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KR102617019B1 - Head-mounted display apparatus that adjusts the inter-pupillary distance by moving the binocular lenses simultaneously with rack and pinion - Google Patents

Head-mounted display apparatus that adjusts the inter-pupillary distance by moving the binocular lenses simultaneously with rack and pinion Download PDF

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KR102617019B1
KR102617019B1 KR1020210075083A KR20210075083A KR102617019B1 KR 102617019 B1 KR102617019 B1 KR 102617019B1 KR 1020210075083 A KR1020210075083 A KR 1020210075083A KR 20210075083 A KR20210075083 A KR 20210075083A KR 102617019 B1 KR102617019 B1 KR 102617019B1
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pinion
rack
pair
inter
head
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최치원
함동호
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주식회사 피앤씨솔루션
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Abstract

본 발명은 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 머리 착용형 디스플레이 장치로서, 사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임; 상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되어 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공하며, 양안 디스플레이를 위한 한 쌍의 렌즈부를 포함하는 광학부; 및 상기 광학부 위에 설치되며, 랙과 피니언 방식으로 상기 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리(Interpupillary Distance, IPD)를 조정하는 IPD 조정부를 포함하며, 상기 IPD 조정부는, 상기 한 쌍의 렌즈부에 고정 연결된 한 쌍의 랙; 및 상기 한 쌍의 랙 사이에 위치하되, 상기 한 쌍의 랙이 교차하여 회전에 의해 상기 랙을 서로 반대 방향으로 이동시키는 피니언을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 양안 디스플레이를 위한 한 쌍의 렌즈부를 포함하는 광학부 위에 랙과 피니언 방식으로 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 IPD 조정부를 설치하여, 한쪽 렌즈부를 한 손으로 움직이면 반대쪽 렌즈가 반대 방향으로 동시에 움직여, 착용자가 한 손만으로도 동공 간 거리를 쉽게 조정할 수 있다.The present invention relates to a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously in a rack and pinion manner to adjust the inter-pupillary distance. More specifically, the head-worn display device includes an HMD frame that a user can wear on the head; An optical unit disposed in front of both eyes of the user wearing the HMD frame to provide augmented reality by combining real world light and image light, and including a pair of lens units for binocular display; and an IPD adjustment unit installed on the optical unit and adjusting an interpupillary distance (IPD) by simultaneously moving the pair of lens units in a rack and pinion manner, wherein the IPD adjustment unit controls the pair of lens units. a pair of racks fixedly connected to; and a pinion located between the pair of racks, which moves the racks in opposite directions when the pair of racks intersect and rotate.
According to the head-worn display device proposed in the present invention in which binocular lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack and pinion method, a rack and pinion method is provided on the optical unit including a pair of lens units for binocular display. An IPD adjustment unit is installed that adjusts the inter-pupillary distance by simultaneously moving a pair of lens units. When one lens unit is moved with one hand, the opposite lens moves simultaneously in the opposite direction, allowing the wearer to easily adjust the inter-pupillary distance with just one hand.

Description

랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치{HEAD-MOUNTED DISPLAY APPARATUS THAT ADJUSTS THE INTER-PUPILLARY DISTANCE BY MOVING THE BINOCULAR LENSES SIMULTANEOUSLY WITH RACK AND PINION}A head-mounted display device in which the binocular lenses move simultaneously in a rack and pinion manner to adjust the inter-pupillary distance

본 발명은 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a head-worn display device, and more specifically, to a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously in a rack and pinion manner to adjust the inter-pupillary distance.

디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라 다양한 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 개발되고 있다. 이러한 웨어러블 디바이스의 일종인 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display)는 사용자가 머리에 착용하여 멀티미디어 컨텐츠 등을 제공받을 수 있는 각종 디바이스를 의미한다. 여기서, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 사용자의 신체에 착용 되어 사용자가 이동함에 따라서 다양한 환경에서 사용자에게 영상을 제공하게 된다. 이러한 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 투과(see-through)형과 밀폐(see-closed)형으로 구분되고 있으며, 투과형은 주로 증강현실(Augmented Reality, AR)용으로 사용되고, 밀폐형은 주로 가상현실(Virtual Reality, VR)용으로 사용되고 있다.In accordance with the trend toward lighter and smaller digital devices, various wearable devices are being developed. A head mounted display, a type of wearable device, refers to a variety of devices that a user can wear on their head to receive multimedia content. Here, a head mounted display (HMD) is worn on the user's body and provides images to the user in various environments as the user moves. These head-mounted displays (HMDs) are divided into see-through and see-closed types. The see-through type is mainly used for Augmented Reality (AR), and the closed type is mainly used for virtual reality (Virtual Reality). It is used for Reality (VR).

헤드 마운티드 디스플레이는 단안 렌즈를 구비할 수 있으나, 양안 모두에 영상을 제공하는 양안 렌즈를 구비할 수도 있다. 특히, 양안 모두에 영상을 제공하는 양안 HMD에서, 착용자마다 동공 사이의 거리는 다르므로 동공 간의 거리를 쉽게 조정하여 착용자에게 맞추어야 초점이 잘 맞고 선명한 영상을 경험할 수 있다.A head mounted display may have a monocular lens, but may also have a binocular lens that provides images to both eyes. In particular, in a binocular HMD that provides images to both eyes, the distance between the pupils is different for each wearer, so the distance between the pupils must be easily adjusted to suit the wearer to experience a well-focused and clear image.

그러나 증강현실 또는 가상현실용 HMD 제품 대부분은 동공 간 거리(Interpupillary Distance, IPD)가 고정되어 있거나, 동공 간 거리의 조정이 가능하더라도 양안이 동시에 조정되지 않고 한쪽씩 각각 조절되도록 설계되어 있다. 따라서 짐을 들고 있거나 조이스틱 등 제어 장치를 손에 쥐고 있는 경우에는 IPD를 조정하기가 쉽지 않다. 따라서 한 손으로도 IPD를 정밀하게 조정할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.However, most HMD products for augmented reality or virtual reality have a fixed interpupillary distance (IPD), or even if the interpupillary distance can be adjusted, they are designed so that both eyes are not adjusted simultaneously, but one side is adjusted separately. Therefore, it is not easy to adjust the IPD when carrying luggage or holding a control device such as a joystick in your hand. Therefore, there is a need to develop technology that can precisely adjust the IPD with one hand.

한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 공개특허 제10-2019-0093966호(발명의 명칭: HMD 장치 및 그 동작 방법, 공개일자: 2019년 08월 12일) 등이 개시된 바 있다.Meanwhile, as prior art related to the present invention, Publication Patent No. 10-2019-0093966 (title of the invention: HMD device and method of operating the same, publication date: August 12, 2019) has been disclosed.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 양안 디스플레이를 위한 한 쌍의 렌즈부를 포함하는 광학부 위에 랙과 피니언 방식으로 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 IPD 조정부를 설치하여, 한쪽 렌즈부를 한 손으로 움직이면 반대쪽 렌즈가 반대 방향으로 동시에 움직여, 착용자가 한 손만으로도 동공 간 거리를 쉽게 조정할 수 있는, 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was proposed to solve the above-mentioned problems of previously proposed methods, and the inter-pupil distance is adjusted by simultaneously moving a pair of lens units in a rack and pinion manner on an optical unit including a pair of lens units for binocular display. By installing an IPD adjustment unit that adjusts the IPD, when one lens part is moved with one hand, the opposite lens moves in the opposite direction at the same time, allowing the wearer to easily adjust the inter-pupillary distance with one hand. Both lenses move simultaneously in a rack and pinion manner to adjust the pupil. The purpose is to provide a head-worn display device that adjusts the distance between teeth.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치는,A head-worn display device in which both lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using a rack and pinion method according to the characteristics of the present invention to achieve the above object,

머리 착용형 디스플레이 장치로서,A head-worn display device, comprising:

사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임;an HMD frame that the user can wear on their head;

상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되어 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공하며, 양안 디스플레이를 위한 한 쌍의 렌즈부를 포함하는 광학부; 및An optical unit disposed in front of both eyes of the user wearing the HMD frame to provide augmented reality by combining real world light and image light, and including a pair of lens units for binocular display; and

상기 광학부 위에 설치되며, 랙과 피니언 방식으로 상기 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리(Interpupillary Distance, IPD)를 조정하는 IPD 조정부를 포함하며,It is installed on the optical unit and includes an IPD adjustment unit that adjusts the interpupillary distance (IPD) by simultaneously moving the pair of lens units in a rack and pinion manner,

상기 IPD 조정부는,The IPD adjustment unit,

상기 한 쌍의 렌즈부에 고정 연결된 한 쌍의 랙; 및a pair of racks fixedly connected to the pair of lens units; and

상기 한 쌍의 랙 사이에 위치하되, 상기 한 쌍의 랙이 교차하여 회전에 의해 상기 랙을 서로 반대 방향으로 이동시키는 피니언을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.It is located between the pair of racks, and is characterized in that it includes a pinion that moves the racks in opposite directions by rotation of the pair of racks crossing each other.

바람직하게는, 상기 한 쌍의 랙은,Preferably, the pair of racks:

제1 렌즈부 및 제2 렌즈부로 구성되는 상기 한 쌍의 렌즈부에 각각 고정 연결된 제1 랙 및 제2 랙으로 구성될 수 있다.It may be composed of a first rack and a second rack, each of which is fixedly connected to the pair of lens units consisting of a first lens unit and a second lens unit.

더욱 바람직하게는, 상기 한 쌍의 랙은,More preferably, the pair of racks includes:

상기 제1 랙 및 제2 랙의 일단에 길이 방향으로 긴 형태의 홀이 형성되고, 상기 홀 내부의 길이 방향의 일면에 상기 피니언과 맞물리는 톱니가 형성될 수 있다.A long hole may be formed at one end of the first rack and the second rack in the longitudinal direction, and teeth that engage the pinion may be formed on one surface of the hole in the longitudinal direction.

더더욱 바람직하게는, 상기 한 쌍의 랙은,Even more preferably, the pair of racks includes:

상기 제1 랙과 제2 랙의 홀을 통해 상기 피니언이 삽입되고, 상기 제1 랙과 제2 랙의 상기 홀 내부에 형성된 톱니가 대향하여 상기 피니언에 맞물리도록 서로 교차할 수 있다.The pinion may be inserted through the holes of the first rack and the second rack, and teeth formed inside the holes of the first rack and the second rack may face each other and cross each other to engage the pinion.

바람직하게는,Preferably,

영상 정보가 사용자에게 제공될 수 있도록, 상기 한 쌍의 렌즈부의 위에 결합해 상기 렌즈부를 통해 사용자의 눈 방향으로 전달되는 영상 광을 출력하는 한 쌍의 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.In order for image information to be provided to the user, a pair of display units may be further included on top of the pair of lens units to output image light transmitted through the lens units toward the user's eyes.

바람직하게는, 상기 IPD 조정부는,Preferably, the IPD adjustment unit,

상기 피니언에 연결되어 상기 피니언의 회전을 조정하는 조정 다이얼을 더 포함할 수 있다.It may further include an adjustment dial connected to the pinion to adjust the rotation of the pinion.

바람직하게는,Preferably,

사용자의 IPD 조정 신호에 따라 상기 피니언의 회전을 제어해, 핸즈프리 상태에서 상기 동공 간 거리를 조정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.It may further include a control unit that controls the rotation of the pinion according to the user's IPD adjustment signal and adjusts the inter-pupillary distance in a hands-free state.

본 발명에서 제안하고 있는 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치에 따르면, 양안 디스플레이를 위한 한 쌍의 렌즈부를 포함하는 광학부 위에 랙과 피니언 방식으로 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 IPD 조정부를 설치하여, 한쪽 렌즈부를 한 손으로 움직이면 반대쪽 렌즈가 반대 방향으로 동시에 움직여, 착용자가 한 손만으로도 동공 간 거리를 쉽게 조정할 수 있다.According to the head-worn display device proposed in the present invention in which binocular lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack and pinion method, a rack and pinion method is provided on the optical unit including a pair of lens units for binocular display. An IPD adjustment unit is installed that adjusts the inter-pupillary distance by simultaneously moving a pair of lens units. When one lens unit is moved with one hand, the opposite lens moves simultaneously in the opposite direction, allowing the wearer to easily adjust the inter-pupillary distance with just one hand.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치의 정면 모습을 예를 들어 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치를 착용한 모습을 예를 들어 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치의 분해 사시도를 예를 들어 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치에서, 랙의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치에서, IPD 조정부의 분해도를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치에서, IPD를 길게 조정하는 모습을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 랙과 피니언 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치에서, IPD를 짧게 조정하는 모습을 도시한 도면.FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using a rack and pinion method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram illustrating, as an example, a front view of a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using a rack and pinion method according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram illustrating an example of wearing a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using a rack and pinion method according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupil distance using a rack and pinion method according to an embodiment of the present invention, as an example.
FIG. 5 is a diagram illustrating the detailed configuration of a rack in a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupil distance using a rack and pinion method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded view of an IPD adjustment unit in a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using a rack and pinion method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating long adjustment of the IPD in a head-worn display device in which the inter-pupillary distance is adjusted by simultaneously moving both lenses using a rack and pinion method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating short adjustment of the IPD in a head-worn display device in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using a rack and pinion method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, preferred embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, when describing preferred embodiments of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the same symbols are used throughout the drawings for parts that perform similar functions and actions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Additionally, throughout the specification, when a part is said to be 'connected' to another part, this is not only the case when it is 'directly connected', but also when it is 'indirectly connected' with another element in between. Includes. Additionally, ‘including’ a certain component does not mean excluding other components, but rather including other components, unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)는, HMD 프레임(100), 광학부(300), 및 IPD 조정부(400)를 포함하여 구성될 수 있으며, 디스플레이부(200), 제어부(500), 센서부(600), 통신부(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Figure 1 is a diagram illustrating the configuration of a head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention is an HMD frame. It may be configured to include (100), an optical unit (300), and an IPD adjustment unit (400), and may further include a display unit (200), a control unit (500), a sensor unit (600), and a communication unit (700). It can be.

HMD 프레임(100)은, 사용자가 머리에 착용할 수 있는 프레임 구성이다. 이러한 HMD 프레임(100)은, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 빛이 들어올 수 있는 프레임 구조를 갖는 헬멧(helmet) 형태, 고글(goggles) 형태, 안경 형태 등으로 구성될 수 있다.The HMD frame 100 is a frame configuration that a user can wear on his or her head. This HMD frame 100 may be configured in the form of a helmet, goggles, or glasses having a frame structure that allows light to enter when worn on the user's head.

디스플레이부(200)는, 영상 정보가 사용자에게 제공될 수 있도록 영상 광을 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 디스플레이부(200)는, 영상 정보가 사용자에게 제공될 수 있도록, 이하에서 상세히 설명할 광학부(300)를 구성하는 한 쌍의 렌즈부의 위에 결합해, 렌즈부를 통해 사용자의 눈 방향으로 전달되는 영상 광을 출력하며, 양안 디스플레이를 위해 한 쌍의 디스플레이부(200)로 구성될 수 있다. 디스플레이부(200)는 OLED 등 다양하게 구성될 수 있다.The display unit 200 may output image light so that image information can be provided to the user. More specifically, the display unit 200 is coupled on a pair of lens units constituting the optical unit 300, which will be described in detail below, so that image information can be provided to the user, and directs the user's eyes through the lens units. It outputs image light transmitted to and may be composed of a pair of display units 200 for binocular display. The display unit 200 may be configured in various ways, such as OLED.

광학부(300)는, HMD 프레임(100)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되어 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공하며, 양안 디스플레이를 위한 한 쌍의 렌즈부를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 광학부(300)는, HMD 프레임(100)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)의 광의 적어도 일부를 투과시키고, 디스플레이부(200)에서 출력되는 영상 광을 사용자의 눈 방향으로 전달하여 증강현실을 제공할 수 있다. 즉, 광학부(300)는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용한 사용자가 증강현실을 경험할 수 있도록 구성될 수 있다.The optical unit 300 is disposed in front of both eyes of the user wearing the HMD frame 100, provides augmented reality by combining real world light and image light, and may include a pair of lens units for binocular display. You can. More specifically, the optical unit 300 is disposed in front of both eyes of the user wearing the HMD frame 100, transmits at least a portion of the light of the real world through the user's field of view, and displays the display unit ( Augmented reality can be provided by transmitting the image light output from 200) toward the user's eyes. That is, the optical unit 300 may be configured so that a user wearing the head-worn display device 10 can experience augmented reality.

또한, 광학부(300)는 복수의 렌즈와 미러 등으로 구성되며 다양한 방식으로 구현될 수 있는데, 예를 들어 광학 회절 방식, 빔 스플리터 방식, 핀 미러 방식 등으로 구현될 수 있다.Additionally, the optical unit 300 is composed of a plurality of lenses and mirrors and can be implemented in various ways, for example, an optical diffraction method, a beam splitter method, a pin mirror method, etc.

IPD 조정부(400)는, 광학부(300) 위에 설치되며, 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리(Interpupillary Distance, IPD)를 조정할 수 있다.The IPD adjustment unit 400 is installed on the optical unit 300, and can adjust the interpupillary distance (IPD) by simultaneously moving a pair of lens units using a rack 410 and pinion 420 method.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 정면 모습을 예를 들어 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)를 착용한 모습을 예를 들어 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 분해 사시도를 예를 들어 도시한 도면이다.Figure 2 shows, as an example, a front view of a head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. It is a drawing, and FIG. 3 is an example of wearing a head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. 4 is an exploded view of the head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. This drawing shows a perspective view as an example.

즉, IPD 조정부(400)는, 양안 디스플레이를 위한 제1 렌즈부(310) 및 제2 렌즈부(320)로 구성되는 한 쌍의 렌즈부 위에 설치되어, 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정할 수 있다. 따라서 한쪽 렌즈부를 한 손으로 움직이면 반대쪽 렌즈가 반대 방향으로 동시에 움직여, 착용자가 한 손만으로도 동공 간 거리를 쉽게 조정할 수 있다.That is, the IPD adjustment unit 400 is installed on a pair of lens units consisting of a first lens unit 310 and a second lens unit 320 for binocular display, and operates in a rack 410 and pinion 420 manner. You can adjust the inter-pupillary distance by moving a pair of lens units simultaneously. Therefore, when one lens part is moved with one hand, the opposite lens moves simultaneously in the opposite direction, allowing the wearer to easily adjust the inter-pupillary distance with just one hand.

이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여, IPD 조정부(400)의 세부적인 구성 및 동작에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the detailed configuration and operation of the IPD adjustment unit 400 will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.

IPD 조정부(400)는, 한 쌍의 렌즈부에 고정 연결된 한 쌍의 랙(410); 및 한 쌍의 랙(410) 사이에 위치하되, 한 쌍의 랙(410)이 교차하여 회전에 의해 랙(410)을 서로 반대 방향으로 이동시키는 피니언(420)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 한 쌍의 랙(410)은, 제1 렌즈부(310) 및 제2 렌즈부(320)로 구성되는 한 쌍의 렌즈부에 각각 고정 연결된 제1 랙(410a) 및 제2 랙(410b)으로 구성될 수 있다.The IPD adjustment unit 400 includes a pair of racks 410 fixedly connected to a pair of lens units; And a pinion 420 located between a pair of racks 410, which moves the racks 410 in opposite directions by rotating the pair of racks 410 across each other. At this time, the pair of racks 410 are a first rack 410a and a second rack 410b respectively fixedly connected to a pair of lens units composed of the first lens unit 310 and the second lens unit 320. ) can be composed of.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 랙(410)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 랙(410)은, 랙(410)의 일단에 길이 방향으로 긴 형태의 홀(411)이 형성되고, 홀(411) 내부의 길이 방향의 일면에 피니언(420)과 맞물리는 톱니(412)가 형성될 수 있다.Figure 5 shows details of the rack 410 in the head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. This is a drawing showing the configuration. As shown in FIG. 5, the rack 410 of the head-worn display device 10 adjusts the inter-pupillary distance by simultaneously moving both eye lenses using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. ), a long hole 411 is formed in the longitudinal direction at one end of the rack 410, and teeth 412 that engage the pinion 420 may be formed on one surface in the longitudinal direction inside the hole 411. there is.

여기서, 랙(410)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 홀(411)이 형성되지 않은 몸체 부분이 나사 등으로 렌즈부의 위에 고정 결합되며, 홀(411) 부분이 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 제1 렌즈부(310)와 제2 렌즈부(320) 사이 즉, 착용자의 코 위쪽 부위에 위치할 수 있다. 또한, 홀(411)의 크기는, 피니언(420)이 삽입되어 결합할 수 있도록 피니언(420)의 지름에 대응되는 폭과, 동공 간 거리 조정에 따라 랙(410)이 움직이는 범위의 길이를 가질 수 있으며, 동공 간 거리 조정 범위에 따라 홀(411)의 길이 방향의 크기를 결정할 수 있다. 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)의 형태는 기본적으로 같을 수 있으며, 홀(411)이나 톱니(412)가 형성된 위치나 방향 등은 필요에 따라 서로 상이할 수 있다.Here, as shown in FIGS. 2 to 4, the rack 410 has a body part in which the hole 411 is not formed is fixedly coupled to the lens unit with a screw or the like, and the hole 411 part is a head-worn display device. It may be located between the first lens unit 310 and the second lens unit 320 of (10), that is, in the area above the wearer's nose. In addition, the size of the hole 411 has a width corresponding to the diameter of the pinion 420 so that the pinion 420 can be inserted and coupled, and a length within the range in which the rack 410 moves according to the inter-pupil distance adjustment. In addition, the size of the hole 411 in the longitudinal direction can be determined according to the inter-pupil distance adjustment range. The shapes of the first rack 410a and the second rack 410b may be basically the same, and the positions or directions in which the holes 411 or the teeth 412 are formed may be different as needed.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, IPD 조정부(400)의 분해도를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, 한 쌍의 랙(410)은, 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)의 홀(411)을 통해 피니언(420)이 삽입되고, 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)의 홀(411) 내부에 형성된 톱니(412)가 대향하여 피니언(420)에 맞물리도록 서로 교차할 수 있다. 즉, 결합 상태에서 제1 랙(410a)의 톱니(412)와 제2 랙(410b)의 톱니(412)가 마주 보도록 하여, 피니언(420)의 반대 방향에 각각 맞물리도록 구성함으로써, 피니언(420)의 회전 시 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)이 서로 다른 방향으로 이동하도록 할 수 있다.Figure 6 is an exploded view of the IPD adjustment unit 400 in the head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupil distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. This is a drawing showing. As shown in FIG. 6, in the head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention, a pair In the rack 410, the pinion 420 is inserted through the hole 411 of the first rack 410a and the second rack 410b, and the pinion 420 is inserted into the hole 411 of the first rack 410a and the second rack 410b. (411) The teeth 412 formed inside may cross each other so as to face each other and engage the pinion 420. That is, in the coupled state, the teeth 412 of the first rack 410a and the teeth 412 of the second rack 410b are configured to face each other and engage in opposite directions of the pinion 420, so that the pinion 420 ) When rotating, the first rack 410a and the second rack 410b can be moved in different directions.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, IPD를 길게 조정하는 모습을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에서, IPD를 짧게 조정하는 모습을 도시한 도면이다.Figure 7 shows the IPD being adjusted for a long time in the head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. It is a diagram, and FIG. 8 shows the IPD in the head-worn display device 10 in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance using the rack 410 and pinion 420 method according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing a short adjustment.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 랙(410a) 또는 제1 랙(410a)에 고정 결합된 제1 렌즈부(310)를 바깥쪽(피니언(420) 반대쪽, 착용자의 귀 쪽)으로 이동시키면, 피니언(420)이 반시계방향으로 회전하면서 제2 랙(410b)을 바깥쪽으로 이동시키게 된다. 따라서 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)이 모두 피니언(420)에서 먼 방향으로 움직여, 동공 간 거리가 멀어지게 된다.For example, as shown in FIG. 7, the first rack 410a or the first lens unit 310 fixedly coupled to the first rack 410a is placed on the outside (opposite the pinion 420, toward the wearer's ear). ), the pinion 420 rotates counterclockwise and moves the second rack 410b outward. Accordingly, both the first rack 410a and the second rack 410b move in a direction away from the pinion 420, thereby increasing the distance between the pupils.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 랙(410a) 또는 제1 랙(410a)에 고정 결합된 제1 렌즈부(310)를 안쪽(피니언(420) 쪽, 착용자의 코 쪽)으로 이동시키면, 피니언(420)이 시계 방향으로 회전하면서 제2 랙(410b)도 안쪽으로 이동시키게 된다. 따라서 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)이 모두 피니언(420)에 가깝게 움직여, 동공 간 거리가 가까워지게 된다.In addition, as shown in FIG. 8, the first rack 410a or the first lens unit 310 fixedly coupled to the first rack 410a is moved inward (towards the pinion 420, towards the wearer's nose). When this is done, the pinion 420 rotates clockwise and the second rack 410b is also moved inward. Accordingly, both the first rack 410a and the second rack 410b move closer to the pinion 420, and the distance between the pupils becomes closer.

여기서, 제1 랙(410a)을 조작하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 제2 랙(410b)을 조작하면 제1 랙(410a)이 동시에 움직이는 방식으로 구현될 수도 있다.Here, it has been described as an example of manipulating the first rack 410a, but it can also be implemented in such a way that when the second rack 410b is manipulated, the first rack 410a moves simultaneously.

한편, IPD 조정부(400)는, 피니언(420)에 연결되어 피니언(420)의 회전을 조정하는 조정 다이얼(430)을 더 포함할 수 있다. 즉, 조정 다이얼(430)은, 착용자가 피니언(420)을 직접 회전시킬 수 있도록 구성된 것으로, HMD 프레임(100)의 외면으로 드러나 조작이 가능할 수 있다. 따라서 착용자는 제1 렌즈부(310)나 제2 렌즈부(320)를 움직이는 것 외에, 조정 다이얼(430)을 조작해 동공 간 거리를 조정할 수도 있다. 이때, 한 손으로 간단히 조정 다이얼(430)을 돌리면, 제1 렌즈부(310)와 제2 렌즈부(320)가 반대 방향으로 동시에 움직여 IPD가 조정되므로, 한 손만으로도 동공 간 거리를 쉽게 조정할 수 있다.Meanwhile, the IPD adjustment unit 400 may further include an adjustment dial 430 that is connected to the pinion 420 and adjusts the rotation of the pinion 420. That is, the adjustment dial 430 is configured to allow the wearer to directly rotate the pinion 420, and may be exposed on the outer surface of the HMD frame 100 and can be manipulated. Therefore, in addition to moving the first lens unit 310 or the second lens unit 320, the wearer can also adjust the inter-pupillary distance by manipulating the adjustment dial 430. At this time, if you simply turn the adjustment dial 430 with one hand, the first lens unit 310 and the second lens unit 320 move in opposite directions simultaneously to adjust the IPD, so the inter-pupillary distance can be easily adjusted with just one hand. there is.

제어부(500)는, 사용자의 IPD 조정 신호에 따라 피니언(420)의 회전을 제어해, 핸즈프리 상태에서 동공 간 거리를 조정할 수 있다. 즉, 피니언(420)에 모터를 연결하고, 제어부(500)가 사용자의 IPD 조정 신호에 따라 모터를 제어해 피니언(420)을 회전시킬 수 있다. 이와 같은 제어부(500)의 제어를 통해, 착용자는 렌즈부나 IPD 조정부(400) 등을 직접 조작하지 않고, IPD 조정 신호를 입력하는 것으로 동공 간 거리를 조정할 수 있다. 여기서, 사용자가 IPD 조정 신호를 입력하는 방법으로, 제스처, 음성 명령어 등을 사용할 수 있다.The control unit 500 can control the rotation of the pinion 420 according to the user's IPD adjustment signal to adjust the inter-pupillary distance in a hands-free state. That is, a motor can be connected to the pinion 420, and the control unit 500 can control the motor according to the user's IPD adjustment signal to rotate the pinion 420. Through control of the control unit 500, the wearer can adjust the inter-pupillary distance by inputting an IPD adjustment signal without directly manipulating the lens unit or the IPD adjustment unit 400. Here, the user can use gestures, voice commands, etc. as a method of inputting the IPD adjustment signal.

센서부(600)는, 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 동공 추적 센서, 홍채 인식 센서 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 제어부(500)는 센서부(600)에서 수집된 착용자의 동공 위치에 따라 피니언(420)에 연결된 모터를 제어해, 손을 사용하지 않는 핸즈프리 상태에서 동공 간 거리를 자동으로 조정할 수 있다.The sensor unit 600 may include at least one sensor, and more specifically, may include a pupil tracking sensor, an iris recognition sensor, etc. Depending on the embodiment, the control unit 500 controls the motor connected to the pinion 420 according to the position of the wearer's pupil collected by the sensor unit 600 to automatically adjust the inter-pupil distance in a hands-free state. You can.

한편, 실시예에 따라서, 제어부(500)는 사용자의 IPD 조정 신호에 따라 조정된 동공 간 거리 또는 수동으로 조정된 동공 간 거리를 사용자 인증 정보와 매칭해 저장하며, 사용자가 HMD 프레임(100)을 착용하고 사용자 인증을 하면, 사용자 인증 정보와 매칭된 동공 간 거리로 자동으로 조정할 수도 있다. 이때, 사용자 인증은 센서부(600)에 포함된 홍채 인식 센서 등을 사용할 수 있다.Meanwhile, depending on the embodiment, the control unit 500 stores the inter-pupil distance adjusted according to the user's IPD adjustment signal or the manually adjusted inter-pupil distance by matching it with user authentication information, and when the user uses the HMD frame 100. When worn and user authenticated, the inter-pupillary distance can be automatically adjusted to match the user authentication information. At this time, user authentication may use an iris recognition sensor included in the sensor unit 600.

통신부(700)는, HMD 프레임(100)의 일측에 설치되며, 다른 머리 착용형 디스플레이 장치(10)나 서버 등과 각종 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 통신부(700)가 사용하는 네트워크는, 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN) 또는 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN) 등과 같은 유선 네트워크나 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망, 블루투스(Bluetooth), Wibro(Wireless Broadband Internet), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), 3/4/5G(3/4/5th Generation Mobile Telecommunication) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크로 구현될 수 있다.The communication unit 700 is installed on one side of the HMD frame 100 and can transmit and receive various signals and data to another head-worn display device 10 or a server. Here, the network used by the communication unit 700 is a wired network or a mobile network such as a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a value added network (VAN). radio communication network), satellite communication network, Bluetooth, Wibro (Wireless Broadband Internet), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), LTE (Long Term Evolution), 3/4/5G (3/4/5th Generation Mobile Telecommunication) ) can be implemented in all types of wireless networks, such as

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10)에 따르면, 양안 디스플레이를 위한 한 쌍의 렌즈부를 포함하는 광학부(300) 위에 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 IPD 조정부(400)를 설치하여, 한쪽 렌즈부를 한 손으로 움직이면 반대쪽 렌즈가 반대 방향으로 동시에 움직여, 착용자가 한 손만으로도 동공 간 거리를 쉽게 조정할 수 있다.As described above, according to the head-worn display device 10 in which the binocular lenses move simultaneously using the rack 410 and pinion 420 method proposed in the present invention to adjust the inter-pupillary distance, a pair for binocular display is provided. An IPD adjustment unit 400 is installed on the optical unit 300 including the lens unit to adjust the inter-pupillary distance by simultaneously moving a pair of lens units using the rack 410 and pinion 420 method, so that one lens unit can be operated with one hand. When moved, the opposite lens moves simultaneously in the opposite direction, allowing the wearer to easily adjust the inter-pupillary distance with just one hand.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above can be modified or applied in various ways by those skilled in the art, and the scope of the technical idea according to the present invention should be determined by the claims below.

10: 본 발명의 특징에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치
100: HMD 프레임
200: 디스플레이부
300: 광학부
310: 제1 렌즈부
320: 제2 렌즈부
400: IPD 조정부
410: 랙
410a: 제1 랙
410b: 제2 랙
411: 홀
412: 톱니
420: 피니언
430: 조정 다이얼
500: 제어부
600: 센서부
700: 통신부10: Head-worn display device according to the features of the present invention
100: HMD frame
200: Display unit
300: Optics unit
310: first lens unit
320: second lens unit
400: IPD coordination unit
410: rack
410a: first rack
410b: second rack
411: Hall
412: sawtooth
420: pinion
430: Adjustment dial
500: Control unit
600: Sensor unit
700: Department of Communications

Claims (7)

머리 착용형 디스플레이 장치(10)로서,
사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임(100);
상기 HMD 프레임(100)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되어 실제 세계의 광과 영상 광의 결합에 의한 증강현실을 제공하며, 양안 디스플레이를 위한 한 쌍의 렌즈부를 포함하는 광학부(300);
영상 정보가 사용자에게 제공될 수 있도록, 상기 한 쌍의 렌즈부의 위에 결합해 상기 렌즈부를 통해 사용자의 눈 방향으로 전달되는 영상 광을 출력하는 한쌍의 디스플레이부(200);
상기 광학부(300) 위에 설치되며, 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 상기 한 쌍의 렌즈부를 동시에 움직여 동공 간 거리(Interpupillary Distance, IPD)를 조정하는 IPD 조정부(400);
사용자의 IPD 조정 신호에 따라 상기 피니언(420)의 회전을 제어해, 핸즈프
리 상태에서 상기 동공 간 거리를 조정하는 제어부(500); 및
동공 추적 센서 및 홍채 인식 센서를 포함하는 센서부(600)를 포함하며,
상기 IPD 조정부(400)는,
상기 한 쌍의 렌즈부에 고정 연결된 한 쌍의 랙(410); 및
상기 한 쌍의 랙(410) 사이에 위치하되, 상기 한 쌍의 랙(410)이 교차하여 회전에 의해 상기 랙(410)을 서로 반대 방향으로 이동시키는 피니언(420)을 포함하며,
상기 한 쌍의 랙(410)은,
제1 렌즈부(310) 및 제2 렌즈부(320)로 구성되는 상기 한 쌍의 렌즈부에 각각 고정 연결된 제1 랙(410a) 및 제2 랙(410b)으로 구성되고, 상기 제1 랙(410a) 및 제2 랙(410b)의 일단에 길이 방향으로 긴 형태의 홀(411)이 형성되며,
상기 홀(411)이 형성되지 않은 몸체 부분이 나사로 상기 한 쌍의 렌즈부의 위에 고정 결합되며, 상기 홀(411) 부분이 상기 머리 착용형 디스플레이 장치(10)의 상기 한 쌍의 렌즈부 사이의 착용자의 코 위쪽 부위에 위치하며,
상기 홀(411) 내부의 길이 방향의 일면에 상기 피니언(420)과 맞물리는 톱니(412)가 형성되며, 상기 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)의 홀(411)을 통해 상기 피니언(420)이 삽입되고, 상기 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)의 상기 홀(411) 내부에 형성된 톱니(412)가 대향하여 상기 피니언(420)에 맞물리도록 서로 교차하여, 상기 피니언(420)의 회전 시 상기 제1 랙(410a)과 제2 랙(410b)이 서로 다른 방향으로 이동하며,
상기 홀(411)의 크기는, 상기 피니언(420)이 삽입되어 결합할 수 있도록 상기 피니언(420)의 지름에 대응되는 폭과, 동공 간 거리 조정에 따라 상기 한 쌍의 랙(410)이 움직이는 범위의 길이를 가질 수 있으며, 동공 간 거리 조정 범위에 따라 상기 홀(411)의 길이 방향의 크기가 결정되며,
상기 IPD 조정부(400)는,
상기 피니언(420)에 연결되어 상기 피니언(420)의 회전을 조정하는 조정 다이얼(430)을 더 포함하며,
상기 제어부(500)는,
제스처 또는 음성 명령어로 된 상기 IPD 조정 신호에 따라, 상기 피니언(420)에 연결된 모터를 제어해 상기 피니언(420)을 회전시켜 동공 간 거리를 조정하되, 상기 센서부(600)의 동공 추적 센서에서 수집된 착용자의 동공 위치에 따라 상기 피니언(420)에 연결된 모터를 제어해, 손을 사용하지 않는 핸즈프리 상태에서 동공 간 거리를 자동으로 조정하며,
상기 제어부(500)는,
상기 사용자의 IPD 조정 신호에 따라 조정된 동공 간 거리 또는 수동으로 조정된 동공 간 거리를 사용자 인증 정보와 매칭해 저장하며, 사용자가 HMD 프레임(100)을 착용하고 상기 센서부(600)에 포함된 홍채 인식 센서를 통해 사용자 인증을 하면, 상기 피니언(420)에 연결된 모터를 제어해 사용자 인증 정보와 매칭된 동공 간 거리로 자동으로 조정하는 것을 특징으로 하는, 랙(410)과 피니언(420) 방식으로 양안 렌즈가 동시에 움직여 동공 간 거리를 조정하는 머리 착용형 디스플레이 장치(10).A head-worn display device (10), comprising:
An HMD frame 100 that a user can wear on his or her head;
An optical unit 300 disposed in front of both eyes of the user wearing the HMD frame 100 to provide augmented reality by combining real world light and image light, and including a pair of lens units for binocular display;
A pair of display units 200 coupled on top of the pair of lens units to output image light transmitted toward the user's eyes through the lens units so that image information can be provided to the user;
An IPD adjustment unit 400 installed on the optical unit 300 and adjusting the interpupillary distance (IPD) by simultaneously moving the pair of lens units using a rack 410 and pinion 420 method;
Controls the rotation of the pinion 420 according to the user's IPD adjustment signal,
A control unit 500 that adjusts the inter-pupillary distance in a remote state; and
It includes a sensor unit 600 including a pupil tracking sensor and an iris recognition sensor,
The IPD adjustment unit 400,
A pair of racks 410 fixedly connected to the pair of lens units; and
It is located between the pair of racks 410, and includes a pinion 420 that moves the racks 410 in opposite directions by rotating the pair of racks 410 across each other,
The pair of racks 410,
It is composed of a first rack 410a and a second rack 410b, each fixedly connected to the pair of lens units consisting of a first lens unit 310 and a second lens unit 320, and the first rack ( A long hole 411 is formed in the longitudinal direction at one end of the 410a) and the second rack 410b,
The body part where the hole 411 is not formed is fixedly coupled to the pair of lens units with a screw, and the hole 411 part is positioned between the pair of lens units of the head-worn display device 10. Located in the upper part of the nose,
Teeth 412 that engage the pinion 420 are formed on one surface in the longitudinal direction inside the hole 411, and the teeth 412 engage with the pinion 420 through the holes 411 of the first rack 410a and the second rack 410b. The pinion 420 is inserted, and the teeth 412 formed inside the holes 411 of the first rack 410a and the second rack 410b face each other and cross each other to engage the pinion 420, When the pinion 420 rotates, the first rack 410a and the second rack 410b move in different directions,
The size of the hole 411 is a width corresponding to the diameter of the pinion 420 so that the pinion 420 can be inserted and coupled, and the pair of racks 410 move according to the distance between pupil adjustments. It may have a length of range, and the size of the hole 411 in the longitudinal direction is determined depending on the inter-pupil distance adjustment range,
The IPD adjustment unit 400,
It further includes an adjustment dial 430 connected to the pinion 420 to adjust the rotation of the pinion 420,
The control unit 500,
According to the IPD adjustment signal in a gesture or voice command, the motor connected to the pinion 420 is controlled to rotate the pinion 420 to adjust the inter-pupil distance, and the pupil tracking sensor of the sensor unit 600 According to the collected pupil position of the wearer, the motor connected to the pinion 420 is controlled to automatically adjust the inter-pupillary distance in a hands-free state,
The control unit 500,
The inter-pupillary distance adjusted according to the user's IPD adjustment signal or the manually adjusted inter-pupillary distance is matched with user authentication information and stored, and when the user wears the HMD frame 100 and is included in the sensor unit 600. When a user is authenticated through an iris recognition sensor, a rack 410 and pinion 420 method is characterized in that the motor connected to the pinion 420 is controlled and automatically adjusted to the inter-pupil distance matched with the user authentication information. A head-worn display device (10) in which both eye lenses move simultaneously to adjust the inter-pupillary distance. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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