KR102191433B1 - Smart glasses - Google Patents
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Abstract
헤드 마운트 디스플레이 장치로서, 가상현실, 증강현실, 비디오감상 등에 채용할 수 있는 디스플레이 유닛을 구비하는 스마트 안경이 개시된다. 스마트 안경은 사용자의 헤드에 착용가능한 안경 프레임 형태를 구비하는 프레임 어셈블리, 헤드에 착용될 때 사용자의 좌측 눈과 우측 눈 전방에 제1 메인 렌즈와 제2 메인렌즈가 위치하도록 프레임 어셈블리에 결합하는 광학계, 및 헤드에 착용될 때 광학계의 제1 메인렌즈와 제2 메인렌즈를 통해 사용자의 눈이 위치하는 방향으로 영상을 제공하는 디스플레이 장치를 포함하며, 제1 메인렌즈와 제2 메인렌즈는 영상을 투과 및 분리하여 사용자의 눈에 허상에 맺히는 영상을 보여주는 두께 수 밀리미터의 판상 빔 스플리터를 포함한다.As a head-mounted display device, smart glasses having a display unit that can be employed in virtual reality, augmented reality, and video viewing are disclosed. Smart glasses are a frame assembly having a form of a spectacle frame that can be worn on the user's head, and an optical system that is coupled to the frame assembly so that the first main lens and the second main lens are positioned in front of the user's left and right eyes when worn on the head. , And a display device that provides an image in a direction in which the user's eyes are positioned through a first main lens and a second main lens of an optical system when worn on the head, wherein the first main lens and the second main lens It includes a plate-shaped beam splitter having a thickness of several millimeters that transmits and separates the image formed on a virtual image to the user's eyes.
Description
본 발명의 실시예들은 헤드 마운트 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가상현실, 증강현실, 비디오감상 등에 사용할 수 있는 디스플레이 유닛을 구비한 스마트 안경에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a head mounted display device, and more particularly, to smart glasses having a display unit that can be used for virtual reality, augmented reality, video viewing, and the like.
헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD)는 안경처럼 얼굴에 착용하고 멀티미디어 콘텐츠를 안구에 근접한 형태로 안경 상에 가상의 영상을 디스플레이하는 디지털 디바이스를 말한다.Head Mount Display (HMD) refers to a digital device that is worn on the face like glasses and displays a virtual image on glasses in a form close to the eyeball with multimedia contents.
HMD는 단순한 디스플레이 기능을 넘어 증강현실(Augmented Reality) 기술 등과 조합하여 사용자에게 다양한 편의를 제공해 줄 수 있고, 외부 디지털 디바이스와 통신을 수행하여 해당 콘텐츠를 출력할 수 있을 뿐만 아니라 외부 디지털 디바이스를 위한 사용자 입력을 수신하거나 해당 외부 디지털 디바이스와 연동한 작업의 수행도 지원한다. 최근, HMD에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다.HMD can provide various conveniences to users by combining augmented reality technology, etc., beyond a simple display function, and can communicate with external digital devices to output relevant contents, as well as users for external digital devices. It also supports receiving inputs or performing tasks linked with the corresponding external digital device. Recently, research and development on HMD has been actively conducted.
증강현실은 실세계에 3차원의 가상 물체를 겹쳐서 보여주는 기술을 활용해 현실과 가상환경을 융합하는 복합형 가상현실(Virtual Reality) 기술 중 하나이다. 이러한 증강현실은 군사, 오락, 의료, 학습, 영화, 건축설계, 관광 등 다양한 분야에 활용되면서 공상과학 소설이나 영화에서 묘사되는 상상적 단계를 벗어나 점차 현실화되고 있다.Augmented reality is one of the hybrid virtual reality technologies that combine reality and virtual environments by using technology to superimpose 3D virtual objects on the real world. Such augmented reality is gradually becoming a reality, out of the imaginary stage depicted in science fiction novels and movies, as it is used in various fields such as military, entertainment, medical care, learning, film, architectural design, and tourism.
증가현실은 가상현실의 한 분야이며, 가상현실 시스템들은 창문형 시스템(Window Systems), 거울형 시스템(Mirror Systems), 탑승형 시스템(Vehicle-based Systems), 증강현실 시스템(Aumented Reality Systems) 등으로 분류될 수 있다.Increased reality is a field of virtual reality, and virtual reality systems are classified into window systems, mirror systems, vehicle-based systems, and augmented reality systems. Can be.
가상현실 시스템은 입력장치와 출력장치를 포함한다. 출력장치는 사용자들이 감각채널을 통해 시각, 청각, 촉각, 움직임 등을 지각하게 해 주는 장치들로서 시각 디스플레이 장치, 청각 디스플레이 장치, 촉각 디스플레이 장치, 움직임 피드백 및 영상 디스플레이 장치가 포함된다. 시각 디스플레이(Visual Display) 장치 중 대표적인 하드웨어는 HMD와 스마트 안경이 있다.The virtual reality system includes an input device and an output device. Output devices are devices that allow users to perceive sight, hearing, tactile sense, movement, etc. through sensory channels, and include a visual display device, an auditory display device, a tactile display device, a motion feedback and an image display device. Representative hardware among visual display devices is HMD and smart glasses.
가상현실이 추구하는 목표는 사용자로 하여금 원격현전(Telepresence)을 경험하도록 하는 것이다. 현전(Presence)은 어떤 환경 속에서 느끼는 실재감(Sense of being)을 뜻하는데 이런 점에서 원격현전은 커뮤니케이션 매체에 의해 어떤 가상 환경 속에서 실재하고 있음을 지칭할 수 있으며, 가상현실 시스템이나 증강현실 시스템은 사용자가 원격현전을 경험할 수 있도록 한다.The goal of virtual reality is to allow users to experience telepresence. Presence means a sense of being felt in a certain environment. In this sense, remote presence can refer to being in a certain virtual environment by a communication medium, and a virtual reality system or augmented reality system. Allows users to experience remote presence.
그러나 종래의 스마트 안경은 좌측이나 우측 중에서 하나의 안구로 이미지를 공급하고 사용자는 일측 안구로만 멀티미디어 콘텐츠를 관측함에 따라 일정 시간만 관측을 하여도 어지럼증 등의 부작용이 발생하는 문제점이 있다.However, conventional smart glasses supply an image to one eyeball, either left or right, and the user observes multimedia content only with one eye, so that side effects such as dizziness occur even after observing only a certain time.
이러한 문제를 개선하기 위하여 양측 안구로 멀티미디어 콘텐츠를 공급하고자 좌측 안구로 콘텐츠를 공급하는 소형 투영기와 우측 안구로 콘텐츠를 공급하는 소형투영기를 각각 구비한 스마트 안경이 제안되었으나, 별도의 소형 투영기가 단일 영상 콘텐츠를 사용자의 양측 안구로 보내는 경우 양측 안구에 전달되는 콘텐츠가 사용자 시각의 측면에서 서로 동일하지 않고 서로 연계되지 않아 사용자가 어지러움이나 많은 피로감을 느끼는 등 사용자가 크게 불편을 느끼는 문제가 있다.In order to improve this problem, to supply multimedia contents to both eyes, smart glasses having a small projector supplying contents to the left eye and a small projector supplying contents to the right eye, respectively, have been proposed. When content is sent to both eyes of a user, there is a problem that the user feels greatly uncomfortable, such as dizziness or a lot of fatigue because the content delivered to both eyes is not identical to each other in terms of the user's perspective and is not linked to each other.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 얼굴의 상측이나 하측 방향에서 영상을 투영함으로써 사용자의 피로감과 어지럼증을 크게 감소시킬 수 있는 헤드 마운드 디스플레이 장치를 제공하는데 있다. The present invention has been conceived to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a head mounted display device capable of greatly reducing a user's fatigue and dizziness by projecting an image from an upper or lower direction of a face.
본 발명의 다른 목적은 디스플레이에서 제공하는 멀티미디어 콘텐츠를 눈 주위의 미러를 통해 양방향에서 반사하며 확대렌즈부 또는 보조렌즈에서 확대된 콘텐츠를 빔 스플리터를 통해 양측 안구로 부분 반사하고 안구 전방으로 부분 투과하여 양측 안구에서 허상에 맺히는 동일한 영상 콘텐츠를 관측할 수 있게 하고 필요에 따라 3D 콘텐츠를 구현하거나 3D 콘텐츠를 이용하여 증강현실과 가상현실을 용이하게 구현할 수 있는 스마트 안경을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to reflect the multimedia content provided by the display in both directions through a mirror around the eye, and partially reflect the content magnified by the magnifying lens unit or the auxiliary lens to both eyes through a beam splitter, and partially transmit it to the front of the eyeball. The aim is to provide smart glasses that enable the observation of the same image content formed in a virtual image in both eyes and implement 3D content as necessary or easily implement augmented reality and virtual reality using 3D content.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 안경은, 안경태 형태를 구비하는 프레임 어셈블리; 상기 프레임 어셈블리에 탑재되는 전장부품; 상기 프레임 어셈블리에 의해 지지되고 상기 전장부품의 제어장치에 의해 제어되며 상기 프레임 어셈블리의 중앙 상부측 및 중앙 하부측에 배치되는 제1 디스플레이 장치 및 제2 디스플레이 장치를 구비하는 디스플레이 시스템; 및 상기 프레임 어셈블리에 고정되는 케이스 조립체를 통해 상기 디스플레이 시스템과 수평 방향으로 결합하고, 상기 디스플레이 시스템 내의 수직 방향으로 배열되는 상기 제1 디스플레이 장치와 상기 제2 디스플레이 장치에서 각각 출력되는 제1 영상 및 제2 영상을 상기 제1 디스플레이 장치와 상기 제2 디스플레이 장치의 중간에 위치하는 미러를 통해 상기 수평 방향의 양 방향으로 전달하는 광학계를 포함한다.Smart glasses according to an aspect of the present invention for solving the above technical problem, a frame assembly having an eyeglass form; Electrical components mounted on the frame assembly; A display system including a first display device and a second display device supported by the frame assembly, controlled by a control device of the electronic component, and disposed at an upper center side and a lower center side of the frame assembly; And a first image and a first image respectively output from the first display device and the second display device, which are horizontally coupled to the display system through a case assembly fixed to the frame assembly, and are arranged in a vertical direction within the display system. 2 It includes an optical system that transmits the image in both directions in the horizontal direction through a mirror positioned between the first display device and the second display device.
일실시예에서, 상기 광학계는, 상기 중앙 상부측에서 상기 중앙 하부측을 향하는 제1 방향으로 입력되는 상기 제1 영상을 제1면에서 반사하여 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 전달하고, 상기 중앙 하부측에서 상기 중앙 상부측을 향하는 제1 역방향으로 입력되는 상기 제2 영상을 상기 제1면의 반대측의 제2면에서 반사하여 상기 제1 역방향과 직교하고 상기 제2 방향의 반대 방향인 제2 역방향으로 전달하는 미러; 상기 미러에서 전달되는 제1 영상이 통과하는 오목 렌즈 형태의 제1 우렌즈; 상기 제1 우렌즈를 통과하는 제1 영상을 다시 통과시키는 볼록 렌즈 형태의 제2 우렌즈; 상기 제2 우렌즈를 통과하는 제1 영상을 반사하며 상기 프레임 어셈블리의 정면 일측에 지지되는 상기 제1 메인 렌즈; 상기 미러에서 전달되는 제2 영상이 통과하는 오목 렌즈 형태의 제1 좌렌즈; 상기 제1 좌렌즈를 통과하는 제2 영상을 다시 통과시키는 볼록 렌즈 형태의 제2 좌렌즈; 및 상기 제2 좌렌즈를 통과하는 제2 영상을 반사하며, 상기 프레임 어셈블리의 정면 타측에 지지되는 상기 제2 메인 렌즈를 포함할 수 있다.In one embodiment, the optical system reflects the first image input in a first direction from the upper central side toward the lower central side from a first surface and transmits the first image in a second direction orthogonal to the first direction, The second image, which is input from the lower central side toward the upper central side, is reflected from a second surface opposite to the first surface and is orthogonal to the first reverse direction, and is opposite to the second direction. A mirror transmitting in a second reverse direction; A first right lens in the form of a concave lens through which the first image transmitted from the mirror passes; A second right lens in the form of a convex lens for passing the first image passing through the first right lens again; The first main lens reflecting a first image passing through the second right lens and supported on one front side of the frame assembly; A first left lens in the form of a concave lens through which a second image transmitted from the mirror passes; A second left lens in the form of a convex lens for passing a second image passing through the first left lens again; And the second main lens reflecting a second image passing through the second left lens and supported on the other front side of the frame assembly.
일실시예에서, 상기 제1 메인 렌즈 또는 상기 제2 메인 렌즈는, 육면체 블록 형태의 몸체; 및 상기 몸체 내부에 상기 제2 우렌즈를 통과한 제1 영상 또는 상기 제2 좌렌즈를 통과한 제2 영상의 투사 방향과 경사지게 배치되는 경면, 반경면 또는 빔 스플릿트를 구비할 수 있다.In one embodiment, the first main lens or the second main lens, a hexahedral block-shaped body; And a mirror surface, a radial surface, or a beam split disposed in the body to be inclined with a projection direction of the first image passing through the second right lens or the second image passing through the second left lens.
일실시예에서, 상기 제어장치는 양안 시차에 대응하도록 상기 제1 영상을 기준으로 상기 제2 영상이 일방향으로 일정 픽셀 쉬프트되어 출력되도록 제1 디스플레이 장치 또는 제2 디스플레이 장치를 제어할 수 있다.In an embodiment, the control device may control the first display device or the second display device so that the second image is shifted by a predetermined pixel in one direction based on the first image to correspond to binocular parallax.
일실시예에서, 상기 제어장치는 3차원 영상 또는 입체 영상의 표시를 위해 상기 제1 영상과 상기 제2 영상이 순차적으로 혹은 교대로 출력되도록 제1 디스플레이 장치 또는 제2 디스플레이 장치를 제어할 수 있다.In one embodiment, the control device may control the first display device or the second display device to sequentially or alternately output the first image and the second image to display a three-dimensional image or a three-dimensional image. .
일실시예에서, 상기 제1 디스플레이 장치 또는 상기 제2 디스플레이 장치는, LCD(liquid crystal display), DLP(digtal light processing) 프로젝터, LCoS(liquid crystal on silicon) 장치, PDP(plasma dispaly panel), FED(field emission display), ELD(elelctro-luminescent display) 및 OLED(organic light emitting diode) 장치 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first display device or the second display device includes a liquid crystal display (LCD), a digtal light processing (DLP) projector, a liquid crystal on silicon (LCoS) device, a plasma dispaly panel (PDP), and a FED. (field emission display), ELD (elelctro-luminescent display), and may include any one of OLED (organic light emitting diode) device.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 스마트 안경은, 안경 형태로 사용자 얼굴에 착용되어 사용자 눈 전방에 영상을 표시하는 광학 시스템으로서, 안경태 형태의 구비하는 프레임 어셈블리의 전면 중앙 상부측에서 전면 중앙 하부측을 향하는 제1 방향으로 입력되는 제1 영상을 제1면에서 반사하여 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 전달하고, 상기 전면 중앙 하부측에서 상기 전면 중앙 상부측을 향하는 제1 역방향으로 입력되는 상기 제2 영상을 상기 제1면의 반대측의 제2면에서 반사하여 상기 제1 역방향과 직교하고 상기 제2 방향의 반대 방향인 제2 역방향으로 전달하는 미러; 상기 미러에서 반사되는 제1 영상이 통과하는 오목 렌즈 형태의 제1 우렌즈; 상기 제1 우렌즈를 통과하는 제1 영상을 다시 통과시키는 볼록 렌즈 형태의 제2 우렌즈; 상기 제2 우렌즈를 통과하는 제1 영상을 반사하며 상기 프레임 어셈블리의 정면 좌측에 지지되는 상기 제1 메인 렌즈; 상기 미러에서 반사되는 제2 영상이 통과하는 오목 렌즈 형태의 제1 좌렌즈; 상기 제1 좌렌즈를 통과한 제2 영상을 다시 통과시키는 볼록 렌즈 형태의 제2 좌렌즈; 및 상기 제2 좌렌즈를 통과하는 제2 영상을 반사하며 상기 프레임 어셈블리의 정면 우측에 지지되는 상기 제2 메인 렌즈를 포함한다.The smart glasses according to another aspect of the present invention for solving the above technical problem is an optical system that is worn on the user's face in the form of glasses to display an image in front of the user's eyes, and includes a front center upper side of a frame assembly provided in the form of glasses. The first image input in the first direction toward the lower front center side is reflected from the first surface and transferred in a second direction orthogonal to the first direction, and is directed toward the upper front center side from the lower front center side. A mirror that reflects the second image input in a first reverse direction from a second surface opposite to the first surface and transmits the second image in a second reverse direction perpendicular to the first reverse direction and opposite to the second direction; A first right lens in the form of a concave lens through which the first image reflected from the mirror passes; A second right lens in the form of a convex lens for passing the first image passing through the first right lens again; The first main lens reflecting a first image passing through the second right lens and supported on a left front side of the frame assembly; A first left lens in the form of a concave lens through which a second image reflected from the mirror passes; A second left lens in the form of a convex lens for passing a second image that has passed through the first left lens again; And the second main lens reflecting a second image passing through the second left lens and supported on the front right side of the frame assembly.
일실시예에서, 상기 제1 우렌즈와 상기 제2 우렌즈의 결합 구조 혹은 상기 제1 좌렌즈와 상기 제2 좌렌즈의 결합 구조는 상기 미러 측에서 볼 때, 전면 또는 일면이 오목하고 배면 또는 타면이 볼록한 단일 렌즈 형태를 구비할 수 있다.In one embodiment, the combination structure of the first right lens and the second right lens or the combination structure of the first left lens and the second left lens is viewed from the mirror side, the front or one side is concave and the rear or The other surface may have a convex single lens shape.
일실시예에서, 상기 제1 메인 렌즈 또는 상기 제2 메인 렌즈는, 육면체 블록 형태의 몸체; 및 상기 몸체 내부에 상기 제2 우렌즈를 통과한 제1 영상 또는 상기 제2 좌렌즈를 통과한 제2 영상의 투사 방향과 경사지게 배치되는 경면, 반경면 또는 빔 스플릿트를 구비할 수 있다.In one embodiment, the first main lens or the second main lens, a hexahedral block-shaped body; And a mirror surface, a radial surface, or a beam split disposed in the body to be inclined with a projection direction of the first image passing through the second right lens or the second image passing through the second left lens.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 스마트 안경은, 사용자의 헤드에 착용되는 프레임 어셈블리; 상기 프레임 어셈블리에 결합하고 상기 사용자의 좌측 눈과 우측 눈 전방에 배치되는 제1 메인 렌즈와 제2 메인 렌즈를 포함하는 광학계(optical system); 및 상기 제1 메인 렌즈와 상기 제2 메인 렌즈 사이에서 영상을 제공하는 적어도 하나의 디스플레이 장치를 포함한다.Smart glasses according to another aspect of the present invention for solving the above technical problem, a frame assembly worn on the user's head; An optical system including a first main lens and a second main lens coupled to the frame assembly and disposed in front of the left and right eyes of the user; And at least one display device that provides an image between the first main lens and the second main lens.
일실시예에서, 광학계는, 상기 제1 메인 렌즈와 상기 제2 메인 렌즈 사이의 중앙부에 배치되는 미러; 상기 미러와 상기 제1 메인 렌즈와의 사이에 배치되는 제1 중간 렌즈; 및 상기 미러와 상기 제2 메인 렌즈와의 사이에 배치되는 제2 중간 렌즈를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the optical system includes: a mirror disposed at a central portion between the first main lens and the second main lens; A first intermediate lens disposed between the mirror and the first main lens; And a second intermediate lens disposed between the mirror and the second main lens.
일실시예에서, 상기 제1 중간 렌즈 또는 상기 제2 중간 렌즈는 상기 디스플레이 장치의 영상 또는 빛의 진행 방향에서 기재된 순차적으로 배치되는 오목 렌즈와 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first intermediate lens or the second intermediate lens may include a concave lens and a convex lens that are sequentially disposed described in a direction of travel of an image or light of the display device.
일실시예에서, 상기 미러에 대하여 상기 디스플레이 장치의 영상 또는 빛이 출력되는 제1 방향은 상기 제1 또는 제2 메인 렌즈에서 상기 사용자의 눈으로 출력되는 영상 또는 빛의 방향과 직교하는 제2 방향일 수 있다. 상기 디스플레이 장치는, 상기 미러의 제1 면에 영상을 출력하는 제1 디스플레이 장치; 및 상기 제1 면의 반대면인 상기 미러의 제2 면에 영상을 출력하는 제2 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 상기 제1 디스플레이 장치와 상기 제2 디스플레이 장치는 상기 미러를 사이에 두고 상기 미러의 서로 반대면와 마주하도록 배치될 수 있다.In one embodiment, the first direction in which the image or light of the display device is output to the mirror is a second direction orthogonal to the direction of the image or light output from the first or second main lens to the user's eyes Can be The display device may include: a first display device that outputs an image to a first surface of the mirror; And a second display device that outputs an image on a second surface of the mirror that is a surface opposite to the first surface. The first display device and the second display device may be disposed to face opposite surfaces of the mirrors with the mirror interposed therebetween.
일실시예에서, 상기 미러는, 상기 제1 메인 렌즈 측의 제3 방향으로 영상을 전달하는 제1 미러; 및 상기 제2 메인 렌즈 측의 제3 방향의 반대 방향으로 영상을 전달하는 제2 미러를 구비하고, 상기 제1 디스플레이 장치와 상기 제2 디스플레이 장치는 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러에 대하여 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 반대 방향에서 영상을 출력할 수 있다.In one embodiment, the mirror includes: a first mirror that transmits an image in a third direction toward the first main lens; And a second mirror that transmits an image in a direction opposite to a third direction toward the second main lens, wherein the first display device and the second display device are configured with respect to the first mirror and the second mirror. An image may be output in the first direction or in a direction opposite to the first direction.
일실시예에서, 상기 미러에 대하여 상기 디스플레이 장치의 영상 또는 빛이 출력되는 제1 방향은 상기 제1 또는 제2 메인 렌즈에서 상기 사용자의 눈으로 출력되는 영상 또는 빛의 방향과 평행한 방향일 수 있다. 상기 디스플레이 장치는, 상기 미러의 제1 면에 영상을 출력하는 제1 디스플레이 장치; 및 상기 제1 면의 반대면인 상기 미러의 제2 면에 영상을 출력하는 제2 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 상기 제1 디스플레이 장치와 상기 제2 디스플레이 장치는 상기 미러를 사이에 두고 상기 미러의 서로 반대면와 마주하도록 배치될 수 있다.In one embodiment, the first direction in which the image or light of the display device is output to the mirror may be a direction parallel to the direction of the image or light output from the first or second main lens to the user's eyes. have. The display device may include: a first display device that outputs an image to a first surface of the mirror; And a second display device that outputs an image on a second surface of the mirror that is a surface opposite to the first surface. The first display device and the second display device may be disposed to face opposite surfaces of the mirrors with the mirror interposed therebetween.
일실시예에서, 상기 미러는, 상기 제1 메인 렌즈 측의 제3 방향으로 영상을 전달하는 제1 미러; 및 상기 제2 메인 렌즈 측의 제3 방향의 반대 방향으로 영상을 전달하는 제2 미러를 구비하고, 상기 제1 디스플레이 장치와 상기 제2 디스플레이 장치는 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러에 대하여 상기 제2 방향 또는 상기 제2 방향의 반대 방향에서 영상을 출력할 수 있다.In one embodiment, the mirror includes: a first mirror that transmits an image in a third direction toward the first main lens; And a second mirror that transmits an image in a direction opposite to a third direction toward the second main lens, wherein the first display device and the second display device are configured with respect to the first mirror and the second mirror. An image may be output in the second direction or in a direction opposite to the second direction.
일실시예에서, 상기 디스플레이 장치의 영상 또는 빛은 상기 제1 또는 제2 메인 렌즈에서 상기 사용자의 눈으로 출력되는 영상 또는 빛 혹은 그 중심을 지나는 연장선이 연장하는 제2 방향과 직교하는 제3 방향으로 출력될 수 있다. 상기 디스플레이 장치는, 상기 제1 메인 렌즈 측으로 영상을 출력하는 제1 디스플레이 유닛; 및 상기 제2 메인 렌즈 측으로 영상을 출력하는 제2 디스플레이 유닛을 포함하고, 상기 제1 디스플레이 유닛 및 상기 제2 디스플레이 유닛은 양면 디스플레이 패널 또는 양방향 디스플레이 패널일 수 있다. 상기 디스플레이 장치는, 상기 제1 메인 렌즈 측으로 영상을 출력하는 제1 디스플레이 장치; 및 상기 제2 메인 렌즈 측으로 영상을 출력하는 제2 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 상기 제1 디스플레이 장치와 상기 제2 디스플레이 장치는 전장부품의 제어장치에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.In one embodiment, the image or light of the display device is a third direction orthogonal to an image output from the first or second main lens to the user's eyes, or a second direction in which an extension line passing through the center extends Can be output as The display device may include: a first display unit that outputs an image toward the first main lens; And a second display unit that outputs an image toward the second main lens, and the first and second display units may be a double-sided display panel or a bidirectional display panel. The display device may include: a first display device that outputs an image toward the first main lens; And a second display device that outputs an image toward the second main lens. The first display device and the second display device may be independently controlled by a control device of an electronic component.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 스마트 안경은, 사용자의 헤드에 착용가능한 안경 프레임 형태를 구비하는 프레임 어셈블리; 상기 헤드에 착용될 때 상기 사용자의 좌측 눈과 우측 눈 전방에 제1 메인 렌즈와 제2 메인렌즈가 위치하도록 상기 프레임 어셈블리에 결합하는 광학계(optical system); 및 상기 헤드에 착용될 때 상기 광학계의 상기 제1 메인렌즈와 상기 제2 메인렌즈를 통해 상기 사용자의 눈이 위치하는 방향으로 영상을 제공하는 디스플레이 장치를 포함하며, 상기 제1 메인렌즈와 상기 제2 메인렌즈는 두께 수 밀리미터의 판상 빔 스플리터를 포함하고, 상기 영상을 투과 및 분리하여 상기 사용자의 눈에 허상에 맺히는 영상을 보여준다.Smart glasses according to another aspect of the present invention for solving the above technical problem, a frame assembly having a form of a wearable glasses frame on the user's head; An optical system coupled to the frame assembly such that a first main lens and a second main lens are positioned in front of the user's left and right eyes when worn on the head; And a display device configured to provide an image in a direction in which the user's eyes are positioned through the first main lens and the second main lens of the optical system when worn on the head, wherein the first main lens and the second main lens 2 The main lens includes a plate-shaped beam splitter having a thickness of several millimeters, and transmits and separates the image to show an image formed in a virtual image in the user's eyes.
일실시예에서, 상기 광학계는, 상기 디스플레이 장치에 속한 제1 디스플레이의 제1 영상을 비구면 볼록면을 통해 확대하는 제1 보조렌즈와 상기 제1 보조렌즈에서 전달되는 제1 영상을 반사 및 투과하는 제1 메인렌즈를 구비한 제1 광학 시스템과, 상기 디스플레이 장치에 속한 제2 디스플레이의 제2 영상을 비구면 볼록면을 통해 확대하는 제2 보조렌즈와 상기 제2 보조렌즈에서 전달되는 제2 영상을 반사 및 투과하는 제2 메인렌즈를 구비한 제2 광학 시스템을 포함할 수 있다.In one embodiment, the optical system includes a first auxiliary lens for enlarging a first image of a first display belonging to the display device through an aspherical convex surface and a first auxiliary lens for reflecting and transmitting a first image transmitted from the first auxiliary lens. A first optical system having a first main lens, a second auxiliary lens that magnifies a second image of a second display belonging to the display device through an aspherical convex surface, and a second image transmitted from the second auxiliary lens. It may include a second optical system having a second main lens that reflects and transmits.
일실시예에서, 상기 광학계는, 상기 제1 디스플레이와 상기 제1 보조렌즈 사이에 배치되어 상기 제1 영상을 반사하는 제1 미러와, 상기 제2 디스플레이와 상기 제2 보조렌즈 사이에 배치되어 상기 제2 영상을 반사하는 제2 미러를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the optical system is disposed between the first display and the first auxiliary lens to reflect the first image, and the second display is disposed between the second auxiliary lens and the It may further include a second mirror reflecting the second image.
일실시예에서, 상기 제1 영상은 상기 제1 디스플레이에서 상기 사용자의 미간 또는 코(nose) 위에 배치되어 상기 사용자의 어느 한쪽 눈 상부에 위치하는 제1 미러로 출력되고, 상기 제1 미러에 의해 상기 눈 상부에서 눈 하부로 반사되어 상기 제1 보조렌즈에 입사되며, 상기 제1 보조렌즈에서 확대되어 상기 제1 메인렌즈에 전달되고, 상기 제1 메인렌즈에서 반사 및 투과되어 상기 사용자의 눈에 보여진다. 또한, 상기 제2 영상은 상기 제2 디스플레이에서 상기 사용자의 미간 또는 코(nose) 위에 배치되어 상기 사용자의 나머지 한쪽 눈 상부에 위치하는 제2 미러로 출력되고, 상기 제2 미러에 의해 상기 눈 상부에서 눈 하부로 반사되어 상기 제2 보조렌즈에 입사되며, 상기 제2 보조렌즈에서 확대되어 상기 제2 메인렌즈에 전달되고, 상기 제2 메인렌즈에서 반사 및 투과되어 상기 사용자의 눈에 보여진다.In one embodiment, the first image is disposed on the user's brow or nose in the first display and output to a first mirror positioned above one of the user's eyes, and by the first mirror It is reflected from the upper part of the eye to the lower part of the eye, is incident on the first auxiliary lens, is enlarged by the first auxiliary lens and transmitted to the first main lens, and is reflected and transmitted from the first main lens to the user's eye. Is shown. In addition, the second image is disposed on the user's eyebrow or nose in the second display, and is output to a second mirror positioned above the other eye of the user, and the second mirror Is reflected from the lower part of the eye and is incident on the second auxiliary lens, is enlarged by the second auxiliary lens and transmitted to the second main lens, and is reflected and transmitted from the second main lens to be seen by the user's eyes.
일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 제1 메인렌즈와 상기 제2 메인렌즈 각각은 인접한 측면 프레임과의 사이에 빈 공간을 구비한다.In one embodiment, in the smart glasses, each of the first main lens and the second main lens has an empty space between adjacent side frames.
일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 좌측 또는 우측 프레임 부분에 수납되며 상기 제1 및 제2 디스플레이들 중 어느 하나 이상에 연결되는 통신 및 전원 보드를 더 포함하고, 상기 통신 및 전원 보드는 유선으로 외부의 제어 및 전원 장치와 연결되고 상기 제어 및 전원 장치와 상기 제1 및 제2 디스플레이들 간의 신호 및 데이터 통신을 전달한다.In one embodiment, the smart glasses further include a communication and power board accommodated in a left or right frame portion of the main frame and connected to one or more of the first and second displays, and the communication and power board Is connected to an external control and power device by wire and transmits signal and data communication between the control and power device and the first and second displays.
일실시예에서, 스마트 안경은 상기 제어 및 전원 장치에 포함되는 어플리케이션 프로세서와 배터리 모두를 스마트 안경의 외부에 배치한다.In one embodiment, the smart glasses arranges both an application processor and a battery included in the control and power device outside the smart glasses.
일실시예에서, 스마트 안경은 상기 제1 디스플레이와 상기 제2 디스플레이는 제어하기 위한 디스플레이 인터페이스를 내장한다.In one embodiment, the smart glasses have a built-in display interface for controlling the first display and the second display.
일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 중앙부 외측면에 설치되어 전방을 촬영하며 상기 통신 및 전원 보드를 통해 상기 제어 및 전원 장치에 연결되는 전면 카메라를 더 포함한다.In one embodiment, the smart glasses further include a front camera installed on an outer surface of the central portion of the main frame to photograph the front side and connected to the control and power supply device through the communication and power board.
일실시예에서, 상기 전면 카메라는 일정 간격 이격된 제1 전면 카메라 및 제2 전면 카메라를 포함한다.In one embodiment, the front camera includes a first front camera and a second front camera spaced apart by a predetermined interval.
일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 중앙부 내측면에 설치되어 후방측을 촬영하며 상기 통신 및 전원 보드를 통해 상기 제어 및 전원 장치에 연결되는 후면 카메라 또는 센서를 더 포함한다.In one embodiment, the smart glasses further include a rear camera or sensor installed on the inner side of the central part of the main frame to photograph the rear side and connected to the control and power device through the communication and power board.
일실시예에서, 상기 후면 카메라 또는 센서는 상기 사용자의 눈꺼풀을 감지한다.In one embodiment, the rear camera or sensor detects the user's eyelid.
일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 좌측 프레임 부분 및 우측 프레임 부분 중 어느 하나 이상에 수납되고 상기 후면 카메라, 상기 센서 또는 상기 제어 및 전원 장치로부터의 신호에 응하여 동작하는 액추에이터 또는 구동기를 더 포함한다.In one embodiment, the smart glasses are accommodated in one or more of the left frame portion and the right frame portion of the main frame and operate in response to a signal from the rear camera, the sensor, or the control and power supply device or actuator. Include more.
일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 좌측 프레임 부분 및 우측 프레임 부분 중 어느 하나 이상에 수납되고 상기 후면 카메라, 상기 센서 또는 상기 제어 및 전원 장치로부터의 신호에 응하여 알람을 출력하는 스피커를 더 포함한다.In one embodiment, the smart glasses include a speaker that is accommodated in one or more of a left frame portion and a right frame portion of the main frame and outputs an alarm in response to a signal from the rear camera, the sensor, or the control and power supply device. Include more.
일실시예에서, 상기 제어 및 전원 장치는 제어장치와 전원장치를 포함하고, 상기 제어장치와 전원장치 중 어느 하나 이상은 메인 프레임에 의해 지지되거나 외부 장치에 탑재되고 상기 외부 장치에 탑재되는 데이터 및 전원 라인을 통해 상기 통신 및 전원 보드에 연결된다.In one embodiment, the control and power supply device includes a control device and a power supply device, and at least one of the control device and the power supply device is supported by a main frame or mounted on an external device, and data to be mounted on the external device and It is connected to the communication and power board through a power line.
본 발명에 따른 스마트 안경 및 그 광학시스템을 채용하는 경우에는, 사용자 눈의 피로감과 어지럼을 상당히 감소시켜 착용감과 사용편의성을 향상시킬 수 있다. 또한, 무게를 최소화하고 인체공학적 구조 및 디자인으로 설계하여 우수한 착용감을 제공할 수 있다. 또한, 배터리 교체 방식으로 장시간 사용에 대한 전원 공급을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.In the case of employing the smart glasses and the optical system thereof according to the present invention, it is possible to significantly reduce the fatigue and dizziness of the user's eyes, thereby improving the fit and convenience of use. In addition, it is possible to provide an excellent fit by minimizing weight and designing with an ergonomic structure and design. In addition, there is an advantage in that it is possible to easily supply power for a long time use by a battery replacement method.
아울러, 피로감과 어지럼 현상을 방지하고 착용감을 증대시킴으로써, 스마트 안경을 사용하여 가상현실(VR), 증강현실(AR), 융합현실(MR), 혼합현실(MR) 등의 콘텐츠를 이용할 때 장시간 이용 환경을 제공할 수 있다. 또한, 모니터없이 업무 혹은 작업을 하거나, 쇼핑을 하거나, 내비게이션 장치로 이용하거나, AR, VR 또는 MR 게임을 하거나, 동영상을 감상하거나, 영상통화를 하는 등 다양한 분야에 효과적으로 혹은 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다.In addition, by preventing fatigue and dizziness and increasing the fit, it is used for a long time when using contents such as virtual reality (VR), augmented reality (AR), converged reality (MR), and mixed reality (MR) using smart glasses. You can provide an environment. In addition, it can be applied effectively or easily to various fields such as working or working without a monitor, shopping, using as a navigation device, playing AR, VR or MR games, watching videos, or making video calls. There is this.
또한, 본 발명에 의하면, 스마트 안경의 전면 중앙에 배치되는 하나 또는 두 개의 디스플레이에서 양쪽 눈으로 독립적인 영상을 제공하도록 구성함으로써 측면 시야각을 확보할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage of securing a side viewing angle by configuring to provide independent images to both eyes on one or two displays disposed at the front center of the smart glasses.
또한, 하나의 스마트 안경으로 2D, 3D 이미지를 효과적으로 구현하고, 증강현실과 가상현실을 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of effectively implementing 2D and 3D images with one smart glasses, and implementing augmented reality and virtual reality.
또한, 하나 또는 두 개의 디스플레이에서 동일한 멀티미디어 콘텐츠를 양측 안구에 제공함으로써 장시간 사용에도 사용자가 불편을 느끼지 않는 효과가 있다.In addition, by providing the same multimedia content to both eyes on one or two displays, there is an effect that the user does not feel uncomfortable even when used for a long time.
또한, 정면의 메인렌즈의 두께를 줄여 장치를 경량화하고 사용감을 향상시킬 수 있다.In addition, by reducing the thickness of the front main lens, the device can be lightened and the feeling of use can be improved.
또한, 후면 카메라나 센서를 통해 사용자의 눈꺼풀을 인식하고 인식 결과에 따라 장치에 수납된 액추에이터나 구동기 또는 스피커를 통해 진동이나 알람을 발생시켜 사용자 특히, 졸음 운전 중인 운전자에게 위험을 경고할 수 있다.In addition, by recognizing the user's eyelids through a rear camera or sensor and generating vibrations or alarms through actuators, actuators, or speakers housed in the device according to the recognition result, the user, in particular, a drowsy driver can be warned of danger.
또한, 장치를 장시간 사용할 때 발생할 수 있는 열을 메인 프레임의 정면 상단부에 배치되는 방열구조나 히트싱크로 효과적으로 배출하여 스마트 안경에 대한 동작 안정성과 신뢰성을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide operational stability and reliability for smart glasses by effectively discharging heat that may be generated when the device is used for a long time through a heat dissipation structure or a heat sink disposed on the front top of the main frame.
또한, 스마트 안경에서 배터리를 제거하고, 외부의 제어 및 전원 장치에 배터리를 통해 스마트 안경에 전원을 공급하는 경우, 스마트 안경을 효과적으로 경량화할 수 있고 착용감이나 사용편의성을 증대시킬 수 있다.In addition, when the battery is removed from the smart glasses and power is supplied to the smart glasses through the battery to an external control and power device, the smart glasses can be effectively lightened and the fit and convenience of use can be increased.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다.
도 2는 도 1의 스마트 안경의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 스마트 안경의 주요 작동 원리를 설명하기 위한 부분 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 스마트 안경의 배면 케이스의 구조를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 스마트 안경에 채용되는 광학 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다.
도 7은 도 6의 스마트 안경의 평면도이다.
도 8은 도 7의 스마트 안경의 저면도이다.
도 9는 도 7의 스마트 안경의 정면도이다.
도 10은 도 7의 스마트 안경의 배면도이다.
도 11은 도 7의 스마트 안경의 좌측면도이다.
도 12는 도 7의 스마트 안경의 우측면도이다.
도 13은 도 7의 스마트 안경의 착용 상태를 보여주는 예시도이다.
도 14는 도 7의 스마트 안경을 착용한 상태를 보여주는 다른 예시도이다.
도 15는 도 7의 스마트 안경을 착용한 상태를 보여주는 또 다른 예시도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경에 채용할 수 있는 메인 제어보드의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 주요 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 19 내지 도 25는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 스마트 안경에 채용되는 광학 시스템을 설명하기 위한 도면들이다.
도 26 내지 도 29는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 스마트 안경에 채용되는 광학 시스템을 설명하기 위한 도면들이다.
도 30은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 주요 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다.
도 32은 도 31의 스마트 안경에 대한 정면도이다.
도 33은 도 32의 스마트 안경의 내부 구조를 설명하기 위한 부분 투영 정면도이다.
도 34는 도 31의 스마트 안경에 대한 우측면도이다.
도 35는 도 34의 스마트 안경의 내부 구조를 보여주는 부분 투영 우측면도이다.
도 36은 도 31의 스마트 안경의 구성요소를 설명하기 위한 부분 분해사시도이다.
도 37은 도 31의 스마트 안경에 채용할 수 있는 제어보드에 대한 블록도이다.
도 38은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경과 제어 시스템에 대한 사시도이다.
도 39는 도 38의 스마트 안경의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 40은 도 38의 스마트 안경에 채용할 수 있는 제어 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 41 및 도 42는 도 38의 스마트 안경의 주요 작동 원리를 설명하기 위한 순서도들이다.1 is a perspective view of smart glasses according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the smart glasses of FIG. 1.
3 is a partial exploded perspective view for explaining the main operating principle of the smart glasses of FIG. 1.
4 is a perspective view showing an enlarged structure of the rear case of the smart glasses of FIG. 3.
5 is a view for explaining an optical system employed in the smart glasses of FIG. 4.
6 is a perspective view of smart glasses according to another embodiment of the present invention.
7 is a plan view of the smart glasses of FIG. 6.
8 is a bottom view of the smart glasses of FIG. 7.
9 is a front view of the smart glasses of FIG. 7.
10 is a rear view of the smart glasses of FIG. 7.
11 is a left side view of the smart glasses of FIG. 7.
12 is a right side view of the smart glasses of FIG. 7.
13 is an exemplary view showing a wearing state of the smart glasses of FIG. 7.
14 is another exemplary view showing a state of wearing the smart glasses of FIG. 7.
15 is another exemplary view showing a state of wearing the smart glasses of FIG. 7.
16 is a block diagram illustrating a main configuration of a main control board that can be employed in smart glasses according to another embodiment of the present invention.
17 and 18 are diagrams for explaining a main configuration of smart glasses according to another embodiment of the present invention.
19 to 25 are diagrams for explaining an optical system employed in smart glasses according to still other embodiments of the present invention.
26 to 29 are diagrams for explaining an optical system employed in smart glasses according to still other embodiments of the present invention.
30 is a diagram for explaining a main configuration of smart glasses according to another embodiment of the present invention.
31 is a perspective view of smart glasses according to another embodiment of the present invention.
32 is a front view of the smart glasses of FIG. 31.
33 is a partial projection front view for explaining the internal structure of the smart glasses of FIG. 32.
34 is a right side view of the smart glasses of FIG. 31.
FIG. 35 is a partial projection right side view showing the internal structure of the smart glasses of FIG. 34.
36 is a partial exploded perspective view for explaining the components of the smart glasses of FIG. 31.
37 is a block diagram of a control board that can be employed in the smart glasses of FIG. 31.
38 is a perspective view of smart glasses and a control system according to another embodiment of the present invention.
39 is a block diagram illustrating a main configuration of the smart glasses of FIG. 38.
40 is a block diagram illustrating a control module that can be employed in the smart glasses of FIG. 38.
41 and 42 are flowcharts illustrating a main operating principle of the smart glasses of FIG. 38.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals shown in each drawing indicate the same member.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다. 도 2는 도 1의 스마트 안경의 분해사시도이다. 도 3은 도 1의 스마트 안경의 주요 작동 원리를 설명하기 위한 부분 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 스마트 안경의 배면 케이스의 구조를 확대하여 나타낸 사시도이다. 그리고 도 5는 도 4의 스마트 안경에 채용되는 광학 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of smart glasses according to an embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view of the smart glasses of FIG. 1. 3 is a partial exploded perspective view for explaining the main operating principle of the smart glasses of FIG. 1. 4 is a perspective view showing an enlarged structure of the rear case of the smart glasses of FIG. 3. And FIG. 5 is a diagram for describing an optical system employed in the smart glasses of FIG. 4.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은, 프레임 어셈블리(10), 전장부품, 디스플레이 시스템(30) 및 광학계(50)를 포함한다. 디스플레이 시스템(30)은 제1 디스플레이 장치(31)와 제2 디스플레이 장치(32)에 더하여 케이스 조립체(60)와 광학계(50)를 포함할 수 있다.1 to 5, the
디스플레이 장치들과 광학계(50) 및 케이스 조립체(60)는 직교 좌표계에서 서로 다른 3개의 축상으로 나열되는 형태로 서로 교차 배열될 수 있으며, 이러한 교차 배열 구조의 중심에는 미러(51)가 배치되며, 제1 디스플레이 장치(31)와 제2 디스플레이 장치(32)는 미러(51)를 사이에 두고 양측에 배치될 수 있다.The display devices, the
프레임 어셈블리(10)는 다수의 프레임들에 의해 안경 형태를 형성한다. 프레임 어셈블리는 상부 프레임(upper frame, 11), 하부 프레임(lower frame, 12), 바디 프레임(body frame, 13), 우측 커버 프레임(right cover frame, 14) 및 좌측 커버 프레임(left cover frame, 15)을 포함할 수 있다. 바디 프레임(13)에는 코패드(nose pad, 18)가 결합될 수 있다.The
하부 프레임(12)은 중앙 수납부에 메인 제어보드(21)를 수용한다. 중앙 수납부는 상부 프레임(11)에 의해 덮일 수 있다. 하부 프레임(12)은 중앙 수납부의 오른쪽에 연결되는 우측 측면 연장부 내의 제1 수납부에 제1 인쇄회로기판(23)과 제1 인쇄회로기판(23)에 연결되는 제1 배터리 팩(24)을 수납할 수 있다. 제1 수납부는 우측 커버 프레임(14)에 의해 덮일 수 있다. 우측 커버 프레임(14)에는 버튼식 파워버튼(22)이 설치되고, 파워버튼(22)은 제1 인쇄회로기판(23)에 연결될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(23)은 제1 배터리 팩(24) 내의 배터리 관리 시스템과 메인 제어보드(21)의 제어장치(210)를 연결할 수 있다.The
또한, 하부 프레임(12)은 중앙 수납부의 왼쪽에 연결되는 좌측 측면 연장부 내의 제2 수납부에 제2 인쇄회로기판(25)과 제2 인쇄회로기판(25)에 연결되는 제2 배터리 팩(26)을 수납할 수 있다. 제2 수납부는 좌측 커버 프레임(15)에 의해 덮일 수 있다. 제2 인쇄회로기판(25)은 제2 배터리 팩(26) 내의 배터리 관리 시스템과 메인 제어보드(21)의 제어장치(210)를 연결할 수 있다.In addition, the
바디 프레임(13)은 하부 프레임(12)의 하부에 결합한다. 바디 프레임(13)은 하부 프레임(12)과 케이스 시스템(60) 사이에서 이들의 결합을 지지하도록 설치된다. 또한, 바디 프레임(13)은 하부 프레임(12)의 하부에 결합하여 스마트 안경의 전체적인 내구성을 보완하고 증대시킨다.The
전장부품은 프레임 어셈블리(10)에 탑재되거나 수납될 수 있다. 전장부품은 메인 제어보드(main control board, 21), 파워스위치(power switch, 22), 제1 제어보드(23), 제1 배터리 팩(24), 제2 제어보드(25) 및 제2 배터리 팩(26)을 포함할 수 있다. 제1 제어보드(23)은 제1 인쇄회로보드에 대응하고, 제2 제어보드(25)는 제2 인쇄회로기판에 대응할 수 있으며, 배터리 팩은 간략히 배터리로 지칭될 수 있다.The electronic components may be mounted or accommodated in the
제1 디스플레이 장치(31) 및 제2 디스플레이 장치(32)는, 전장부품의 제어장치에 의해 제어되고, 프레임 어셈블리의 중앙 상부측 및 중앙 하부측에 각각 배치될 수 있다.The
본 실시예에서 제1 디스플레이 장치(31) 또는 제2 디스플레이 장치(32)는, LCD(liquid crystal display)를 포함한다. 이 경우, 제1 디스플레이 장치(31) 및 제2 디스플레이 장치(32)는 백라이트 유닛(backlight units, 33, 34)을 구비할 수 있다.In this embodiment, the
한편, 본 발명의 디스플레이 장치는 LCD로 한정되지 않으며, 반사형 마이크로 디스플레이(liquid crystal on silicon, LCoS), PDP(plasma dispaly panel), FED(field emission display), ELD(elelctro-luminescent display) 및 OLED(organic light emitting diode) 중 어느 하나로 대체되어 사용될 수 있다.On the other hand, the display device of the present invention is not limited to LCD, and reflective micro-display (liquid crystal on silicon, LCoS), plasma dispaly panel (PDP), field emission display (FED), electro-luminescent display (ELD), and OLED It can be replaced with any one of (organic light emitting diode).
광학계(50)는 제1 디스플레이 장치(31)에서 출력되는 제1 영상과 제2 디스플레이 장치(32)에서 출력되는 제2 영상을 사용자의 양쪽 눈으로 전달하면서 영상 사이즈를 제어하여 제1 메인 렌즈(54)와 제2 메인 렌즈(57) 상에 각각 투사할 수 있다.The
광학계(50)는 미러(51), 제1 우렌즈(the first right lens, 52), 제2 우렌즈(the second right lens, 53), 제1 메인 렌즈(the first main lens, 54), 제1 좌렌즈(the first left lens, 55), 제2 좌렌즈(the second left lens, 56) 및 제2 메인 렌즈(the second main lens, 57)를 포함할 수 있다.The
미러(51)는 스마트 안경의 전면 중앙이나 광학계 중앙의 상부측에서 중앙의 하부측을 향하는 방향(제1 방향)으로 입력되는 제1 영상을 제1면에서 반사하여 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 전달한다. 또한, 미러(51)는 상기 중앙의 하부측에서 중앙의 상부측을 향하는 방향(제1 방향과 마주하는 제1 역방향)으로 입력되는 제2 영상을 제1면의 반대측인 제2면에서 반사하여 제1 역방향과 직교하고 제2 방향의 반대 방향인 제2 역방향으로 전달할 수 있다.The
제1 우렌즈(52)는 오목 렌즈 형태를 구비하고 미러(51)에서 전달되는 제1 영상을 통과시킬 수 있다. 제1 우렌즈(52)는 제1 영상을 1차로 통과시킬 수 있다. 제2 우렌즈(53)는 볼록 렌즈 형태를 구비하고 제1 우렌즈(52)를 통과한 제1 영상을 2차로 통과시킬 수 있다. 이러한 제1 우렌즈(52)와 제2 우렌즈(53)는 일단의 오목한 면을 통해 입사되는 빛은 타면의 볼목한 면을 통해 출사하는 단일 렌즈 형태를 형성할 수 있다.The first
제1 메인 렌즈(54)는 제2 우렌즈(54)를 통과한 제1 영상을 반사시키면서 투과시킬 수 있다. 제1 메인 렌즈(54)는 프레임 어셈블리나 커버에 의해 지지되고 스마트 안경의 정면 일측에 배치될 수 있다. 제1 메인 렌즈(54)는 사용자의 오른쪽 눈 전방에 배열될 수 있다.The first
제1 좌렌즈(55)는 오목 렌즈 형태를 구비하고 미러(51)에서 전달되는 제2 영상을 통과시킬 수 있다. 제1 좌렌즈(55)는 제1 우렌즈(52)와는 반대 방향으로 제2 영상을 1차로 통과시킬 수 있다. 제2 좌렌즈(56)는 볼록 렌즈 형태를 구비하고 제1 좌렌즈(55)를 통과한 제2 영상을 2차로 통과시킬 수 있다. 이러한 제1 좌렌즈(55)와 제2 좌렌즈(56)는 일단의 오목한 면을 통해 입사되는 빛을 타면의 볼목한 면을 통해 출사하는 단일 렌즈 구조에 대응할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The first
제2 메인 렌즈(57)는 제2 좌렌즈(56)를 통과한 제2 영상을 반사시키면서 투과시킬 수 있다. 제2 메인 렌즈(57)는 프레임 어셈블리나 커버에 의해 지지되고 스마트 안경의 정면 일측에 배치될 수 있다. 제2 메인 렌즈(57)는 사용자의 왼쪽 눈 전방에 배열될 수 있다.The second
전술한 제1 메인 렌즈(54) 상에서 원형 점과 이를 둘러싸는 원의 조합은 제1 영상이 지면에서 나오는 방향임을 표현하기 위한 것이고, 제2 메인 렌즈(57) 상에서 원형 점과 이를 둘러싸는 원의 조합은 제1 영상이 지면에서 나오는 방향임을 표현하기 위한 것이다(도 5 참조).The combination of a circular point and a circle surrounding it on the first
전술한 디스플레이 장치들과 광학계(50)의 신뢰성 있는 구조를 형성하기 위해, 본 실시예에서는 광학계의 두 디스플레이 장치들을 광학계(50)의 구성요소들이 나열되는 제2 방향 (또는 수평 방향)과 직교하는 제1 방향 (또는 수직 방향)으로 배치한다. 두 디스플레이 장치들(31, 32)는 광학계(50)의 미러(51)를 중심에 두고 그 상측과 하측에 배치될 수 있다. 미러(51)는 또한 제2 방향으로 나열되는 광학계(50)의 구성요소들의 중앙에 위치하고 그에 의해 광학계(50)의 구성요소들이 서로 대향하는 두 방향으로 영상 신호를 전달하기 위한 배치를 갖추도록 한다.In order to form a reliable structure of the above-described display devices and the
이를 위해 본 실시예의 배면 케이스(62)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 미러(51)가 안착되는 제1 안착홈(620), 제1 디스플레이 장치(31)를 안착하기 위한 제1 상부 안착홈(621)과 제2 디스플레이 장치(32)를 안착하기 위한 제1 하부 안착홈(622)을 구비한다. 제1 디스플레이 장치(31)가 LCD 패널인 경우, 제1 상부 안착홈(621) 상부에서 백라이트 유닛(33)을 수용하기 위한 제2 상부 안착홈(631)이 더 구비될 수 있다. 이와 유사하게 제1 하부 안착홈(622)의 하부에도 제2 디스플레이 장치(32)의 백라이트 유닛(34)을 수용하기 하기 위한 제2 하부 안착홈이 구비될 수 있다.To this end, the
또한, 배면 케이스(62)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 우렌즈(52)와 제2 우렌즈(53)를 안착하기 위한 제2 안착홈(625), 제1 메인 렌즈(54)를 수용하고 지지하기 위한 제3 안착홈(626)을 구비할 수 있다. 이와 유사하게, 배면 케이스(62)는 제1 좌렌즈(55)와 제2 좌렌즈(56)를 안착하기 위한 제4 안착홈(627), 제2 메인 렌즈(57)를 수용하고 지지하기 위한 제5 안착홈(628)을 구비할 수 있다. 제1 메인 렌즈(54)와 제2 메인 렌즈(57)는 전면 케이스(61)와 배면 케이스(62)에 의해 1차적으로 지지되고, 전면 케이스(61)의 외측을 둘러싸는 전면 커버(63)와, 배면 케이스(62)의 외측을 둘러싸는 배면 커버(64)의 결합에 의해 견고하게 지지될 수 있다.Further, as shown in FIG. 4, the
또한, 배면 케이스(62)는 바디 프레임(13)과의 체결을 위한 체결부(629)를 구비할 수 있다. 체결부(629)는 나사홀을 구비할 수 있다.In addition, the
전면 커버(63)는 제1 외부 케이스로 지칭될 수 있고, 그 경우 전면 케이스(61)는 제1 내부 케이스로 지칭될 수 있다. 이와 유사하게, 배면 커버(64)는 제2 외부 케이스로 지칭될 수 있고, 그 경우 배면 케이스(63)는 제2 내부 케이스로 지칭될 수 있다.The
본 실시예에서 광학계는 제1 영상과 제2 영상을 사용자 얼굴의 측면에서 제공하는 것이 아니라 사용자 얼굴의 이마측과 코측에서 미간측으로 1차로 전달하고, 제1 영상과 제2 영상을 미간측에서 눈 앞쪽으로 전달하면서 오목렌즈와 볼록렌즈를 통해 영상 사이즈 조절 및 포커싱을 수행하고, 사용자 시각을 기준으로 눈 전방의 제1 메인 렌즈(54)와 제2 메인 렌즈(57) 상에서 사용자의 눈에 보이는 제1 영상 및 제2 영상을 표시할 수 있다.In this embodiment, the optical system does not provide the first image and the second image from the side of the user's face, but transmits the first image and the second image from the forehead and nose side to the glabellar side of the user's face. The image size is adjusted and focused through the concave lens and the convex lens while being transferred to the front, and the first
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다. 도 7은 도 6의 스마트 안경의 평면도이다. 도 8은 도 7의 스마트 안경의 저면도이다. 도 9는 도 7의 스마트 안경의 정면도이다. 도 10은 도 7의 스마트 안경의 배면도이다. 도 11은 도 7의 스마트 안경의 좌측면도이다. 도 12는 도 7의 스마트 안경의 우측면도이다. 도 13은 도 7의 스마트 안경의 착용 상태를 보여주는 예시도이다. 도 14는 도 7의 스마트 안경을 착용한 상태를 보여주는 다른 예시도이다. 도 15는 도 7의 스마트 안경을 착용한 상태를 보여주는 또 다른 예시도이다.6 is a perspective view of smart glasses according to another embodiment of the present invention. 7 is a plan view of the smart glasses of FIG. 6. 8 is a bottom view of the smart glasses of FIG. 7. 9 is a front view of the smart glasses of FIG. 7. 10 is a rear view of the smart glasses of FIG. 7. 11 is a left side view of the smart glasses of FIG. 7. 12 is a right side view of the smart glasses of FIG. 7. 13 is an exemplary view showing a wearing state of the smart glasses of FIG. 7. 14 is another exemplary view showing a state of wearing the smart glasses of FIG. 7. 15 is another exemplary view showing a state of wearing the smart glasses of FIG. 7.
도 6 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은 도 1 내지 도 5를 참조하여 앞서 설명한 스마트 안경과 실질적으로 동일하며, 3차원 프로그램을 통해 구현하고, 육면도에서의 형태를 도시하고 그 구성을 명확하게 볼 수 있다.6 to 15, the
이와 같이, 본 실시예에서, 단순한 구조의 스마트 안경을 통해 제스처 인식, 3D 구현, 가상 현실 영상 재생, 증가 현실 서비스 등을 제공하면서 사용자의 어지러움이나 매스꺼움 등 사용상 발생하는 문제를 제거하여 사용하기 편리하고 구조가 단순하여 제조비용을 절감할 수 있는 스마트 안경을 제공할 수 있다.As described above, in this embodiment, gesture recognition, 3D realization, virtual reality image playback, and increased reality services are provided through smart glasses having a simple structure, while eliminating problems arising from use such as dizziness or nausea of users, and convenient to use. A simple structure can provide smart glasses that can reduce manufacturing costs.
전술한 스마튼 안경에서 제공하는 서비스 중 제스처 인식, 3D 구현, 가상 현실 영상 재생, 증가 현실 서비스를 위한 기본적인 신호 처리 기술은 본 기술분야에 이미 잘 알려져 있으므로 그에 대한 상세 설명은 생략한다.Among the services provided by the aforementioned Smarton glasses, basic signal processing technologies for gesture recognition, 3D implementation, virtual reality image reproduction, and increased reality services are well known in the art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경에 채용할 수 있는 메인 제어보드의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 16 is a block diagram illustrating a main configuration of a main control board that can be employed in smart glasses according to another embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 메인 제어보드(21)는 제어장치(210)는 통신부(211), 프로세서(212) 및 메모리(213)를 포함할 수 있다. 제어장치(2120)는 컨트롤러 또는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 프로세서(212)는 제어부로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 16, in the
통신부(211)는 제어장치(210)를 네트워크에 연결한다. 통신부(211)는 네트워크를 통해 인터넷이나 네트워크 상의 다양한 서버에 접속할 수 있으며, 다양한 서버와 상호 협력하거나 연동하여 동작할 수 있다. 서버는 가상 현실을 지원하는 서버, 증강 현실을 지원하는 서버 등을 포함할 수 있다.The communication unit 211 connects the
통신부(211)는 하나 이상의 통신 프로토콜을 지원하는 하나 이상의 유선 및/또는 무선 통신 서브시스템을 포함할 수 있다. 유선 통신 서브시스템은 PSTN(public switched telephone network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 또는 VDSL(Very high-data rate Digital Subscriber Line) 네트워크, PES(PSTN Emulation Service)를 위한 서브시스템, IP(internet protocol) 멀티미디어 서브시스템(IMS) 등을 포함할 수 있다. 무선 통신 서브시스템은 무선 주파수(radio frequency, RF) 수신기, RF 송신기, RF 송수신기, 광(예컨대, 적외선) 수신기, 광 송신기, 광 송수신기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The communication unit 211 may include one or more wired and/or wireless communication subsystems supporting one or more communication protocols. The wired communication subsystem is a public switched telephone network (PSTN), ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) or VDSL (Very high-data rate Digital Subscriber Line) network, a subsystem for PES (PSTN Emulation Service), and IP (internet protocol). Multimedia subsystems (IMS), and the like. The wireless communication subsystem may include a radio frequency (RF) receiver, an RF transmitter, an RF transceiver, an optical (eg, infrared) receiver, an optical transmitter, an optical transceiver, or a combination thereof.
무선 네트워크는 기본적으로 Wi-Fi를 지칭하나, 이에 한정되지 않는다. 본 실시예에서 통신부(211)는 다양한 무선 네트워크 예를 들어, GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), LET-A(LET-Advanced), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), WiMax, Wi-Fi(Wireless Fidelity), Bluetooth 등에서 선택되는 적어도 하나 이상을 지원하도록 구현될 수 있다.The wireless network basically refers to Wi-Fi, but is not limited thereto. In this embodiment, the communication unit 211 includes various wireless networks, for example, Global System for Mobile Communication (GSM), Enhanced Data GSM Environment (EDGE), Code Division Multiple Access (CDMA), and W-Code Division Multiple Access (W-CDMA). Access), LTE (Long Term Evolution), LET-A (LET-Advanced), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), WiMax, Wi-Fi (Wireless Fidelity), Bluetooth, etc. I can.
프로세서(212)는 내장 메모리 혹은 메모리(213)에 저장되는 소프트웨어 모듈이나 프로그램을 수행하여 스마트 안경을 통해 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 프로세서(212)는 마이크로프로세서로 지칭될 수 있다.The
프로세서(212)는 적어도 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU) 또는 코어를 포함하는 프로세서나 마이크로프로세서로 구현될 수 있다. 중앙처리장치 또는 코어는 처리할 명령어를 저장하는 레지스터(register)와, 비교, 판단, 연산을 담당하는 산술논리연산장치(arithmetic logical unit, ALU)와, 명령어의 해석과 실행을 위해 CPU를 내부적으로 제어하는 제어유닛(control unit)과, 이들을 연결하는 내부 버스 등을 구비할 수 있다. 중앙처리장치 혹은 코어는 MCU(micro control unit)와 주변 장치(외부 확장 장치를 위한 집적회로)가 함께 배치되는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
또한, 프로세서(212)는 하나 이상의 데이터 프로세서, 이미지 프로세서 또는 코덱(CODEC)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제어부(212)는 주변장치 인터페이스와 메모리 인터페이스를 구비할 수 있다. 주변장치 인터페이스는 프로세서(212)와 출력장치 등의 입출력 시스템이나 다른 주변 장치를 연결하고, 메모리 인터페이스는 프로세서(212)와 메모리(213)를 연결할 수 있다.Further, the
본 실시예에서 프로세서(212)는 영상 디스플레이에 의해 상대적으로 많은 전력을 소모하는 동작 조건하에서도 배터리의 1회 충전에 상대적으로 긴 작동 시간을 확보하기 위해 제1 배터리 팩(24) 및 제2 배터리 팩(26)을 제어한다. 이를 위해 프로세서(212)는 각 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS, 240)과 연결되고 통신할 수 있다. 또한, 프로세서(212)는 디스플레이 시스템(30)의 두 디스플레이 장치들의 적어도 하나 또는 둘 모두의 제어장치나 타이밍 제어기 등에 접속할 수 있고, 이를 통해 디스플레이 장치의 동작을 제어할 수 있다.In this embodiment, the
메모리(213)는 스마트 안경을 통한 사물 인식, 제스처 인식, 가상 현실, 증강 현실 등의 서비스를 제공하기 위한 소프트웨어 모듈을 저장할 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 모듈은, 제어처 인식을 위한 제1 모듈(215); 3차원 영상 제공이나 3차원 제어를 위한 제2 모듈(216); 가상 현실의 디스플레이 영상 서비스를 제공하기 위한 제3 모듈(217); 현재 보이는 실제 세계의 영상에 가상체를 부가하는 증강 현실의 디스플레이 영상 서비스를 제공하기 위한 제4 모듈(218) 등을 포함할 수 있다. 이러한 모듈은 프로세서(212)에 의해 수행되어 프로세서(212) 내에서 특정 기능이나 동작을 수행하는 적어도 하나의 태스크 프로세서로서 구현될 수 있다.The
전술한 메모리(213)는 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(non-volatile RAM, NVRAM), 대표적 휘발성 메모리인 DRAM(dynamic random access memory) 등의 반도체 메모리, 하드디스크 드라이브(hard disk drive, HDD), 광 저장 장치, 플래시 메모리 등으로 구현될 수 있다. 그리고 메모리(56)는 인쇄물 제작 서비스 방법을 구현하기 위한 소프트웨어 모듈들 외에 운영체제, 프로그램, 명령어 집합 등을 저장할 수 있다.The above-described
한편, 전술한 실시예에 있어서, 스마트 안경 장치의 구성요소들은 비휘발성 메모리(NVRAM) 기반의 다양한 컴퓨팅 장치에 탑재되는 기능 블록 또는 모듈로 구현될 수 있다. 예컨대, 도 15의 프로세서의 메모리에 저장되는 소프트웨어 모듈은 이들이 수행하는 일련의 기능을 구현하기 위한 소프트웨어 형태로 컴퓨터 판독 가능 매체(기록매체)에 저장되거나 혹은 캐리어 형태로 원격지의 서버 장치 내 저장장치에 저장되고 서버 장치와 네트워크를 통해 연결되는 특정 컴퓨팅 장치에서 동작하도록 구현될 수 있다. 여기서 컴퓨터 판독 가능 매체는 네트워크를 통해 연결되는 복수의 컴퓨터 장치나 클라우드 시스템의 메모리나 저장 장치를 포함할 수 있고, 복수의 컴퓨터 장치나 클라우드 시스템 중 적어도 하나 이상은 본 실시예의 스마트 안경에서 다양한 서비스를 구현하기 위한 프로그램이나 소스 코드를 저장할 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, components of the smart glasses device may be implemented as functional blocks or modules mounted on various computing devices based on nonvolatile memory (NVRAM). For example, the software modules stored in the memory of the processor of FIG. 15 are stored in a computer-readable medium (recording medium) in the form of software for implementing a series of functions performed by them, or in a storage device in a remote server device in the form of a carrier. It may be implemented to operate on a specific computing device that is stored and connected via a network with the server device. Here, the computer-readable medium may include a plurality of computer devices connected through a network or a memory or storage device of a cloud system, and at least one of the plurality of computer devices or cloud systems provides various services in the smart glasses of the present embodiment. You can save the program or source code to implement.
또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하는 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것을 포함할 수 있다.Further, the computer-readable medium may be implemented in a form of singly or in combination with program instructions, data files, and data structures. The programs recorded on the computer-readable medium may include those specially designed and configured for the present invention or those known and usable to those skilled in computer software.
또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 여기서 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 하드웨어 장치는 본 실시예의 스마트 안경을 통해 제공가능한 모든 서비스의 구현을 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, the computer-readable medium may include a hardware device specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Here, the program instruction may include a high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as a machine language code that is generated by a compiler. The hardware device may be configured to operate as at least one software module to implement all services that can be provided through the smart glasses of the present embodiment, and vice versa.
도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 주요 구성을 설명하기 위한 도면들이다.17 and 18 are views for explaining the main configuration of smart glasses according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 스마트 안경은 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같은 구조를 구비할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 스마트 안경은 다른 모양과 구조의 배면 케이스(62a)를 구비하고, 배면 케이스(62a)에 의해 제1 디스플레이 장치(31), 제2 디스플레이 장치(32), 제1 미러(51a), 제2 미러(51b), 제1 렌즈(52, 55), 제2 렌즈(53, 56), 제1 메인 렌즈(54) 및 제2 메인 렌즈(57)를 단일 모듈 형태로 결합하여 구비할 수 있다.The smart glasses according to this embodiment may have a structure as shown in FIGS. 17 and 18. That is, the smart glasses according to the present embodiment have a
제1 미러(51a)는 제1 반사거울로 지칭될 수 있고, 제2 미러(51b)는 제2 반사거울로 지칭될 수 있고, 제1 메인 렌즈(54)는 제1 빔 스플리터(beam splitter)로 지칭될 수 있으며, 제2 메인 렌즈(57)는 제2 빔 스플리터로 지칭될 수 있다.The
본 실시예에서는 디스플레이 장치로 LCD를 사용하며, 그 경우 배면 케이스(62a)는 제1 백라이트(33) 및 제2 백라이트(34)를 상술한 다른 구성요소들과 함께 일체로 결합할 수 있다. 구현에 따라서 백라이트는 LCD 장치에 일체로 구비될 수 있다.In this embodiment, an LCD is used as a display device, and in that case, the
배면 케이스(62a)의 구조를 제외하고, 제1 디스플레이 장치(31), 제2 디스플레이 장치(32), 제1 미러(51a), 제2 미러(51b), 제1 렌즈(52, 55), 제2 렌즈(53, 56), 제1 메인 렌즈(54) 및 제2 메인 렌즈(57)는 전술한 실시예의 대응 구성요소들과 실질적으로 동일하므로 그것들에 대한 상세 설명은 생략한다.Except for the structure of the
배면 케이스(62a)는, 영상투영, 가상현실, 증강현실, 3D 영상 시청 등을 위해 사용자의 두 눈으로 두 디스플레이 장치를 통해 영상이 투사될 때, 장시간 사용하는 경우에도 대부분의 사용자들에게서 실질적으로 어지럼을 발생시키지 않는 구조를 가진다. 이러한 구조는 배면 케이스(62a)에 의해 제1 디스플레이 장치(31)와 제2 디스플레이 장치(32)가 단차부(이하, 제1 단차부)를 갖도록 배치되는 것을 포함할 수 있다. 이러한 단차부에 의하면, 제1 디스플레이 장치(31)에 결합하는 제1 백라이트(33)와 제2 백라이트(34)도 제1 단차부에 대응하는 제2 단차부(33a)를 구비할 있다.When an image is projected through two display devices with both eyes of the user for image projection, virtual reality, augmented reality, 3D viewing, etc., the
아울러, 전술한 제1 단차부 및/또는 제2 단차부(33a)의 구조와 함께 배면 ㅋ케이스(62a)의 일측면에도 단차부(62s)(이하, 제3 단차부)가 구비될 수 있다.In addition, a stepped
전술한 단차부들은 디스플레이 장치로부터의 영상 투영 위치가 사용자의 코 또는 미간 상에 대응하는 스마트 안경의 중간부에서 메인 렌즈들이 각각 위치하는 양방향으로 진행하도록 구성될 때, 사용자의 양쪽 눈에 정렬하기 위한 조건일 수 있다. 또한, 전술한 단차부들은 사용자에게 3차원 영상을 제공하기 위한 양안 시차에 대응하는 영상 정렬 조건일 수 있다.When the above-described stepped portions are configured so that the image projection position from the display device proceeds in both directions in which the main lenses are respectively located in the middle portion of the smart glasses corresponding to the user's nose or brow It can be a condition. In addition, the above-described stepped portions may be image alignment conditions corresponding to binocular parallax for providing a 3D image to a user.
한편, 본 발명은 전술한 단차부를 포함하는 구성으로 한정되지 않고, 두 디스플레이 장치들이나 백라이트 또는 배면 케이스에 단차부를 형성하지 않으면서, 소프트웨어적으로 영상 투사 위치 혹은 영상 정렬 조건을 조정하도록 구현될 수 있다.Meanwhile, the present invention is not limited to a configuration including the above-described stepped portion, and may be implemented to adjust an image projection position or an image alignment condition by software without forming a stepped portion in the two display devices, the backlight or the rear case. .
또한, 배면 케이스(62a)는 정면에서 볼 때 중심부에 위치하는 코어부(62b)와, 코어부(62b)의 양측부에 각각 형성되는 섬 형태의 개구부(62c)를 구비할 수 있다. 또한, 배면 케이스(62a)는 코어부(62b)의 하부측에 형성되는 오목한 개구부를 구비할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 배면 케이스(62a)의 무게를 상당히 줄일 수 있는 장점이 있다.In addition, the
도 19 내지 도 25는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 스마트 안경에 채용되는 광학 시스템을 설명하기 위한 도면들이다. 도 22 및 도 24는 사용자의 눈 쪽에서 스마트 안경의 광학 시스템을 본 경우이고, 도 23 및 도 25는 사용자의 머리 위에서 스마트 안경의 광학 시스템을 본 경우에 해당할 수 있다.19 to 25 are diagrams for explaining an optical system employed in smart glasses according to still other embodiments of the present invention. 22 and 24 may correspond to a case where the optical system of the smart glasses is viewed from the user's eye side, and FIGS. 23 and 25 may correspond to a case where the optical system of the smart glasses is viewed from the user's head.
도 19 내지 도 25를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경은, 사용자의 헤드에 착용되는 프레임 어셈블리에 결합하고 상기 사용자의 좌측 눈과 우측 눈 전방에 배치되는 제1 메인 렌즈와 제2 메인 렌즈를 포함하는 광학계(optical system, 50, 50A, 50B, 50C)를 포함한다. 광학계의 제1 메인 렌즈와 제2 메인 렌즈 사이에는 영상을 제공하는 적어도 하나의 디스플레이 장치(31; 32; 31D)가 구비될 수 있다.19 to 25, the smart glasses according to the present embodiment are coupled to a frame assembly worn on the user's head and disposed in front of the user's left and right eyes, and a first main lens and a second main lens. It includes an optical system (optical system, 50, 50A, 50B, 50C) including. At least one
광학계(50, 50A, 50B)는, 도 19 내지 도 22에 도시한 바와 같이, 제1 메인 렌즈(54)와 제2 메인 렌즈(57) 사이의 중앙부에 배치되는 적어도 하나의 미러(51, 51a, 51b)와, 미러 및 제1 메인 렌즈(54)와의 사이에 배치되는 제1 중간 렌즈와, 미러 및 제2 메인 렌즈(57)와의 사이에 배치되는 제2 중간 렌즈를 더 포함할 수 있다. 제1 중간 렌즈 또는 제2 중간 렌즈는 디스플레이 장치의 영상 또는 빛의 진행 방향에서 기재된 순차적으로 배치되는 오목 렌즈(52; 55)와 볼록 렌즈(53; 56)를 포함할 수 있다.The
디스플레이 장치는, 미러의 제1 면에 영상을 출력하는 제1 디스플레이 장치(31), 및 제1 면의 반대면인 미러의 제2 면에 영상을 출력하는 제2 디스플레이 장치(32)를 포함할 수 있다. 그리고 제1 디스플레이 장치(31)와 제2 디스플레이 장치(32)는 미러(51)를 사이에 두고 미러(51)의 서로 반대면와 마주하도록 배치될 수 있다(도 5 및 도 19 참조).The display device may include a
한편, 미러(51)에 대하여 제1 및 제2 디스플레이 장치들 각각의 영상 또는 빛이 출력되는 제1 방향 혹은 제1 방향의 반대 방향은 제1 또는 제2 메인 렌즈에서 사용자의 눈으로 출력되는 영상 또는 빛의 방향과 직교하는 제2 방향일 수 있다(도 5 참조). 다만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지는 않는다. 디스플레이 장치가 두 메인 렌즈들 사이에 위치하는 구성이라면, 제1 및 제2 디스플레이 장치들 각각의 영상 또는 빛이 출력되는 제1 방향 혹은 제1 방향의 반대 방향은 제1 또는 제2 메인 렌즈에서 사용자의 눈으로 출력되는 영상 또는 빛의 방향과 평행한 방향일 수 있다(도 19 참조).On the other hand, the image of each of the first and second display devices with respect to the
다른 구현예에서, 미러는, 도 20 및 도 21에 도시한 바와 같이, 제1 디스플레이 장치(31)에서 받은 영상을 제1 메인 렌즈(54) 측의 제3 방향으로 영상을 전달하는 제1 미러(51a), 및 제2 디스플레이 장치(32)에서 받은 영상을 제2 메인 렌즈 (57)측의 제3 방향의 반대 방향으로 영상을 전달하는 제2 미러(51b)를 구비할 수 있다. 그 경우, 제1 디스플레이 장치(31)와 제2 디스플레이 장치(32)는 제1 미러(51a) 및 제2 미러(51b)에 대하여 상기의 제1 방향 또는 제1 방향의 반대 방향에서 영상을 출력하도록 배치될 수 있다(도 20 참조).In another embodiment, the mirror is a first mirror that transmits an image received from the
물론, 구현에 따라서, 제1 미러(51a) 및 제2 미러(51b)에 대하여 각 디스플레이 장치(31; 32)의 영상 또는 빛이 출력되는 방향은 제1 또는 제2 메인 렌즈(54, 57)에서 사용자의 눈으로 출력되는 영상 또는 빛의 방향(제2 방향)과 평행한 방향일 수 있다(도 21 참조). 이 경우, 제1 디스플레이 장치(31) 및 제2 디스플레이 장치(32)는 사용자가 스마트 안경을 착용했을 때 사용자의 얼굴과 미러 사이에 위치하거나, 미러를 게재하고 사용자 얼굴과 마주하도록 배치될 수 있다.Of course, depending on the implementation, the direction in which the image or light of each
또 다른 구현예에서, 디스플레이 장치의 영상 또는 빛은 상기 제1 또는 제2 메인 렌즈에서 상기 사용자의 눈으로 출력되는 영상 또는 빛 혹은 그 중심을 지나는 연장선이 연장하는 제2 방향과 직교하는 제3 방향으로 출력될 수 있다(도 22 내지 도 25 참조).In another embodiment, the image or light of the display device is a third direction orthogonal to an image output from the first or second main lens to the user's eyes, or a second direction in which an extension line passing through the center thereof extends It can be output as (see Figs. 22 to 25).
전술한 경우, 디스플레이 장치(50B)는, 제1 메인 렌즈(54) 측으로 영상을 출력하는 제1 디스플레이 유닛, 및 제2 메인 렌즈(57) 측으로 영상을 출력하는 제2 디스플레이 유닛을 포함할 수 있다. 제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛은 양면 디스플레이 패널 또는 양방향 디스플레이 패널(31D)일 수 있다(도 22 및 도 23 참조). 물론, 구현예에 따라서, 제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛은 별도의 디스플레이 장치로 각각 배치될 수 있다(도 24 및 도 25 참조)In the above-described case, the
전술한 제1 및 제2 디스플레이 장치 또는 제1 및 제2 디스플레이 유닛은 전장부품의 제어장치에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.The above-described first and second display devices or the first and second display units may be independently controlled by a control device of an electronic component.
도 26 내지 도 29는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 스마트 안경에 채용되는 광학 시스템을 설명하기 위한 도면들이다. 도 30은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 주요 구성을 설명하기 위한 도면이다.26 to 29 are diagrams for explaining an optical system employed in smart glasses according to still other embodiments of the present invention. 30 is a diagram for explaining a main configuration of smart glasses according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에서는 제1 보조렌즈(52a, 52b, 53)와 제1 메인렌즈(54a)를 포함하는 광학 시스템을 중심으로 설명하나 제2 보조렌즈(55a, 55b, 56)와 제2 메인렌즈(57a)를 포함하는 광학 시스템에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.In this embodiment, an optical system including the first
도 26 내지 도 29를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(50D, 50E, 50F, 50G)은 제1 보조렌즈(52a, 52b, 53) 및 제1 메인렌즈(54a)를 포함하는 제1 또는 우측 광학 시스템과, 제2 보조렌즈(55a, 55b, 56) 및 제2 메인렌즈(57a)를 포함하는 제2 또는 좌측 광학 시스템을 포함한다.26 to 29, the
본 실시예에서, 제1 메인렌즈(54a)와 제2 메인렌즈(57a)는 판상의 반사 및 투과 부재로 이루어지며, 제1 메인렌즈(54a)와 제2 메인렌즈(57a) 각각의 중심축과 일정 각도 범위에서 경사지게 배치된다. 제1 메인렌즈(54a)와 제2 메인렌즈(57a)는 수 밀리미터 이하의 두께를 가지는 판상 부재 형태의 빔 스플리터일 수 있다.In this embodiment, the first
또한, 본 실시예의 스마트 안경은 적어도 하나의 디스플레이 장치(31D), 바람직하게는 두 개의 디스플레이 장치(31, 32)를 구비할 수 있고, 구현에 따라서 하나의 미러(51)를 구비하거나 두 개의 미러(51a, 51b)를 구비할 수 있다.In addition, the smart glasses of this embodiment may include at least one
디스플레이 장치는 스마트 안경을 착용하는 사용자의 전면 방향이나 얼굴 방향에서 최초 영상을 출력하도록 배치되거나, 얼굴의 상부측에서 하부측으로 혹은 하부측에서 상부측으로 향하는 수직 방향에서 최초 영상을 출력하도록 배치되거나, 얼굴의 눈(eyes) 사이(미간) 혹은 코(nose) 위에서 양쪽 눈을 향해 최초 영상을 출력하도록 배치될 수 있다. 양쪽 눈 사이의 거리(W1)는 대략 제1 및 제2 메인렌즈들(54a, 57a)의 중심들 간의 거리에 대응될 수 있다.The display device is arranged to output an initial image in a front direction or a face direction of a user wearing smart glasses, or is arranged to output an initial image in a vertical direction from the upper side of the face to the lower side or from the lower side to the upper side. It may be arranged to output an initial image toward both eyes between the eyes (glabellar) or above the nose. The distance W1 between both eyes may substantially correspond to a distance between the centers of the first and second
도 30을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(50H)에서 제1 메인렌즈(54a)는 제1 보조렌즈와 마주하여 대략 30도 내지 60도 범위에서 경사져 배치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 제1 보조렌즈는 제1 일면볼록렌즈(52a), 제1 양면볼록렌즈(52b) 및 제1 볼록면렌즈(53)를 구비한다.Referring to FIG. 30, in the
제1 일면볼록렌즈(52a)의 일면은 볼록면을 구비하고, 타면은 오목면을 구비한다. 제1 일면볼록렌즈(52a)의 오목면의 곡률은 제1 양면볼록렌즈(52b)의 마주하는 볼록면의 곡률과 대략 유사하거나 동일하게 설정될 수 있다.One surface of the first one-sided
제1 양면볼록렌즈(52b)는 그 일면과 타면 모두에 볼록면을 구비한다. 일면의 볼록면과 타면의 볼록면의 곡률 반경을 동일할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The first double-sided
제1 볼록면렌즈(53)는 제1 양면볼록렌즈(52b)의 타면 볼록면과 마주하는 볼록면을 구비하고 볼록면의 반대면은 평면 형태를 구비할 수 있다.The first
전술한 구성에 의하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경의 제1 및 제2 디스플레이들(31, 32)에서 출력되는 제1 영상과 제2 영상은 제1 미러(51a) 및 제2 미러(51b)에서 각각 반사된 후 제1 보조렌즈 및 제2 보조렌즈 각각의 볼록면의 조합에 의해 확대된 후 제1 메인렌즈(54a)의 반사면과 제2 메인렌즈(57a)의 반사면에서 분할 및 반사되어 메인렌즈들(54a, 57a) 각각의 후면과 전면으로 투사된다. 반사면은 빔 스플리트 면으로 지칭될 수 있다.According to the above-described configuration, the first and second images output from the first and
여기서, 제1 보조렌즈의 볼록면의 조합과 제2 보조렌즈의 볼록면의 조합에 의해 제1 영상과 제2 영상은 확대되고, 제1 보조렌즈와 제2 보조렌즈의 비구면 볼록면에 의해 구면 수차는 제거될 수 있다.Here, the first image and the second image are enlarged by the combination of the convex surface of the first auxiliary lens and the convex surface of the second auxiliary lens, and the spherical surface by the aspherical convex surface of the first auxiliary lens and the second auxiliary lens. The aberration can be eliminated.
또한, 제1 및 제2 메인렌즈들(54a, 57a)의 전면의 소정 위치에서 초점이 맞춰지는 제1 영상 및 제2 영상은 소정의 단일 영상면 또는 허상면을 형성할 수 있다. 물론, 입체(3D) 영상, 가상현실영상, 증강현실 영상 등의 경우에는 다층 영상면/허상면을 구비할 수 있음은 물론이다.In addition, the first image and the second image to be focused at a predetermined position on the front surface of the first and second
또한, 본 실시예의 스마트 안경에서 메인렌즈들(54a, 57a) 각각은 측면 프레임(도 31의 112b 참조)과의 사이에 빈 공간을 구비한다. 이와 같이, 각 메인렌즈(54a, 57a)의 측면 외측에 어떠한 구성요소도 배치하지 않음으로써 스마트 안경 착용자의 시야각을 제한하지 않고 최대한의 광시야각을 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the smart glasses of the present embodiment, each of the
또한, 본 실시예에 의하면, 디스플레이에서 구현된 콘텐츠는 보조렌즈를 이용하여 확대될 수 있다. 그러한 경우, 보조렌즈로부터 확대된 이미지까지의 거리는 필요에 따라 조절될 수 있다. 즉, 보조렌즈에 의해 확대된 이미지는 실상이 아닌 허상으로서 사용자에게 스마트 안경 너머로 보이도록 그 크기나 해상도가 용이하게 조절될 수 있다.In addition, according to the present embodiment, the content implemented in the display can be enlarged using the auxiliary lens. In such a case, the distance from the auxiliary lens to the magnified image can be adjusted as necessary. That is, the image enlarged by the auxiliary lens is a virtual image, not a real image, and its size or resolution can be easily adjusted so that the user can see it through the smart glasses.
메인렌즈를 통해 사용자가 느끼는 허상까지의 거리(li)는, 메인렌즈의 초점거리(f)와 디스플레이로부터 메인렌즈의 반사면까지의 거리(lo) 사이의 관계에 의해 조절될 수 있다. 상기 거리들 사이의 관계는 수학식 1을 만족한다.The distance (li) to the virtual image felt by the user through the main lens may be adjusted by a relationship between the focal length (f) of the main lens and the distance (lo) from the display to the reflective surface of the main lens. The relationship between the distances satisfies
본 실시예에 의하면, 사용자가 원하는 위치에 확대된 이미지가 형성될 수 있도록 설계하여 제작할 수 있다. 또한, 스마트 안경으로부터 약 2.4미터 전방에 약 20 인치 크기의 콘텐츠를 구현하도록 구성할 수 있다. 즉, 스마트 안경으로부터 약 2미터 전방에 약 20 인치의 콘텐츠를 제공할 수 있으며, 사용자는 필요에 따라 증강현실이나 가상현실을 용이하게 구현하여 이용할 수 있다.According to this embodiment, it can be designed and manufactured so that an enlarged image can be formed at a location desired by the user. In addition, it can be configured to implement content of about 20 inches in front of the smart glasses about 2.4 meters. That is, about 20 inches of content can be provided about 2 meters in front of the smart glasses, and users can easily implement and use augmented reality or virtual reality as needed.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다. 도 32은 도 31의 스마트 안경에 대한 정면도이다. 도 33은 도 32의 스마트 안경의 내부 구조를 설명하기 위한 부분 투영 정면도이다. 도 34는 도 31의 스마트 안경에 대한 우측면도이다. 도 35는 도 34의 스마트 안경의 내부 구조를 보여주는 부분 투영 우측면도이다. 도 36은 도 31의 스마트 안경의 구성요소를 설명하기 위한 부분 분해사시도이다.31 is a perspective view of smart glasses according to another embodiment of the present invention. 32 is a front view of the smart glasses of FIG. 31. 33 is a partial projection front view for explaining the internal structure of the smart glasses of FIG. 32. 34 is a right side view of the smart glasses of FIG. 31. FIG. 35 is a partial projection right side view showing the internal structure of the smart glasses of FIG. 34. 36 is a partial exploded perspective view for explaining the components of the smart glasses of FIG. 31.
본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은, 메인 프레임(110), 제1 디스플레이(131), 제2 디스플레이(132), 제1 미러(133), 제2 미러(134), 제1 메인렌즈(137) 및 제2 메인렌즈(138)를 포함한다. 또한, 스마트 안경(100)은 제1 보조렌즈(135) 및 제2 보조렌즈(136)를 더 구비할 수 있다.The
또한, 스마트 안경(100)은 프로세서를 포함한 컨트롤러(도 37의 210 참조)와, 제1 및 제2 디스플레이(131, 132)를 위한 디스플레이 인터페이스(display interface, 160)와 이들 사이를 연결하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circit board, FPCB, 164)을 구비할 수 있다. 컨트롤러는 제어 및 전원 장치로서 지칭될 수 있고, 내장되거나 별도의 통신 및 전원 보드를 구비할 수 있다. 통신 및 전원 보드는 커넥터나 통신 또는 전원을 중계하거나 상호 연결하는 수단이나 구성부를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 스마트 안경(100)은 하나 이상의 전면 카메라(151)와 하나 이상의 후면 카메라(153)를 구비할 수 있다. 전면 카메라(151)가 서로 일정 간격 이격되는 제1 전면 카메라와 제2 전면 카메라를 포함하는 경우, 3D 코텐츠에 대한 입력이나 적용을 용이하게 할 수 있다. 전면 또는 후면 카메라는 센서의 일종이거나 센서로서 기능할 수 있다. 특히, 후면 카메라(153)나 센서는 사용자의 눈꺼풀 동작을 감지하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 장치일 수 있다.In addition, the
또한, 스마트 안경(100)은, 카메라나 센서 혹은 제어 및 전원 장치로부터의 신호에 따라 진동 동작하는 액추에이터나 구동기(194)를 더 구비하거나 혹은 상기 신호에 응하여 음향 신호를 출력하는 스피커를 더 구비할 수 있다. 구동기(194)는 진동 모터를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 스마트 안경(100)은 제1 디스플레이(131), 제2 디스플레이(132), 디스플레이 인터페이스(160) 등에서 발생하는 열을 방출하는 방열구조 또는 히트싱크를 더 구비할 수 있다. 제1 디스플레이(131) 및 제2 디스플레이(132) 중 적어도 하나는 디스플레이부로 지칭될 수 있다. 디스플레이는 디스플레이 장치를 간략히 지칭하는 것이며, 디스플레이가 액정표시장치인 경우, 디스플레이는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. In addition, the
각 구성요소를 좀더 구체적으로 설명하면, 메인 프레임(110)은 대략 U-자 모양을 구비한 단단한 재질로 형성하고 안경테 모양이나 안경테의 뼈대 모양을 가진다. 메인 프레임(110)은 단일 구조물로 형성될 수 있으며, 그 경우 메인 프레임(110)은 중앙 프레임 부분(110c)과 그 양단에 결합하여 안경테 형태를 형성하는 좌측 프레임 부분(110a) 및 우측 프레임 부분(110b)을 구비할 수 있다. 좌측 및 우측은 사용자 입장에서 반대측일 수 있다.To describe each component in more detail, the
한편, 본 실시예에 메인 프레임(110)은 제조의 용이성과 경량화를 위해 중간부에 배치되는 지지 프레임과 지지 프레임의 좌측에 결합하는 제1 측면 프레임 및 우측에 결합하는 제2 측면 프레임의 결합 구조를 구비할 수 있다. 이 경우, 지지 프레임은 디스플레이, 미러, 보조렌즈 및 메인렌즈의 지지와 배치 그리고 조립을 용이하게 하기 위하여 제1 지지 프레임(120a) 및 제2 지지 프레임(120b)로 착탈가능하게 형성될 수 있다.On the other hand, in this embodiment, the
여기서, 설명의 편의상 좌측 프레임 부분 및 제1 측면 프레임을 단일 참조부호 110a로 표현하고, 우측 프레임 부분 및 제2 측면 프레임을 단일 참조부호 110b로 표현하기로 한다. 지지 프레임(120)은 제1 지지 프레임(120a) 및 제2 지지 프레임(120b)이 결합된 형태를 지칭할 수 있다.Here, for convenience of explanation, the left frame portion and the first side frame are denoted by a
지지 프레임(120)의 중앙부에는 디스플레이 인터페이스(160)가 삽입되고 중앙 상부측에 배치되는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB, 164)의 터미널을 통해 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 디스플레이 인터페이스(160)는 제1 디스플레이(131) 및 제2 디스플레이(132)에 연결된다.The
FPCB(164)는 중앙 전면부의 터미널에서 메인 프레임(110) 또는 지지 프레임(120)의 상부면을 따라 제1 측면 프레임(110a)과 제2 측면 프레임(110b)까지 연장 설치될 수 있다.The
지지 프레임(120)의 박스 형태의 중앙부의 양측면에는 제1 디스플레이(131)와 제2 디스플레이(132)가 배치되어 서로 반대방향으로 제1 영상 및 제2 영상을 출력한다. 제1 디스플레이(131) 또는 제2 디스플레이(132)는 박막트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transtor liquid crystal display, TFT LCD), 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED), LCoS(liquid crystal on silicon), 디지털 광원 처리(digital light processing, DLP) 기반 디스플레이에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
제1 디스플레이(131)의 전면에는 지지 프레임(120)의 좌측 경사면 지지구조부분에 의해 지지되는 제1 미러(133)가 설치되고 제1 디스플레이(131)의 제1 영상을 좌측 방향과 대략 직교하는 제1 하측 방향으로 반사할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 디스플레이(132)의 전면에는 지지 프레임(120)의 우측 경사면 지지구조부분에 의해 지지되는 제2 미러(134)가 설치되고 제2 디스플레이(132)의 제2 영상을 우측 방향과 대략 직교하는 제2 하측 방향으로 반사할 수 있다. 제2 하측 방향은 대략 사용자의 두 눈들 사이의 간격 정도의 거리를 두고 서로 평행한 방향일 수 있다.A
제1 미러(133)에서 반사되는 제1 영상은 제1 보조렌즈(135)에서 확대된다. 제1 보조렌즈(135)는 지지 프레임(120)의 요철구조 형태의 지지구조에 삽입되어 지지될 수 있다. 제1 보조렌즈(135)는 제1 영상을 확대하여 제1 메인렌즈(137)에 전달한다.The first image reflected by the
이와 유사하게, 제2 미러(134)에서 반사되는 제2 영상은 제2 보조렌즈(136)에서 확대된다. 제2 보조렌즈(136)는 지지 프레임(120)의 요철구조 형태의 지지구조에 삽입되어 지지될 수 있다. 제2 보조렌즈(136)는 제2 영상을 확대하여 제2 메인렌즈(138)에 전달한다.Similarly, the second image reflected by the
제1 보조렌즈(135) 또는 제2 보조렌즈(136)는, 영상이 입력단 측에서 볼 때를 기준으로, 일면 볼록 렌즈(타면 오목 렌즈), 양면 볼록 렌즈 및 일면 볼록면 렌즈의 적층 구조나 중첩 배열을 구비할 수 있다. 전술한 제1 및 제2 보조렌즈들(135, 136)은 제1 영상과 제2 영상을 원하는 크기로 확대하고 구면 수차를 제거하기 위한 것으로, 구현에 따라 다양한 변형이 가능하다.The first
제1 메인렌즈(137)는 제1 보조렌즈(135)의 하부에 배치된다. 제1 메인렌즈(137)은 상대적으로 얇은 판상의 렌즈 부재를 제1 보조렌즈(135)의 중심축과 경사지게 설치한 배치 구조를 구비할 수 있다. 제1 메인렌즈(137)는 제1 보조렌즈(135)의 하부측에서 지지 프레임(120)이나 중앙 프레임 부분(110c, 이하 간략히 중앙 프레임)의 하부에 결합될 수 있다. 제1 메인렌즈(137)는 빔 스플리터(beam splitter)로서 제1 영상 또는 제1 보조렌즈(135)를 통과한 제1 영상을 사용자의 눈을 향해 대략 직각으로 반사할 수 있다. 제1 메인렌즈(137)는 도 30의 제1 메인렌즈(54a) 또는 제2 메인렌즈(57a)에 대응될 수 있다.The first
일례로 제1 미러(133)에서 대략 수직 방향으로 내려오는 제1 영상은 제1 메인렌즈(137)의 반사면을 중심으로 사용자의 눈을 향하는 영상과 사용자 눈의 전방을 향하는 허상을 형성한다. 반사면에서 하상이 맺히는 위치 혹은 영상면까지의 거리는 약 20미터일 수 있다.For example, a first image descending from the
유사하게, 제2 메인렌즈(138)는 제2 보조렌즈(136)의 하부에 배치된다. 제2 메인렌즈(138)은 상대적으로 얇은 판상의 렌즈 부재를 제2 보조렌즈(136)의 중심축과 경사지게 설치한 배치 구조를 구비할 수 있다. 제2 메인렌즈(138)는 제2 보조렌즈(136)의 하부측에서 지지 프레임(120)이나 중앙 프레임(110c)의 하부에 결합될 수 있다. 제2 메인렌즈(138)는 빔 스플리터(beam splitter)로서 제2 보조렌즈(136)를 통과한 제2 영상을 사용자의 눈을 향해 대략 직각으로 반사할 수 있다.Similarly, the second
일례로 제2 미러(134)에서 대략 수직 방향으로 내려오는 제2 영상은 제2 메인렌즈(138)의 반사면을 중심으로 사용자의 눈을 향하는 영상과 사용자 눈의 전방을 향하는 허상을 형성한다.For example, the second image descending from the
전술한 보조렌즈(135, 136)의 볼록한 면은 영상 또는 콘텐츠를 확대하고 구면 수차를 없애기 위하여 3개의 비구면 렌즈를 포함하도록 설치될 수 있다.The convex surfaces of the
또한, 지지 프레임(120)의 중앙 하부측에는 코걸이 부재(140)가 연결될 수 있다. 코걸이 부재(140)는 적어도 일부가 상대적인 연성 재질로 이루어질 수 있다. 연성 재질은 합성수지를 포함할 수 있다.In addition, the
메인 프레임(110)의 중앙 상부측에는 상부 커버(113)가 결합하고, 중앙 전면상부측에는 전면상부커버(114)가 결합하고, 중앙 전면 최상부 중앙에는 전면보조커버(115)가 결합될 수 있다. 전면상부커버(114)는 제1 및 제2 지지 프레임(120a, 120b)을 게재하고 후면커버(112c)와 나사나 볼트 등의 체결수단에 의해 중앙 프레임(120c)에 결합할 수 있다. 전면보조커버(115)는 전면 카메라(151)의 노출 렌즈 부분을 덮을 수 있으며, 그 경우 전면보조커버(115)의 적어도 일부분은 투명 혹은 반투명 재질로 형성될 수 있다. 또한, 구현에 따라서 전면보조커버(115)는 전면 카메라(151)의 렌즈 노출을 위한 개구부나 관통홀을 구비할 수 있다.The
제1 측면 프레임(110a)의 일단은 지지 프레임(120)의 좌측에 연결되고, 그 타단은 제1 측면 연결 프레임(121)에 연결될 수 있다. 제1 측면 연결 프레임(121)은 제1 측면 종단 프레임(a first side end frame, 122)에 연결될 수 있다. 제1 측면 종단 프레임(122)은 제1 배터리(172)를 수납하는 내부 공간을 구비하며, 후술하는 제2 측면 종단 프레임(125)과 마주하는 내부 공간의 개구부는 제1 연성 커버(123)에 의해 탈착가능하게 덮힐 수 있다. 제1 측면 연결 프레임(121)과 제1 연성 커버(123)는 적어도 그 표면 부분이 사용자의 귀와 그 뒤쪽에 접하는 부분으로 착용감을 좋게 하기 위해 고무나 연질의 합성수지 재질로 형성될 수 있다.One end of the
유사하게, 제2 측면 프레임(110b)의 일단은 지지 프레임(120)의 우측에 연결되고, 그 타단은 제2 측면 연결 프레임(124)에 연결될 수 있다. 제2 측면 연결 프레임(124)은 제2 측면 종단 프레임(a second side end frame, 125)에 연결될 수 있다. 제2 측면 종단 프레임(125)은 제2 배터리(171)를 수납하는 내부 공간을 구비하며, 전술한 제1 측면 종단 프레임(122)이나 제1 연성 커버(123)와 마주하는 내부 공간의 개구부는 제2 연성 커버(126)에 의해 탈착가능하게 폐쇄될 수 있다. 제2 측면 연결 프레임(124)과 제2 연성 커버(126)는 적어도 그 표면 부분이 사용자의 왼쪽 귀와 그 뒤쪽에 접하는 부분으로 착용감을 좋게 하기 위해 고무나 연질의 합성수지 재질로 형성될 수 있다. 제1 배터리(171) 및 제2 배터리(172)는 전원장치로 지칭될 수 있고, 구현에 따라서 하나의 배터리가 탑재되거나 하나의 배터리도 탑재되지 않고 모두 생략될 수 있다.Similarly, one end of the
제1 측면 프레임(110a)의 외측면에는 제1 인쇄회로기판(a first PCB, 161)을 수용하도록 제1 측면 커버(112a)가 설치될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(161)은 제1 배터리(172)에 연결되고 FPCB(164)의 일단에 연결될 수 있다. 유사하게, 제2 측면 프레임(110b)의 외측면에는 제2 인쇄회로기판(a second PCB, 162)을 수납하도록 제2 측면 커버(112b)가 결합될 수 있다. 제2 인쇄회로기판(162)은 제2 배터리(171)에 연결되고 FPCB(164)의 다른 타단에 연결될 수 있다.A
제1 측면 프레임(110a)과 제2 측면 프레임(110b)의 전면측에는 쉴드(도 38의 180 참조)의 결합에서 결합력 확보 및 위치 지정을 위한 돌기 혹은 요철부를 구비할 수 있다. 또한, 요철부 대신에 그 형성면 부근에는 자석이나 자석을 붙는 금속성 재질이 내재하여 구비될 수 있으며, 그에 의해 쉴드와의 결합을 용이하게 하고 안정적인 결합 상태를 유지하도록 할 수 있다.The front side of the
제1 인쇄회로기판(161)은 외부와의 데이터 송수신이나 전원을 받기 위한 적어도 하나의 포트 혹은 제1 커넥터를 구비할 수 있다. 제2 인쇄회로기판(162)은 외부와의 데이터 송수신이나 전원을 받기 위한 적어도 하나의 포트 혹은 제2 커넥터를 구비할 수 있다. 또한, 제1 또는 제2 인쇄회로기판(161; 162)은 이어폰 단자를 구비할 수 있다.The first printed
전면 카메라(151)는 메인 프레임(110) 또는 중앙 프레임(120c)의 전면에 노출되는 렌즈를 구비할 수 있다. 전면 카메라(151)는 두 개가 설치될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 전면 카메라(151)의 렌즈나 그 주변 부분은 전면보조커버(115)에 보호될 수 있다. 전면 카메라(151)은 FPCB(164)의 또 다른 일단이나 연장부에 전기적으로 연결될 수 있다.The
후면 카메라(153)는 메인 프레임(110) 또는 지지 프레임(120)의 후면에 노출되는 렌즈를 구비할 수 있다. 후면 카메라(153)는 하나가 설치될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 후면 카메라(153)은 FPCB(164)의 또 다른 일단이나 연장부에 전기적으로 연결될 수 있다.The
프로세서(도 39의 260 참조)는 제1 또는 제2 인쇄회로기판(161, 162)에 배치될 수 있다. 프로세서는 스마트 안경(100)의 구성요소들을 제어하여 스마트 안경(100)의 동작이나 기능을 운영 및 관리할 수 있다. 프로세서는 어플리케이션 프로세서(application processor, AP)를 포함할 수 있다.The processor (see 260 of FIG. 39) may be disposed on the first or second printed
디스플레이 인터페이스(160)는 프로세서의 제어에 따라 제1 디스플레이(131) 및 제2 디스플레이(132)에 전달되는 신호의 타이밍을 제어할 수 있다. 신호는 영상 신호를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 디스플레이 인터페이스(160)로는 제1 및 제2 디스플레이들(131, 132)과 3D 콘텐츠에 적용하기 적합한 듀얼 및 3D MIPI DSI(Dual & 3D Mobile Industry Processor Interface Digital Serial Interface)(이하 간략히 DSI라고 한다) 또는 이와 유사한 기능을 수행하는 수단이나 장치일 수 있다.The
또한, 제1 또는 제2 측면 프레임(110a, 110b)에는 구동기(194)가 내장될 수 있다. 구동기(194)는 제1 또는 제2 인쇄회로기판(161, 162)에 전기적으로 연결되고 전면 카메라(151), 후면 카메라(153), 센서 또는 프로세서의 신호에 따라 동작하여 진동을 발생시킬 수 있다. 일례로, 후면 카메라(153)를 통해 사용자의 눈꺼풀을 인식하고 눈꺼풀이 일정 시간 이상동안 안구를 덮고 있다고 인식되는 경우, 후면 카메라(153)의 신호에 따라 졸음 방지 알람용 진동을 발생시킬 수 있다.In addition, a
또한, 지지 프레임(120)의 상부나 상부 커버(113)의 하부 또는 일부분에는 방열구조가 설치될 수 있다. 방열구조의 일단은 디스플레이 인터페이스(160), 제1 디스플레이(131), 제2 디스플레이(132), LCD용 백라이트 등에 연결되어 상기의 구성요소들 중 적어도 어느 하나에서 발생하는 열을 방출할 수 있다. 효과적인 열 방출을 위해, 방열구조는 중앙 프레임(120c)의 상단부의 길이 방향의 외곽선을 따라 연장할 수 있으며, 적어도 일면에 다수의 핀(fins)을 구비하여 단면적을 확장한 상태로 설치될 수 있다. 또한, 구현에 따라서, 방열구조는 상부 커버(113)의 길이 방향을 따라 일정 폭으로 설치되는 전도성이 우수한 재료에 연결되거나 상기의 고전도성 재료와 일체로 형성될 수 있다.In addition, a heat dissipation structure may be installed on the upper portion of the
도 37은 도 31의 스마트 안경에 채용할 수 있는 제어보드에 대한 블록도이다.37 is a block diagram of a control board that can be employed in the smart glasses of FIG. 31.
도 37을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은 제1 및 제2 디스플레이(D1, D2; 131, 132)에 연결되는 컨트롤러(210)를 구비할 수 있다. 또한, 스마트 안경(100)은 전원부(170)와 통신부(190)를 구비할 수 있다. 전원부(170)는 전원장치 혹은 전원공급장치로 지칭될 수 있고, 배터리나 전원공급용 단자를 포함할 수 있다. 그리고 통신부(190)는 유선 또는 무선 통신을 위한 서브시스템을 포함할 수 있다. 전술한 전원부(170)의 적어도 일부와 통신부(190)는 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 그 경우, 인쇄회로기판은 통신 및 전원 보드로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 37, the
컨트롤러(210)는 프로세서와 메모리(220)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(210)는 메모리(220)에 저장되는 프로그램에 의해 전원부(170)와 통신부(190)의 동작으로 제어하고, 스마트 안경(100)의 동작을 제어할 수 있다. 본 실시예에서 컨트롤러(210) 및 전원부(190)는 스마트 안경(100)에 수납 형태 등으로 일체로 형성되나 이에 한정되지는 않는다.The
전술한 실시예에서는 디스플레이 인터페이스를 컨트롤러(210)와 별도의 구성인 듯이 설명하고 있으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 디스플레이 인터페이스가 컨트롤러에 일체로 형성되도록 구현될 수 있다.In the above-described embodiment, the display interface is described as being a separate configuration from the
또한, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은 보조전원부로서 하나의 소형 배터리 또는 보조 배터리를 포함하고, 대형, 대용량 또는 메인 배터리를 포함하는 별도의 메인전원공급장치를 스마트 안경의 외부에 배치한 후 데이터 및 전원 라인(도 38의 192 참조)을 통해 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, the
도 38은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경과 제어 시스템에 대한 사시도이다. 도 39는 도 38의 스마트 안경의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.38 is a perspective view of smart glasses and a control system according to another embodiment of the present invention. 39 is a block diagram illustrating a main configuration of the smart glasses of FIG. 38.
도 38 및 도 39를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은 디스플레이 인터페이스를 구비하고, 디스플레이 인터페이스에 연결되는 제어장치를 스마트 안경(100)의 외부에 배치하도록 구현될 수 있다. 또한, 스마트 안경(100)은 실질적으로 모든 배터리를 스마트 안경(100)의 외부에 배치하도록 구현된다.Referring to FIGS. 38 and 39, the
여기서, 디스플레이 인터페이스는 듀얼 및 3D MIPI DSI(Dual & 3D Mobile Industry Processor Interface Digital Serial Interface, 210a)(이하 간략히 DSI라고 한다) 또는 이와 유사한 기능을 수행하는 수단이나 장치일 수 있다. 이러한 디스플레이 인터페이스를 사용하면, 제1 및 제2 디스플레이들(131, 132)과 3D 콘텐츠를 구현하기에 적합하다.Here, the display interface may be a dual and 3D MIPI DSI (Dual & 3D Mobile Industry Processor Interface Digital Serial Interface, 210a) (hereinafter referred to as a DSI for short) or a means or device that performs a similar function. Using such a display interface, it is suitable for implementing 3D content with the first and
전술한 구성을 위해, 스마트 안경(100)은 제1 디스플레이(131), 제2 디스플레이(132), 디스플레이 인터페이스(160), 카메라(150), 통신 및 전원 보드(164)를 포함한다.For the above-described configuration, the
카메라(150)는 전면 또는 후면 카메라를 포함할 수 있고, 통신 및 전원 보드(164)는 제1 또는 제2 인쇄회로기판의 설치 위치에 설치되면서 외부의 메인 전력 공급 장치(main power supply, MPS, 240)와 어플리케이션 프로세서(AP, 260)에 연결될 수 있다. 이 경우, 외부 장치(300)는 제어 및 전원 장치로서 스마트 안경(100)의 동작을 외부에서 제어하고 모니터링할 수 있다.The
본 실시예의 경우, 컨트롤러나 제1 인쇄회로기판(161), 제2 인쇄회로기판(162)의 대부분과 함께 제1 배터리(172) 및 제2 배터리(171)가 생략될 수 있다. 즉, 제2 인쇄회로기판(162)의 위치에 상대적으로 단순한 구조를 갖는 통신 및 전원 보드(164)를 설치하여 스마트 안경(100)과 외부 장치(300) 간의 통신 및 전원 연결을 중계하고 나머지 전자부품에 대한 구성요소들 대부분을 생략할 수 있다.In the present embodiment, the
본 실시예들에 의하면, 스마트 안경(100)의 무게를 상당히 감소시킬 수 있고, 사용편의성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 외부 배터리 사용에 따라 상대적으로 배터리 용량을 일정량 증대시킬 수 있고, 필요에 따라 전원단자를 통해 상용전원이나 다른 보조 배터리를 통해 전원을 공급받음으로써 스마트 안경의 장시간 사용에 따른 필요 전원을 원활하게 공급할 수 있는 장점이 있다.According to the present embodiments, the weight of the
도 40은 도 38의 스마트 안경에 채용할 수 있는 제어 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.40 is a block diagram illustrating a control module that can be employed in the smart glasses of FIG. 38.
도 40을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치는, 애플리케이션 프로세서로 지칭될 수 있으며, 비디오 인터페이스(261), 트래킹 모듈(262), 랜더링 모듈(263) 및 측정 모듈(264)을 포함할 수 있다. 트래킹 모듈(262), 랜더링 모듈(263) 및 측정 모듈(264)은 사용자 인터페이스(user interface, U/I, 265)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 40, the control device for smart glasses according to the present embodiment may be referred to as an application processor, and includes a
비디오 인터페이스(261)는 비디오 카메라(151; 152)로부터 입력되는 비디오 이미지 스트림을 받고 원하는 구간의 이미지를 트래킹 모듈(262)로 전달할 수 있다.The
트래킹 모듈(262)는 비디오 인터페이스(261)로부터 이미지 데이터를 받고 측정 이미지 및 포즈 추정 결과를 랜더링 모듈로 전달할 수 있다. 이때, 트래킹 모듈(262)는 사용자 인터페이스(265)를 통해 조정 파라미터 등을 포함하는 조정 정보 등을 수신하고, 마커 정보 데이터베이스(266)에 저장된 마커 정보를 이용하여 마커를 인식할 수 있다. 마커는 실제 영상과 가상 물체 사이의 매개체로서 기능한다. 마커 정보는 마커의 사이즈, 패턴 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 마커 정보 데이터베이스(266)는 소정의 저장부에 저장된 마커 정보로 대체될 수 있다.The
랜더링 모듈(263)은 가상 물체의 생성 및 제거를 담당한다. 랜더링 모듈(263)은 사용자 인터페이스(265)를 통해 조정 정보 등을 획득할 수 있다. 조정 정보는 로드(load) 또는 언로드(unload), 회전, 이동(좌표 이동 등), 스케일링 등을 포함할 수 있다. 랜더링 모듈(263)은 3차원(3D) 모델링을 지원하는 엔진(간략히, 3D 모델링 엔진, 268)이나 이러한 기능을 수행하는 수단과 콘텐츠 리소스 데이터베이스(267)를 통해 연동할 수 있다. 3D 모델링 엔진(268)은 가상 현실 모델링 언어(virtual reality modeling language, VRML) 기반으로 측정 이미지의 가상 오브젝트를 생성할 수 있다. 랜더링 모듈(263)은 콘텐츠 리소스 데이터베이스(267)에서 가상 오브젝트를 받아 측정 이미지에 대한 랜더링을 수행할 수 있다.The
측정 모듈(264)은 가상 물체들 간의 거리 측정, 생성된 좌표계 간의 거리와 방향 측정, 가상물체들 간의 간섭 여부 등을 확인하여 처리할 수 있다. 측정 모듈(264)은 랜더링 모듈(263)로부터 증강 이미지를 받고, 사용자 인터페이스(265)를 통해 입력되는 오브젝트 정보에 따라 증강현실 영상을 디스플레이 장치에 제공할 수 있다. 오브젝트 정보는 포지티브 또는 네거티브 정합, 3차원 포인트, 충돌 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.The
도 41 및 도 42는 도 38의 스마트 안경의 주요 작동 원리를 설명하기 위한 순서도들이다.41 and 42 are flowcharts illustrating a main operating principle of the smart glasses of FIG. 38.
도 41을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치는 카메라를 통해 스테레오스코픽 이미지를 획득할 수 있다(S201). 제어장치는 스테레오스코픽 이미지에 기초하여 깊이 맵 이미지를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 41, the control device for smart glasses according to the present embodiment may acquire a stereoscopic image through a camera (S201). The control device may generate a depth map image based on the stereoscopic image.
다음, 제어장치는 손 이미지를 검출 또는 추출할 수 있다(S203). 제어장치는 깊이 맵 이미지에서 손 이미지를 추출할 수 있다.Next, the control device may detect or extract the hand image (S203). The control device may extract a hand image from the depth map image.
다음, 제어장치는 일련의 손 이미지에 대응하는 명령을 저장부나 데이터베이스에서 추출할 수 있다(S205). 제어장치는 소정 시간 동안 추출된 손 이미지들에 의해 만들어지는 일련의 손 이미지가 가리키는 벡터 성분과 벡터 성분의 시작점과 끝점에 대응하는 이미지 영역이나 해당 이미지 영역에 위치하는 객체에 대응하여 미리 설정된 명령을 인식할 수 있다. 여기서 객체는 미리 설정된 명령에 대응하여 서로 다른 종류의 메뉴, 아이콘 등의 형태를 구비할 수 있다.Next, the control device may extract a command corresponding to a series of hand images from a storage unit or a database (S205). The control device provides a vector component indicated by a series of hand images created by the hand images extracted for a predetermined period of time, and an image area corresponding to the start and end points of the vector component, or a preset command corresponding to an object located in the image area. I can recognize it. Here, the object may have different types of menus, icons, etc. in response to a preset command.
본 실시예에 의하면, 스마트 안경의 제어장치는 손 동작을 영상 처리를 통해 감지하고 이를 토대로 스마트 안경에서 보이는 영상을 제어할 수 있다. 예컨대, 영상 제어는 영상 정방향 또는 역방향 넘김, 영상 빨리감기, 영상 되돌려 감기, 영상의 특정 영역에 대한 터치를 인식하여 미리 설정된 명령을 수행하기 등을 포함할 수 있다.According to the present embodiment, the control device of the smart glasses may detect hand motions through image processing and control an image viewed in the smart glasses based on this. For example, the image control may include forward or reverse an image, fast forward an image, rewind an image, and execute a preset command by recognizing a touch on a specific area of an image.
또한, 제어장치는 손 동작 인식을 위해 입력되는 영상 프레임에서 손을 인식하고 손이 위치한 영상을 감지하거나 손의 움직임 방향을 인식 또는 예측하고, 그에 따라 화면 상에 콘텐츠를 올려놓거나 현재 영상을 이동시키거나, 현재 영상을 다른 영상과 중첩하여 배치할 수 있다. 손의 움직임 예측은 손, 손가락, 또는 이들의 조합을 인식하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 제스처 인식은 영상처리와 미리 설정된 제스처 정보에 기초하여 수행될 있다.In addition, the control device recognizes a hand in an image frame input for hand motion recognition, detects an image in which the hand is located, or recognizes or predicts the movement direction of the hand, and places content on the screen or moves the current image accordingly. Alternatively, the current image can be arranged by overlapping with other images. Predicting hand motion may include recognizing a hand, a finger, or a combination thereof. Such gesture recognition may be performed based on image processing and preset gesture information.
또한, 본 실시예에 의하면, 증강현실(augmented reality)뿐만 아니라 가상현실(virtual reality), 융합현실(mixed reality) 등에서 손 동작을 사용하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있고, 그에 의해 스마트 안경의 다양한 콘텐츠를 효과적으로 이용할 수 있도록 할 수 있으며, 사용자 편의성을 크게 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present embodiment, it is possible to provide a user interface using hand gestures in not only augmented reality, but also virtual reality, mixed reality, etc., thereby providing various contents of smart glasses. Can be used effectively, and user convenience can be greatly improved.
일례로, 본 실시예에 의하면, 모니터없이 책상에서 업무를 보거나, 쇼핑을 할 때 스마트 안경을 착용하고 증강현실을 통해 결재를 수행하거나, 증가현실을 통해 네비게이션 기능을 이용하거나, 증강현실 게임을 하거나, 가상현실 동영상을 감상하거나, 증강현실 또는 가상현실로 영상통화를 하거나, 작업자가 스마트 안경을 착용하고 증강현실로 현장에서 작업을 하거나, 스마트폰의 기능을 스마트 안경의 화면에서 간편하게 조작 및 사용할 수 있다.For example, according to the present embodiment, when working at a desk without a monitor, wearing smart glasses when shopping, performing payment through augmented reality, using a navigation function through augmented reality, or playing an augmented reality game, , You can watch virtual reality videos, make video calls in augmented reality or virtual reality, work in the field with augmented reality while the worker wears smart glasses, or easily manipulate and use the functions of the smartphone on the screen of the smart glasses. have.
또한, 도 42를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치는, 카메라를 통해 스테레오스코픽 이미지를 획득하고(S201), 이에 기초하여 손 이미지를 검출 또는 추출하며(S203), 그 다음에 일련의 손 이미지에 대응하여 휴대 단말이나 노트북 등의 모바일 컴퓨팅 장치의 화면 미러링(mirroring)을 수행할 수 있다(S206).Further, referring to FIG. 42, the control device of the smart glasses according to the present embodiment acquires a stereoscopic image through a camera (S201), detects or extracts a hand image based on this (S203), and then In response to a series of hand images, screen mirroring of a mobile computing device such as a portable terminal or a notebook may be performed (S206).
화면 미러링은, 스크린 미러링으로 지칭될 수 있으며, 별도의 선(line)을 연결하지 않고 무선으로 모바일 컴퓨팅 장치의 화면을 스마트 안경의 화면에서 볼 수 있도록 하는 기능을 말한다.Screen mirroring may be referred to as screen mirroring, and refers to a function of allowing a screen of a mobile computing device to be viewed on a screen of a smart glasses wirelessly without connecting a separate line.
화면 미러링을 위해 스마트 안경의 제어장치나 제어보드의 디스플레이 인터페이스는 모바일 컴퓨팅 장치에서 화면 정보를 인코딩하여 주파수로 송신할 때, 이러한 화면 정보를 수신하여 디코딩하고 디코딩된 영상을 디스플레이를 통해 스마트 안경의 화면에 출력할 수 있다. 무선은 블루투스를 포함하나, 이에 한정되지는 않고, 다른 근거리 무선 통신 방식이 사용될 수 있다.For screen mirroring, the control device of the smart glasses or the display interface of the control board receives and decodes the screen information when the mobile computing device encodes the screen information and transmits the screen information through the display. Can be printed on. Wireless includes Bluetooth, but is not limited thereto, and other short-range wireless communication methods may be used.
화면 미러링을 이용하면, 스마트 안경에서 통신 기능을 가진 휴대 단말에서 전화 수신, 전화 통화, 영상 통화 등을 수행하거나, 문자 착신, 문자 내용 확인 등을 수행하여 휴대 단말의 전화, 문자 등의 서비스를 편리하게 이용할 수 있도록 할 수 있다.If you use screen mirroring, you can receive calls, phone calls, video calls, etc. from a mobile terminal with a communication function in smart glasses, or receive text messages and check text contents to conveniently provide services such as phone calls and text messages from mobile terminals. You can make it easy to use.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, those of ordinary skill in the technical field of the present invention can variously modify the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. It will be appreciated that it can be modified and changed.
Claims (15)
상기 헤드에 착용될 때 상기 사용자의 좌측 눈과 우측 눈 전방에 제1 메인 렌즈와 제2 메인렌즈가 위치하도록 상기 프레임 어셈블리에 결합하는 광학계(optical system); 및
상기 헤드에 착용될 때 상기 광학계의 상기 제1 메인렌즈와 상기 제2 메인렌즈를 통해 상기 사용자의 눈이 위치하는 방향으로 영상을 제공하는 디스플레이 장치를 포함하며,
상기 광학계는, 상기 디스플레이 장치에 속한 제1 디스플레이의 제1 영상을 비구면 볼록면을 통해 확대하는 제1 보조렌즈와 상기 제1 보조렌즈에서 전달되는 제1 영상을 반사 및 투과하는 제1 메인렌즈를 구비한 제1 광학 시스템과, 상기 디스플레이 장치에 속한 제2 디스플레이의 제2 영상을 비구면 볼록면을 통해 확대하는 제2 보조렌즈와 상기 제2 보조렌즈에서 전달되는 제2 영상을 반사 및 투과하는 제2 메인렌즈를 구비한 제2 광학 시스템과, 상기 제1 디스플레이와 상기 제1 보조렌즈 사이에 배치되어 상기 제1 영상을 반사하는 제1 미러와, 상기 제2 디스플레이와 상기 제2 보조렌즈 사이에 배치되어 상기 제2 영상을 반사하는 제2 미러를 구비하고,
상기 제1 메인렌즈와 상기 제2 메인렌즈는 두께 수 밀리미터의 판상 빔 스플리터를 포함하고, 상기 영상을 투과 및 분리하여 상기 사용자의 눈에 허상에 맺히는 영상을 보여주며,
중심부에 위치하는 코어부와, 상기 코어부의 양측부에 각각 형성되는 섬 형태의 개구부를 구비하는 배면 케이스를 더 포함하고,
상기 배면 케이스는, 상기 제 1 메인렌즈, 상기 제 1 보조렌즈, 상기 제 1 미러, 상기 제 1 디스플레이, 상기 제 2 메인렌즈, 상기 제 2 보조렌즈, 상기 제 2 미러, 상기 제 2 디스플레이와 일체로 결합하며,
상기 배면 케이스의 일측면에 단차부를 구비하고, 상기 배면 케이스에 의해 상기 제 1 디스플레이와 상기 제 2 디스플레이가 단차부를 가지는 스마트 안경.A frame assembly having a spectacle frame shape wearable on a user's head;
An optical system coupled to the frame assembly such that a first main lens and a second main lens are positioned in front of the user's left and right eyes when worn on the head; And
And a display device that provides an image in a direction in which the user's eyes are positioned through the first main lens and the second main lens of the optical system when worn on the head,
The optical system includes a first auxiliary lens for enlarging a first image of a first display belonging to the display device through an aspherical convex surface and a first main lens for reflecting and transmitting a first image transmitted from the first auxiliary lens. The provided first optical system, a second auxiliary lens for enlarging a second image of a second display belonging to the display device through an aspherical convex surface, and a second auxiliary lens for reflecting and transmitting a second image transmitted from the second auxiliary lens 2 A second optical system having a main lens, a first mirror disposed between the first display and the first auxiliary lens to reflect the first image, and between the second display and the second auxiliary lens And a second mirror disposed to reflect the second image,
The first main lens and the second main lens include a plate-shaped beam splitter having a thickness of several millimeters, and transmits and separates the image to show an image formed in a virtual image in the eyes of the user,
Further comprising a rear case having a core portion located in the center and an island-shaped opening formed on both sides of the core portion, respectively,
The rear case is integrated with the first main lens, the first auxiliary lens, the first mirror, the first display, the second main lens, the second auxiliary lens, the second mirror, and the second display Combine with,
Smart glasses having a stepped portion on one side of the rear case, and the first display and the second display having a stepped portion by the rear case.
상기 제1 영상은 상기 제1 디스플레이에서 상기 사용자의 미간 또는 코(nose) 위에 배치되어 상기 사용자의 어느 한쪽 눈 상부에 위치하는 제1 미러로 출력되고, 상기 제1 미러에 의해 상기 눈 상부에서 눈 하부로 반사되어 상기 제1 보조렌즈에 입사되며, 상기 제1 보조렌즈에서 확대되어 상기 제1 메인렌즈에 전달되고, 상기 제1 메인렌즈에서 반사 및 투과되어 상기 사용자의 눈에 보여지며,
상기 제2 영상은 상기 제2 디스플레이에서 상기 사용자의 미간 또는 코(nose) 위에 배치되어 상기 사용자의 나머지 한쪽 눈 상부에 위치하는 제2 미러로 출력되고, 상기 제2 미러에 의해 상기 눈 상부에서 눈 하부로 반사되어 상기 제2 보조렌즈에 입사되며, 상기 제2 보조렌즈에서 확대되어 상기 제2 메인렌즈에 전달되고, 상기 제2 메인렌즈에서 반사 및 투과되어 상기 사용자의 눈에 보여지는, 스마트 안경.The method according to claim 1,
The first image is output from the first display to a first mirror positioned above the user's eyebrow or nose and positioned above one of the user's eyes, and the first image is output from the top of the eye by the first mirror. It is reflected downwardly and incident on the first auxiliary lens, is enlarged from the first auxiliary lens and transmitted to the first main lens, is reflected and transmitted from the first main lens, and is visible to the user's eyes,
The second image is output from the second display to a second mirror disposed above the user's eyebrow or nose and positioned above the other eye of the user, and is outputted from the upper eye by the second mirror. Smart glasses that are reflected downwardly and incident on the second auxiliary lens, are enlarged from the second auxiliary lens and transmitted to the second main lens, are reflected and transmitted from the second main lens, and are visible to the user's eyes .
상기 프레임 어셈블리의 좌측 또는 우측 프레임 부분에 수납되며 상기 제1 및 제2 디스플레이들 중 어느 하나 이상에 연결되는 통신 및 전원 보드를 더 포함하고, 상기 통신 및 전원 보드는 유선으로 외부의 제어 및 전원 장치와 연결되고 상기 제어 및 전원 장치와 상기 제1 및 제2 디스플레이들 간의 신호 및 데이터 통신을 전달하는 스마트 안경.The method according to claim 1,
Further comprising a communication and power board accommodated in the left or right frame portion of the frame assembly and connected to one or more of the first and second displays, wherein the communication and power board is a wired external control and power supply device Smart glasses connected to and transmitting signal and data communication between the control and power device and the first and second displays.
상기 프레임 어셈블리의 중앙부 외측면에 설치되어 전방을 촬영하며 상기 통신 및 전원 보드를 통해 상기 제어 및 전원 장치에 연결되는 전면 카메라를 더 포함하는 스마트 안경.The method of claim 3,
Smart glasses further comprising a front camera installed on the outer surface of the central portion of the frame assembly to photograph the front side and connected to the control and power device through the communication and power board.
상기 제어 및 전원 장치는 제어장치와 전원장치를 포함하고, 상기 제어장치와 전원장치 중 어느 하나 이상은 상기 프레임 어셈블리에 의해 지지되거나 외부 장치에 탑재되고 상기 외부 장치에 탑재되는 데이터 및 전원 라인을 통해 상기 통신 및 전원 보드에 연결되는 스마트 안경.The method of claim 3,
The control and power supply device includes a control device and a power supply device, and at least one of the control device and the power supply device is supported by the frame assembly or mounted on an external device through data and power lines mounted on the external device. Smart glasses connected to the communication and power board.
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