KR20090066042A - Head mounted display terminal having a light shutter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 정보 단말기(Information Terminal)에 관한 것으로, 특히 광 셔터(light shutter)를 구비한 두부 탑재형 표시(HMD, Head Mounted Display) 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to an information terminal, and more particularly to a head mounted display (HMD) terminal having a light shutter.
통상적으로 휴대용 정보 단말기라는 것은 휴대폰 뿐 아니라 PDA(Personal Data Assistant)와 스마트 폰(Smart Phone)과 같은 이동통신 단말기를 모두 포함하는 것이다. 이러한 휴대용 정보 단말기는 그 휴대성이 중요한 장점이 된다. In general, a portable information terminal includes not only a mobile phone but also a mobile communication terminal such as a PDA (Personal Data Assistant) and a smart phone. Such a portable information terminal is an important advantage of its portability.
따라서 이러한 휴대용 정보 단말기의 휴대성을 증대시키기 위해 수많은 방법들이 등장하고 있다. 이러한 휴대용 정보 단말기의 휴대성을 증대시키기 위한 방법 중의 하나로써 현재 주목받고 있는 것은 바로 HMD(Head Mounted Display)를 이용하는 방법이다. HMD라는 것은 일반적으로 가상현실(Virtual Reality) 또는 증강현실(Augmented Reality) 시스템에서 사용자의 눈앞에 영상을 펼쳐보이게 하는 영상 장치를 말하는 것으로, 보안경 또는 헬멧의 형태를 가지고 있다. Therefore, a number of methods have emerged to increase the portability of such portable information terminals. As one of the methods for increasing the portability of such a portable information terminal, which is currently drawing attention is a method using a head mounted display (HMD). HMD generally refers to an image device that displays an image in front of a user in a virtual reality or augmented reality system, and has a form of a safety glasses or a helmet.
이러한 HMD를 이용하게 되면, 사용자는 단지 모니터와 같은 2차원적인 화면 과 키보드 또는 마우스등과 같은 평면적인 입력 장치를 통해 컴퓨터를 제어하는 것이 아니라, 입체적으로 구성되어 있는 가상현실 화면에서 원하는 메뉴를 직접 손으로 가리키거나 잡는 등의 움직임을 통해 컴퓨터를 제어할 수 있도록 한다. With this HMD, the user does not just control the computer through a two-dimensional screen such as a monitor and a flat input device such as a keyboard or a mouse, but directly selects a desired menu from a three-dimensional virtual reality screen. Control your computer by pointing or grabbing it with your hands.
이를 위해 두부 탑재형 표시 단말기(이하, "HMD 단말기"로 축약함)는 영상을 디스플레이하는 초경량의 마이크로 디스플레이가 장착된 글라스 형태의 표시부와, 사용자의 움직임을 감지할 수 있는 입력 장치, 그리고 이러한 입력 장치의 신호를 감지하여 사용자의 움직임을 키로 인식할 수 있도록 하는 센서 등으로 구성될 수 있다. To this end, the head mounted display terminal (hereinafter, abbreviated as "HMD terminal") includes a glass-type display unit equipped with an ultra-light micro display for displaying an image, an input device capable of detecting a user's movement, and such an input. It may be configured as a sensor for detecting a signal of the device to recognize the user's movement as a key.
두부 탑재형 표시 장치(HMD)는 사람의 눈앞을 완전히 가린 채로 화면을 보여주게 하여, 첫째 외부 환경에 대한 인식을 할 수 없어서 안전에 대한 우려가 있고, 둘째 타인이 보기에 밀폐된 장치를 눈앞에 걸쳐 바보같이 보이는 미관상의 문제가 있었다. 이를 보완하고 또한 휴대성을 강화하기 위해 고글(goggle) 형태이며, 가볍고 얇은 디스플레이가 가능한 시스루 타입(see-through type)의 HMD 단말기가 개발되고 있다. 이러한 시스루 타입의 HMD 단말기는 그 고글의 렌즈가 투명하므로 전원이 꺼진 상태에서는 외부가 그대로 보여 마치 선글라스를 착용한 것처럼 보이며, 또한 전원을 켜서 화상 신호(예컨대, 영화나 TV 화면)를 표시하면, 눈앞은 소정 크기의 화상 신호가 표시되고, 화상 신호가 표시되지 않는 그 주변은 투명한 렌즈이므로 주위시야를 확보 할 수 있어 안전상의 문제가 완화된다. The head mounted display device (HMD) allows the user to show the screen completely hidden in front of a person's eyes, so that they cannot recognize the external environment first, which is a safety concern. There was an aesthetic problem that looked silly on. To compensate for this and to enhance portability, a see-through type HMD terminal having a goggle shape and a light and thin display is being developed. The see-through type HMD terminal has a transparent goggle lens, so when the power is turned off, the outside is visible as if wearing sunglasses, and when the power is turned on to display an image signal (eg, a movie or TV screen), Since an image signal of a predetermined size is displayed, and the periphery of which the image signal is not displayed is a transparent lens, the peripheral field of view can be secured and safety problems are alleviated.
그러나 시스루 타입의 HMD 단말기는 주위 시야가 확보되는 만큼, 외부 광에 의해 화상이 흐려 보이게 되므로, 정상적인 화상을 보려면 표시 장치로 입사되는 빛을 완전히 차단하거나, 표시 장치에 고휘도를 구현하여야만 한다. However, as the see-through type HMD terminal secures an ambient view, the image is blurred by external light. Therefore, in order to view a normal image, light that is incident on the display device must be completely blocked or high brightness must be implemented in the display device.
입사되는 빛을 완전히 차단하게 되면, 외부 환경에 대한 인식을 갖기 위해 폐쇄형이 아닌 시스루 타입을 선택하였으나, 화상을 제대로 보기위해 다시 외부 광으로부터 완전 차단해야하는 모순이 있다. 또한, 고휘도를 구현하는 경우, 휴대성이 강조된 HMD에서 전력 소모의 문제가 크고, 게다가 눈에 들어오는 빛의 세기가 커져 눈 건강상의 문제가 발생한다. When the incident light is completely blocked, the see-through type is selected to have a perception of the external environment, but there is a contradiction that it must be completely blocked again from the external light in order to properly see the image. In addition, in the case of implementing high brightness, the problem of power consumption is large in the HMD emphasized portability, and the intensity of light entering the eye is increased, thereby causing eye health problems.
따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안한 본 발명의 목적은 두부 탑재형 표시 단말기를 통해 화상을 보고자 할 때, 선택적으로 입사하는 빛의 양을 조절할 수 있는 두부 탑재형 표시 단말기를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention in view of the above-described conventional problems is to provide a head mounted display terminal that can selectively adjust the amount of incident light when viewing an image through the head mounted display terminal.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고글 형의 두부 탑재형 표시 단말기에 있어서, 상기 고글의 글라스에 일체되며, 화상 신호를 표시하는 표시부; 상기 표시부의 일면을 차단하도록 설치되며 전기적 상태에 따라 빛의 투과 양을 조절하는 광셔터부; 및 상기 표시부에 입사되는 빛의 양을 조절하도록 상기 광셔터부의 빛의 투과 양을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다. A goggle-type head mounted display terminal according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, comprising: a display unit integrated with a glass of the goggles and displaying an image signal; An optical shutter unit installed to block one surface of the display unit and controlling an amount of light transmission according to an electrical state; And a control unit controlling an amount of light transmitted through the optical shutter unit to adjust an amount of light incident on the display unit.
상기 두부 탑재형 표시 단말기는, 상기 광셔터부로 입사되는 빛의 양을 감지하는 광센서부를 더 포함하여 구성된다. 광센서부가 더 포함된 경우, 상기 제어부는 상기 광센서부가 감지한 빛의 양에 따라 상기 표시부에 입사되는 빛의 양을 조절하도록 상기 광셔터부의 빛의 투과 양을 제어할 수 있다.The head mounted display terminal further includes an optical sensor unit configured to detect an amount of light incident on the optical shutter unit. When the optical sensor unit is further included, the controller may control the amount of light transmitted through the optical shutter unit to adjust the amount of light incident on the display unit according to the amount of light detected by the optical sensor unit.
여기서, 상기 광셔터부는 상기 표시부를 가리도록 상기 표시부의 바깥 면에 접하여 설치되는 것을 특징으로 한다. Here, the optical shutter unit is installed in contact with the outer surface of the display unit to cover the display unit.
일 실시 예에 따른 상기 광셔터부는 상호 이격되어 대향하는 상부 및 하부 전극; 상기 상부 및 하부 전극 사이에 형성되며, 내부에 흑색 잉크 미립자 및 투명 유체를 봉인한 다수개의 마이크로캡슐; 및 상기 각 마이크로캡슐을 구분하도록 하부 전극 상에 형성되는 내부 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 광셔터부는 상기 상부, 하부 및 내부 전극을 양극 또는 음극으로 대전시켜 전기적 인력 또는 반발력에 의해 상기 흑색 잉크 미립자를 이동시킴으로써 빛의 투과량을 조절하는 것을 특징으로 한다. The optical shutter unit according to an embodiment, the upper and lower electrodes spaced apart from each other; A plurality of microcapsules formed between the upper and lower electrodes and sealing black ink particles and a transparent fluid therein; And an internal electrode formed on the lower electrode to distinguish each microcapsule. The optical shutter unit charges the upper, lower, and internal electrodes with an anode or a cathode to move the black ink fine particles by electric attraction or repulsion, thereby controlling the amount of light transmitted.
다른 실시 예에 따른 상기 광셔터부는 상호 이격되어 대향하는 상부 및 하부 전극; 및 상기 상부 및 하부 전극 사이에 형성되며, 내부에 원형의 판 및 상기 판에 정렬된 흑색 잉크 미립자를 봉인한 다수개의 마이크로캡슐;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 광셔터부는 상기 상부 및 하부 전극을 양극 또는 음극으로 대전시켜 전기적 인력 또는 반발력에 의해 상기 흑색 잉크 미립자를 이동시킴으로써 빛의 투과량을 조절하는 것을 특징으로 한다. The optical shutter unit according to another embodiment is spaced apart from each other to face the upper and lower electrodes; And a plurality of microcapsules formed between the upper and lower electrodes and sealing the black ink fine particles aligned on the plate and the circular plate therein. The optical shutter unit controls the amount of light transmitted by charging the upper and lower electrodes with an anode or a cathode to move the black ink fine particles by electric attraction or repulsion.
또 다른 실시 예에 따른 상기 광셔터부는 상호 이격되어 대향하는 상부 및 하부의 유리막; 상기 상부 및 하부의 유리막에 내접하여 형성된 ITO막; 상기 ITO막에 내접하여 형성된 산화실리콘막; 상기 산화실리콘막에 내접하여 형성된 폴리미드막; 및 상기 폴리미드막 사이에 형성되는 콜레스테릭 액정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 광셔터부는 상기 콜레스테릭 액정에 전압을 인가하여 상기 인가한 전압의 크기에 따라 빛의 투과량을 조절하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the optical shutter parts may include: upper and lower glass films spaced apart from each other; An ITO film formed in contact with the upper and lower glass films; A silicon oxide film formed internally in contact with the ITO film; A polyamide film inscribed in contact with the silicon oxide film; And it is characterized in that it comprises a cholesteric liquid crystal formed between the polyamide film. The optical shutter unit may apply a voltage to the cholesteric liquid crystal to adjust the amount of light transmitted according to the magnitude of the applied voltage.
본 발명에 따르면, 두부 탑재형 표시 단말기의 표시부의 전면을 가리도록 광셔터부를 부착하고, 광셔터부를 통해 표시부에 입사하는 빛의 투과량을 전기적으로 제어하고, 표시부의 외부 빛의 간섭 없이 안정적으로 화상 신호를 표시할 수 있다. 따라서, 두부 탑재형 표시 단말기의 사용을 늘릴 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, the optical shutter unit is attached to cover the entire surface of the display unit of the head mounted display terminal, and electrically controls the amount of light incident on the display unit through the optical shutter unit, and the image is stably maintained without interference of external light of the display unit. You can display the signal. Therefore, there is an advantage that the use of the head mounted display terminal can be increased.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.
또한 본 발명은 두부 탑재형 표시 장치(HMD)를 구비한 휴대 단말기에 관한 것으로서 모든 휴대 단말기에 적용될 수 있으나, 본 발명의 상세한 설명을 함에 있어서는 편의상 휴대 단말기를 이동통신 단말기를 예로 들어 설명하기로 한다. In addition, the present invention relates to a portable terminal having a head mounted display device (HMD), but may be applied to all portable terminals. For convenience of description, the mobile terminal will be described as an example of a mobile communication terminal for convenience. .
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 개략적인 구성을 보이고 있는 도면이다. 1 is a view showing a schematic configuration of a portable terminal according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기는, 무선 통신부(110), 오디오 처리부(120), 입력부(130), 메모리부(140), 표시부(150), 광셔터부(160), 광센서부(170) 및 제어부(180)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, a portable terminal according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
무선 통신부(110)는 안테나(ANT)를 통해 기지국과 RF(Radio Frequency) 신호를 송, 수신하는데, 수신되는 신호를 IF(Intermediate Frequency)신호로 변환하여 제어부로 출력하고, 제어부로부터 입력되는 IF신호를 RF신호로 변환하여 송신한다. The
오디오 처리부(120)는 마이크(MIC, mike) 및 스피커(SPK, speaker)를 구비하며, 또한, 오디오 처리부(120)는 코덱(CODEC)과 증폭부를 포함하여 구성된다. 코 덱(CODEC)은 마이크(MIC)로부터 입력되는 음성신호를 PCM(Pulse Code Modulation) 부호화(Encoding)하여 음성 데이터를 제어부(180)에 출력하고 제어부(180)로부터 입력되는 음성데이터를 PCM 복호화(Decoding)하여 증폭부를 통해 스피커(SPK)로 출력한다. 그리고 증폭부는 마이크(MIK)로부터 입력되는 음성신호나 스피커로 출력되는 음성신호를 증폭하는데, 스피커(SPK)의 음량과 마이크(MIC)의 이득을 제어부(180)의 제어에 따라 조절한다. The
입력부(130)는 입력을 위한 장치로, 통상적인 휴대 단말기의 키패드와는 달리 파워 온/오프 또는 가상 화면 온/오프와 같이 사용자가 HMD를 통한 가상 화면을 이용한 메뉴 선택으로 실행할 수 없는 몇 가지 키들만을 물리적으로 구비하고, 이외의 키는 사용자의 동작을 감지하여 입력할 수 있도록 한다.
메모리부(140)는 ROM(Read OnlyMemory), RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리(Flash Memory)로 구성되어 있으며, 휴대 단말기 구동에 필요한 OS, 도는 어플리케이션을 저장하고, 휴대 단말기 사용시 발생하는 사용자 데이터 등을 저장하는 역할을 수행한다. The
표시부(150)는 HMD(Head Mounted Display)를 구비하고 있으며, HMD에 마이크로 디스플레이를 구비하여 제어부(180)의 제어에 따라 입력되는 화상 신호를 사용자에게 입체적인 화면(가상 화면)으로 표시한다. 이러한 화면 신호를 공급하기 위해 표시부(150)는 광학 엔진(151)을 구비할 수 있다. The
광셔터부(160)는 제어부(180)의 제어에 따라 그 전원이 공급되는 온 상태 또는 전원이 공급되지 않는 오프 상태가 된다. 온 상태인 경우, 광셔터부(160)는 입 사하는 빛을 차단하여 표시부로 빛이 입사하지 못하도록 한다. 또한, 오프 상태인 경우, 광셔터부(160)는 빛을 투과시켜 표시부로 빛이 입사하도록 한다. 이러한 광셔터부(160)의 동작은 하기에서 좀 더 자세히 설명하기로 한다. The
광센서부(170)는 휴대 단말기의 표시부로 입사하는 외부의 빛을 감지하는 기능을 수행한다. 제어부(180)는 이러한 광센서부(170)를 통해 외부의 빛의 입사량을 감지하고, 이에 따라 광셔터부(160)를 제어한다. 즉, 제어부(180)는 빛의 입사량이 기 설정된 임계치 이상이면, 광셔터부(160)를 온 상태로 제어하고, 빛의 입사량이 임계치 미만이면 오프 상태로 제어한다. The
여기서 제어부(180)는 휴대 단말기의 각 부분을 제어한다. 또한, 제어부(180)는 무선 통신부(110)를 통해 수신한 화상 신호, 저장부에 기 저장된 화상 신호 등을 표시부(140)를 통해 표시하도록 한다. 여기서, 제어부(180)는 표시부(150)로 입사되는 빛의 투과 양을 조절하도록 광셔터부(160)를 제어한다. 이때, 제어부(180)는 입력부를 통해 사용자의 입력 신호를 감지하여, 광셔터부(160)를 제어하거나, 광센서부(170)를 통해 감지한 입사량에 따라 광셔터부(160)를 제어할 수 있다. Herein, the controller 180 controls each part of the portable terminal. In addition, the controller 180 displays the image signal received through the
제어부(180)는 이동통신단말기의 기능으로, 전화 통화나 데이터 통신, 무선 인터넷 접속을 위한 프로토콜에 따라 음성신호 및 데이터를 처리한다. 이를 위해, 제어부(180)는 베이스 밴드 처리부를 구비하며, 베이스밴드 처리부는 제어부(180)와 무선통신부(210)간의 인터페이스를 제공하는 BBA(Baseband Analog ASIC)로서, 제어부(180)로부터 인가되는 베이스밴드의 디지털 신호를 아날로그 IF신호로 변환 하여 무선통신부(110)에 인가하며, 무선통신부(110)로부터 인가되는 아날로그 IF신호를 베이스밴드의 디지털 신호로 변환하여 제어부(180)에 인가한다. The controller 180 is a function of a mobile communication terminal, and processes voice signals and data according to a protocol for a telephone call, data communication, and wireless Internet connection. To this end, the controller 180 is provided with a baseband processor, the baseband processor is a baseband analog ASIC (BBA) that provides an interface between the controller 180 and the wireless communication unit 210, the base applied from the controller 180 The digital signal of the band is converted into an analog IF signal and applied to the
또한 도시되진 않았으나, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기는 메모리 카드와 같은 외부 저장 매체를 삽입하여 데이터 저장을 가능토록 하는 저장매체 삽입부, 외부 디지털 기기와의 데이터 교환을 위한 연결 단자, 충전용 단자를 구비할 수 있다. 또한, 휴대 단말기는 디지털 방송을 수신하기 위한 방송 신호 수신 모듈, 디지털 음원 재생을 위한 MP3 모듈 등의 부가 기능을 갖는 유닛들을 선택적으로 더 포함하여 구성될 수 있다. In addition, although not shown, the portable terminal according to an embodiment of the present invention includes a storage medium inserting unit for inserting an external storage medium such as a memory card to store data, a connection terminal for exchanging data with an external digital device, and a charging unit. The terminal may be provided. In addition, the portable terminal may be configured to further include units having additional functions, such as a broadcast signal receiving module for receiving digital broadcast, an MP3 module for digital sound source reproduction.
디지털 기기의 컨버전스(convergence) 추세에 따라 휴대 기기의 변형이 매우 다양하여 모두 열거할 수는 없으나, 상기 언급된 유닛들과 동등한 수준의 유닛이 본 발명에 따른 휴대 단말기에 추가로 더 포함되어 구성될 수 있다는 것은 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. According to the convergence trend of digital devices, the variations of mobile devices are very diverse and cannot be enumerated. However, a unit equivalent to the above-mentioned units may be further included in the mobile terminal according to the present invention. It can be easily understood by those skilled in the art.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 HMD 단말기의 모습을 보이고 있는 도면이다. 2 is a view showing a state of the HMD terminal according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하여 살펴보면 본 발명의 실시 예는 고글(Goggle) 형태를 가지고 있음을 알 수 있다. 이를 도 1에서 보인 본 발명의 실시 예의 블록 구성도를 참조하여 보면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시부(150)는 도 2의 글라스(glass) 부분이 된다. 즉, 표시부(150)는 글라스 부분에 일체된다. 표시부(150)는 마이크로 디스플레이를 구비하여 화면을 표시한다. 이때, 화면의 표시는 사용자가 볼 수 있도록 안쪽으로 표시된다. Referring to Figure 2 it can be seen that the embodiment of the present invention has a goggle (Goggle) form. Referring to the block diagram of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the
또한, 도시한 바와 같이, 표시부(150)는 고글의 테 부분에 광학 엔진(151)을 장착하여 화상 신호를 만들고, 글라스 내에 얇은 광도파로로 화상 신호를 전달한다. 이때, 상기 화상 신호는 DOE(Diffractive optical element) 기술 및 홀로그램 기술 중 어느 하나를 이용함이 바람직하다. 화상 신호는 글라스에서 반사 또는 굴절되어 사용자에게 인식되도록 한다. 또한, 표시부(150)를 가리도록 표시부(150)의 바깥 면에 접하여 광셔터부(160)가 설치된다. 또한, 광센서부(170)는 글라스의 테 부분 어느 곳이라도 설치될 수 있으나, 광셔터부(160)로 입사하는 빛을 감지할 수 있는 위치에 설치됨이 바람직하다. In addition, as shown, the
그리고 도 1에서 보인 무선 통신부(110), 오디오처리부(120), 입력부(130), 메모리부(140), 광센서부(170)는 도 2에서 보인 본 발명의 실시 예에서 글라스의 테 부분에 위치한다. In addition, the
이때, 도 1에서 보인 무선 통신부(110), 오디오처리부(120), 입력부(130), 메모리부(140), 광센서부(170)는 도 2에서 보이고 있는 고글의 테 부분, 즉, 우측 테와 우측 걸이, 좌측 테, 그리고 좌측 걸이 부분에 각각 나뉘어 내장될 수 있다. 예를 들어 제어부(180)와 키입력부(130)가 우측 걸이 부분에 내장되고, 우측 테 부분에 무선 통신부(110)가 내장될 수도 있다. 또한 좌측 걸이 부분에 메모리부(140)가 내장되고, 좌측 테 부분에 광센서부(170)를 구비할 수도 있다. At this time, the
그러나 이러한 위치는 얼마든지 편의상 또는 다른 이유로 바뀔 수 있음이 물론이다. 또한 본 발명에서는 광센서부(170)가 하나뿐이나, 광셔터부로 입사하는 빛의 양을 감지하는 정확도를 높이기 위해 다수의 광센서부(170)를 구비할 수도 있음 은 물론이다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 구성이 도 2에서 보이고 있는 실시 예에 의해 한정되지 않음은 당연하다. However, of course, this position can be changed for convenience or other reasons. In addition, in the present invention, there is only one
상기한 광셔터부(160)는 제어부(180)의 제어에 따라 온(ON)되거나 오프(OFF)된다. 이러한 광셔터부(160)의 동작을 살펴보기로 한다. The
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 광셔터부(160)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 3a 및 도 3b는 도 2에서 보인 휴대 단말기의 A-A'의 단면을 도시한 것이다. 이때, 도 3a는 광셔터부(160)가 오프된 경우를 도시한 도면이며, 도 3b는 광셔터부(160)가 온 된 경우를 도시한 도면이다. 3A and 3B are diagrams for describing an operation of the
도 3a를 참조하면, 광셔터부(160)가 오프(off)되면, 빛은 광셔터부(160) 및 표시부(150)를 투과하여 사용자의 눈으로 입사한다. 이에 따라, 사용자는 표시부(150) 및 광셔터부(160) 외부의 풍경을 볼 수 있다. Referring to FIG. 3A, when the
도 3b를 참조하면, 광셔터부(160)가 온 되면, 빛은 광셔터부(160)를 투과하지 못한다. 이때, 표시부(150)에는 광학 엔진(151)으로부터 화상 신호가 입력되며, 사용자는 표시부(150)에 표시된 화상 신호를 볼 수 있다. Referring to FIG. 3B, when the
그러면, 상술한 바와 같은 기능을 실행하기 위한 광셔터부(160)에 대해서 살펴보기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 종이 방식의 광셔터부(160)의 일 예를 도시한 도면이다. Next, the
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광셔터부(160)는 상호 이격되어 대향하는 상부 및 하부 전극(401 및 403)과, 상부 및 하부 전극(401, 403) 사이에 형성되는 다수개의 마이크로캡슐(405) 및 각 마이크로캡슐(405)을 구분하도록 하부 전극(403) 상에 형성되는 내부 전극(407)을 포함하여 구성된다. 또한, 마이크로캡슐(405) 내부에 봉입된 흑색 잉크 미립자(409) 및 투명 유체(411)를 더 포함한다. As shown, the
여기서, 상부 및 하부 전극(401, 403)은 판형이며, 하부 전극(403)은 다수개로 구분될 수 있다. 또한, 하부 전극(403)은 각각 마이크로캡슐(405) 및 내부 전극(407)에 대응하여 위치하거나, 두 개가 하나의 마이크로캡슐(405)에 대응하여 위치할 수 있다. 또한, 상기 내부 전극(407)은 필요에 따라 선택적으로 형성하여 사용할 수 있다. Here, the upper and
상부, 하부 및 내부 전극(401, 403, 409)은 빛의 투과가 자유로운 투명 전극이며, 제어부(180)의 제어에 따라 양극(+) 또는 음극(-)으로 대전된다. 각 마이크로캡슐(405)은 하나의 화소를 나타내며, 각 마이크로캡슐(405) 내부에는 다수개의 흑색 잉크 미립자(409) 및 투명 유체(411)를 포함한다. 흑색 잉크 미립자(409)는 불투명하며 음전하(-)를 가진다. 또한, 투명 유체(411)는 빛의 투과가 자유로운 유체이다. 흑색 잉크 미립자(409) 및 투명 유체(411)는 비중이 거의 동일하여 그 위치가 정렬이 되면 안정적으로 정렬 상태를 유지한다. The upper, lower, and
따라서 음전하(-)를 가지는 흑색 잉크 미립자(409)는 상기 각 전극들(401, 403, 407)의 대전 상태에 따라 인력 또는 반발력에 의해 이동한다. Therefore, the black ink
그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 광셔터부(160)의 동작에 대해서 살펴보기로 한다. 도 5a 및 도 5b는 상기 도 4에서 설명한 광셔터부(160)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 하부 전극(403)은 다수개로 구분되며, 각각 마이크로캡 슐(405) 및 내부 전극(407)에 대응하여 위치하는 구조이다. Then, the operation of the
도 5a에 온 상태의 광셔터부(160)를 도시하였다. 도시한 바와 같이, 온 상태에서 하부 전극(403)은 양극(+)으로 대전되고, 상부 전극(401)은 음극(-)으로 대전된다. 그러면, 마이크로캡슐(405) 내부의 흑색 잉크 미립자(409)는 음극(-)을 가지므로, 흑색 잉크 미립자(409)는 하부 전극(403)의 전기적 인력에 의해 마이크로캡슐(405) 내에서 하부로 끌려온다. 이에 따라, 흑색 잉크 미립자(409)는 입사하는 빛의 투과를 막는다. An
도 5b에 오프 상태의 광셔터부(160)를 도시하였다. 도시한 바와 같이, 오프 상태에서 마이크로캡슐(405)에 대응하도록 배치되는 하부 전극(403)은 음극(-)으로 대전되고, 마이크로캡슐(405)의 양쪽에 배열되는 내부 전극(407)은 양극(+)으로 대전된다. 그러면, 흑색 잉크 미립자(409)와 하부 전극(403)간에는 반발력이 생기고, 내부 전극(407)과 흑색 잉크 미립자(409)간에는 인력이 생긴다. 5B shows the
흑색 잉크 미립자(409)는 인력 및 반발력에 의해 내부 전극(407)이 위치한 양쪽 방향으로 끌려가고, 이에 따라, 흑색 잉크 미립자(409)는 상부 전극(401)과 하부 전극 간에 빛이 자유롭게 투과되도록, 마이크로캡슐(405)의 종단을 개방한다. The black ink
다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광셔터부(160)의 동작을 살펴보기로 한다. 도 6a 및 도 6b는 상기 도 4에서 설명한 광셔터부(160)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 하부 전극(403)은 다수개로 구분되며, 하부 전극 두 개가 하나의 마이크로캡슐(405)에 대응하여 위치한다. Next, the operation of the
도 6a에 온 상태의 광셔터부(160)를 도시하였다. 도 5a에서 설명한 바와 같 이, 온 상태에서 하부 전극(403)은 양극(+)으로 대전되고, 상부 전극(401)은 음극(-)으로 대전된다. 그러면, 마이크로캡슐(405) 내부의 흑색 잉크 미립자(409)는 음극(-)을 가지므로, 흑색 잉크 미립자(409)는 하부 전극(403)의 전기적 인력에 의해 마이크로캡슐(405) 내에서 하부로 끌려온다. 이에 따라, 흑색 잉크 미립자(409)는 입사하는 빛의 투과를 막는다. 6A illustrates the
도 6b에 오프 상태의 광셔터부(160)를 도시하였다. 도시한 바와 같이, 오프 상태에서 하부 전극(403)은 두 세트씩 양극(+) 및 음극(-)으로 번갈아가며 대전된다. 내부 전극(407)은 가장 가까이에 위치한 하부 전극(403)과 같은 극성으로 대전된다. 6B illustrates the
그러면, 흑색 잉크 미립자(409)는 인력 및 반발력에 의해 양극(+)으로 대전된 내부 전극(407)이 위치한 양쪽 방향으로 끌려가고, 이에 따라, 흑색 잉크 미립자(409)는 상부 전극(401)과 하부 전극 간에 빛이 자유롭게 투과되도록, 마이크로캡슐(405)의 오른편 또는 왼편을 개방한다. 이는 도 5b를 참조로 하는 실시 예보다 좀 더 넓은 면을 개방하는 효과가 있다. Then, the black ink
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광셔터부(160)의 동작을 살펴보기로 한다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 광셔터부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 도 7a 및 도 7b에 보인 광셔터부(160)는 상기 도 4에서 설명한 광셔터부(160)에서 내부 전극(407)이 생략된 형태이며, 마이크로캡슐(405) 내부의 흑색 잉크 미립자(409)는 원형의 판(413)에 정렬된 형태이다. Next, the operation of the
도 7a에 온 상태의 광셔터부(160)를 도시하였다. 도시한 바와 같이, 온 상태 에서 상부 및 하부 전극(401, 403)은 음극(-)으로 대전된다. 그러면, 마이크로캡슐(405) 내부의 흑색 잉크 미립자(409)는 음극(-)을 가지므로, 반발력에 의해 횡으로 배열된다. 이에 따라, 흑색 잉크 미립자(409)는 입사하는 빛의 투과를 막는다. 7A illustrates the
도 7b에 오프 상태의 광셔터부(160)를 도시하였다. 도시한 바와 같이, 오프 상태에서 상부 및 하부 전극(401, 403)은 양극(+)으로 대전된다. 그러면, 마이크로캡슐(405) 내부의 흑색 잉크 미립자(409)는 음극(-)을 가지므로, 인력에 의해 종으로 배열된다. 이에 따라, 흑색 잉크 미립자(409)는 입사하는 빛의 투과를 자유롭게 한다. 7B shows the
상기한 실시 예 외로, 본 발명의 실시 예에 따른 광셔터부(160)는 콜레스테릭 액정을 사용하여 형성할 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 콜레테릭 액정을 이용한 광셔터부(160)를 설명하기 위한 도면이다. In addition to the above-described embodiment, the
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광셔터부(160)는, 상호 이격되어 대향하는 상부 및 하부의 유리막(801)과, 상기 상부 및 하부의 유리막(801)에 내접하여 형성된 ITO막(803)과, 상기 ITO막(803)에 내접하여 형성된 산화실리콘(SiO2)막(805)과, 상기 산화실리콘막(805)에 내접하여 형성된 폴리미드(Polymide)막(807)과 상기 폴리미드막(807) 사이에 형성되는 콜레스테릭 액정(809)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 8, the
콜레스테릭 액정은 전압에 따라 반사율이 변하며, 투명 또는 반투명 상태를 유지한다. 따라서 제어부(180)는 제어 신호(전압의 크기)를 통해 광셔터부(160)의 투명 또는 반투명 상태를 조절할 수 있다. The cholesteric liquid crystals have reflectance changes with voltage, and remain transparent or translucent. Accordingly, the controller 180 may adjust the transparent or translucent state of the
상기에서는 다양한 광셔터부(160)의 예들을 살펴보았다. 이러한 광셔터부(160)는 표시부(150)에 화상 신호가 표시되는 경우, 외부로부터 표시부(150)로 입사하는 빛의 투과량을 조절한다. 따라서, 표시부(150)는 외부의 빛의 간섭 없이 화상 신호를 표시할 수 있다. In the above, examples of various
또한, 광셔터부(160)는 사용자의 입력 신호에 따라 그 빛의 투과량이 조절될 수 있다. 또한, 광셔터부(160)의 투과량 조절은 광센서부(170)가 감지한 빛의 양에 따라 자동으로 조절될 수 있다. 즉, 제어부(180)는 광센서부(170)를 통해 입사하는 빛의 양을 감지하고, 그 빛의 양에 따라 광셔터부(160)를 제어하여 광셔터부(160)를 투과하는 빛의 양을 조절할 수 있다. In addition, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. As described above, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 개략적인 구성을 보이고 있는 도면. 1 is a view showing a schematic configuration of a portable terminal according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 HMD 단말기의 모습을 보이고 있는 도면. 2 is a view showing a state of the HMD terminal according to an embodiment of the present invention.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 광셔터부의 동작을 설명하기 위한 도면. 3a and 3b are views for explaining the operation of the optical shutter unit according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 종이 방식의 광셔터부의 일 예를 도시한 도면. 4 is a view illustrating an example of an optical paper shutter unit of an electronic paper type according to an embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 상기 도 4에서 설명한 광셔터부의 동작을 설명하기 위한 도면. 5A and 5B are views for explaining the operation of the optical shutter unit described with reference to FIG.
도 6a 및 도 6b는 상기 도 4에서 설명한 광셔터부의 동작을 설명하기 위한 도면. 6A and 6B are views for explaining the operation of the optical shutter unit described with reference to FIG.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 광셔터부의 동작을 설명하기 위한 도면. 7a and 7b are views for explaining the operation of the optical shutter unit according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 콜레테릭 액정을 이용한 광셔터부(160)를 설명하기 위한 도면. 8 is a view for explaining the
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