KR102827770B1 - 가상 현실 헤드셋 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자 안구 측에 착용 가능한 하우징; 상기 하우징 내에 형성되는 렌즈; 및 상기 렌즈의 일측에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 렌즈 및 상기 조리개는 상기 하우징 내에서 이동 가능한, 가상 현실 헤드셋에 관한 것이다.

Description

가상 현실 헤드셋{VIRTUAL REALITY HEADSET}
본 발명은 가상 현실 헤드셋에 관한 것이다.
가상 현실(virtual reality, VR) 헤드셋(headset)은 엔터테인먼트(entertainment) 용도들, 훈련 용도들, 및 상업 용도들을 위해 점차 대중화되고 있다. 사용자는 사용자의 머리에 상기 가상 현실 헤드셋을 착용한다. 사용자는 상기 가상 현실 헤드셋을 이용하여 실행되는 소프트웨어 어플리케이션(software application)을 통해 가상 현실을 경험한다. 상기 가상 현실 헤드셋은 상기 가상 현실 헤드셋의 디스플레이(display)에 상기 소프트웨어 어플리케이션에 대한 3차원 이미지들(images)을 투영한다.
사용자가 가상 현실 헤드셋을 착용하고 가상 현실을 경험할 때, 디스플레이를 보기 위해 렌즈의 광학중심점을 지나가는 시선이 맞지 않으면, 사용자는 어지러움 등을 느낄 수 있다. 사용자가 가상 현실 헤드셋을 착용한 상태에서 렌즈의 광학중심점과 눈의 시선을 일치시키기 어렵다. 즉, 가상 현실 헤드셋에 있어서, 가까운 거리에 있는 디스플레이의 화면을 보기 위한 시선과 렌즈의 광학중심점을 정확히 일치시킬 수 있는 수단이 없다.
이에, 본 발명의 발명자는 사용자가 가상 현실 컨텐츠의 디스플레이에 대한 초점을 용이하게 맞출 수 있는 가상 현실 헤드셋을 위하여 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 사용자가 가상 현실을 경험함에 있어 어지러움 등의 불편함을 해소하는 것이다.
본 발명의 목적은 사용자가 직접 IPD(Interpupillary distance)를 조절할 수 있는 가상 현실 헤드셋을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 실시예에 따라서, 사용자 안구 측에 착용 가능한 하우징; 상기 하우징 내에 형성되는 렌즈; 및 상기 렌즈의 일측에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 렌즈 및 상기 조리개는 상기 하우징 내에서 이동 가능한, 가상 현실 헤드셋이 제공된다.
상기 렌즈 및 상기 조리개가 이동하는 경우에, 상기 조리개의 개방 크기가 작아질 수 있다.
상기 렌즈 및 상기 조리개가 이동하는 경우, 상기 조리개는 최소의 크기로 개방되고, 상기 렌즈 및 상기 조리개가 이동하지 않는 경우, 상기 조리개는 최대의 크기로 개방될 수 있다.
상기 렌즈 및 상기 조리개는 상기 사용자 안구의 안축에 수직한 방향으로 이동 가능할 수 있다.
상기 렌즈 및 상기 조리개는, 상기 렌즈의 광축이 사용자 안구의 시축 상에 위치하도록 이동 가능할 수 있다.
상기 렌즈 및 상기 조리개를 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈 및 상기 조리개는, 각각의 중심이 서로 동일 축 상에 위치하도록 고정될 수 있다.
상기 렌즈 및 상기 조리개가 수용되는 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 하우징 내에서 이동 가능할 수 있다.
상기 렌즈 및 상기 조리개는, 제1 방향; 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이동 가능할 수 있다.
상기 렌즈 및 상기 조리개 각각은, 좌우로 배치되는 한 쌍으로 이루어지고, 좌측의 렌즈 및 조리개와, 우측의 렌즈 및 조리개는, 독립적으로 이동 가능할 수 있다.
사용자가 동공 간 거리에 대응하여 상기 렌즈 및 상기 조리개를 직접 이동시키도록, 상기 하우징에 결합되는 조작부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가상 현실 헤드셋은 사용자 맞춤형으로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 가상 현실 헤드셋에 따르면, 사용자는 어지러움증 없이 가상 현실을 경험할 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 하우징을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 내부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 조리개를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 렌즈와 조리개가 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 제1 구동부를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋에서 제1 구동부에 의해 렌즈와 조리개가 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 제2 구동부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 렌즈를 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서, "포함하다" 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.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 가상 현실 헤드셋의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 하우징을 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 내부를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 조리개를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 렌즈와 조리개가 이동하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 제1 구동부를 나타낸 도면이다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋에서 제1 구동부에 의해 렌즈와 조리개가 이동하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 제2 구동부를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋의 렌즈를 나타낸 도면이다.
가상 현실 헤드셋은 사용자에게 가상 현실 컨텐츠를 제공하는 헤드 마운트 디스플레이(HMD)이다. 가상 현실 컨텐츠의 예시는 이미지, 비디오, 오디오 또는 이들의 일부 조합을 포함한다. 가상 현실 헤드셋은 가상 현실 입력 인터페이스, 컨트롤러 등과 함께 가상 현실 시스템을 구성할 수 있다. 사용자는 가상 현실 헤드셋을 착용하여 가상 현실 컨텐츠를 제공받고, 컨트롤러를 이용하여 가상 현실 입력 인터페이스를 조작할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋에 의하면, 사용자의 안구와 렌즈가 서로 대응되도록 정렬될 수 있다. 여기서, '대응되도록 정렬'은 다음 중 적어도 하나의 의미를 가질 수 있다. i)렌즈의 광학중심점과 안구의 시축을 공축광학계로 설정됨, ii)렌즈와 안구가 동일한 중심축(광축)을 가짐, iii)렌즈의 광축과 안구의 안축이 동일 축 상에 위치함. 이러한 정렬 과정을 거쳐, 사용자에 대한 IPD(Interpupillary distance, 동공 간 거리)(또는 PD)가 맞춤형으로 조절되고, 사용자는 초점이 정확한 상태에서 가상 현실 컨텐츠를 이용할 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋은, 하우징(100), 렌즈(200), 조리개(300)를 포함하고, 구동부(510, 520)를 더 포함할 수 있고, 케이스(400)를 더 포함할 수 있다.
하우징(100)은 사용자 안구(11, 12) 측에 착용 가능한 구성이다. 도 1(a)를 참조하면, 하우징(100)은 본체(110), 착용부(120)를 포함할 수 있다. 또한, 하우징(100)은 오디오 정보를 제공하는 별개 수단(예를 들어, 스피커, 헤드폰)을 더 포함할 수 있다.
본체(110)에는 디스플레이(D)가 내장되어 있거나 디스플레이(D)(예를 들어, 스마트폰)가 별도로 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 디스플레이(D)에서는 가상 현실 컨텐츠(예를 들어, 가상 현실 영상(V))가 제공될 수 있다.
도 2를 참조하면, 사용자의 양안(11, 12)으로 서로 다른 가상 현실 영상(V)이 전달된다. 가상 현실 영상(V)은 동일한 화면을 각도만 달리한 두 개의 영상을 포함할 수 있다. 두 개의 영상은 각각 사용자의 우안(11)과 좌안(12)으로 입사되고 사용자는 두 개의 영상을 통해 하나의 입체적인 화면을 인식할 수 있다.
본체(110)는 박스 형태로 구현되고, 내부에 공간이 마련될 수 있다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 본체(110)에서 사용자 안면에 닿는 부분에는 완충부재(111)가 마련될 수 있다.
착용부(120)는 본체(110)가 고정되도록 사용자 머리에 결합되는 구성이다. 착용부(120)는 스트랩을 포함할 수 있다. 스트랩은 사용자 머리의 둘레를 따라 연장될 수 있고, 및/또는 사용자 머리의 정수리를 커버할 수 있다. 스트랩은 탄성부재, 길이조절수단 등을 포함하고, 사용자 머리 크기에 대해 길이 조절이 가능할 수 있다.
렌즈(200)는 하우징(100) 내에 형성될 수 있다. 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 렌즈(200)는 하우징(100) 본체(110)의 내부 공간에 설치될 수 있다. 렌즈(200)는 일면이 사용자 안구(11, 12)와 마주보도록 형성될 수 있다. 렌즈(200)는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 렌즈(200)는 디스플레이(D)와 평행하게 배치될 수 있다.
렌즈(200)는 원형의 단면을 가질 수 있다. 즉, 사용자가 바라보는 렌즈(200)는 원형일 수 있다.
도 9를 참조하면, 렌즈(200)는 도 9(a)와 같은 볼록렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈(200)는 도 9(b)와 같은 프레넬(Fresnel)렌즈(200')를 포함할 수 있다. 프레넬렌즈(200')는 더 짧은 초점거리를 구현할 수 있다. 따라서, 프레넬렌즈(200')에 의하면 동일한 초점거리 대비 볼록렌즈보다 더 얇은 두께로 구현될 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 렌즈(200)는 볼록렌즈, 프레넬렌즈(200')로 한정되는 것은 아니고, 광을 초점으로 수렴시킬 수 있는 형태라면 모두 적용될 수 있다.
조리개(300)는 하우징(100) 내에 형성될 수 있다. 조리개(300)는 렌즈(200)의 일측에 설치될 수 있다. 조리개(300)는 렌즈(200)의 일면에 접촉되거나 이격되게 설치될 수 있다. 조리개(300)와 렌즈(200)는 평행하게 형성될 수 있다. 렌즈(200)와 조리개(300)는 서로 고정 결합될 수 있다. 하우징(100) 내에서 조리개(300)-렌즈(200)-안구(11, 12) 순으로 배치될 수 있다. 또는 하우징(100) 내에서 렌즈(200)-조리개(300)-안구(11, 12) 순으로 배치될 수 있다.
조리개(300)와 렌즈(200)는 중심축(광축)이 서로 일치할 수 있다. 조리개(300)와 렌즈(200)는 미리 서로 대응되도록 정렬되어 있을 수 있다. 조리개(300)와 렌즈(200)는 각각의 중심(광심)이 서로 동일 축 상에 위치하도록 정렬되어 있을 수 있다. 또한, 조리개(300)와 렌즈(200)는 광축이 서로 일치한 상태로 서로 고정될 수 있다.
조리개(300)는 다양한 직경으로 개방될 수 있다. 조리개(300)는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 최소 직경으로 개방(310 참조)될 수 있다. 조리개(300)는 도 3(b)에 도시된 바와 같이 최대 직경으로 개방(320 참조)될 수 있다. 조리개(300)는 전자적, 기계적으로 직경이 제어될 수 있다. 조리개(300)는 복수의 커버(C)를 포함하고, 복수의 커버(C)가 내외측으로 회전이동하면서 조리개(300) 개방 직경이 달라질 수 있다.
조리개(300)에는 조리개(300)의 개방 크기를 조절하는 액추에이터(actuator)가 구비될 수 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 액추에이터는 복수의 커버(C)를 내외측으로 이동시키는 회전부(330)를 포함할 수 있다. 도 3(a)를 참조하면, 회전부(330)의 일방향으로의 회전에 따라 복수의 커버(C)는 내측으로 이동하여 조리개(300)의 개방을 축소시킬 수 있다. 도 3(b)를 참조하면, 회전부(330)의 반대방향으로의 회전에 따라 복수의 커버(C)는 외측으로 이동하여 조리개(300)의 개방을 확대시킬 수 있다.
도 3(c) 및 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 액추에이터는 기어(330a, 330b)를 포함할 수 있다. 기어는 베벨 기어를 포함할 수 있으나, 제한되지 않는다. 도 3(c)를 참조하면, 조리개(300)는 서로 맞물리는 제1 기어(330a)와 2 기어(330b)를 포함할 수 있다. 복수의 커버(C)는 링크(F)를 개재하여 제2 기어(330b)와 연결될 수 있다. 도 3(d)를 참조하면, 제1 기어(330a)가 회전함에 따라, 제2 기어(330b)도 회전 운동을 할 수 있다. 이에 따라, 링크(F)가 내외측으로 이동하고, 커버(C)는 개폐될 수 있다. 도 3(a)는 조리개(300)가 최소의 크기로 개방된 상태를 도시한다.
액추에이터는 유압실린더 등을 포함할 수 있다. 이 밖에도 조리개(300)의 액추에이터는 다양하게 구현될 수 있으며, 조리개(300)의 액추에이터가 본 발명을 제한하지 않는다. 조리개(300)의 개방 크기에 따라 렌즈(200)로 입사될 수 있는 광의 양이 달라질 수 있다. 조리개(300)가 최소 직경으로 개방되면, 광이 최소한으로 들어올 수 있으며, 조리개(300) 최대 직경으로 개방되면, 광이 최대한으로 들어올 수 있다. 다만, 조리개(300)의 개방 크기가 달라지더라도 조리개(300)의 중심은 동일하다.
조리개(300)의 개방 크기에 따라 사용자가 볼 수 있는 영상의 범위도 달라질 수 있다. 조리개(300)가 작은 크기로 개방되면, 사용자는 영상의 아주 작은 부분에 대해서만 볼 수 있다. 다만, 조리개(300)의 개방 크기가 달라지더라도 조리개(300)의 중심은 동일하다.
도 2를 참조하면, 디스플레이(D)에 가상 현실 컨텐츠(예를 들어, 가상 현실 영상(V))가 표시되면, 광(P)은 조리개(300)의 개방 영역(320 참조)를 통과하고, 렌즈(200)를 투과하여 안구(11, 12)로 입사될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 안구(11, 12)와 렌즈(200)가 동일한 중심축(광축)을 가지도록 정렬되면 영상이 안구(11, 12)의 망막에 정확히 결상될 수 있다.
그러나, 사용자가 가상 현실 컨텐츠를 이용함에 있어, 안구(11, 12)와 렌즈(200)의 중심축(광축)이 서로 일치하지 않는 경우, 렌즈(200)에 의한 광의 불필요한 프리즘 현상 때문에 사용자가 어지러움 등의 불편함을 느낄 수 있다. 특히, 사용자에 따라 양안(11, 12) 간격이나, 안구(11, 12) 높이가 모두 다르기 때문에, 사용자 맞춤으로 조절되지 않으면 불편함이 발생할 수 있다.
안구(11, 12)와 렌즈(200)가 동일한 중심축(광축)을 가지지 않는 경우에는, 렌즈(200)와 조리개(300)가 이동할 수 있고, 결과적으로 렌즈(200)와 안구(11, 12)의 중심축(광축)을 일치시킬 수 있다. 즉, 렌즈(200)와 조리개(300)는 렌즈(200)의 광축이 사용자 안구의 시축 상에 위치하도록 이동될 수 있다. 이에 따라, 사용자의 불편함이 해소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 렌즈(200) 및 조리개(300)는 하우징(100) 내에서 이동 가능할 수 있다. 특히, 사용자는 가상 현실 헤드셋을 착용한 상태에서 직접 안구(11, 12)와 렌즈(200)를 정렬시킬 수 있으며, 정렬을 위해 조리개(300)도 렌즈(200)와 함께 이동될 수 있다.
안구(11, 12)에 대한 렌즈(200) 정렬을 위해, 렌즈(200)와 조리개(300)는 사용자 안구(11, 12)의 안축(A)과 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 본 발명에서 안축(A)은 각막의 중앙(전극)과 공막 후면의 중앙(후극)을 잇는 가상의 축을 의미한다.
렌즈(200)와 조리개(300)는 사용자 안구(11, 12)의 시축(미도시)과 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 시축은 시선이 지나가는 길로서, 안구에서 동공의 중심과 중심와를 잇는 가상의 축을 의미한다.
렌즈(200) 및 조리개(300)는 안축(A) 또는 시축과 수직한 적어도 일방향으로 이동할 수 있다. 렌즈(200) 및 조리개(300)는 좌우방향(도 1(a)를 기준으로 x축) 및/또는 상하방향(도 1(a)를 기준으로 z축)으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 렌즈(200)와 조리개(300)는 도 4와 같이 좌우방향으로 이동할 수 있다. 즉, 렌즈(200)와 조리개(300)는 양안을 연결하는 방향과 평행하게 이동할 수 있다. 사용자마다 미간, 동공 간 거리(IPD 또는 PD)가 다를 수 있으므로, 사용자에 맞추어 렌즈(200)와 조리개(300)를 좌우방향으로 이동시킬 필요가 있을 수 있다.
한편, 렌즈(200) 및 조리개(300)는 시축과 수직한 적어도 일방향으로 이동할 수 있다.
도 4를 참조하면, 안구(11, 12)에 대한 렌즈(200) 정렬을 위해, 렌즈(200)와 조리개(300)가 이동하는 경우, 조리개(300)의 개방 크기는 작아질 수 있다. 조리개(300)가 작게 개방됨에 따라, 사용자는 적게 입사되는 광을 통해 조리개(300)의 중심을 인식할 수 있다. 조리개(300)와 렌즈(200)가 미리 정렬된 상태에서 함께 이동한다면, 조리개(300)의 중심이 곧 렌즈(200)의 중심이므로, 사용자는 입사되는 광의 위치를 이용하여 렌즈(200)와 안구(11, 12)(동공)의 중심을 직접 맞출 수 있다.
렌즈(200)와 조리개(300)가 이동할 때 조리개(300)가 최소 직경으로 개방될 수 있다. 이에 따르면, 사용자는 최소 직경의 조리개(300)로 들어오는 광을 통해 렌즈(200)의 위치를 인식할 수 있다.
한편, 사용자가 가상 현실 컨텐츠를 이용하는 경우에 조리개(300)는 최대 직경으로 개방될 수 있다. 즉, 렌즈(200)와 조리개(300)가 이동할 때에만 조리개(300)의 개방 크기가 작아지고, 사용자가 가상 현실 컨텐츠를 이용하여야 할 때에는 조리개(300)가 더 크게 개방될 수 있다. 조리개(300)가 더 크게 개방되더라도 렌즈(200), 조리개(300), 안구(11, 12)(동공)의 중심은 계속 정렬된 상태이므로, 사용자는 IPD가 조절되고, 초점이 정확하게 결상된 상태로 가상 현실 컨텐츠를 이용할 수 있다.
렌즈(200)와 조리개(300)가 이동할 때 조리개(300)가 최소의 크기로 개방되되, 렌즈(200)와 조리개(300)가 이동하지 않을 때는 조리개(300)가 최대의 크기로 개방될 수 있다.
렌즈(200)와 조리개(300) 각각은 사용자 양안(11, 12)에 대응되게 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 즉, 좌안(12)에도 렌즈(200)와 조리개(300)가 대응되고, 우안(11)에도 렌즈(200)와 조리개(300)가 대응될 수 있다. 좌측의 렌즈(200) 및 조리개(300)와, 우측의 렌즈(200) 및 조리개(300)는 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 좌측의 렌즈(200) 및 조리개(300)와, 우측의 렌즈(200) 및 조리개(300)는 서로 같은 방향 또는 다른 방향으로 이동할 수 있다.
구동부(510, 520)는 렌즈(200) 및 조리개(300)를 이동시킬 수 있다. 구동부(510, 520)는 렌즈(200) 및 조리개(300)를 사용자 안구(11, 12)의 안축(A) 또는 시축과 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다. 구동부(510, 520)는 상기 렌즈(200) 및 상기 조리개(300)를 상술한 안축(A) 또는 시축과 수직한 적어도 일방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(510, 520)는 렌즈(200) 및 조리개(300)를 좌우방향 및/또는 상하방향으로 이동될 수 있다.
구동부(510, 520)는 렌즈(200) 및 조리개(300)를 사용자 안구(11, 12)의 안축(A) 또는 시축과 동일축 상에 위치시킬 수 있다. 즉, 구동부(510, 520)는 렌즈(200) 및 조리개(300)의 광축이 사용자 안구(11, 12)의 안축(A) 또는 시축과 동일하도록, 렌즈(200) 및 조리개(300)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 구동부(510, 520)에 의해, 안구(11, 12), 렌즈(200), 조리개(300)가 일렬로 정렬되고, 동일한 축을 가질 수 있다.
구동부(510, 520)는 렌즈(200)와 조리개(300)를 각각 이동시킬 수 있다. 이 경우, 렌즈(200)와 조리개(300)는 동일하게 이동할 수 있다. 구동부(510, 520)는 렌즈(200)와 조리개(300)를 한꺼번에 이동시킬 수 있다.
구동부(510, 520)는 다양한 기어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 구동부(510, 520)는 랙 기어를 포함할 수 있다. 렌즈(200) 및 조리개(300) 중 적어도 일부에 랙(G1)이 결합되고, 랙(G1)에 피니언(G2)이 결합되어, 피니언(G2)이 회전함에 따라 렌즈(200) 및 조리개(300)가 랙(G1)을 따라 일방향으로 수평이동할 수 있다. 다만, 구동부(510, 520)는 랙 기어를 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 그 외 베벨 기어 등의 수직 기어를 포함할 수도 있으며, 본 발명에서 구동부(510, 520)의 종류가 제한되는 것은 아니다.
구동부(510, 520)는 좌측의 렌즈(200) 및 조리개(300)와, 우측의 렌즈(200) 및 조리개(300)를 독립적으로 이동시킬 수 있다. 이를 위해, 구동부(510, 520)는 좌우에 각각 형성될 수 있다.
도 6은 예시적으로 안구(11, 12)와 렌즈(200)가 정렬되지 않은 상태를 도시한다. 좌측의 렌즈(200)와 우측의 렌즈(200)가 모두 안구(11, 12)와 정렬되지 않았다. 좌우의 정렬되지 않은 정도는 서로 다를 수 있다.
도 7은 도 6의 상태에서 안구(11, 12)와 렌즈(200)를 정렬시키는 상태를 도시한다. 좌우 각각의 구동부(510, 520)는 좌우 각각의 렌즈(200) 및 조리개(300)를 필요한 방향으로 독립적으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 좌안(12)은 우측으로, 우안(11)은 좌측으로 이동할 수 있다. 이 때, 도 7에 도시되지는 않았으나, 조리개(300)의 개방 크기는 작아질 수 있다. 예를 들어, 조리개(300)는 최소한으로 개방될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 가상 현실 헤드셋을 착용하였을 때, 도 6의 상태에 있을 수 있다. 사용자는 초점이 맞지 않는 불편함을 호소할 수 있다. 사용자는 불편함을 해소하기 위해 직접 도 7과 같이 렌즈(200)를 안구(11, 12)에 대응되게 정렬할 수 있다. 좌측 렌즈(200)와 우측 렌즈(200)를 각각 조절할 수 있다. 조리개(300)가 작게 개방된 상태에서 렌즈(200)와 조리개(300)가 이동할 수 있고, 사용자는 조리개(300)로 입사되는 광의 위치를 통해 렌즈(200)의 중심을 인식하고, 스스로 본인의 동공 중심과 렌즈(200) 중심을 일치시킬 수 있다. 렌즈(200)와 조리개(300)의 이동이 중단되면 조리개(300)는 다시 크게 개방되어 원상태로 복귀되며, 사용자는 가상 현실 컨텐츠를 편하게 이용할 수 있다.
렌즈(200)와 조리개(300)는 케이스(400)에 수용될 수 있다. 렌즈(200)와 조리개(300)는 케이스(400) 내에서 서로 고정될 수 있다. 이에 따라, 렌즈(200)와 조리개(300)는 함께 거동할 수 있다. 구동부(510, 520)는 케이스(400)를 이동시킬 수 있다.
케이스(400)는 하우징(100) 내에 이동 가능하게 형성될 수 있다. 케이스(400)의 적어도 일면은 광이 투과하도록 투명하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 케이스(400)의 디스플레이(D)를 바라보는 면과, 안구(11, 12)를 바라보는 면은 투명하게 형성될 수 있다. 또한, 나머지 면은 검은색으로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면(도 8에 조리개(300)는 외곽선만 도시됨), 렌즈(200)와 조리개(300)는 상하방향으로 이동할 수 있다. 즉, 렌즈(200)와 조리개(300)는 사용자 머리와 턱을 연결하는 방향과 평행하게 이동할 수 있다. 예를 들어, 사용자마다 안구(11, 12)의 높이가 다를 수 있고, 사용자 양안의 높이 또는 OH(Optical Height)가 다를 수 있는 바, 사용자에 맞추어 렌즈(200)와 조리개(300)를 상햐방향으로 이동시킬 필요가 있을 수 있다.
구동부(510, 520)는 렌즈(200) 및 조리개(300)를 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부(510)와, 제2 방향으로 이동시키는 제2 구동부(520)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 렌즈(200) 및 조리개(300)는 제1 방향으로도 이동할 수 있고, 제2 방향으로도 이동할 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직할 수 있다. 제1 방향은 좌우방향, 제2 방향은 상하방향일 수 있다.
제1 구동부(510)와 제2 구동부(520)는 각각 케이스(400)에 결합될 수 있다. 제1 구동부(510)와 제2 구동부(520)는 케이스(400)의 외부면에 결합될 수 있으나, 제한되지 않는다.
제1 구동부(510)와 제2 구동부(520)는 각각 기어를 포함할 수 있다. 제1 구동부(510)와 제2 구동부(520)는 랙 기어를 포함할 수 있다. 제1 구동부(510)와 제2 구동부(520)는 베벨 기어를 포함할 수 있다. 본 발명에서 구동부(510, 520)의 종류가 제한되는 것은 아니다.
사용자는 제1 구동부(510)와 제2 구동부(520) 중 적어도 하나를 제어함으로써, 렌즈(200)를 안구(11, 12)에 정렬시킬 수 있다. 렌즈(200)와 조리개(300)가 양안에 각각 형성되므로, 제1 구동부(510)도 한 쌍으로, 제2 구동부(520)도 한 쌍으로 형성될 수 있는데, 4개의 구동부(510, 520)가 독립적으로 동작될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋은 조작부를 더 포함할 수 있다. 조작부는 구동부(510, 520)를 동작시킬 수 있다. 즉, 사용자가 조작부를 조작하면 구동부(510, 520)가 동작할 수 있다. 조작부는 하우징(100)에 결합될 수 있다. 조작부는 하우징(100)에 버튼, 레버 등의 형태로 구현될 수 있다. 조작부는 하우징(100)에 결합되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 컨트롤러에 결합될 수 있다. 사용자는 하우징(100) 및/또는 컨트롤러의 조작부를 조작하여, 렌즈(200)를 정렬시키도록 구동부(510, 520)를 동작시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋은 재2의 조작부를 더 포함할 수 있다. 제2의 조작부는 조리개(300)의 액추에이터를 동작시킬 수 있다. 즉, 사용자가 제2의 조작부를 조작하면 액추에이터가 동작할 수 있다. 이에 따라, 조리개(300)의 개방 크기가 조절될 수 있다. 제2의 조작부는 하우징(100)에 결합될 수 있다. 제2의 조작부는 하우징(100)에 버튼, 레버 등의 형태로 구현될 수 있다. 제2의 조작부는 하우징(100)에 결합되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 컨트롤러 등에 결합될 수 있다. 사용자는 하우징(100) 및/또는 컨트롤러의 제2의 조작부를 조작하여, 렌즈(200) 정렬 시 조리개를 축소시키고, 렌즈(200)의 정렬을 용이하게 할 수 있다.
이하, 렌즈(200)의 구동부(510, 520)를 작동시키는 조작부를 제1의 조작부라 구분하여 설명한다. 사용자는 가상 현실 컨텐츠를 이용하기 전, 가상 현실 헤드셋을 사용자 맞춤으로 설정함에 있어서, 제2의 조작부를 조작하여 조리개(300)의 개방을 원하는만큼(또는 최소한으로) 축소시킨 후 제1의 조작부를 조작하여 렌즈(200)를 이동시킬 수 있다. 여기서, 제1의 조작부와 제2의 조작부는 별도로 구비될 수 있다.
다만, 렌즈(200)의 제1의 조작부와 조리개(300)의 제2의 조작부가 물리적으로 분리되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 제1의 조작부와 제2 조작부는 일체로 형성될 수 있다. 즉, 사용자는 하나의 조작부만을 조작하여 렌즈(200)와 조리개(300)를 동시에 조절할 수 있다.
한편, 조작부의 조작에 따라 구동부(510, 520)가 동작하는 경우, 조리개(300)의 개방 크기는 자동으로 작아지도록 연동될 수 있다. 이러한 연동은 기계적으로 이루어지거나, 전자적으로 이루어질 수 있다.
기계적인 방식의 경우, 조작부(제1의 조작부), 렌즈(200) 이동에 대한 구동부(510, 520), 조리개(300)의 액추에이터가 서로 연결될 수 있다. 여기서, 사용자가 조작부를 조작하면 구동부(510, 520)가 작동하여 렌즈(200)가 이동함과 동시에 액추에이터가 조리개(300)를 축소시킬 수 있다.
예를 들어, 조작부에 의해 구동부(510, 520)의 적어도 일부가 회전하고, 상기 회전은 액추에이터의 적어도 일부를 회전시킬 수 있다. 결과적으로 액추에이터의 회전이 조리개(300)를 축소시킬 수 있다.
예를 들어, 조리개(300)의 커버(C)를 구동하는 액추에이터가 유압 실린더를 포함하고, 조작부가 가압됨에 유압 실린더가 작동(유체가 이동)하고, 조리개(300)의 커버(C)가 내측으로 이동하여 개구가 축소될 수 있다.
전자적인 방식의 경우, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 헤드셋은 조작부와 조리개(300)를 연동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 렌즈(200)의 위치 정보는 사용자마다 저장될 수 있다. 따라서, 사용자가 자기의 렌즈(200) 위치 정보를 저장하면 다음 번에는 다시 설정하지 않고 저장된 렌즈(200) 위치 정보를 불러와 사용할 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
11, 12: 안구
100: 하우징
110: 본체
120: 착용부
200: 렌즈
300: 조리개
400: 케이스
510: 제1 구동부
520: 제2 구동부

Claims (11)

  1. 사용자 안구 측에 착용 가능한 하우징;
    상기 하우징 내에 형성되는 렌즈; 및
    상기 렌즈의 일측에 배치되는 조리개를 포함하고,
    상기 렌즈 및 상기 조리개는 상기 하우징 내에서 이동 가능하고,
    상기 렌즈 및 상기 조리개는,
    좌우방향인 제1 방향; 및 상기 제1 방향과 수직이며 상하방향인 제2 방향으로 이동 가능하고,
    상기 렌즈 및 상기 조리개를 상기 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부와 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 구동부를 더 포함하고,
    상기 렌즈 및 상기 조리개 각각은, 좌우로 배치되는 한 쌍으로 이루어지고,
    좌측의 렌즈 및 조리개와, 우측의 렌즈 및 조리개는, 독립적으로 이동 가능한,
    가상 현실 헤드셋.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 조리개가 이동하는 경우에, 상기 조리개의 개방 크기가 작아지는,
    가상 현실 헤드셋.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 조리개가 이동하는 경우, 상기 조리개는 최소의 크기로 개방되고,
    상기 렌즈 및 상기 조리개가 이동하지 않는 경우, 상기 조리개는 최대의 크기로 개방되는,
    가상 현실 헤드셋.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 조리개는 상기 사용자 안구의 안축에 수직한 방향으로 이동 가능한,
    가상 현실 헤드셋.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 조리개는, 상기 렌즈의 광축이 사용자 안구의 시축 상에 위치하도록 이동 가능한,
    가상 현실 헤드셋.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 조리개를 이동시키는 구동부를 더 포함하는,
    가상 현실 헤드셋.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 조리개는, 각각의 중심이 서로 동일 축 상에 위치하도록 고정되는,
    가상 현실 헤드셋.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 조리개가 수용되는 케이스를 더 포함하고,
    상기 케이스는 상기 하우징 내에서 이동 가능한,
    가상 현실 헤드셋.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    사용자가 동공 간 거리에 대응하여 상기 렌즈 및 상기 조리개를 직접 이동시키도록, 상기 하우징에 결합되는 조작부를 더 포함하는,
    가상 현실 헤드셋.
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