KR102373940B1 - 증강 현실 및 가상 현실 지각용 전기변색 디밍 모듈을 구비한 헤드 마운트 디스플레이 - Google Patents

증강 현실 및 가상 현실 지각용 전기변색 디밍 모듈을 구비한 헤드 마운트 디스플레이 Download PDF

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Abstract

본 발명의 기술은 사용자에게 투과형 근안 디스플레이(112)를 통해 전달되는 주변 광(170)의 양을 조절하는 근안 디스플레이(NED) 장치(14r, 14l)용 디밍 모듈(198)을 제공한다. 디밍 모듈(198)은 NED 장치(14r, 14l)가 증강 현실(AR) 및/또는 가상 현실(VR) 응용에서 사용될 수 있도록 가변 농도 디밍을 가능하게 하는 적어도 하나의 전기변색 셀(400)을 포함한다. 전기변색 셀(400)은 한 쌍의 투명 기판(450a, 450b) 및 도체(451a, 451b) 사이에 샌드위치된 단색 전기변색 화합물 층(453a) 및 절연체(454a)의 적층된 층들을 가진 단색 전기변색 셀일 수 있다. 디밍 값에 응답하여 디밍 양을 조절하기 위해 도체 층(451a, 451b)에 전류가 인가될 수 있다. 디밍 모듈(198)을 구비한 NED 장치(14l, 14r)는 바이저(8) 또는 다른 유형의 헤드 마운트 디스플레이(HMD)(2)에 포함될 수 있다. 디밍 모듈(198)은 평평하고 사용자의 시야 내에서 평평한 도파관 마운트(123)에 의해 지지될 수 있다.

Description

증강 현실 및 가상 현실 지각용 전기변색 디밍 모듈을 구비한 헤드 마운트 디스플레이{HEAD-MOUNTED DISPLAY WITH ELECTROCHROMIC DIMMING MODULE FOR AUGMENTED AND VIRTUAL REALITY PERCEPTION}
근안 디스플레이(near-eye display, NED) 장치는 증강 현실(AR) 경험 및 가상 현실(VR) 경험과 같은 경험을 위해 사용자에 의해 착용될 수 있다. NED 장치는 NED 장치의 근안 디스플레이에서 컴퓨터 발생 이미지(computer-generated image, CGI) 또는 다른 정보를 제공하는 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다. AR 경험에서, NED 장치의 근안 디스플레이는 CGI가 사용자의 실세계 뷰에 중첩되게 하는 광학적 시스루 렌즈를 포함할 수 있다.
NED 장치는 헤드 마운트 디스플레이(head-mounted display, HMD)에 포함될 수 있다. NED 장치를 가진 HMD는 헬멧, 바이저, 안경 및 고글의 형태를 취할 수 있고, 또는 하나 이상의 스트랩(strap)에 의해 부착될 수 있다. HMD는 적어도 항공학, 공학, 과학, 의학, 컴퓨터 게임, 비디오, 스포츠, 훈련, 시뮬레이션 및 기타 응용에서 사용될 수 있다.
본 발명의 기술은 투과형(또는 광학적 시스루) 근안 디스플레이를 통해 사용자에게 전달되는 주변 광의 양을 조절하는 근안 디스플레이(NED) 장치용 디밍 모듈(dimming module)의 각종 실시형태를 제공한다. 디밍 모듈은 NED 장치를 증강 현실(AR) 및/또는 가상 현실(VR) 응용에서 사용할 수 있도록 가변 농도 디밍(또는 선택 가능한 디밍 레벨/주변 광 투과율)이 가능한 적어도 하나의 전기변색 셀을 포함한다. AR 응용은 주변 광의 부분적 디밍, 즉 투과(깨끗한) 상태를 선호하고, VR 응용은 어두운(불투명) 상태를 선호할 수 있다. 디밍 모듈을 구비한 NED 장치는 바이저 또는 다른 유형의 헤드 마운트 디스플레이(HMD)에 포함될 수 있다. NED 장치는 바이저 또는 안경의 프레임과 같은 HMD의 지지 구조물에 의해 배치될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈은 적층형 물질 층들을 구비한 적어도 하나의 단색 전기변색 셀을 포함한다. 적층형 층들은 한 쌍의 투명 기판과 도체 사이에 샌드위치된 단색 전기변색 화합물 및 절연체의 층들을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 투명 기판은 HMD의 렌즈일 수 있다. 디밍 값에 응답하여 디밍 양을 조절하기 위해 제어 회로로부터 도체 층으로 소정량의 전류가 인가될 수 있다. 디밍 값은 주변 광 센서로부터의 주변 광 값, 사용자 선호도 값, 실행 애플리케이션의 유형, 근안 디스플레이 명도 값, 디밍 모듈 중성 농도(neutral density, ND) 범위(디머블 범위(dimmable range)) 및 근안 디스플레이 명도 범위에 단독으로 또는 조합으로 기초하여 결정될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 복수의 단색 전기변색 셀이 적층되고 디머블 범위를 증가시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 기술은 하나 이상의 장치 실시형태를 제공한다. 일 실시형태에 있어서, 장치는 지지 구조물, 이미지 광을 제공하는 근안 디스플레이 및 디밍 모듈을 포함한다. 디밍 모듈은 제1 투명 기판, 제1 투명 도체, 단색 전기변색 화합물, 절연체, 제2 투명 도체 및 제2 투명 기판을 포함한다. 디밍 모듈은 제1 투명 도체와 제2 투명 도체 사이에 인가된 전류에 응답하여 디밍 모듈을 통과하는 광을 조절한다.
본 발명의 기술은 또한 투과형 근안 디스플레이에 의해 수신된 주변 광의 양과 관련된 주변 광 값을 감지하는 단계를 포함한 방법의 하나 이상의 실시형태를 제공한다. 투과형 근안 디스플레이에 이미지 광을 제공하기 위한 애플리케이션이 실행된다. 애플리케이션과 관련된 근안 디스플레이 명도 값이 검색되고 디밍 모듈의 디밍 값이 주변 광 값 및 근안 디스플레이 명도 값에 응답하여 결정된다. 디밍 모듈을 통과하는 주변 광의 양은 디밍 값에 응답하여 제한된다.
본 발명의 기술은 근안 디스플레이를 구비한 HMD 및 컴퓨팅 시스템을 포함한 하나 이상의 실시형태를 또한 제공한다. 컴퓨팅 시스템은 이미지 데이터를 표시하는 전자 신호를 제공한다. HMD는 전자 신호에 응답하여 이미지 데이터를 제공한다. HMD는 이미지 데이터를 출력하는 디스플레이 엔진, 이미지 데이터에 응답하여 이미지 광을 제공하는 투과형 근안 디스플레이, 디밍 모듈 및 제어 회로를 구비한 NED 장치를 포함한다. 디밍 모듈은 전류에 응답하여 디밍 모듈을 통과하는 주변 광의 양을 조절한다. 제어 회로는 디밍 값에 응답하여 전류를 제공한다.
일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈은 제1 및 제2 투명 도체와 단색 전기변색 셀을 포함한다. 전류는 제어 회로로부터 상기 제1 및 제2 도체에 인가된다.
이 요약은 뒤의 상세한 설명 부분에서 추가로 설명되는 개념들의 선택을 단순화한 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구된 주제의 핵심적 특징 또는 본질적 특징을 식별하기 위한 것으로 의도되지 않고, 또한 청구된 주제의 범위를 제한하기 위해 사용되는 것으로 의도되지 않는다.
도 1은 근안 디스플레이(NED) 장치 시스템의 일 실시형태의 예시적인 컴포넌트들을 보인 블록도이다.
도 2는 NED 장치의 제어 회로 내의 예시적인 하드웨어 컴포넌트들의 블록도이다.
도 3은 디밍 모듈을 구비한 근안 디스플레이의 일 실시형태의 상면도이다.
도 4는 근안 디스플레이에서 사용되는 디밍 모듈의 단일 단색 셀을 보인 도이다.
도 5는 근안 디스플레이에서 사용되는 디밍 모듈의 복수의 단색 셀을 보인 도이다.
도 6은 디밍 모듈 내에 1개 내지 4개의 단색 셀을 구비한 디밍 모듈의 디밍 범위를 보인 표 I이다.
도 7은 디밍 모듈을 구비한 NED 장치에 의해 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 소프트웨어 견지로부터의 시스템의 일 실시형태의 블록도이다.
도 8a-8d는 디밍 모듈을 구비한 NED 장치 및/또는 NED 장치 시스템을 동작시키는 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 9는 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템, 동반 처리 모듈, 또는 NED 장치의 제어 회로를 구현하기 위해 사용될 수 있는 컴퓨팅 시스템의 일 실시형태의 블록도이다.
본 발명의 기술은 투과형(또는 광학적 시스루) 근안 디스플레이를 통해 사용자에게 전달되는 주변 광의 양을 조절하는 NED 장치용 디밍 모듈의 각종 실시형태를 제공한다. 디밍 모듈은 NED 장치를 AR 및/또는 VR 응용에서 사용할 수 있도록 가변 농도 디밍(또는 선택 가능한 디밍 레벨/주변 광 투과율)이 가능한 적어도 하나의 전기변색 셀을 포함한다. AR 응용은 주변 광의 부분적 디밍, 즉 투과(깨끗한) 상태를 선호하고, VR 응용은 어두운(불투명) 상태를 선호할 수 있다. 디밍 모듈을 구비한 NED 장치는 바이저 또는 다른 유형의 HMD에 포함될 수 있다. NED 장치는 바이저 또는 안경의 프레임과 같은 HMD의 지지 구조물에 의해, 또는 NED 디스플레이 모듈 도파관을 지지하는 구조물과 같은 내부 지지 구조물에 의해 배치될 수 있다.
VR 응용에 사용되는 안경 등의 HMD는 착용자의 주변 광 환경을 차단하여 착용자가 인근 램프, 창 등으로부터 주변 광의 방해 없이 가상 콘텐츠(또는 이미지)를 볼 수 있게 한다. 그러나 AR 응용에서는 사용자가 일부 응용에서 증강된 상(imagery)으로 주변 환경을 볼 수 있게 하는 것이 중요하다. 예를 들면, AR 응용에서, 사용자는 미팅을 위해 통로를 걸어 내려가는 동안 방향 안내판과 같은 이미지 데이터를 보기 원할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈을 구비한 HMD는 AR 응용 및 VR 응용을 위해 사용될 수 있다. 디밍 모듈 실시형태는 VR 응용을 위한 주변 광을 차단하면서 AR 응용을 위한 주변 광의 양을 조절한다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈은 상이한 HMD가 상이한 디스플레이 기술 및 배터리 능력에 기인하여 AR 이미지에 대해 상이한 근안 디스플레이 명도 범위를 갖기 때문에 가변 농도 레벨을 또한 가질 수 있다. 디밍 모듈 실시형태는 그 다음에 사용자가 특정 근안 디스플레이 명도 범위를 가진 HMD에서 증강된 상의 소정 범위의 톤(tone)을 볼 수 있도록 주변 조도를 조절할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈은 완전히(또는 거의) 어두운 것으로부터 완전히(또는 거의 완전하게) 투과성인 것까지 디밍 범위를 가질 수 있다.
실시형태에 있어서, 디밍 모듈은 적어도 하나의 단색 전기변색 셀을 구비한다. 디밍 모듈은 사용자의 시야(FOV)를 둘러싸도록 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 디밍 모듈은 HMD에서 사용하는 배터리의 무게를 최소화하기 위해 비교적 낮은 전력 소모를 가질 수 있다. 또한, 디밍 모듈은 비교적 빠른 응답 시간(예를 들면, 약 100ms)을 가질 수 있고, HMD에서 사용하는 경량 플라스틱 지지 구조물을 해칠 수 있는 과도한 열을 생성하지 않는다.
일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈의 단색 전기변색 셀은 적층형 층들을 형성하는 복수의 물질을 포함한다. 실시형태에 있어서, 디밍 모듈은 어두운 상태 쪽의 디밍 범위를 증가시키기 위해 적층 방식으로 지향된 복수의 단색 전기변색 셀을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 단색 전기변색 셀은 전하 또는 전류가 인가된 때 색 또는 불투명도를 변화시키는 하나 이상의 특수한 물질을 갖는다. 전하는 이온이 하나의 영역으로부터 다른 영역으로 이주하게 하여 물질의 가시 특성에서 결정된 변화를 야기한다. 전기변색 셀은 액정 디스플레이(LCD) 물질보다 더 빠르거나 더 느린 스위칭 속도를 가질 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 단색 전기변색 셀은 경량 플라스틱 기판에 적응할 수 있도록 약 120C를 넘지 않는 처리 온도를 갖는다. 일 실시형태에 있어서, 단색 전기변색 셀은 이산화티탄(TiO2)과 같은 활성 매트릭스 박막 트랜지스터(TFT) 백플레인 및/또는 반사층을 포함하지 않는다.
도 1은 디밍 모듈을 구비한 근안 디스플레이(NED) 장치 시스템(8)의 일 실시형태의 예시적인 컴포넌트들을 보인 블록도이다. 도시된 실시형태에서, NED 장치 시스템(8)은 헤드 마운트 디스플레이(HMD) 장치(2)의 근안 디스플레이(NED) 장치 및 동반 처리 모듈(4)을 포함한다. HMD(2)는 동반(companion) 처리 모듈(4)에 통신적으로 결합된다. 이 예에서는 무선 통신이 예시되지만, 동반 처리 모듈(4)과 HMD(2) 간에 유선을 통한 통신도 또한 구현될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, HMD(2)는 여기에서 자세히 설명하는 바와 같이 투사광 엔진(120), 및 도파관을 가진 근안 디스플레이(14r, 14l)(둘 다 도 3에 도시되어 있음)를 구비한 NED 장치를 포함한다.
이 실시형태에서, HMD(2)는 프레임(115)을 구비하고 사용자가 착용했을 때 각 눈에 의해 보여지도록 각각의 디스플레이 광학 시스템(14l, 14r)이 HMD(2)의 앞에 배치된 안경의 형상을 갖는다. 각각의 디스플레이 광학 시스템(14l, 14r)은 디스플레이 또는 근안 디스플레이(14)라고도 부르며, 2개의 디스플레이 광학 시스템(14l, 14r)을 함께 디스플레이 또는 근안 디스플레이(14)라고 부를 수도 있다.
일 실시형태에 있어서, 근안 디스플레이(14)는 투과형(또는 광학적 시스루) 근안 디스플레이이고, 사용자는 근안 디스플레이를 통해 볼 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 근안 디스플레이(14)는 사용자의 비주얼 FOV를 둘러싸도록 곡면을 이룬다. 이 실시형태에서, 각각의 디스플레이 광학 시스템(14l, 14r)은 투사 디스플레이를 이용하고, 이때 이미지 데이터(또는 이미지 광)는 이미지 데이터가 사용자 앞에서 3차원 FOV 내의 위치에서 사용자에게 보이도록 이미지 데이터의 디스플레이를 발생하게끔 투사된다. 예를 들면, 사용자는 그의 거실에서 광학적 시스루 모드로 적 헬리콥터 격추 게임을 플레이할 수 있다. 헬리콥터의 이미지는 사용자가 사람의 눈에 가까운 이미지 데이터에 초점을 맞출 수 없으므로, 도 3에 도시된 것처럼, 광학적 시스루 렌즈(116, 118) 사이가 아닌 거실의 의자 위에서 비행하는 것처럼 사용자에게 나타난다.
이 실시형태에 있어서, 프레임(115)은 HMD(2)의 요소들을 제 위치에 유지하는 편리한 안경 프레임뿐만 아니라 전기 접속을 위한 콘딧을 제공한다. 일 실시형태에 있어서, 프레임(115)은 여기에서 설명하는 것처럼 투사 광 엔진(120) 및 근안 디스플레이(14)의 지지 구조를 제공한다. NED 장치 지지 구조물의 일부 다른 예는 헬멧, 바이저 프레임, 고글 지지대 또는 하나 이상의 스트랩이다. 프레임(115)은 코 브릿지(104), 전면 상부 커버(117), HMD(2)의 좌측 하우징(130l) 및 우측 하우징(130r) 각각에 대한 각각의 투사 광 엔진 하우징(130)뿐만 아니라, 사용자의 각각의 귀에 걸치도록 설계된 좌측 및 우측 템플 또는 사이드 암(102l, 102r)을 포함한다. 이 실시형태에서, 코 브릿지(104)는 사운드를 녹음하고 오디오 데이터를 제어 회로(136)에 전송하기 위한 마이크로폰(110)을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 주변 광을 감지하고 주변 광 값(244c)을 제어 회로(136)의 메모리(244)(도 2에 도시됨)에 제공하기 위한 주변 광 센서(257a)가 코 브릿지(104)에 또한 배치된다. 측면 하우징(130l, 130r)의 외부에는 근안 디스플레이(NED) 장치의 FOV 내에 있는 것을 맵핑하기 위해 사용자 앞의 실제 환경의 이미지 데이터를 포착하는 각각의 외향 카메라(113l, 113r)가 있다.
이 실시형태에서, 대시 선(128)은 역시 대시 선으로 나타낸 제어 회로(136)에 접속하는 일부 전기 접속 경로의 예를 보인 것이다. 도면의 과도한 혼잡을 피하기 위해 하나의 대시 전기 접속 선에 참조 번호 128이 붙여져 있다. 전기 접속과 제어 회로(136)는 이들이 이 예에서 전면 상부 커버(117) 아래에 있음을 표시하기 위해 대시 선으로 표시하였다. 다른 컴포넌트를 위해 사이드 암 내에서의 전력 버스의 연장부를 포함한 다른 전기 접속(도시 생략됨)이 또한 있을 수 있고, 그 일부 예는 추가의 카메라를 포함한 센서 유닛, 이어폰 또는 유닛과 같은 오디오 출력 장치, 및 아마도 추가의 프로세서 및 메모리이다. 프레임의 각종 부품들을 함께 접속하기 위해 사용되는 커넥터(129)의 일부 예가 나사로서 예시되어 있다.
동반 처리 모듈(4)은 각종 실시형태를 취할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 동반 처리 모듈(4)은 사용자의 신체, 예를 들면, 손목에 착용할 수 있는 휴대용 형태로 되거나, 모바일 장치(예를 들면, 스마트폰, 태블릿, 랩톱)와 같은 별도의 휴대용 컴퓨팅 시스템일 수 있다. 동반 처리 모듈(4)은 인근에 있거나 원격 위치에 있는 하나 이상의 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12)과 하나 이상의 통신 네트워크를 통해 유선으로 또는 무선으로 통신할 수 있다. 다른 실시형태로서, 동반 처리 모듈(4)의 기능은 HMD(2)의 소프트웨어 및 하드웨어 컴포넌트에 통합될 수 있다. 동반 처리 모듈(4) 및 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12)의 하드웨어 컴포넌트의 일부 예는 도 9에 도시되어 있다.
하나 이상의 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12)은 처리 전력 및 원격 데이터 액세스를 위해 레버리지될 수 있다. 컴포넌트의 복잡성 및 수는 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12) 및 동반 처리 모듈(4)의 다른 실시형태에서 크게 다를 수 있다. 도 1에 도시된 일 실시형태에 있어서, NED 장치 시스템(1000)은 근안 디스플레이(NED) 장치 시스템(8)(동반 처리 모듈(4)을 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있음), 통신 네트워크(50) 및 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12)을 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12)은 원격에 또는 클라우드 운용 환경 내에 위치될 수 있다.
이미지 데이터는 근안 디스플레이(14)에 이미지 데이터를 제공하기 위해 제어 회로(136) 내의 하나 이상의 프로세서, 동반 처리 모듈(4) 및/또는 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12)(또는 이들의 조합)에서 실행되는 애플리케이션(예를 들면, 게임, 회의 애플리케이션, 영화 재생 애플리케이션, 메시징 애플리케이션)에 기초하여 디스플레이하기 위해 식별된다.
도 2는 NED 장치의 제어 회로 내에 있는 컴퓨팅 시스템을 포함한 예시적인 하드웨어 컴포넌트들의 블록도이다. 제어 회로(136)는 HMD(2)의 다른 컴포넌트들을 지원하는 각종 전자기기를 제공한다. 이 예에서, HMD(2)의 제어 회로(136)는 처리 유닛(210), 및 프로세서 판독가능 명령어 및 데이터를 저장하기 위해 상기 처리 유닛(210)에 액세스 가능한 메모리(244)를 포함한다. 네트워크 통신 모듈(137)은 처리 유닛(210)에 통신적으로 결합되고, 동반 처리 모듈(4), 다른 NED 장치의 컴퓨팅 시스템, 또는 인터넷을 통해 원격에서 액세스 가능한 컴퓨팅 시스템과 같은 다른 컴퓨팅 시스템에 HMD(2)를 접속하기 위한 네트워크 인터페이스로서 작용할 수 있다. 전원 장치(239)는 제어 회로(136)의 각종 컴포넌트 및 HMD(2)의 다른 컴포넌트, 예를 들면, 포착 장치(113), 마이크로폰(110), 주변 광 센서(257a), 다른 센서 유닛, 및 투사 광 엔진(120) 내의 마이크로디스플레이와 같은 이미지 소스와 관련된 광원 및 전자 회로와 같이 근안 디스플레이(14)에서 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 전력 추출 컴포넌트에 전력을 제공한다.
처리 유닛(210)은 중앙 처리 장치(CPU) 또는 코어 및 그래픽 처리 장치(GPU) 또는 코어와 같은 하나 이상의 프로세서(또는 코어)를 포함할 수 있다. 별도의 동반 처리 모듈(4)이 없는 실시형태에서, 처리 유닛(210)은 적어도 하나의 GPU를 내포할 수 있다. 메모리(244)는 실행 중에 사용되는 애플리케이션을 위한 랜덤 액세스 메모리(RAM); 포착된 이미지 데이터, 주변 광 데이터 및 디스플레이 데이터를 포함한 센서 데이터용의 버퍼; 명령어 및 시스템 데이터용의 읽기 전용 메모리(ROM) 또는 플래시 메모리; 및 예컨대 애플리케이션 및 사용자 프로필 데이터를 저장하기 위한 다른 유형의 비휘발성 메모리와 같이, 시스템에 의해 사용될 수 있는 각종 유형의 메모리를 대표한다.
일 실시형태에 있어서, 메모리(244)는 디지털 데이터 값 또는 프로세서 판독가능 명령어와 같은 프로세서 판독가능 정보를 포함한다. 예를 들면, 메모리(244)는 실행 가능한 애플리케이션(244a)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 메모리(244)는 HMD(2)에 대한 디밍 값 또는 디밍 환경의 사용자 선호도를 표시하는 사용자 선호도 값(244b)을 또한 포함할 수 있다. 사용자는 뒤에서 자세히 설명하는 바와 같이 "더 많이 디밍"(Dim more) 또는 "더 적게 디밍"(Dim less)과 같은 구두 명령을 자연 언어 사용자 인터페이스(NUI)에 제공함으로써 자신의 선호도를 표시할 수 있다. 이 실시형태에서, 저장된 사용자 선호도 값(244b)은 미리 정해진 계단식 크기로 증가 또는 감소될 수 있고, 이것은 그 다음에 디밍 모듈의 디밍 증가 또는 감소를 야기할 수 있다. 메모리(244)는 또한 주변 광 센서(257a)에 의해 수신된 주변 광의 양, 또는 특히 근안 디스플레이(14l)의 외부 곡면(290)(도 3에 도시됨)에 의해 수신된 주변 광의 양을 표시하는, 주변 광 센서(257a)로부터 수신된 주변 광 값(244c)을 포함한다. 메모리(244)는 근안 디스플레이 명도 범위(244d) 및 디밍 모듈 중성 농도(ND) 범위(244e)를 또한 포함할 수 있다. 메모리(244)는 사용자 선호도 값(244b), 디밍 모듈 농도(ND) 값(249a), 디스플레이 명도 범위(244d) 및/또는 주변 광 값(244c)과 같은 하나 이상의 입력에 기초하여 디밍 값을 계산 또는 결정하는 디밍(소프트웨어 컴포넌트)을 또한 포함할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 디스플레이 명도 범위(244d)는 근안 디스플레이(14)의 가능한 명도 또는 휘도 범위를 나타낸다. 예를 들면, 근안 디스플레이는 제곱미터당 0 칸델라(0 cd/㎡) 내지 8000 cd/㎡의 명도(또는 휘도) 범위를 가질 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈 ND 범위(244e)는 디망 모듈을 통해 이동하는 주변 광의 선택 가능한 디밍 또는 투과율(또는 백분율)의 범위를 표시한다. 일 예로서, 디밍 모듈 ND 범위(244e)는 디밍 모듈 또는 디밍 모듈을 구비한 근안 디스플레이를 통해 약 4%의 주변 광 투과 허용(어두운 상태)으로부터 약 84%의 주변 광 투과 허용(깨끗한 상태, 즉 투과 상태)까지의 범위일 수 있다.
대안적인 실시형태에 있어서, 메모리(244)에서와 같이 도 2에 도시된 디지털 데이터 값 및/또는 프로세서 판독가능 명령어는 NED 장치 시스템(1000)의 다른 위치에서 저장 및/또는 실행될 수 있다.
도 2는 센서 유닛(257), 디스플레이 드라이버(246), 처리 유닛(210), 메모리(244) 및 네트워크 통신 모듈(137)을 접속하는 데이터 버스(270)의 전기 접속을 도시하고 있다. 데이터 버스(270)는 또한 제어 회로의 도시된 모든 요소들이 전력을 추출하기 위해 접속되는 전력 버스(272)를 통해 전원 장치(239)로부터 전력을 도출한다.
일 실시형태에 있어서, 제어 회로(136)는 특정 유형의 이미지 발생 기술 또는 근안 디스플레이 기술에 특유한 회로들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제어 회로(136)는 마이크로디스플레이 회로(259) 및 마이크로디스플레이를 위한 디스플레이 조명 드라이버(247)(뒤에서 자세히 설명함)를 포함할 수 있다. 대안적인 실시형태에 있어서, 일 예로 마이크로디스플레이를 갖지 않은 망막 스캐닝 디스플레이(RSD)와 같이, 다른 근안 디스플레이 기술을 위한 제어 회로(136)에서 다른 유형의 제어 회로를 사용할 수 있다. RSD 실시형태에 있어서, RSD는 투사 광 엔진보다 디스플레이 엔진으로부터 전자 신호를 수신할 것이다. RSD는 그 다음에 디스플레이 엔진으로부터의 이미지 데이터에 응답하여 이미지 광을 스캔함으로써 사용자의 망막에 이미지 광을 제공할 것이다.
적어도 마이크로디스플레이 실시형태에서의 제어 회로(136)는 마이크로디스플레이 회로(259), 디스플레이 조명 드라이버(247) 및 디밍 모듈 드라이버(249)에 의해 디코드될 수 있는 이미지 데이터의 재현을 안내하기 위해 디지털 제어 데이터(예를 들면, 제어 비트)를 수신하는 디스플레이 드라이버(246)를 포함한다. 디스플레이 조명 드라이버는 일 실시형태에서 디스플레이 명도 값(247a)에 응답하여 (투사 광 엔진 내의) 조명 유닛(222)을 구동한다. 투사 광 엔진은 능동 투과 장치, 방사 장치 또는 반사 장치일 수 있는 마이크로디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 마이크로디스플레이는 전력을 요구하는 실리콘 위 액정(liquid crystal on silicon, LCoS) 장치 또는 개별 미러들을 이동시키기 위해 전력을 요구하는 미소역학 기계(micromechanical machine, MEM) 기반 장치일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 디스플레이 조명 드라이버(247)는 디지털 제어 데이터를 하나 이상의 레이저 또는 발광 다이오드(LED)와 같은 하나 이상의 광원을 포함하는 조명 유닛(222)을 구동하기 위한 아날로그 신호로 변환한다. 일 실시형태에 있어서, 디스플레이 명도 값(247a)은 디스플레이 드라이버(246)에 저장된다. 대안적인 실시형태에 있어서, 디스플레이 명도 값(247a)은 메모리(244)에 저장될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 디스플레이 명도 값(247a)은 근안 디스플레이(14)의 현재 디스플레이 명도를 표시한다. 일 실시형태에 있어서, 근안 디스플레이는 디스플레이 명도 값(247a)에 대응하는 명도를 갖는다. 일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 드라이버는 디스플레이 명도 값(247a)에 응답하여 대응하는 디스플레이 명도를 제공하기 위해 하나 이상의 안날로그 신호를 근안 디스플레이에 제공한다.
일 실시형태에 있어서, 제어 회로(136)는 디스플레이 드라이버(246)에 응답하여 디밍 모듈(198)(도 3에 도시됨)을 구동하는 디밍 모듈 드라이버(249)를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 디스플레이 드라이버(246)는 디밍 모듈 ND 값(249a)을 저장한다. 대안적인 실시형태에 있어서, 디밍 모듈 ND 값(249a)은 메모리(244)에 저장된다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈 드라이버(249)는 디밍 모듈 ND 값(249a) 또는 사용자 선호도 값(244b)에 응답하여 디밍 모듈(198)에 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 전류량을 제공한다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈 드라이버(249)는 디밍 모듈 ND 값(249a)의 대응하는 디지털 값에 응답하여 디밍 모듈(198)에 인가할 미리 정해진 전류량과 관련된 디지털 값을 저장하기 위한 테이블을 포함한다.
제어 회로(136)는 오디오 출력을 제공하고 머리 방위 및 위치 정보를 식별하는 것과 같은 HMD(2)의 다른 기능에 관한 다른 제어 유닛(도시 생략됨)을 포함할 수 있다.
도 3은 외부 사출 동공(121)을 구비한 투사 광 엔진(120)에 결합된 근안 디스플레이(14l)의 일 실시형태의 상면도이다. 디스플레이 광학 시스템(14), 이 경우에는 좌측 눈용의 디스플레이 광학 시스템(14l)의 각종 컴포넌트를 보이기 위해, 근안 디스플레이(14l) 및 투사 광 엔진(120)을 덮는 상부 프레임(117) 부분은 도시를 생략하였다. 화살표(142)는 근안 디스플레이(14l)의 광축을 표시한다.
도 3에 도시된 실시형태에 있어서, 근안 디스플레이(14l)(및 14r)는 광학적 시스루 디스플레이이다. 다른 실시형태에 있어서, 이들은 비디오 시(video-see) 디스플레이일 수 있다. 각각의 디스플레이는 2개의 광학적 시스루 렌즈(116, 118) 사이에 배치되고 도파관(123)을 포함한 디스플레이 유닛(112)을 포함한다. 광학적 시스루 렌즈(116, 118)는 보호 커버링으로서 소용되고, 및/또는 디스플레이 유닛에 대하여 예를 들면 1m 앞과 같이 안락한 시거리(visual distance)에서 뷰어를 위한 이미지를 형성하는데 소용된다. 광학적 시스루 렌즈(116, 118) 중의 어느 하나 또는 둘 다는 사용자의 안경 처방을 구현하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이 예에서, 눈 간격(140)은 HMD(2)를 착용했을 때 사용자 눈의 위치를 근사화한다. 도파관은 투사 광 엔진(120)으로부터 사용자 눈 간격(140) 쪽으로 이미지 광의 형태로 이미지 데이터를 지향시키고, 실세계로부터의 주변 광(170)이 사용자 눈 간격 쪽으로 통과하게 하며, 이로써 사용자가 투사 광 엔진(120)으로부터 가상 피처(feature)의 이미지를 보는 것에 추가하여 HMD(2)의 앞에서 공간의 실제 직접 보기를 가능하게 한다.
이 상면도에서, 투사 광 엔진(120)은 곡면으로 도시된 물받이(birdbath) 광학 요소(234)를 포함한다. 이 곡면은 곡면이 반사하는 이미지 광의 빔(235)에 광 출력을 제공하고, 그에 따라서 빔들을 또한 시준한다. 도면의 과도한 혼잡을 피하기 위해 단지 하나의 빔에만 참조 번호가 붙여져 있다. 일부 실시형태에서, 물받이 광학 요소의 곡률 반경은 적어도 -38 밀리미터(mm)이다.
일부 실시형태에 있어서, 도파관(123)은 회절 도파관일 수 있다. 추가로, 일부 실시예에서, 도파관(123)은 표면 요철 격자(surface relief grating, SRG) 도파관이다. 입력 격자(119)는 투사 광 엔진(120)으로부터의 이미지 광을 결합한다. 추가로, 도파관은 도파관을 사용자 눈 간격(140)의 방향으로 사출하기 위해 이미지 광에 대한 다수의 사출 격자(125)를 갖는다. 도면의 과도한 혼잡을 피하기 위해 하나의 사출 격자(125)에만 참조 번호가 붙여져 있다.
도 3의 도시된 실시형태에서, 좌측 하우징(130l) 내의 투사 광 엔진(120)은 이미지 광을 생성하는 이미지 소스(예를 들면 마이크로디스플레이), 및 투사 광 엔진(120)의 외부에 사출 동공(121)을 형성하도록 이미지 광의 광로를 접는 투사 광학 시스템을 포함한다. 투사 광 엔진(120)의 형상은 부피를 줄이도록 도 1에서 프레임(115)의 코너 주위와 일치하는 좌측 하우징(130l) 예의 형상에 적응시킨 예시적인 실시예이다. 이 형상은 예를 들면 구현되는 다른 이미지 소스 기술에 따라서 투사 광 엔진(120)의 다른 배열을 수용하도록 변화될 수 있다.
이미지 소스를 구현하기 위해 사용할 수 있는 다른 이미지 발생 기술이 있다. 예를 들면, 마이크로디스플레이는 투과형 투사 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 그러한 기술의 일 예에서 광원은 광학적으로 활성인 물질에 의해 변조되고, 이 물질은 일반적으로 강력한 백라이트 및 높은 광 에너지 밀도를 가진 투과 LCD형 마이크로디스플레이를 이용하여 구현된다. 다른 마이크로디스플레이는 조명 유닛으로부터의 광이 광학적으로 활성인 물질에 의해 반사 및 변조되는 반사 기술을 이용한다. 조명은 기술에 따라서 백색 광원 또는 RGB 광원일 수 있다. 디지털 광 처리(DLP), 디지털 마이크로미러 장치(DMD), 및 LCoS는 모두 대부분의 에너지가 변조된 구조물로부터 반사되고 디스플레이에 의해 사용될 때 효율적인 반사 기술의 예이다. 추가로, 마이크로디스플레이는 색 방출 유기 발광 다이오드(OLED) 마이크로디스플레이 또는 LED의 어레이와 같은 자기 발광형일 수 있다. LED 어레이는 스펙트럼 변환 또는 다른 색 변환 방법에 대하여 인 층을 가진 질화갈륨(GaN) 기판 위에 종래 방식으로 생성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 자기 발광 디스플레이는 뷰어를 위해 중계 및 확대된다.
도 3은 HMD(2)의 반을 보인 것이다. 도시된 실시형태에서, 완전한 HMD(2)는 다른 하나의 광학적 시스루 렌즈(116, 118) 집합, 다른 하나의 도파관(123), 다른 하나의 투사 광 엔진(120) 및 다른 하나의 외향 포착 장치(113)를 구비한 다른 하나의 디스플레이 광학 시스템(14)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 각각의 눈에 대한 디스플레이 광학 시스템이 아닌 양 눈에 의해 보이는 연속적인 디스플레이가 있을 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 단일 투사 광 엔진(120)은 양 눈에 의해 보이는 연속적 디스플레이에 광학적으로 결합되거나, 또는 각 눈에 대한 디스를레이를 분리하도록 광학적으로 결합될 수 있다. 헤드 마운트 개인용 A/V 장치의 추가적인 세부는 "가상 콘텐츠를 실제 콘텐츠에 융합시키는 방법"(Fusing Virtual Content Into Real Content)의 명칭으로 2010년 10월 15일자 출원된 미국 특허 출원 제12/905952호에 설명되어 있다.
도 4는 실시형태에 따른 디밍 모듈(198)에서 사용되는 단색 전기변색 셀(400)을 보인 것이다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈(198)은 1개 또는 복수의 단색 전기변색 셀을 포함한다. 실시형태에 있어서, 단색 전기변색 셀(400)은 추가의 물질을 또한 포함한다.
단색 전기변색 셀(400)은 적층된 복수의 계층화 기판들을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 적층된 복수의 계층화 기판들은 적어도 부분적으로 연속된다. 대안적인 실시형태에 있어서, 하나 이상의 다른 물질이 도시된 층들 사이에 산재될 수 있다. 기판(450a-b)은 일 실시형태에서 깨끗한, 즉 투명 기판 층이다. 실시형태에 있어서, 기판(450a-b)은 디밍 모듈(198)의 외부 표면이고 (폴리) 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트, 유리 또는 유사한 물질과 같은 주조 가능한 투명 물질이다. 일 실시형태에 있어서, 기판(450a-b)은 도 3에 도시된 렌즈(116, 118)에 대응한다. 일 실시형태에 있어서, 기판(451a-b)은 전류를 전도하는 투명 도전성 층이다. 일 실시형태에 있어서, 기판(451a-b)은 인듐 주석 산화물, 금속 메쉬, 은 나노와이어, 탄소 나노튜브, 그래핀 및 PEDOT:PSS(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 기판(451a-b)은 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 전류량을 수신하도록 디밍 모듈 드라이버(249)와 같은 전류원에 결합된다. 일 실시형태에 있어서, 기판(453a)은 단색 전기변색 화합물층이다. 일 실시형태에 있어서, 기판(454a)은 이산화 실리콘(SiO2)과 같은 절연체이고 기판(453a)과 기판(451b) 사이에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 전해질을 포함한 기판이 단색 전기변색 셀(400)에 포함된다.
일 실시형태에 있어서, 단색 전기변색 셀(400)은 전하 또는 전류가 인가된 때 색 또는 불투명도를 변화시키는 하나 이상의 특정 물질을 갖는다. 전하는 하나의 영역으로부터 다른 영역으로 이온 이주를 시키고, 물질의 가시 특성에서 결정된 변화를 야기한다.
실시형태에 있어서, 단색 전기변색 셀(400)은 각종 처리 단계를 이용하여 제조 또는 처리된다. 일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 기판은 하나 이상의 스핀 코팅 처리 단계를 이용하여 형성된다. 대안적인 실시형태에 있어서, 일부 기판은 스핀 코팅 처리 단계에 의해 형성되고, 다른 기판들은 서로 조립되거나 부착될 수 있다.
도 5는 근안 디스플레이에서 사용되는 디밍 모듈의 복수의 단색 셀 실시형태를 보인 것이다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈(198)은 복수의 단색 전기변색 셀(500)을 포함한다. 복수의 단색 셀은 도 6에 도시된 것처럼 어두운 상태 쪽으로 디머블 범위를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 복수의 단색 셀은 비교적 높은 어두운 상태가 바람직하고 비교적 낮은 투과 상태가 만족될 때의 응용에서 사용될 수 있다.
도 6의 표 I은 단일 단색 셀이 약 4%(어두운 상태, 주변 광의 4%가 통과함) 내지 약 83.7%(투과 상태, 주변 광의 83.7%가 통과함) 사이의 디머블 범위를 갖고; 2개의 단색 셀이 약 0.2%(어두운 상태) 내지 약 70%(투과 상태) 사이의 디머블 범위를 갖고; 3개의 단색 셀이 약 0.0064%(어두운 상태) 내지 약 58.6%(투과 상태) 사이의 디머블 범위를 가지며; 4개의 단색 셀이 약 0.0003%(어두운 상태) 내지 약 49.0%(투과 상태) 사이의 디머블 범위를 가진 경우를 나타내고 있다.
도 5는 4개의 단색 셀 실시형태, 즉 복수의 단색 전기변색 셀(500)을 보인 것이다. 일 실시형태에 있어서, 복수의 단색 전기변색 셀(500)은 도 4의 단일 단색 셀(400)과 관련하여 설명한 것과 유사한 기판(450a-b, 451a-b, 453a, 454a)들을 포함한다. 예를 들면, 기판(450a-b)은 일 실시형태에서 깨끗한, 즉 투명 기판 층이다. 실시형태에 있어서, 기판(450a-b)은 디밍 모듈(198)의 외부 표면이고 (폴리) 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트, 유리 또는 유사한 물질과 같은 주조 가능한 투명 물질이다.
추가로, 복수의 단색 전기변색 셀(500)은 여기에서 설명하는 것처럼 제어 가능한 전류원에 결합된 투명 도전성 기판일 수 있는 추가의 적층형 기판(451c-e)를 포함한다. 추가의 기판 층(453b-d, 454b-d)들은 도 4와 관련하여 설명한 것과 유사하게 각각의 단색 전기변색 화합물층 및 절연체층일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 복수의 단색 전기변색 셀(500)에서 적층된 복수의 계층화 기판들은 적어도 부분적으로 연속된다. 대안적인 실시형태에 있어서, 하나 이상의 다른 물질이 도시된 층들 사이에 산재된다.
복수의 단색 전기변색 셀(500)은, 단일 단색 셀(400)과 유사하게, 각종 처리 단계를 이용하여 제조 또는 처리될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 기판은 하나 이상의 스핀 코팅 처리 단계를 이용하여 형성된다. 대안적인 실시형태에 있어서, 일부 기판은 스핀 코팅 처리 단계에 의해 형성되고, 다른 기판들은 서로 조립되거나 부착될 수 있다.
도 7은 근안 디스플레이 장치에 의해 이미지 데이터 또는 광(예를 들면, CGI)을 디스플레이하기 위한 소프트웨어 견지로부터의 시스템의 일 실시형태의 블록도이다. 도 7은 NED 시스템(8), 하나 이상의 NED 시스템과 통신하는 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12) 또는 이들의 조합과 같은 시스템에 의해 구현될 수 있는 소프트웨어 견지로부터의 컴퓨팅 환경(54)의 실시형태를 보인 것이다. 추가로, NED 시스템은 데이터 및 처리 자원을 공유하기 위해 다른 NED 시스템과 통신할 수 있다.
여기에서 설명하는 바와 같이, 실행 애플리케이션은 어떤 이미지 데이터가 디스플레이되어야 하는지 결정하고, 이미지 데이터의 일부 예는 텍스트, 이메일, 가상 책 또는 게임 관련 이미지이다. 이 실시형태에서, 애플리케이션(162)은 NED 시스템(8)의 하나 이상의 프로세서에서 실행되고 운영체제(190) 및 이미지 및 오디오 처리 엔진(191)과 통신할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12)은 애플리케이션의 버전 162N뿐만 아니라, 경험을 강화하기 위해 서로 통신 관계에 있는 다른 NED 시스템(8)을 또한 실행할 수 있다.
애플리케이션(162)은 일 실시형태에서 게임을 포함한다. 게임은 원격 서버에 저장될 수 있고, 실시형태에 있어서 콘솔, 컴퓨터 또는 스마트폰으로부터 구입될 수 있다. 게임은 서버, 콘솔, 컴퓨터, 스마트폰 또는 이들의 임의 조합에서 전체적으로 또는 부분적으로 실행될 수 있다. 복수의 사용자는 표준 제어기, 컴퓨터, 스마트폰 또는 동반 장치를 이용하여 게임과 상호작용하고, 실시형태에 있어서, 공기 제스처, 터치, 음성 또는 버튼을 이용하여 게임과 상호작용할 수 있다.
하나 이상의 애플리케이션을 위한 애플리케이션 데이터(329)도 역시 하나 이상의 네트워크 액세스가능 위치에 저장될 수 있다. 애플리케이션 데이터(329)의 일부 예는 사용자 입력 데이터에 대한 동작 응답들을 결합하는 규칙에 관한 하나 이상의 룰 데이터 기억, 사용자 입력 데이터에 응답하여 어떤 이미지 데이터를 디스플레이해야 하는지 결정하는 룰, 제스처 인식 엔진(193)에 등록된 애플리케이션과 연관된 하나 이상의 제스처에 대한 것과 같은 자연적 사용자 입력을 위한 참조 데이터, 하나 이상의 제스처에 대한 실행 기준, 음성 인식 엔진(194)에 등록될 수 있는 음성 사용자 입력 명령, 이미지 및 오디오 처리 엔진(191)의 선택적 물리 엔진(도시 생략됨)에 등록될 수 있는 애플리케이션과 연관된 가상 물체의 물리 모델, 및 장면 내의 가상 물체 및 가상 심상(vrtual imagery)의 색, 형상, 얼굴 특색, 의상 등과 같은 물체 속성일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 환경(54)의 소프트웨어 컴포넌트는 운영체제(190)와 통신하는 이미지 및 오디오 처리 엔진(191)을 포함한다. 이미지 및 오디오 처리 엔진(191)의 도시된 실시형태는 물체 인식 엔진(192), 제스처 인식 엔진(193), 디스플레이 데이터 엔진(195), 음성 인식 엔진(194) 및 장면 맵핑 엔진(306)을 포함한다. 개별적인 엔진 및 데이터 기억부는 데이터 업데이트의 통지를 처리 및 수신하기 위한 데이터 식별 요청을 보냄으로써 그 하나 이상의 기능을 구현하기 위해 애플리케이션(162)이 레버리지할 수 있는 데이터 및 태스크의 지지 플랫폼을 제공한다. 운영체제(190)는 각종 엔진과 애플리케이션 간의 통신을 촉진한다. 운영체제(190)는 어떤 물체가 물체 인식 엔진(192)에 의해 식별되었는지, 제스처 인식 엔진(193)이 식별한 제스처, 음성 인식 엔진(194)이 식별한 단어 또는 사운드, 및 장면 맵핑 엔진(306)으로부터의 실제 및 가상 물체의 위치를 애플리케이션에 이용할 수 있게 한다.
컴퓨팅 환경(54)은 각종 소스로부터 포착 또는 수신될 수 있는 이미지 데이터 및 오디오 데이터에 대한 메모리뿐만 아니라 디스플레이되는 이미지 데이터에 대한 메모리 공간을 제공하는 이미지 및 오디오 데이터 버퍼(199)에 데이터를 또한 저장한다. 버퍼는 양측 NED에 예를 들면 전체 메모리(244)의 일부로서 존재할 수 있고, 동반 처리 모듈(4)에도 역시 존재할 수 있다.
많은 응용에서, 가상 데이터(또는 가상 이미지)는 실제 환경의 실제 물체와 관련하여 디스플레이되어야 한다. 이미지 및 오디오 처리 엔진(191)의 물체 인식 엔진(192)은 만일 이용 가능하다면 외향 이미지 포착 장치(113)로부터의 포착된 이미지 데이터 및 포착된 깊이 데이터에 기초해서, 또는 포착 장치(113)에 의해 포착된 실제 환경의 이미지 데이터에 기초하여 입체시(stereopsis)로부터의 결정된 깊이 위치에 기초해서 디스플레이 FOV 내의 실제 물체, 그들의 방위 및 그들의 위치를 검출 및 식별한다. 물체 인식 엔진(192)은 예를 들면 에지 검출을 이용하여 물체 경계를 표시하고 그 물체 경계를 구조 데이터(200)와 비교함으로써 실제 물체를 서로로부터 구별한다. 물체의 유형을 식별하는 것 외에, 식별된 물체의 방위가 저장된 구조 데이터(200)와의 비교에 기초하여 검출될 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(50)를 통해 액세스 가능한 구조 데이터(200)는 비교를 위한 구조 패턴 및 패턴 인식을 위한 기준으로서의 이미지 데이터와 같은 구조 정보를 저장할 수 있다. 참조 이미지 데이터 및 구조 패턴은 국부적으로 저장된 사용자 프로필 데이터(197)에서 또한 이용 가능하고, 또는 클라우드 기반 스토리지에서 액세스 가능하다.
장면 맵핑 엔진(306)은 디스플레이 FOV의 3차원(3D) 맵핑에서 실물 및 가상 물체의 3D 위치, 방위 및 움직임을 추적한다. 이미지 데이터는 물체 인식 엔진(192) 및 이미지 데이터가 디스플레이되게 하는 하나 이상의 실행 애플리케이션(162)과의 통신에 기초하여 사용자에 대한 용량적 공간의 3D 맵핑에서 또는 사용자의 FOV에서 디스플레이되어야 한다.
애플리케이션(162)은 이미지 데이터에 의해 표시되고 애플리케이션에 의해 제어되는 물체에 대한 디스플레이 FOV의 3D 맵핑에서 목표 3D 공간 위치를 식별한다. 예를 들면, 헬리콥터 격추 애플리케이션은 가상 헬리콥터를 격추시키기 위한 사용자의 동작에 기초하여 헬리콥터의 위치 및 객체 속성의 변화를 식별한다. 디스플레이 데이터 엔진(195)은 정확한 크기 및 원근법으로 이미지 데이터를 디스플레이하기 위해 변환, 회전 및 스케일링 동작을 수행한다. 디스플레이 데이터 엔진(195)은 디스플레이 유닛(112)의 좌표를 디스플레이하기 위해 디스플레이 FOV 내의 목표 3D 공간 위치와 관련된다. 예를 들면, 디스플레이 데이터 엔진은 각각의 별도로 어드레스 가능한 디스플레이 위치 또는 영역에 대한 이미지 데이터를 저장할 수 있다(예를 들면, Z-버퍼 및 별도의 색 버퍼에서의 픽셀). 디스플레이 드라이버(246)는 이미지 소스에 의해 이미지 데이터의 디스플레이를 제어하기 위해 마이크로디스플레이 회로(259) 또는 디스플레이 조명 드라이버(247) 또는 둘 다에 대한 디지털 제어 데이터 명령어로 각 디스플레이 영역의 이미지 데이터를 변환한다.
여기에서 설명하는 기술은 발명의 정신 또는 본질적 특성으로부터 벗어나지 않고 다른 특정 형태 또는 환경에서 구체화될 수 있다. 마찬가지로, 모듈, 엔진 루틴, 애플리케이션, 특징, 속성, 방법론 및 기타 양태들의 특수한 명칭 및 분할은 강제적인 것이 아니고, 기술 또는 그 특징들을 구현하는 메카니즘은 다른 명칭, 분할 및/또는 포맷을 가질 수 있다.
여기에서 설명하는 기술은 다양한 운용 환경에서 구체화될 수 있다. 예를 들면, NED 시스템(8) 및/또는 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12)은 사물 인터넷(IoT) 실시형태에 포함될 수 있다. IoT 실시형태는 센서를 통해 정보를 포착하는 능력이 있는 장치의 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 그러한 장치들은 수집된 정보를 추적, 해석 및 통신할 수 있다. 이러한 장치들은 정보를 전송하고 다른 장치와 협력하여 작업하기 위해 사용자 선호도 및 프라이버시 설정에 따라 작용할 수 있다. 정보는 개별 장치들 사이에서 직접 전달될 수 있고, 또는 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 상호접속형 LAN 또는 WAN의 "클라우드" 또는 전체 인터넷을 통해 전달될 수 있다. 이러한 장치들은 컴퓨터, 기구(appliance), 스마트폰, 웨어러블 장치, 체내 삽입 장치, 차량(예를 들면, 자동차, 비행기 및 기차), 장난감, 건물 및 다른 물체에 통합될 수 있다.
여기에서 설명하는 기술은 빅 데이터 또는 클라우드 운용 환경에서 또한 구체화될 수 있다. 클라우드 운용 환경에서, 여기에서 설명하는 데이터, 이미지, 엔진, 운영체제 및/또는 애플리케이션을 포함한 정보는 인터넷을 통해 원격 스토리지 장치로부터 액세스될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 모듈 대여형 개인 클라우드는 정보를 원격에서 액세스하기 위해 사용될 수 있다. 빅 데이터 운용 환경에서, 데이터 집합은 허용 가능한 경과 시간 내에 데이터를 포착, 생성, 관리 및 처리하기 위해 전형적으로 사용되는 소프트웨어 도구의 능력을 능가하는 크기를 갖는다. 일 실시형태에 있어서, 이미지 데이터는 빅 데이터 운용 환경에서 원격에 저장될 수 있다.
디밍 모듈을 구비한 NED 장치가 다른 애플리케이션과 함께 동작할 수 있는 다양한 방법 또는 실시형태가 있다. 예를 들면, 사용자는 비제한적인 예를 들자면 1) AR 비디오 게임을 플레이하고; 2) 영화를 보고; 3) 원격회의를 하고; 및/또는 4) 메시지 또는 서류를 볼 수 있다. 실시형태에 있어서, 하기의 예들은 여기에서 자세히 설명하는 도 8a-D에 도시된 하나 이상의 단계를 포함한 NED 장치 동작 방법을 포함할 수 있다.
제1 예에서, 사용자는 NED 장치를 이용하여 AR 게임을 플레이한다. 이 예에서, NED 장치를 구비한 HMD로부터의 주변 광 센서(예를 들면, 주변 광 센서(257a))는 50룩스의 주변 광 환경을 감지한다. 이것은 디밍 모듈을 구비한 이 특수한 NED 장치가 정합될 수 있는 주변 광 레벨이다. 따라서, 이 특수 NED 장치에서 플레이되는 이 특수 AR 게임의 경우에는 디밍이 필요 없다. 디스플레이 명도 레벨은 사용자의 환경 및 NED 장치의 디밍 모듈이 최고 투과 상태로 설정될 때 동일한 시각적 명도에 AR 콘텐츠를 정합시키도록 설정된다.
도 2의 하드웨어 컴포넌트를 이용한 실시형태에 있어서, 전술한 예의 50룩스 값은 메모리(244)에 주변 광 값(244c)으로서 저장되고 애플리케이션(224a)은 AR 게임에 대응한다. 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)은 이 50룩스 값을 메모리(244)에 저장된 디스플레이 명도 범위(244d)와 비교한다. 그 다음에, 디밍(244f)은 디밍 모듈 ND 값(249a)이 완전 투과 상태 값으로 또는 디밍 모듈 (ND) 범위(244e) 내의 완전 투과 상태 값으로 설정될 수 있다고 결정한다. 디스플레이 드라이버(246)에서의 디스플레이 명도 값(247a)도 또한 AR 게임에 의해 설정된다.
제2 예에서, 사용자는 디밍 모듈을 구비한 NED 장치를 이용하여 비행기 내에서 영화를 플레이한다. 영화 애플리케이션 또는 영화 플레이어 애플리케이션의 경우에는 사용자의 주위 환경을 차단하고 영화 시청을 위한 깨끗한 배경을 제공하는 것이 바람직하다. 이 예에서, NED 장치의 디밍 모듈은 완전히 어두운 상태 또는 최저 투과 상태로 설정된다.
도 2의 하드웨어 컴포넌트를 이용한 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)은 영화 플레이어 애플리케이션과 같이 실행 대상 애플리케이션의 유형을 결정하고, 그 다음에 디밍 모듈 ND 값(249a)을 완전히 어두운 상태 값으로 또는 디밍 모듈 (ND) 범위(244e) 내의 완전히 어두운 상태 값으로 설정한다. 일 실시형태에 있어서, 영화 플레이어 애플리케이션은 애플리케이션(244a)에 대응하고 그 유형을 디밍(244f)에 제공한다.
제3 예에서, 사용자는 역시 CGI를 보면서 디밍 모듈을 구비한 NED 장치로 다른 사람과 원격 회의를 하고 있다. 사용자는 원격 회의 중에 CGI 또는 서류와 함께 그들이 이야기하고 있는 사람을 볼 수 있기를 원한다. 사용자는 사용자가 그들의 주위 환경을 또한 쉽게 볼 수 있도록 원격 회의 애플리케이션에 대한 주변 광 사용자 선호도를 설정한다.
주변 광 센서(257a)와 같은 주변 광 센서는 3000룩스의 주변 광 환경을 감지하고 대응하는 값을 주변 광 값(244c)에 저장한다. 이 특수한 NED 디스플레이는 800 cd/㎡(일 실시형태에서 디스플레이 명도 범위(244d)에 의해 결정된 것) 이상의 명도를 발생할 수 없고, 그래서 디밍 모듈은 디스플레이된 정보가 정합될 수 있는 명도 레벨로 환경을 필터링하기 위해 사용된다. 처리 유닛(210)과 같은 프로세서는 주변 광 값을 디스플레이 명도 범위와 비교한 후에 디밍 값(예를 들면, 디밍 모듈 ND 값(249a))을 결정하기 위해 다음과 같은 계산을 수행한다.
%(디밍 값) = 디스플레이 명도 최고 범위 값/(주변 광 값/pi) 또는 83.7%(디밍 값) = 800cd/㎡/(3000/3.14159)
계산 또는 결정된 디밍 값(83.7%)은 디밍 모듈의 농도 범위 내에 있고(또는 디밍 모듈 ND 범위(244e)와 비교되고), 그래서 바람직한 디밍 레벨은 디밍 모듈 드라이브 레벨(또는 일 실시형태에서 디밍 모듈 ND 값(249a))로 변환된다. 디밍 모듈이 디밍 모듈 능력을 넘어설 때(또는 디밍 모듈 ND 범위(244e)를 넘어설 때), 디밍 레벨은 능력 내의 가장 가까운 레벨로 설정된다. 그 다음에, 디밍 모듈 드라이브 레벨(또는 일 실시형태에서 디밍 모듈 ND 값(249a))이 농도 특성 함수 대 디밍 모듈 드라이브를 통한 바람직한 농도 결과를 맵핑함으로써 결정된다. 일 실시예에서, 이 계산은 디스플레이 드라이버(246)에서 록업 테이블을 사용해 수행될 수 있다. 따라서, 디밍 모듈 및 디스플레이 명도는 둘 다 그들의 바람직한 상태로 설정될 수 있다.
제4 예에서, 사무실 근무자는 디밍 모듈을 구비한 NED 장치에 의해 제공된 가상 모니터 애플리케이션을 위한 그들의 복수의 데스크톱 모니터를 버렸다. 사용자의 선호도는 부분 디밍을 가진 NED 장치를 갖는 것이고, 그래서 사용자는 가상 모니터가 사용자의 벽(wall)에 있는 아이템 또는 창 밖으로 가는 것이 아닌 사용자의 시각적 주의를 아직 지배하게 함으로써 정지해 있는 사람들을 볼 수 있다. 여기에서 설명하는 바와 같이, 주변 광 센서는 400 룩스의 주변 광 값을 감지할 수 있다. 그 다음에, 여기에서 설명하는 바와 같이, 프로세서가 가상 모니터 애플리케이션에 대한 주변 광 값 및 사용자 선호도 값에 기초하여 디밍 값(또는 일 실시형태에서 디밍 모듈 ND 값(249a))을 계산 또는 결정할 수 있다. 예를 들면, 사용자 선호도 값 및 디밍 모듈은 이 특수한 NED 장치에 대한 주변 값이 상기 주변 광과 함께 가상 모니터 애플리케이션을 이용할 때 50%만큼 감소 또는 제한되게 할 수 있다.
도 8a-D는 디밍 모듈을 구비한 NED 장치 및/또는 디밍 모듈을 구비한 시스템을 동작시키는 방법의 실시형태의 흐름도이다. 도 8a-D에 도시된 단계들은 하드웨어 컴포넌트, 소프트웨어 컴포넌트 및 사용자에 의해 단독으로 또는 조합으로 수행될 수 있다. 예시 목적으로, 하기의 방법 실시형태는 전술한 시스템 및 장치 실시형태와 관련하여 설명된다. 그러나 방법 실시형태는 여기에서 설명하는 시스템 실시형태에서의 동작으로 제한되는 것이 아니고 다른 시스템 실시형태에서 구현될 수 있다. 더욱이, 방법 실시형태는 NED 시스템이 동작하고 적용 가능한 애플리케이션이 실행되는 동안 연속적으로 수행될 수 있다.
도 8a에 도시된 방법(800)의 단계 801은 투과형 근안 디스플레이에 의해 수신된 주변 광의 양과 연관된 주변 광 값을 감지함으로써 시작한다. 일 실시형태에 있어서, 주변 광 센서(257a)는 도 1 및 도 2에 도시된 주변 광(170)을 감지한다.
단계 802에서는 주변 광 값을 저장한다. 일 실시형태에 있어서, 주변 광 값(244c)이 도 2에 도시된 메모리(244)에 저장된다. 대안적인 실시형태에 있어서, 단계 802는 생략되고 주변 광 값이 저장되지 않을 수 있다.
단계 803에서는 이미지 광을 투과형 근안 디스플레이에 제공하기 위한 애플리케이션을 실행한다. 일 실시형태에 있어서, 애플리케이션(244a)이 도 2에 도시된 적어도 처리 유닛(210)에 의해 실행된다.
단계 804에서는 애플리케이션과 연관된 디스플레이 명도 값을 검색한다. 일 실시형태에 있어서, 디스플레이 명도 값은 애플리케이션(244a)으로부터 또는 디스플레이 드라이버(246)의 디스플레이 명도 값(247a)으로부터 획득될 수 있다.
단계 805에서는 상기 주변 광 값 및 디스플레이 명도 값에 응답하여 디밍 모듈에 대한 디밍 값을 결정한다. 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)과 같은 소프트웨어 컴포넌트가 디밍 모듈(198)의 디밍 값을 결정하고, 그 값을 디밍 모듈 ND 값(249a)으로서 디스플레이 드라이버(146)에 저장한다.
단계 806에서는 디밍 값에 응답하여 디밍 모듈을 통과하는(및 그 다음에 투과형 근안 디스플레이를 통과하는) 주변 광의 양을 제한한다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈 드라이버(249)는 디밍 모듈(198)에, 특히 디밍 모듈(198)에 있는 하나 이상의 단색 전기변색 셀의 투명 도체에 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 전류량을 인가한다. 상기 전류는 그 다음에 디밍 모듈 ND 값(249a)에 응답하여 디밍 모듈(198)을 통과하는 미리 정해진 광량을 제한하는 전기변색 반응을 일으킨다.
일 실시형태에 있어서, 도 8b의 방법(850)은 방법(800)의 단계 801-805를 대체할 수 있다. 단계 851에서는 디밍 모듈을 통과하는 주변 광의 양에 대한 사용자 선호도를 표시하는 값을 수신한다. 일 실시형태에 있어서, 사용자는 여기에서 설명하는 바와 같이 사용자 또는 자연 언어 사용자 인터페이스에 의해 사용자 선호도를 제공할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 "50% 디밍"과 같은 음성 명령을 할 수 있다.
단계 852에서는 사용자 선호도를 표시하는 값을 저장한다. 일 실시형태에 있어서, 사용자 선호도 값(244b)이 도 2에 도시된 메모리(244)에 저장된다. 일 실시형태에 있어서, 자연 언어 또는 3D 사용자 인터페이스 소프트웨어 컴포넌트가 말하여진 또는 제스처로 이루어진 사용자 선호도를 수신하고, 상기 말하여진 또는 제스처로 이루어진 선호도를 사용자 선호도 값(244b)으로서 상기 선호도를 표시하는 디지털 값으로 변환한다. 대안적인 실시형태에 있어서, 단계 852는 생략되고 사용자 선호도는 저장되지 않을 수 있다.
단계 853에서는 사용자 선호도를 표시하는 값에 기초하여 디밍 값을 결정한다. 일 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)은 사용자 선호도 값(244b)에 응답하여 이 결정을 행한다.
일 실시형태에 있어서, 도 8c에 도시된 방법(860)은 방법(800)의 단계 801-805를 대체할 수 있다. 단계 861에서는 애플리케이션의 유형을 결정한다. 일 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 애플리케이션(244a)은 애플리케이션의 유형을 운영체제 또는 디밍(244f)에 제공한다. 대안적인 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)은 유형에 대하여 애플리케이션(244a)에게 질의한다.
단계 862에서는 애플리케이션의 유형에 기초하여 디밍 값을 결정한다. 일 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)은 실행되고 있는 또는 실행될 애플리케이션의 유형에 응답하여 디밍 값을 설정한다. 예를 들면, 디밍(244f)은 디밍 모듈 ND 값(249a)을 영화 플레이어가 실행될 때 어두운 상태에 대응하는 값으로 설정하고, 디밍 모듈 ND 값(249a)을 메시징 애플리케이션을 위해 투과 상태에 대응하도록 설정할 수 있다.
도 8d에 도시된 방법(870)은 도 8a의 방법(800)과 함께 수행된다. 단계 871에서는 디스플레이 명도 범위를 검색한다. 일 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)은 메모리(244)에 저장된 디스플레이 명도 범위(244d)로부터 디스플레이 명도 범위를 검색한다.
단계 872에서는 디밍 모듈 중성 농도(ND) 범위를 검색한다. 일 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)은 메모리(244)에 저장된 디밍 모듈 중성 농도(ND) 범위(244e)를 검색한다.
단계 873에서는 주변 광 값, 디스플레이 명도 값, 디스플레이 명도 범위 및 디밍 모듈 중성 농도 범위에 응답하여 디밍 값을 결정한다. 일 실시형태에 있어서, 처리 유닛(210)에 의해 실행되는 디밍(244f)은 단계 873의 적어도 일부를 수행한다. 일 실시형태에 있어서, 디밍 값은 여기에서 설명한 바와 같이 주변 광 값, 디스플레이 명도 값, 디스플레이 명도 범위 및 디밍 모듈 ND 범위에 단독으로 또는 조합으로 응답하여 결정된다.
도 9는 네트워크 액세스가능 컴퓨팅 시스템(12), 동반 처리 모듈(4), 또는 HMD(2)의 제어 회로(136)의 다른 실시형태를 구현하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템(900)의 일 실시형태의 블록도이다. 컴퓨팅 시스템(900)은 컴퓨팅 환경(54)의 소프트웨어 컴포넌트의 적어도 일부를 호스트할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 컴퓨팅 시스템(900)은 클라우드 서버, 서버, 클라이언트, 피어, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 핸드헬드 처리 장치, 태블릿, 스마트폰 및/또는 웨어러블 컴퓨팅/처리 장치에서 구체화될 수 있다.
그 가장 기본적인 구성에 있어서, 컴퓨팅 시스템(900)은 전형적으로 하나 이상의 처리 유닛(또는 코어)(902) 또는 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU) 및 하나 이상의 그래픽 처리 장치(또는 코어)(GPU)를 포함한다. 컴퓨팅 시스템(900)은 또한 메모리(904)를 포함한다. 컴퓨티 시스템의 정확한 구성 및 유형에 따라서, 메모리(904)는 휘발성 메모리(905)(예를 들면, RAM), 비휘발성 메모리(907)(예를 들면, ROM, 플래시 메모리 등), 또는 이들의 임의 조합을 포함할 수 있다. 이 가장 기본적인 구성은 도 9에 대시 선(906)으로 표시되어 있다.
추가로, 컴퓨팅 시스템(900)은 추가의 특징/기능을 또한 가질 수 있다. 예를 들면, 컴퓨팅 시스템(900)은 비제한적인 예로서 자기 또는 광 디스크 또는 테이프를 포함한 추가의 스토리지(분리형 및/또는 비분리형)를 또한 포함할 수 있다. 이러한 추가의 스토리지는 도 9에서 분리형 스토리지(908) 및 비분리형 스토리지(910)로 도시되어 있다.
대안적으로, 또는 처리 유닛(902)에 추가하여, 여기에서 설명하는 기능들은 적어도 부분적으로 하나 이상의 다른 하드웨어 로직 컴포넌트에 수행 또는 실행될 수 있다. 비제한적인 예를 들자면, 사용 가능한 예시적인 하드웨어 로직 컴포넌트의 유형은 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 프로그램 애플리케이션 지정 집적 회로(ASIC), 프로그램 애플리케이션 지정 표준 제품(ASSP), 시스템 온 칩 시스템(SOC), 복합 프로그래머블 논리 장치(CPLD) 및 다른 유사한 유형의 하드웨어 로직 컴포넌트를 포함한다.
컴퓨팅 시스템(900)은 장치가 다른 컴퓨터 시스템과 통신하게 하는 하나 이상의 네트워크 인터페이스 및 트랜시버를 포함한 통신 모듈(912)를 또한 포함한다. 컴퓨팅 시스템(900)은 또한 키보드, 마우스, 펜, 마이크로폰, 터치 입력 장치, 제스처 인식 장치, 안면 인식 장치, 추적 장치 또는 유사한 입력 장치와 같은 입력 장치(914)를 구비한다. 디스플레이, 스피커, 프린터 또는 유사한 출력 장치와 같은 출력 장치(916)가 또한 포함될 수 있다.
사용자와 인터페이스하기 위한 사용자 인터페이스(UI) 소프트웨어 컴포넌트는 컴퓨팅 시스템(900)에 저장되고 컴퓨팅 시스템(900)에 의해 실행될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 컴퓨팅 시스템(900)은 NUI 및/또는 3D UI를 저장 및 실행한다. NUI의 예로는 음성 인식, 터치 및 스타일러스 인식, 화면 위에서 및 화면 부근에서의 제스처 인식, 공기 제스처, 머리 및 눈 추적, 보이스 및 스피치, 비전, 터치, 제스처 및 기계 지능을 이용하는 것이 있다. NUI 기술의 특정 카테고리는, 예를 들면, 터치 감응 디스플레이, 보이스 및 스피치 인식, 의도(intention) 및 목표 이해, 뎁스 카메라(예를 들면, 입체 또는 TOF(time-of-flight) 카메라 시스템, 적외선 카메라 시스템, RGB 카메라 시스템 및 이들의 조합)를 이용한 모션 제스처 검출, 가속도계/자이로스코프를 이용한 모션 제스처 검출, 안면 인식, 3D 디스플레이, 머리, 눈 및 시선 추적, 몰입 증강 현실 및 가상 현실 시스템을 포함하고, 이들은 모두 더 자연적인 인터페이스를 제공할 뿐만 아니라, 전계 감지 전극을 이용한 두뇌 활동을 감지하는 기술(EEG 및 관련 방법)을 제공할 수 잇다.
일 실시형태에 있어서, UI(NUI 또는 3D UI를 포함함) 소프트웨어 컴포넌트는 적어도 부분적으로 컴퓨팅 시스템(900)에서 실행 및/또는 저장될 수 있다. 대안적인 실시형태에 있어서, UI는 적어도 부분적으로 서버에서 실행 및/또는 저장되고 클라이언트에게 보내질 수 있다. UI는 서비스의 일부로서 발생될 수 있고, 소셜 네트워킹 서비스와 같은 다른 서비스와 통합될 수 있다.
도면에 도시된 예시적인 컴퓨팅 시스템은 컴퓨터 판독가능 기억 장치의 각종 예를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 기억 장치는 또한 프로세서 판독가능 기억 장치이다. 이러한 장치는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하기 위해 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 메모리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서 또는 컴퓨터 판독가능 기억 장치의 일부 예를 들면 RAM, ROM, EEPROM, 캐시, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 다른 광 디스크 스토리지, 메모리 스틱 또는 카드, 자기 카세트, 자기 테이프, 미디어 드라이브, 하드 디스크, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 스토리지 장치, 또는 정보를 저장하는데 사용되고 컴퓨팅 시스템에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 장치가 있다.
소정 실시형태의 각종 양태
하나 이상의 실시형태는 지지 구조물, 이미지 광을 제공하는 근안 디스플레이, 및 디밍 모듈을 포함한 장치를 포함한다. 디밍 모듈은 제1 투명 기판, 제1 투명 도체, 단색 전기변색 화합물, 절연체, 제2 투명 도체 및 제2 투명 기판을 포함한다. 디밍 모듈은 제1 투명 도체와 제2 투명 도체 사이에 인가된 전류에 응답하여 디밍 모듈을 통과하는 광을 조절한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 단색 전기변색 화합물과 절연체는 적어도 부분적으로 제1 투명 도체와 제2 투명 도체 사이에 배치된다.
다른 실시형태에 있어서, 상기 절연체는 적어도 부분적으로 상기 단색 전기변색 화합물 부근에 배치되고, 상기 제1 투명 도체는 적어도 부분적으로 상기 단색 전기변색 화합물 부근에 배치된다.
또 다른 실시형태에 있어서, 상기 제1 투명 도체는 적어도 부분적으로 상기 제1 투명 기판과 상기 단색 전기변색 화합물 사이에 배치된다. 상기 제2 투명 도체는 적어도 부분적으로 상기 절연체와 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된다.
일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈은 근안 디스플레이 부근에 배치된다.
일 실시형태에 있어서, 상기 디밍 모듈은 제3 투명 도체, 다른 하나의 단색 전기변색 화합물, 다른 하나의 절연체 및 제4 투명 도체를 포함한다.
실시형태에 있어서, 상기 제1 및 제2 투명 기판은 폴리 (메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리카보네이트 및 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한다. 상기 제1 및 제2 투명 도체는 실시형태에 있어서 인듐 주석 산화물, 금속 메쉬, 은 나노와이어, 탄소 나노튜브, 그래핀 및 PEDOT:PSS(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한다. 상기 절연체는 일 실시형태에서 이산화 실리콘(SiO2)을 포함한다.
하나 이상의 방법 실시형태는 투과형 근안 디스플레이에 의해 수신된 주변 광의 양과 관련된 주변 광 값을 감지하는 단계를 포함한다. 투과형 근안 디스플레이에 이미지 광을 제공하기 위한 애플리케이션이 실행된다. 애플리케이션과 관련된 근안 디스플레이 명도 값이 검색되고 디밍 모듈의 디밍 값이 주변 광 값 및 근안 디스플레이 명도 값에 응답하여 결정된다. 디밍 모듈을 통과하는 주변 광의 양은 디밍 값에 응답하여 제한된다.
다른 하나의 방법 실시형태에 있어서, 방법은 디밍 모듈을 통과하는 주변 광의 양에 대한 사용자 선호도를 표시하는 값을 수신하는 단계를 포함한다. 상기 디밍 값의 결정은 상기 주변 광 값 및 근안 디스플레이 명도 값에 응답하기보다 상기 사용자 선호도를 표시하는 값에 기초를 둔다.
일 실시형태에 있어서, 방법은 애플리케이션의 유형을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 디밍 값의 결정은 상기 주변 광 값 및 상기 근안 디스플레이 명도 값에 응답하기보다 상기 애플리케이션의 유형에 기초를 둔다.
일 실시형태에 있어서, 상기 애플리케이션의 유형은 영화 유형을 포함하고, 상기 디밍 값의 결정은 상기 디밍 모듈을 통과하는 주변 광이 최소치로 감소되도록 디밍 값을 설정하는 것을 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 주변 광 값 및 상기 근안 디스플레이 명도 값에 응답한 상기 디밍 값의 결정은 근안 디스플레이 명도 범위를 검색하는 단계와, 디밍 모듈 중성 농도 범위를 검색하는 단계를 포함한다. 상기 디밍 값의 결정은 주변 광 값, 근안 디스플레이 명도 값, 근안 디스플레이 명도 범위 및 디밍 모듈 중성 농도 범위에 응답하여 이루어진다.
일 실시형태에 있어서, 상기 디밍 모듈은 단색 전기변색 셀을 포함하고, 상기 디밍 값에 응답하여 상기 디밍 모듈을 통과하는 주변 광의 양을 제한하는 단계는 상기 디밍 값에 응답하여 상기 단색 전기변색 셀에 소정 전류량을 인가하는 단계를 포함한다.
하나 이상의 실시형태는 컴퓨터 시스템, 및 근안 디스플레이를 구비한 HMD를 포함한다. 컴퓨팅 시스템은 이미지 데이터를 표시하는 전자 신호를 제공한다. HMD는 상기 전자 신호에 응답하여 이미지 데이터를 제공한다. HMD는 이미지 데이터를 출력하는 디스플레이 엔진, 상기 이미지 데이터에 응답하여 이미지 광을 제공하는 투과형 근안 디스플레이, 디밍 모듈 및 제어 회로를 포함한 NED 장치를 구비한다. 상기 디밍 모듈은 전류에 응답하여 상기 투과형 근안 디스플레이를 통과하는 주변 광의 양을 감소시킨다. 상기 제어 회로는 디밍 값에 응답하여 전류를 제공한다.
일 실시형태에 있어서, 디밍 모듈은 제1 및 제2 투명 도체와 단색 전기변색 셀을 포함한다. 전류는 제어 회로로부터 상기 제1 및 제2 투명 도체에 인가된다.
일 실시형태에 있어서, 장치는 상기 주변 광의 양과 연관된 주변 광 값을 감지하는 주변 광 센서를 또한 포함한다. 컴퓨팅 시스템은 적어도 상기 주변 광 값에 응답하여 디밍 값을 결정한다.
일 실시형태에 있어서, 컴퓨팅 시스템은 애플리케이션을 실행하는 컴퓨팅 시스템에 응답하여 전기 신호를 제공하고, 상기 애플리케이션은 디스플레이 명도 값을 갖는다. 컴퓨팅 시스템은 상기 주변 광 값과 상기 디스플레이 명도 값 중 적어도 하나에 응답하여 상기 디밍 값을 결정한다.
일 실시형태에 있어서, 투과형 근안 디스플레이는 디스플레이 명도 범위를 갖고 디밍 모듈은 디밍 범위를 갖는다. 컴퓨팅 시스템은 주변 광 값, 디스플레이 명도 값, 디스플레이 명도 범위 및 디밍 범위에 응답하여 디밍 값을 결정한다.
전술한 실시형태는 하나 이상의 특수하게 개시된 대안예와 또한 결합될 수 있다.
비록 발명의 주제를 구조적 특징 및/또는 동작에 특유한 언어로 설명하였지만, 첨부된 특허 청구범위에서 규정되는 주제는 위에서 설명한 특정의 특징 또는 동작으로 반드시 제한되는 것이 아니라는 점을 이해하여야 한다. 위에서 설명한 특정의 특징 또는 동작은 특허 청구범위를 구현하는 예로서 개시된 것이고, 당업자에게 인식되는 다른 등가적인 특징 및 동작들도 특허 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 장치에 있어서,
    지지 구조물;
    이미지 광을 제공하도록 상기 지지 구조물 상에 배치되는 근안(near-eye) 디스플레이; 및
    디밍(dimming) 모듈
    을 포함하고,
    상기 디밍 모듈은,
    적어도 제1, 제2 및 제3 투명 도체와,
    적어도 상기 제1, 제2 및 제3 투명 도체 사이에 산재된 적어도 2개층의 단색 전기변색 화합물과,
    절연체를 포함하며,
    상기 디밍 모듈은 상기 제1, 제2 및 제3 투명 도체 사이에 인가되는 전류에 응답하여 상기 디밍 모듈을 통과하는 광을 제어하고, 상기 디밍 모듈은 주변 광의 적어도 99%가 상기 디밍 모듈을 통과하는 것을 차단할 수 있는 것인 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디밍 모듈은 제1 투명 기판과 제2 투명 기판을 더 포함하고, 상기 절연체와 상기 단색 전기변색 화합물은 적어도 부분적으로 상기 제1 투명 도체와 상기 제2 투명 도체 사이에 배치된 것인 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 투명 도체는 적어도 부분적으로 상기 단색 전기변색 화합물 부근에 배치되고, 상기 절연체는 적어도 부분적으로 상기 단색 전기변색 화합물 부근에 배치된 것인 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 투명 도체는 적어도 부분적으로 상기 제1 투명 기판과 상기 단색 전기변색 화합물 사이에 배치되고, 상기 제2 투명 도체는 적어도 부분적으로 상기 절연체와 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 것인 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디밍 모듈은 상기 근안 디스플레이 부근에 배치되고, 상기 근안 디스플레이는 디스플레이 엔진으로부터의 신호에 응답하여 이미지 광을 제공하는 것인 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 투명 기판은 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트 및 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한 것인 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 투명 도체는, 인듐 주석 산화물, 금속 메쉬, 은 나노와이어, 탄소 나노튜브, 그래핀 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한 것인 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절연체는 이산화 실리콘을 포함한 것인 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 디밍 모듈은,
    제4 투명 도체를 포함하며,
    상기 제3 투명 도체, 상기 단색 전기변색 화합물의 제2 층 및 상기 제4 투명 도체는, 상기 제1 투명 도체, 상기 단색 전기변색 화합물의 제1 층 및 상기 제2 투명 도체 위에 적층되는 것인 장치.
  10. 장치에 있어서,
    이미지 데이터를 나타내는 전자 신호를 제공하는 컴퓨팅 시스템; 및
    상기 전자 신호에 응답하여 이미지 데이터를 제공하는 헤드 마운트 디스플레이
    를 포함하며,
    상기 헤드 마운트 디스플레이는,
    증강 현실 애플리케이션 및 가상 현실 애플리케이션과 함께 사용하기 위한 근안 디스플레이 디바이스 - 상기 근안 디스플레이 디바이스는,
    이미지 데이터를 출력하는 디스플레이 엔진과,
    상기 이미지 데이터에 응답하여 이미지 광을 제공하는 투과형 근안 디스플레이와,
    디밍 모듈로서,
    적어도 제1, 제2 및 제3 투명 도체와,
    적어도 상기 제1, 제2 및 제3 투명 도체 사이에 산재된 적어도 2개층의 단색 전기변색 화합물과,
    절연체를 포함하며,
    상기 제1, 제2 및 제3 투명 도체에 인가되는 전류에 응답하여 상기 투과형 근안 디스플레이를 통과하는 주변 광의 양을 제어하도록 구성되고, 주변 광의 적어도 99%가 상기 투과형 근안 디스플레이를 통과하는 것을 차단할 수 있는 것인, 상기 디밍 모듈과,
    디밍 값에 응답하여 상기 전류를 제공하는 제어 회로를 포함함 - 를 포함하며,
    상기 애플리케이션은 디스플레이 명도(brightness) 값을 갖고,
    상기 투과형 근안 디스플레이는 디스플레이 명도 범위를 가지며, 상기 디밍 모듈은 디밍 범위를 가지며,
    상기 컴퓨팅 시스템은 상기 주변 광 값, 상기 디스플레이 명도 값, 상기 디스플레이 명도 범위 및 상기 디밍 범위에 응답하여 디밍 값을 결정하는 것인 장치.
  11. 삭제
  12. 장치에 있어서,
    지지 구조물;
    이미지 광을 제공하도록 상기 지지 구조물 상에 배치된 근안 디스플레이;
    디밍 모듈; 및
    프로세서
    를 포함하며,
    상기 디밍 모듈은,
    적어도 제1, 제2 및 제3 투명 도체와,
    적어도 상기 제1, 제2 및 제3 투명 도체 사이에 산재된 적어도 2개층의 단색 전기변색 화합물과,
    절연체
    를 포함하고, 상기 디밍 모듈은 주변 광의 적어도 99%가 상기 디밍 모듈을 통과하는 것을 차단할 수 있고,
    상기 프로세서는,
    상기 근안 디스플레이에 의해 수신된 주변 광의 양과 연관된 주변 광 값을 감지하고,
    상기 근안 디스플레이에 이미지 광을 제공하도록 애플리케이션을 실행하고,
    상기 애플리케이션과 연관된 근안 디스플레이 명도 값을 검색하고,
    상기 주변 광 값 및 상기 근안 디스플레이 명도 값에 응답하여 상기 디밍 모듈에 대한 디밍 값을 결정하고,
    상기 디밍 값에 응답하여 상기 디밍 모듈을 통과하는 주변 광의 양을 제한하도록 동작가능한 것인 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한,
    상기 디밍 모듈을 통과하는 주변 광의 양에 대한 사용자 선호도를 표시하는 값을 수신하도록 동작가능하고,
    상기 디밍 값을 결정하는 것은, 상기 주변 광 값 및 상기 근안 디스플레이 명도 값에 응답하기보다 상기 사용자 선호도를 표시하는 값에 기초하는 것인 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한,
    상기 애플리케이션의 유형을 결정하도록 동작가능하고,
    상기 디밍 값을 결정하는 것은 상기 주변 광 값 및 상기 근안 디스플레이 명도 값에 응답하기보다 상기 애플리케이션의 유형에 기초하는 것인 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 애플리케이션의 유형은 영화 유형을 포함하고, 상기 디밍 값을 결정하는 것은 상기 디밍 모듈을 통과하는 주변 광이 최소치로 감소되도록 상기 디밍 값을 설정하는 것을 포함한 것인 장치.
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