KR101258413B1 - 디스플레이 기기 및 장치 - Google Patents

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Abstract

눈에 가까이 있는 디스플레이에 관련된 기기 및 장치가 개시된다. 장치는 광학 엔진을 수용하도록 구성된 하우징 및, 하우징에 부착되고 광학 엔진으로부터 이미지를 나타내는 광을 받아들이도록 구성된 도광 플레이트를 구비하며, 도광 플레이트는 도광 플레이트로 광을 인커플링(incoupling)시키도록 적합화된 제 1 회절 격자 및, 도광 플레이트로부터 광을 아웃커플링(outcoupling)시키도록 적합화된 제 2 회절 격자를 구비하으로써 광은 장치를 착용하고 있는 사용자의 눈에 수광된다. 도광 플레이트는 도광 플레이트를 투명 플레이트에 광학적으로 커플링하도록 구성된 접촉 표면 부분을 가진다. 접촉 표면 부분은 투명 플레이트와 물리적으로 접촉되도록 적합화된다.

Description

디스플레이 기기 및 장치{Display apparatus and device}
본 발명은 전체적으로 전자 장치의 디스플레이에 관한 것이며, 특히, 그러나 배타적이지 않게, 눈에 가까이 있는 디스플레이에 관한 것이다.
종래에는 전자 장치들의 디스플레이가 전자 장치의 일부를 형성하거나 또는 케이블 또는 다른 유선 연결 또는 무선 연결을 통하여 전자 장치에 연결되었다. 그러한 디스플레이의 예는 이동 전화 및 데스크탑 컴퓨터 또는 데스크사이드 컴퓨터(dseskside computer)의 디스플레이들이다. 이들 디스플레이들은 디스플레이상에 도시된 정보상에 소형 또는 대형의 TV 와 같은 화상을 제공한다.
눈에 가까이 있는 디스플레이와 같은, 착용 가능한 디스플레이도 개발되었다. 눈에 가까이 있는 디스플레이는 예를 들어 TV 와 같은 사용자의 경험을 디스플레이된 장면 유형의 사용자 경험에서의 가상 존재(virtual presence)로 전환시키도록 이용될 수 있다.
통상적으로, 눈에 가까운 디스플레이는 콘트롤러에 대한 케이블 연결을 필요로 할 수 있는 부피가 크고 무거운 특별한 장치들이었다. 눈에 가까이 있는 디스플레이들은 눈에 가까이 있는 디스플레이상에 디스플레이된 정보를 제어하기 위하여 데이터 글로브(data glove)와 같은 보조 장치들도 필요로 할 수 있다. 이러한 보조 장치들은 공통의 콘트롤러에 대한 케이블 연결을 필요로 할 수도 있다. 눈에 가까운 디스플레이들은 주변의 실제 현실에 대한 사용자의 시야를 완전히 차단할 수도 있다. 만약 사용자가 눈에 가까이 있는 디스플레이상에 표시된 정보에 의해 만들어지는 가상 세계로부터 실제 세계로 그의 존재를 변환시키기를 희망한다면, 사용자는 그가 착용하고 있는 눈에 가까이 있는 디스플레이 장치를 제거할 필요가 있을 수 있다.
본 발명의 특정의 구현예들은 상기에 설명된 적어도 일부의 문제점을 해결하도록 하는 것이다. 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 광학적 엔진을 수용하도록 구성된 하우징; 및, 하우징에 부착되고 광학적 엔진으로부터의 이미지를 나타내는 광을 받아들이도록 구성된, 도광 플레이트(light guiding plate);를 포함하는 기기(apparatus)가 제공되며, 도광 플레이트는 광을 도광 플레이트로 인커플링(incoupling)시키도록 적합화된 제 1 회절 격자 및 광을 도광 플레이트로부터 아웃커플링(outcoupling)시키도록 적합화된 제 2 회절 격자를 구비함으로써, 광은 기기를 착용한 사용자의 눈에 의해 수광되고, 도광 플레이트는 도광 플레이트를 투명 플레이트로 광학적으로 커플링시키도록 구성된 접촉 표면 부분을 포함하고, 접촉 표면 부분은 투명 플레이트와 물리적으로 접촉되도록 적합화된다.
본 발명의 제 2 특징에 따르면, 사용자가 장치를 착용할 수 있게 하는 장착 부분; 장착 부분에 부착된 지지 플레이트로서, 지지 플레이트는 지지 플레이트의 가장자리에 가까운 광학 표면 구조체를 구비하고, 광학 표면 구조체는 목적물을 디스플레이하도록 구성된, 지지 플레이트; 및, 지지 플레이트에 부착된 기기;를 포함하는 장치가 제공되는데, 기기는: 광학적 엔진을 수용하도록 구성된 하우징; 및, 하우징에 부착되고 광학적 엔진으로부터의 이미지를 나타내는 광을 받아들이도록 구성된, 도광 플레이트(light guiding plate);를 포함하며, 도광 플레이트는 광을 도광 플레이트로 인커플링(incoupling)시키도록 적합화된 제 1 회절 격자 및 광을 도광 플레이트로부터 아웃커플링(outcoupling)시키도록 적합화된 제 2 회절 격자를 구비함으로써, 광은 기기를 착용한 사용자의 눈에 의해 수광되고, 도광 플레이트는 도광 플레이트를 투명 플레이트로 광학적으로 커플링시키도록 구성된 접촉 표면 부분을 포함하고, 접촉 표면 부분은 지지 플레이트와 물리적으로 접촉되도록 적합화되고, 도광 플레이트는 워크스페이스(workspace)를 디스플레이하도록 구성된다.
위에 설명된 특징들은 본 발명의 비제한적인 예들을 나타낸다. 본 발명의 다양한 예시적인 구현예들이 첨부된 종속항에서 뿐만 아니라 상세한 설명에서 설명될 것이다. 구현예들은 선택된 특징들을 참조하여 설명된다. 당업자는 그 어떤 구현예라도 단독으로 또는 다른 구현예들과 조합되어 특정의 특징들에 적용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 오직 하나의 예로서만 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 구현예에 따른 기기를 2 개의 각도에서 도시한 단순화된 도면을 나타낸다.
도 1a 는 일 구현예에 따른 기기의 단순화된 개략도이다.
도 1b 는 다른 구현예에 따른 기기의 단순화된 개략도이다.
도 1c 는 다른 구현예에 따른 기기의 단순화된 개략도이다.
도 2 는 일 구현예에 따른 장치의 단순화된 도면을 나타낸다.
도 3 은 다른 구현예에 따른 장치의 단순화된 도면을 나타낸다.
도 4 는 사용자가 경험하는 바로서 일 구현예에 따른 가상의 사용자 인터페이스를 나타낸다.
다음의 설명에서, 동일한 번호들은 동일한 요소들을 도시한다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 기기(10)를 2 개의 각도로부터 도시한 단순화된 도면이다. 도 1 의 기기(10)는 광학 엔진을 수용하도록 구성된 하우징(12) 및, 하우징(12)에 부착된 도광 플레이트(11)를 구비한다. 도광 플레이트(11)는 하우징(12)에 의해 수용된 광학 엔진으로부터 이미지를 나타내는 광을 수용하도록 구성된다. 도광 플레이트(11)는 광을 도광 플레이트(11)로 인커플링(incouple)시키는 적합화된 회절 격자 및, 광을 도광 플레이트(11)로부터 아웃커플링(outcouple)시키는 다른 회절 격자를 포함한다. 아웃커플링된 광 및, 광에 의해 표시된 이미지는 기기를 착용하고 있는 사용자의 눈에 의해 수광될 수 있다.
기기(10)는 안경과 같은 다른 투명한 플레이트에 도광 플레이트(11)를 광학적으로 커플링하도록 구성된 접촉 표면 부분(13)을 더 포함한다. 접촉 표면 부분(13)은 다른 투명 플레이트에 대한 물리적인 접촉을 통하여 광학적 커플링(optical coupling)을 제공하도록 적합화된다.
도 1 은 2 개의 접촉 표면 부분(13)들을 도시하지만, 접촉 표면 부분들의 수는 예를 들어 설계 사양의 필요성에 따라서 변화될 수 있다. 예를 들어, 광 안내 플레이트(11)는 하나의 접촉 표면 부분(13)을 포함할 수 있다. 접촉 표면 부분(13)은 그 어떤 크기 및 형상의 표면 부분일 수 있으며, 이것은 도광 플레이트(11)의 표면상에서 이루어지고, 실질적으로 왜곡 없이 광이 접촉 표면 부분을 통하여 횡단하는 것을 허용하는 적절한 광학적 품질을 가진다.
다른 투명 플레이트 뿐만 아니라, 도광 플레이트(11)의 재료는 예를 들어 광학 품질의 플라스틱 또는 유리일 수 있다. 도광 플레이트는 칼러의 균일성을 향상시키기 위하여 복수개의 굴절층 및 반사층(도 1 에 도시되지 않음)으로 이루어질 수 있다. 회절 격자는 예를 들어 에칭 또는 엠보싱에 의하여 도광 플레이트(11)의 재료상에 제조될 수 있다. 도광 플레이트는 광을 복수개의 평행한 광 비임들의 형태로 아웃커플링(outcouple)시키도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도광 플레이트(11)는 다수의 광학 재료의 층들을 포함할 수 있으며, 각각의 층은 입력 회절 격자 및 출력 회절 격자를 가진다. 유입되는 광은 제 1 층의 입력 회절 격자를 통하여 도광 플레이트(11)의 제 1 층으로 진입하고 출력 회절 격자를 통하여 제 1 층을 빠져나가서, 제 2 층의 입력 회절 격자를 통해 제 2 층에 진입한다. 다음에 광은 마지막 층의 출력 회절 격자를 통해 도광 플레이트를 통해 도광 플레이트를 빠져나간다. 유입되는 광 비임에 있는 칼러 성분들의 분포에 실질적으로 대응하는, 배출 광 비임에 있는, 레드, 그린 및 블루와 같은 상이한 칼러 성분들의 분포를 달성하기 위하여, 각각의 층에 있는 회절 격자들은 층들 사이의 칼러 성분들의 횡단을 제어하도록 상이하게 구성될 수 있다.
하우징(12)이 수용하도록 구성된 광학 엔진은 마이크로디스플레이(microdisplay)를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 쿼터 비디오 그래픽 어레이(Quarter Video Graphics Array, QVGA) 디스플레이 또는 와이드(Wide) QVGA(WQVGA) 디스플레이 및, 적절한 렌즈 구성을 포함할 수 있다.
도 1a 는 예시적인 구현예에 따른 기기(10)의 단순화된 개략적인 도면을 도시한다. 도 1a 는 기기(10) 및 다른 투명 플레이트(14)를 도시하는데, 이것은 예를 들어 안경 렌즈일 수 있다. 도 1a 는 기기(10)와 다른 투명 플레이트(14) 사이의 광학적 접촉을 이루도록 구성된 접촉 표면 부분(13)을 더 도시한다. 도 1a 의 구현예에서, 접촉 표면 부분은 기기(10)의 상부 가장자리를 따라서 배치된다. 도 1a 에 도시된 바와 같이, 접촉 표면 부분(13)은 투명 플레이트(14)의 하부 가장자리와 접촉되어 있다.
도 1b 는 다른 예시적인 구현예에 따른 기기(10)의 단순화된 개략도를 도시한다. 도 1b 는 기기(10) 및 다른 투명 플레이트(14)를 도시하며, 이것은 예를 들어 안경 렌즈일 수 있다. 도 1b 는 기기(10)와 다른 투명 플레이트(14) 사이의 광학적 접촉을 이루도록 구성된 2 개의 접촉 표면 부분(13)들을 더 도시한다. 도 1b 에 도시된 구현예에서, 기기(10)의 전방측 또는 후방측이 다른 투명 플레이트(14)의 전방측 또는 후방측의 대응하는 부분을 덮도록, 기기(10) 및 다른 투명 플레이트(14)가 위치된다. 예를 들어, 투명 플레이트(14)가 안경 렌즈라면, 기기(10)는 렌즈들의 독출 스펙타클 영역(reading spectacle area)을 덮을 수 있다. 도 1b 에 도시된 구현예에 따르면, 기기(10)는 투명 플레이트(14)의 앞이나 또는 뒤에 위치될 수 있다. 즉, 만약 투명 플레이트가 안경 렌즈라면, 사용자의 육안의 방향으로부터 관찰했을 때, 기기(10)가 렌즈들의 앞이나 또는 뒤에 위치될 수 있다. 도 1b 에 도시된 바와 같이, 접촉 표면 부분(13)들은 기기의 표면상의 분리된 영역들로서, 이것은 다른 투명 플레이트와 접촉된다.
도 1c 는 다른 예시적인 구현예에 따른 기기(10)의 단순화된 개략도를 도시한다. 도 1c 는 기기(10) 및 다른 투명 플레이트(14)를 도시하며, 이들은 예를 들어 안경 렌즈일 수 있다. 도 1b 는 기기(10)와 다른 투명 플레이트(14) 사이의 광학적 접촉을 이루도록 구성된 접촉 표면 부분(13)을 더 도시한다. 도 1c 에 도시된 구현예에서, 접촉 표면 부분(13)은 투명 플레이트(14)의 대응하는 측부 가장자리와 접촉하게 되는 기기(10)의 측부 가장자리를 따라서 배치된다.
도 1 내지 도 1c 에 도시된 접촉 표면 부분(13)들의 다양한 유형들은, 광학적 엔진으로부터 기원하여 다른 투명/광학적 플레이트의 가장자리에 근접하게 위치된 광학적 표면 구조를 향하여 지향되는 적어도 일부의 광을, 다른 투명/광학 플레이트(14)로 안내하도록 적합화될 수 있다. 즉, 접촉 표면 부분들은 디스플레이 밖으로 지향되거나 또는 도광 플레이트(11)의 동공 영역(pupil area)을 빠져나가는 광을 아웃커플링(outcouple)하도록 구성될 수 있다.
위에서 주목된 바와 같이, 도 1 내지 도 1c 에 도시된 기기(10)는 광학 엔진으로부터 도광 플레이트(11)로 광을 전달하도록 적합화된 입력 회절 격자(미도시)를 포함하며, 여기에서 광의 전파가 예를 들어 아웃커플링 광학 요소(outcoupling optical element)에 의해 차단될 때까지 광은 전반사의 원리에 따라서 전파된다. 입력 회절 격자는 위에서 설명된 바와 같이 층 구조(layer structure)를 가진 도광 플레이트의 상부층의 입력 회절 격자일 수 있다.
도광 플레이트(11)는 출구 동공 확장기(exit pupil expander)로서 작동될 수 있으며, 기기(10)가 사용자의 눈에 근접해 있을 때 명확한 영상이 가능하도록 복수개의 평행한 광의 형태로 광을 아웃커플링시키도록 구성될 수 있다. 컬러 성분들에 대한 설명과 관련하여 위에서 설명된 바와 유사한 방식으로, 출력 비임들은 도광 플레이트(11)의 회절 격자의 구성을 변경시킴으로써 수정될 수 있다.
도광 플레이트(11)는 다른 투명 플레이트(14)의 형상에 맞도록 적합화될 수 있으며, 그것으로써 기기(10)의 도광 플레이트(11)가 접촉하게 된다. 예를 들어, 도광 플레이트는 표면의 곡률 반경이 안경 렌즈의 표면의 곡률 반경과 맞도록 제조될 수 있는데, 안경 렌즈에 대하여 기기(10)는 예를 들어 클립 고정 액세서리(clip-on accessory)로서 부착되도록 의도된다. 기기(10)와 다른 광학적 플레이트 또는 렌즈(14) 사이의 공간은 예를 들어 광학적 엘라스토머 또는 다른 유사한 것으로써 채워진다.
기기(10)는 그것에 장착된 액정 셔터(도 1 내지 도 1c 에는 도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 액정 셔터는 하우징(12)에 의해 수용된 광학적 엔진의 마이크로디스플레이와 병행하여 스위치가 켜지도록 구성될 수 있다. 스위치 켜짐의 상태에서, 액정 셔터는 불투명하여, 주위 광이 셔터를 통해 횡단하는 것을 방지함으로써, 사용자는 하우징(12)에 의해 수용된 광학 엔진으로부터 기기(10)를 통해 사용자의 육안으로 전달된 이미지를 볼 수 있다. 스위치가 꺼진 상태에서, 액정 셔터(23)는 투명하여, 셔터는 그것을 통하여 보이는 것을 허용한다.
액정 셔터는 마이크로디스플레이 및 가능하게는 이후에 설명되는 다른 구성 요소들과 공유하는, 배터리와 같은 공통의 전력원으로부터의 작동 전압을 수신할 수 있다.
도 2 는 예시적인 구현예에 따른 장치(20)의 단순화된 도면을 도시한다. 도 2 의 장치(20)는 장착 부분(21)을 포함하는데, 이것은 예를 들어 지지 플레이트(22)를 포함하는 디스플레이 부분이 사용자의 육안 앞에 위치될 수 있도록 사용자가 장치(20)를 착용할 수 있게 한다. 장착 부분(21)은 예를 들어 귀에 거는 부분(ear stem)을 포함한다. 장치(20)는 코에 놓이는 부분(도 2 에 도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
장치(20)는 장착 부분(21)에 부착된 상기 지지 플레이트(22) 및, 도 1 내지 도 1c 를 참조하여 여기에 설명된 기기(10)를 더 포함한다. 지지 플레이트(22)는 지지 플레이트(20)의 가장자리에 근접하여 위치된 광학적 표면 구조체(24)를 포함할 수 있으며, 여기에서 광학 표면 구조체(24)는 목적물을 디스플레이하도록 구성된다. 목적물의 디스플레이는 광학 엔진으로부터 기원하여 도광 플레이트(11)의 접촉 표면 부분(13)을 통하여 지지 플레이트(22)로 가는 광의 적어도 일부를 안내함으로써 이루어진다. 상기 광의 부분은 지지 플레이트로부터 광학 표면 구조체(24)를 통해 빠져나간다. 목적물은 예를 들어 장치(20)의 사용자에 의한 선택을 위해 디스플레이된 그래픽 사용자 인터페이스의 아이콘(icon)일 수 있다.
기기(10)의 도광 플레이트는 지지 플레이트(22) 상에 배치된 광학 표면 구조체(24)에 의해 디스플레이된 목적물과 함께 그래픽 사용자 인터페이스의 일부를 형성하는 워크스페이스(workspace)를 사용자에게 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스는 예를 들어 전자 장치의 사용자 인터페이스를 나타낼 수 있다.
장치(20)는 예를 들어 도 2 의 예시적인 구현예에 의해 도시된 바와 같이 안경의 절반의 쌍일 수 있다. 지지 플레이트(22)는 예를 들어 장치(20)를 착용하는 사용자를 위하여 보정된 비젼(vision)을 제공하는 광학적 렌즈일 수 있거나, 또는 지지 플레이트(22)는 광학적으로 중립적일 수 있다. 지지 플레이트(22)의 재료는 예를 들어 광학적 플라스틱일 수 있거나, 또는 광학적 품질의 유리일 수 있다.
기기(10)가 위에 설명된 바와 같은 액정 셔터를 포함하지 않을 경우에, 지지 플레이트(22)는 그에 장착된 액정 셔터(23)를 더 포함할 수 있다. 액정 셔터(23)는 하우징(12)에 의해 수용된 광학적 엔진의 마이크로디스플레이와 병행하여 스위치가 켜질 수 있도록 구성될 수 있다. 스위치가 켜진 상태에서, 액정 셔터(23)는 불투명하여, 주위의 광이 지지 플레이트(22)를 통해 횡단하는 것을 방지함으로써, 하우징(12)에 수용된 광학적 엔진으로부터 기기(10)를 통해 사용자의 육안으로 전달되는 이미지를 사용자가 볼 수 있다. 기기(10)의 위치가 액정 셔터의 위치에 대응하여 액정 셔터(23)에 의한 우수한 주위 광 차단 효과가 달성되도록 기기(10)는 지지 플레이트(22)에 부착될 수 있다. 스위치가 꺼진 상태에서, 액정 셔터(23)는 투명하여, 셔터를 통해서 보는 것이 가능하다.
액정 셔터는 배터리와 같은 공통 전원으로부터 작동 전압을 수신할 수 있으며, 그 공통 전원은 광학 엔진 및 이후에 설명될 다른 구성 요소들과 공유될 수 있다.
지지 플레이트(22)가 독출 스펙타클 부분(reading spectacle part)을 포함하는 안경 렌즈인 경우에, 기기(10) 뿐만 아니라 액정 셔터(23), 특히 그것의 도광 플레이트(11)는 안경 렌즈의 독출 스펙타클 부분을 덮도록 적합화될 수 있다. 이러한 시나리오에서, 렌즈들의 독출 스펙타클 부분은 액정 셔터의 스위치가 꺼진 상태에 있을 때, 즉, 투명한 상태에 있을 때, 독출(reading)에 유용하다.
위에서 설명된 바와 같이, 지지 플레이트(22)는 지지 플레이트의 가장자리에 근접하게 위치된 광학 표면 구조체(24)를 더 포함할 수 있고, 예를 들어 지지 플레이트(22)의 상부 가장자리에 근접하게 위치된 광학 표면 구조체를 더 포함할 수 있다. 광학 표면 구조체(24)는 예를 들어 도 1a 내지 도 1c 를 참조하여 위에 설명된 바와 같이 기기(10)의 접촉 표면 부분(13)에 의해 이루어진 광학적 커플링(optical coupling)을 통하여 지지 플레이트(22)에 커플링된 광을 아웃커플링(outcoupling)시킬 수 있도록 구성된다 (지지 플레이트(22)는 투명한 광학적 플레이트(14)를 나타낸다). 광학적 표면 구조체(24)는 예를 들어 반사 구조체, 굴절 구조체, 회절 구조체 또는 그들의 조합체일 수 있다.
광학 표면 구조체(24)는 장치를 착용하고 있는 사용자의 주위 비젼 피일드(peripheral vision field)에서 작은 크기의 목적물을 디스플레이하도록 적합화될 수 있다. 광학적 표면 구조체(24)는 목적물들이 특징적인 특징부를 가진 광 스폿(light spot) 또는 형상으로서 도시되도록 이루어질 수 있다. 상기 목적물들은 예를 들어 전자 장치의 사용자 인터페이스의 아이콘(icon)들을 포함할 수 있다. 장치(20)를 착용하는 사용자는 예를 들어 음성 명령 또는 손의 움직임을 이용하여 이들 아이콘들을 활성화시키거나 또는 선택할 수 있다.
장치(20)는 마이크로폰(26) 및 스피커(25)를 더 포함할 수 있다. 이들은 이동 전화기와 같은 전자 장치와 함께 액세서리 마이크로폰 및 스피커로서 이용되도록 적합화될 수 있다. 마이크로폰(26)은 예를 들어 도 4 와 관련하여 이후에 설명된 바와 같이 장치(20)를 착용한 사용자로부터의 음성 명령을 수신하도록 적합화될 수도 있다.
장치(20)는 라디오 인터페이스 모듈(들), 안테나(들), 와이어 인터페이스 모듈들과 같은 근거리 통신 수단(미도시) 및, 이동 전화기, 컴퓨터, 개인 휴대 단말기, 휴대용 컴퓨터, 음악 플레이어, 게임 콘솔등과 같은 전자 장치와 통신하도록 적합화된 관련 프로세스 회로를 더 포함할 수 있다. 장치(20)는 예를 들어 전자 장치로부터 통신 수단을 통하여 기기(10) 상에 디스플레이되어야 하는 데이터를 수신할 수 있다. 장치(20)는 또한 마이크로폰(26)에 의해 포착된 음성 데이터와 같은 데이터를, 전자 장치의 프로세서에 의한 프로세싱을 위하여 통신 수단을 통해서 전자 장치로 송신할 수 있다. 장치(20)는 통신 수단을 통하여 전자 장치로부터 프로세싱 결과들을 수신할 수 있다. 장치(20)는 장치(20)들 자체의 프로세서(processor)에서의 데이터 프로세싱이 필요한 경우에 프로세서(미도시)를 포함할 수도 있다.
이전에 지적된 바와 같이, 장치(20)에 장착된 기기(10)는 전자 장치의 사용자 인터페이스를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 기기(10)에 의해 디스플레이된 사용자 인터페이스는 장치(20)를 착용한 사용자의 현재 환경에 적합화될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 팔의 가속도를 측정하는 센서들을 팔에 착용할 수 있다. 특정의 가속 패턴은 예를 들어 사용자가 조깅하는 것을 나타내는 것으로서 해석될 수 있다. 이러한 해석에 응답하여, 기기(10)에 디스플레이되는 사용자 인터페이스는 사용자의 조깅 상태에 대응하도록 수정될 수 있다. 센서 데이터는 전자 장치에 의해 수신되어 처리될 수 있고 전자 장치의 사용자 인터페이스는 기기(10)상에 디스플레이되거나, 또는 센서 데이터가 장치(20)상에 장착된 프로세서에 의해 수신되어 처리될 수 있다 (도 2 에 도시되지 않음).
장치(20)는 장치(20)를 착용한 사용자의 손의 움직임을 캡쳐(capture)하도록 구성된 카메라(27)를 더 포함할 수 있다. 사용자 손의 움직임 캡쳐는 예를 들어 사용자가 손에 착용하는 센서 및 태그(tag)들에 의해 더 용이하게 이루어질 수 있다. 캡쳐된 움직임 데이터는 전자 장치에 의해 처리되고 전자 장치의 사용자 인터페이스는 기기(10) 상에 디스플레이되거나, 또는 센서 데이터는 장치(20)에 장착된 프로세서에 의해 수신되고 처리될 수 있다(도 2 에 도시되지 않음).
도 3 은 다른 구현예에 따른 장치(30)의 단순화된 도면을 도시한다. 예시적인 장치(30)는 한쌍의 안경 유형의 장치를 나타낸다. 장치(30)는 사용자가 장치(30)를 착용할 수 있는 장착 부분(21,31)을 구비함으로써, 예를 들어 지지 플레이트(22, 32)들을 포함하는 디스플레이 부분은 사용자의 눈 앞에 위치될 수 있다. 장착 부분(21,31)들은 예를 들어 귀에 거는 부분을 포함할 수 있다. 장치(30)는 코에 거는 부분(도 3 에는 도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
장치(30)는 예를 들어 도 1 내지 도 1c 를 참조하여 위에서 설명된 기기(10)를 더 포함한다. 장치(30)는 액정 셔터(23), 광학 표면 구조체(24), 스피커(25), 마이크로폰(26) 및 카메라(27)를 더 포함할 수 있다. 이들 구성 요소들은 이전에 도 2 와 관련하여 설명되었다. 장치(30)는 2 개의 액정 셔터(23), 2 개의 광학적 표면 구조체(24), 2 개의 기기(10), 2 개의 스피커(25), 2 개의 마이크로폰(26) 및 2 개의 카메라(27)들을 포함할 수 있다.
도 4 는 사용자가 경험하는 구현예에 따른 가상의 사용자 인터페이스를 도시한다. 도 4 에 도시된 가상의 사용자 인터페이스는 도 2 의 장치(20) 또는 도 3 의 장치(30)에 의해 가능해질 수 있다.
도 4 의 구현예에 따르면, 사용자(40)는 아이콘(41) 및 가상의 워크스페이스(42)를 포함하는 가상의 사용자 인터페이스를 본다. 가상의 사용자 인터페이스는 사용자가 손으로 터치함으로써 사용자(40)가 예를 들어 아이콘(41)을 활성화시키거나 또는 선택할 수 있게 한다. 사용자는 아이콘(41)을 쥐고 가상의 워크스페이스(42)로 아이콘(41)을 끌어당김으로써 아이콘(41)이 나타내는 내용(content)을 디스플레이할 수 있다.
아이콘(41)의 가시화(visualization)는 비젼의 사용자(40) 피일드의 상부 부분에서 도 2 및 도 3 에 도시된 광학적 표면 구조체를 통하여 아이콘(41)들의 이미지들을 디스플레이함으로써 가능해질 수 있다. 마찬가지로, 가상의 워크스페이스(42)의 가시화는 도 2 및 도 3 에 도시된 기기(10)들을 통하여 워크스페이스의 이미지를 나타냄으로써 가능해질 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 사용자(40)의 손의 움직임은 예를 들어 사용자의 손바닥(들) 및 손가락(들)에 부착된 센서들 뿐만 아니라, 도 2 및 도 3 에 도시된 카메라(들)(27)에 의해 검출될 수 있다. 센서 데이터는 전자 장치의 프로세서에 의해 수신되고 처리될 수 있고, 전자 장치의 사용자 인터페이스는 가상의 사용자 인터페이스에 의하여 나타내어지거나, 또는 센서 데이터는 도 2 및 도 3 에 도시된 장치(20,30)상에 장착된 프로세서에 의해 수신되고 처리될 수 있다.
사용자(40)는 도 2 및 도 3 에 도시된 마이크로폰(26)에 의해 캡쳐된 음성 명령들에 의해 가상의 사용자 인터페이스를 제어할 수도 있다. 음성 명령들은 전자 장치의 프로세서에 의해 수신되어 처리될 수 있고 전자 장치의 사용자 인터페이스는 가상의 사용자 인터페이스에 의해 나타내어질 수 있거나, 또는 음성 명령들은 도 2 및 도 3 에 도시된 장치(20, 30)에 장착된 프로세서에 의해 수신되고 처리될 수 있다.
아이콘(41) 및 가상의 워크스페이스(42)는 상이한 상황 및 환경들에서 상이할 수 있으며, 일부 상황 및 환경에서 일부 (또는 심지어 전부) 사용자 인터페이스 목적물들이 빠질 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 차안에 있거나 또는 조깅하고 있을 때 상이한 아이콘(41)이 나타날 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 사용자(40)의 운동 상태는 센서들에 의해 검출될 수 있다. 사용자(40)의 위치는 예를 들어 태그 또는 그와 유사한 것에 의해 송신된 신호들에 의해 결정될 수 있다. 센서 및 태그 데이타는 전자 장치의 프로세서에 의해 수신되고 처리될 수 있고 그것의 사용자 인터페이스는 가상의 사용자 인터페이스에 의해 나타내어지거나, 또는 센서 및 태그 데이타가 도 2 및 도 3 에 도시된 장치(20,30)에 장착된 프로세서에 의해 수신되고 처리될 수 있다.
본 발명의 적어도 일부 구현예들은 얇고 눈에 가까이에 있는 디스플레이 구성의 실현을 가능하게 하며, 이것은 이동 전화기, 컴퓨터, 개인 휴대 단말기, 휴대용 컴퓨터, 뮤직 플레이어, 게임 콘솔등과 같은 전자 장치를 위한 가상의 사용자 인터페이스를 이루는데 이용될 수 있다. 가상의 사용자 인터페이스는 사용자의 손의 움직임, 음성 명령 또는 그들 양쪽에 의해 제어될 수 있다. 가상의 사용자 인터페이스는 사용자의 현재 상황 및/또는 위치에 가장 잘 적절하게 적합화될 수도 있다.
상기의 설명은 본 발명의 특정한 구현예 및 실현예의 비제한적인 예를 통해서 당업자가 본 발명을 수행하기 위하여 현재 기대되는 최선의 모드에 대한 완전하고 유익한 설명을 제공한다. 그러나 본 발명이 상기에 제시된 구현예들의 상세한 내용에 제한되는 것이 아니고, 본 발명의 특징들로부터 벗어나지 않으면서 등가의 수단을 이용하여 다른 구현예들에서도 수행될 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다.
더욱이, 본 발명의 상기 설명된 구현예들의 특징들중 일부는 다른 특징들의 대응하는 이용 없이도 유리하게 이용될 수 있다. 따라서, 상기의 설명은 단지 본 발명의 원리에 대한 예시적인 것으로서 간주되어야 하며, 그것을 제한하는 것으로 간주되어서는 아니된다. 그러므로, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한될 것이다.
10. 기기 11. 도광 플레이트
12. 하우징 13. 접촉 표면 부분
14. 투명 플레이트

Claims (23)

  1. 광학적 엔진을 수용하도록 구성된 하우징; 및,
    하우징에 부착되고 광학적 엔진으로부터의 이미지를 나타내는 광을 받아들이도록 구성된, 도광 플레이트(light guiding plate);를 포함하는 디스플레이 기기(apparatus)로서,
    도광 플레이트는 광을 도광 플레이트로 인커플링(incoupling)시키도록 적합화된 제 1 회절 격자 및 광을 도광 플레이트로부터 아웃커플링(outcoupling)시키도록 적합화된 제 2 회절 격자를 구비함으로써, 광은 디스플레이 기기를 착용한 사용자의 눈에 의해 수광되고, 도광 플레이트는 도광 플레이트를 투명 플레이트로 광학적으로 커플링시키도록 구성된 접촉 표면 부분을 포함하고, 접촉 표면 부분은 투명 플레이트와 물리적으로 접촉되도록 적합화되며, 도광 플레이트는 투명 플레이트의 형상을 따르도록 적합화되는, 디스플레이 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광학 엔진은 마이크로디스플레이(microdisplay) 및 렌즈 구성을 포함하는, 디스플레이 기기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    도광 플레이트는 복수개의 굴절 층을 포함하는, 디스플레이 기기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    도광 플레이트는 복수개의 평행한 광 비임들의 형태로 광을 아웃커플링(outcoupling)시키도록 구성된, 디스플레이 기기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,
    접촉 표면 부분은, 광학 엔진으로부터 기원되고(originating) 투명 플레이트의 가장자리에 가까이 위치한 광학 표면 구조체를 향하여 지향된 광의 일부를, 투명 플레이트로 안내하도록 구성된, 디스플레이 기기.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    투명 플레이트는 안경 렌즈인, 디스플레이 기기.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이 기기는 도광 플레이트에 부착된 액정 셔터를 더 포함하는, 디스플레이 기기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    액정 셔터는 광학 엔진과 병행하여 스위치가 켜지는, 디스플레이 기기.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이 기기는 안경에 대한 클립 고정 액세서리(clip-on accessory)를 포함하는, 디스플레이 기기.
  10. 사용자가 디스플레이 장치를 착용할 수 있게 하는 장착 부분;
    장착 부분에 부착된 지지 플레이트로서, 지지 플레이트는 지지 플레이트의 가장자리에 가까운 광학 표면 구조체를 구비하고, 광학 표면 구조체는 목적물을 디스플레이하도록 구성된, 지지 플레이트; 및,
    지지 플레이트에 부착된 디스플레이 기기;를 포함하는 디스플레이 장치로서, 디스플레이 기기는:
    광학적 엔진을 수용하도록 구성된 하우징; 및,
    하우징에 부착되고 광학적 엔진으로부터의 이미지를 나타내는 광을 받아들이도록 구성된, 도광 플레이트(light guiding plate);를 포함하며,
    도광 플레이트는 광을 도광 플레이트로 인커플링(incoupling)시키도록 적합화된 제 1 회절 격자 및 광을 도광 플레이트로부터 아웃커플링(outcoupling)시키도록 적합화된 제 2 회절 격자를 구비함으로써, 광은 디스플레이 기기를 착용한 사용자의 눈에 의해 수광되고, 도광 플레이트는 도광 플레이트를 투명 플레이트로 광학적으로 커플링시키도록 구성된 접촉 표면 부분을 포함하고, 접촉 표면 부분은 지지 플레이트와 물리적으로 접촉되도록 적합화되고, 도광 플레이트는 워크스페이스(workspace)를 디스플레이하도록 구성되고, 도광 플레이트는 지지 플레이트의 형상을 따르도록 적합화되는, 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    접촉 표면 부분은 광학 엔진으로부터 기원되는 광의 일부를 지지 플레이트의 광학 표면 구조체로 안내하도록 구성된, 디스플레이 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    광학 표면 구조체는 접촉 표면 부분에 의해 제공된 광학 커플링을 통해 지지 플레이트로 커플링된 광을 아웃커플링시키도록 구성된, 디스플레이 장치.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    광학 표면 구조체는 반사 구조체, 굴절 구조체 및 회절 구조체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 디스플레이 장치.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    디스플레이 장치는 안경을 포함하고 지지 플레이트는 안경 렌즈를 포함하는, 디스플레이 장치.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    장착 부분은 귀에 거는 부분(ear stem)을 포함하는, 디스플레이 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    디스플레이 기기의 위치는 안경 렌즈의 독출 스펙타클 부분(reading spectacle portion)의 위치에 대응하는, 디스플레이 장치.
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    목적물은 사용자의 선택을 위하여 디스플레이된 아이콘(icon)을 포함하는, 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    아이콘은 사용자의 손의 움직임에 의해 활성화되도록 구성되는, 디스플레이 장치.
  19. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    디스플레이 장치는 마이크로폰 및 스피커를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    아이콘 및 워크스페이스는 전자 장치의 사용자 인터페이스의 일부를 형성하는, 디스플레이 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    사용자 인터페이스는 사용자의 환경에 따라서 수정되는, 디스플레이 장치.
  22. 제 18 항에 있어서,
    디스플레이 장치는 사용자의 손의 움직임을 캡쳐(capture)하도록 구성된 카메라를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  23. 삭제
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