의 외측면에서 돌출되어 상기 캠라인에 삽입되고 상기 캠라인을 따라 이동하는 걸림돌기를 포함하며,
    상기 캠라인에서 상기 걸림돌기의 위치가 변화함에 따라 상기 와셔가 상기 힌지축으로 이동하며 상기 탄성부재의 길이를 변화시키는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캠라인은 연속적인 면을 가지는 경사면과 오목한 걸림홈이 형성된 제1 부분과 제2 부분을 포함하며,
    상기 힌지부가 제1 방향으로 회전시, 상기 걸림돌기의 위치는 상기 제1 부분에서 상기 제2 부분으로 변화되고,
    상기 힌지부가 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시, 상기 걸림돌기의 위치는 상기 제2 부분에서 상기 제1 부분으로 변화되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 힌지부는
    상기 헤드밴드 또는 상기 메인바디에 중 하나에 결합된 힌지헤드;
    상기 힌지헤드에서 연장된 힌지축;
    상기 힌지축에 돌출된 걸림돌기;
    상기 헤드밴드 또는 상기 메인바디 중 다른 하나에 결합되고, 내부에 상기 힌지축이 배치된 힌지하우징;
    상기 걸림돌기와 접하는 표면에 경사면을 포함하며, 상기 힌지하우징에 힌지축방향으로 이동 가능하게 결합된 캠부재; 및
    상기 힌지하우징 내부에 위치하며 일측은 상기 힌지하우징에 맞닿고 타측은 상기 캠부재에 맞닿는 상기 탄성부재를 포함하고,
    상기 캠부재의 경사면에서 상기 걸림돌기의 위치가 변화함에 따라, 상기캠부재가 상기 힌지축 방향으로 이동하며 상기 탄성부재의 길이를 변화시키는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캠부재는 일면에 상기 경사면이 형성되고, 타면에 상기 탄성부재가 결합하는 원판형상을 가지고,
    상기 캠부재의 중심에 상기 힌지축이 관통하는 힌지홀이 형성된 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 캠부재의 경사면은
    일면 방향으로 높이가 높은 제1 부분과 높이가 낮은 제2 부분을 포함하고,
    상기 힌지부가 제1 방향으로 회전시, 상기 걸림돌기의 위치는 상기 제1 부분에서 상기 제2 부분으로 변화되고,
    상기 힌지부가 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시, 상기 걸림돌기의 위치는 상기 제2 부분에서 상기 제1 부분으로 변화되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 캠부재의 굴곡은
    연속적인 면을 가지는 경사면과 오목하게 홈이 형성된 걸림홈을 포함하며,
    상기 걸림홈은, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 중 적어도 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 걸림홈은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 추가로 1개 이상 더 형성된 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 메인바디에 위치하며, 상기 사용자의 얼굴과 상기 메인바디가 인접여부를 감지하는 근접센서; 및
    상기 근접센서에서 사용자의 얼굴을 감지하지 못하면 상기 영상출력부에서 영상출력을 중단하고, 상기 근접센서에서 사용자의 얼굴을 감지하면 상기 영상출력부에서 영상출력을 계속하도록 상기 영상출력부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 메인바디와 상기 힌지부 중 하나에 결합된 제1 슬라이딩 부재; 및
    상기 메인바디와 상기 힌지부 중 다른 하나에 결합된 제2 슬라이딩 부재를 더 포함하며,
    상기 제2 슬라이딩 부재는 상기 제1 슬라이딩 부재에 상대적으로 제3 방향으로 슬라이딩 이동 하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 슬라이딩 부재에 형성된 후크,
    상기 제2 슬라이딩 부재에 형성되며, 상기 제3 방향으로 배된 복수개의 후크홈을 더 포함하고,
    사용자가 상기 메인바디에 상기 제3 방향으로 힘을 인가하면 상기 후크는 이웃하는 후크홈과 체결되며 제3 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 헤드밴드는 제1 밴드, 제2 밴드 및 상기 제1 밴드와 상기 제2 밴드 사이의 간격을 조정하는 길이 조절부를 더 포함하고,
    상기 길이 조절부는,
    상기 제1 밴드 또는 상기 제2 밴드 중 적어도 하나에 결합된 랙기어 및 상기 랙기어와 맞물려 회전운동을 직선운동으로 전환하는 피니언기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 랙기어는 상기 제1 밴드에 결합되고 상기 피니언기어의 일측에 결합하는 제1 랙기어 및 상기 제2 밴드에 결합되고 상기 피니언기어의 타측에 결합하는 제2 랙기어를 포함하고,
    상기 제1 랙기어와 상기 제2 랙기어는 대칭적으로 움직이는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 길이 조절부는,
    상기 피니언기어의 일면에서 돌출되며, 상기 헤드밴드의 외측으로 노출된 버튼부; 및
    상기 피니언기어의 타면에 위치하는 스프링을 더 포함하고,
    상기 버튼부를 사용자가 누르면 상기 피니언기어는 상기 랙기어에서 분리되어 상기 헤드밴드의 길이가 늘어나고
    상기 버튼부를 사용자가 누르지 않으면 상기 스프링의 탄성에 의해 상기 피니언기어는 상기 랙기어와 다시 체결되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 헤드밴드에 탈착가능한 탄성패드를 더 포함하고,
    상기 탄성패드는,
    상기 헤드밴드와 탈착가능한 벨크로,
    탄성을 가지는 탄성폼; 및
    사용자의 이마에 닿는 패브릭층을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
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