KR102397064B1

KR102397064B1 - 가상현실용 머리-착용형 장치

Info

Publication number: KR102397064B1
Application number: KR1020197024389A
Authority: KR
Inventors: 후안미 인; 홍 장; 펭 린; 준 우
Original assignee: 어드밴스드 뉴 테크놀로지스 씨오., 엘티디.
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2022-05-11
Also published as: US20190353909A1; TWI664443B; TW201831951A; EP3564731A1; KR20190105642A; JP2020508494A; SG11201907252PA; PH12019501870A1; MY195276A; ES2826888T3; CN106932904A; EP3564731B1; JP6999687B2; US10996477B2; PL3564731T3; WO2018153368A1; EP3564731A4

Abstract

가상현실용 머리-착용형 장치는 볼록 렌즈(2)가 제공되는 주 본체(1)를 포함하고; 그리고 카메라(4) 및 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)가 주 본체(1)에 제공되고, 부분-반사 부분-투과 렌즈가 적외선을 반사시키도록 사용된다. 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 사용자로부터 이격되게 볼록 렌즈(2)의 측면에 있고, 그리고 카메라(4)는 볼록 렌즈(2)와 부분-반사 부분-투과 렌즈(3) 사이에 위치된다. 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면(30)이 경사지게 배열되어, 사용자의 눈 부분의 적외선 이미지가 카메라(4)로 경사지게 반사된다. 가상현실용 머리-착용형 장치는 사용자의 눈 부분의 적외선 이미지를 획득하는 정밀도를 개선시키도록 채용될 수 있다.

Description

가상현실용 머리-착용형 장치

본 출원은 가상현실의 기술 분야, 구체적으로, 가상현실용 머리-착용형 장치에 관한 것이다.

가상현실(virtual reality: VR) 기술은 컴퓨터 그래픽 시스템 및 다양한 제어 인터페이스를 종합적으로 활용하여 컴퓨터에서 대화형 3차원 상호작용 환경을 생성하여 사용자에게 몰입 경험을 제공하는 기술이다. 관련 기술에서, 사용자는 VR용 머리-착용형 장치, 예컨대, VR 안경 또는 VR 헬멧, 또는 또 다른 VR 장치를 착용하여, 대응하는 VR 경험을 체험할 수도 있다.

그러나, VR 시나리오의 고유 특성에 기인하여, 종래의 전자 디바이스, 예컨대, 휴대폰 또는 PC를 위한 기술적 해결책은 VR 시나리오에 적용 가능하지 않을 수도 있다. 예를 들어, VR 장치를 착용하는 사용자의 눈의 적외선 이미지를 획득하기 위해서, VR 장치 내 구조적 제한에 기인하여, 종래의 방법을 위한 이미지 획득 조건이 충족되기 어려울 수도 있어서, 대응하는 태스크, 예컨대, 생체 인식, 눈 추적 등을 성공적으로 완료시키는 것의 어려움을 발생시킨다.

이 제한을 고려하여, 본 출원은 사용자의 눈의 적외선 이미지에 대한 획득 정확도를 개선시킬 수 있는, VR용 머리-착용형 장치를 제공한다.

전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 출원은 다음의 기술적 해결책을 제공한다.

본 출원의 제1 양상에 따르면, VR용 머리-착용형 장치가 제공된다. VR용 머리-착용형 장치는,

장치 본체를 포함하되, 장치 본체는 볼록 렌즈, 카메라 및 적외선을 반사시키기 위한 부분-반사 부분-투과 렌즈(partial-reflection partial-transmission lens)를 포함한다. 부분-반사 부분-투과 렌즈는 사용자로부터 이격되게 볼록 렌즈의 측면에 위치되고, 그리고 카메라는 볼록 렌즈와 부분-반사 부분-투과 렌즈 사이에 위치된다. 부분-반사 부분-투과 렌즈의 렌즈 표면이 비스듬히 배치될 수도 있어서, 사용자의 눈의 적외선 이미지가 카메라로 비스듬히 반사된다.

임의로, 부분-반사 부분-투과 렌즈는 가시광선에 대한 높은 투과율 그리고 적외선에 대한 낮은 투과율을 갖는다.

임의로, 부분-반사 부분-투과 렌즈는 적외선 색 선별 거울을 포함한다.

임의로, 카메라는 볼록 렌즈에 대한 VR용 머리-착용형 장치 내 VR 디스플레이 컴포넌트의 디스플레이 영역 외부에 위치된다.

임의로, 부분-반사 부분-투과 렌즈는 판 형상을 갖고, 부분-반사 부분-투과 렌즈의 렌즈 표면은 하향으로 비스듬히 경사지고, 카메라는 장치 본체의 하단부에 위치되고, 그리고 카메라의 렌즈는 상향으로 비스듬히 배치된다.

임의로, 부분-반사 부분-투과 렌즈는 판 형상을 갖고, 부분-반사 부분-투과 렌즈의 렌즈 표면은 상향으로 비스듬히 경사지고, 카메라는 장치 본체의 상단부에 위치되고, 그리고 카메라의 렌즈는 하향으로 비스듬히 배치된다.

임의로, 장치 본체는 2개의 볼록 렌즈를 포함할 수도 있고, 부분-반사 부분-투과 렌즈는 2개의 볼록 렌즈 중 적어도 하나의 볼록 렌즈를 위해 제공된다. 부분-반사 부분-투과 렌즈는 판 형상을 갖고, 부분-반사 부분-투과 렌즈의 렌즈 표면은 2개의 볼록 렌즈를 향하여 수평으로 경사지고, 그리고 카메라는 2개의 볼록 렌즈 사이에 위치된다.

임의로, 장치 본체는 배플(baffle)을 포함하고, 그리고 배플은 사용자로부터 이격되게 볼록 렌즈의 측면에 그리고 장치 본체 내 2개의 볼록 렌즈 사이에 위치된다. 부분-반사 부분-투과 렌즈는 직사각형이고, 수평 방향에서 부분-반사 부분-투과 렌즈의 2개의 측면 에지는 배플 및 장치 본체의 내벽, 각각과 인접하고, 그리고 카메라는 배플의 측면에 설치된다.

임의로, 장치는,

장치 본체에 제공되는 적외선 공급원을 더 포함하되, 적외선 공급원은 사용자에 가까이 볼록 렌즈의 측면에 위치되고, 그리고 적외선 보상을 사용자의 눈에 제공한다.

임의로, 적외선 공급원은 적어도 하나의 볼록 렌즈의 주변에 분포되고, 그리고 대응하는 부분-반사 부분-투과 렌즈는 사용자로부터 이격되게 적어도 하나의 볼록 렌즈의 측면에 위치된다.

임의로, 적외선 공급원의 설치 위치는 대응하는 볼록 렌즈의 외접 직사각형의 커버리지 영역 내에 있다.

임의로, 장치는,

장치 본체에 제공되는 장치 인터페이스를 더 포함하되, 장치 인터페이스는 장치 본체에 설치되는 전자 디바이스에 전기적으로 연결되고, 그리고 전자 디바이스는 VR 디스플레이 콘텐츠를 재생하도록 사용되고,

카메라 및 적외선 공급원은 데이터 라인을 통해 장치 인터페이스에 연결된다. 장치 인터페이스 및 데이터 라인을 통해 전자 디바이스가 발송하는 전환 제어 명령어를 수신할 때, 카메라 및 적외선 공급원은 전환 제어 명령어에 응답하여 상태 전환 작동을 수행하고, 그리고 카메라는 또한 획득된 적외선 이미지를 장치 인터페이스 및 데이터 라인을 통해 전자 디바이스로 발송한다.

위의 기술적 해결책으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 출원에서, 부분-반사 부분-투과 렌즈가 VR용 머리-착용형 장치에 제공되고, 그리고 부분-반사 부분-투과 렌즈의 렌즈 표면이 비스듬히 배치된다. 사용자가 VR 디스플레이 콘텐츠를 보는 것을 방해하는 일없이, 사용자의 눈의 적외선 이미지를 비스듬히 반사시킴으로써, 눈의 적외선 이미지의 획득 동안 카메라의 편향 각이 감소될 수 있어서, 눈의 적외선 이미지의 변형 및 왜곡을 감소시키고, 그리고 눈의 적외선 이미지에 대한 획득 정확도를 개선시키는 것을 돕는다.

도 1은 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는 VR 헬멧의 측단면도.
도 2는 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는 VR 헬멧의 3-D 구조도.
도 3은 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는 또 다른 VR 헬멧의 3-D 구조도.
도 4는 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는 또 다른 VR 헬멧의 3-D 구조도.
도 5는 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는 또 다른 VR 헬멧의 측단면도.
도 6은 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는, 착용자의 방향에서 관찰되는, VR 헬멧의 구조도.
도 7은 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는, 적외선 공급원과 볼록 렌즈 사이의 위치 관계의 개략도.
도 8은 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는 또 다른 VR 헬멧의 측단면도.

본 출원의 VR용 머리-착용형 장치의 관련된 구조를 소개하도록 예로서 VR 헬멧을 사용하는 다음의 실시형태가 제공된다.

도 1은 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는 VR 헬멧의 측단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, VR 헬멧은 주 본체(1)(주 본체(1)에는 볼록 렌즈(2)가 제공됨) 및 VR 재생 컴포넌트(VR playing component)(5)를 포함할 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, VR 헬멧은 장치 본체(1)를 포함할 수도 있다. 장치 본체(1)는 볼록 렌즈(2) 및 VR 재생 컴포넌트(5)를 포함할 수도 있다. 게다가, 장치 본체(1)는 적외선을 반사시키기 위한 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)를 더 포함할 수도 있다. 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 사용자로부터 이격되게 볼록 렌즈(2)의 측면에 위치된다(즉, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 볼록 렌즈(2)와 VR 재생 컴포넌트(5) 사이에 위치된다). 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)가 가시광선에 대한 (적외선에 비해) 높은 투과율 그리고 적외선에 대한 (가시광선에 비해) 낮은 투과율을 갖기 때문에, VR 재생 컴포넌트(5)가 재생하는 VR 디스플레이 콘텐츠가 가시광선(S1)의 형태로, 거의 영향을 받지 않는 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)를 통과할 수도 있고, 그리고 사용자의 눈(6)이 가시광선(S1)을 수용하여 VR 디스플레이 콘텐츠를 본다. 사용자의 눈(6)으로부터 방출되는 적외선(S2)이 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)에 의해 완전히는 아니지만 대부분 반사된다. 반사된 적외선(S2')이 볼록 렌즈(2)와 부분-반사 부분-투과 렌즈(3) 사이에 위치된 카메라(4)에 의해 획득되고, 그리고 반사된 적외선(S2')이 눈(6)의 적외선 이미지를 형성할 수도 있어서, 기능, 예컨대, 눈 추적 및 홍채 인식을 달성한다. 카메라(4)는 적외선 방사(IR) 카메라 또는 적-녹-청(RGB)-IR 통합형 카메라일 수도 있고, 이는 본 출원에서 제한되지 않는다. 카메라(4)는 카메라(4)가 이미지 획득 동안 자동-초점 조정을 달성하게 하는 가변-초점 기능성 컴포넌트를 포함하여, 눈(6)의 적외선 이미지에 관한 획득 작동을 더 신속하게 그리고 정확하게 수행할 수도 있다.

이 실시형태에서, 적외선을 반사시키기 위한 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 적외선 스펙트럼에 대해 낮은 투과율 그리고 다른 스펙트럼(예를 들어, 가시광선)에 대해 높은 투과율을 가진 렌즈와 관련된다. 낮은 투과율의 적외선 스펙트럼 내 광의 전부가 아닌 대부분을 차단함으로써, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 적외선 스펙트럼 내 광을 반사시킨다(즉, "부분-반사"). 반면에, 다른 스펙트럼 내 광, 예컨대, 높은 투과율의 가시광선의 전부가 아닌 대부분이 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)를 통해 투과될 수 있어서, 다른 스펙트럼 내 광, 예컨대, 가시광선에 관한 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 영향을 최소화한다(즉, "부분-투과").

예를 들어, 적외선을 반사시키기 위한 전술한 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)가 적외선 색 선별 거울일 수도 있어서, 가시 스펙트럼이 거의 완전히 투과될 수도 있고 그리고 적외선 스펙트럼이 거의 완전히 반사될 수도 있다. 구체적으로, 하나의 경우에, 적외선 반사 필름, 예컨대, TiO₂-Ag-TiO₂ 적외선 반사 필름 또는 ZnS-Ag-ZnS 적외선 반사 필름이 가시광선에 대한 높은 광 투과율(가시 스펙트럼은 거의 완전히 투과될 수도 있음)의 광학 렌즈의 표면에 코팅되어, 적외선 색 선별 거울을 형성할 수도 있다. 또 다른 예에서, 렌즈는 전부 전술한 적외선 반사 필름 또는 유사한 준비물로 이루어져서 적외선 색 선별 거울을 형성할 수도 있다.

더 구체적으로, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면(30)이 비스듬히 배치되고, 그리고 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)와 카메라(4)의 위치가 배열될 수도 있어서, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면(30)이 눈(6)의 적외선 이미지에 대응하는 적외선(S2)을 카메라(4)를 향하여 비스듬히 반사시켜서 반사된 적외선(S2')을 형성할 수 있다. 이어서, 카메라(4)와 적외선(S2) 사이의 각(α)이 유지된다고 가정하면, 그리고 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면(30)이 비스듬히 배치되기 때문에, 적외선(S2)이 카메라(4)를 향하여 반사되어 반사된 적외선(S2')을 형성하여, 카메라(4)와 반사된 적외선(S2') 사이의 각(β)이 전술한 각(α)보다 필연적으로 더 작다. 이것은 카메라(4)가 획득하는 눈의 적외선 이미지의 가능한 변형 및 왜곡을 감소시키고, 이는 눈(6)의 적외선 이미지에 대한 획득 정확도를 개선시키는 것을 돕고, 그리고 홍채 인식 및 눈 추적과 같은 차후의 처리의 정확도 및 정밀도를 더 개선시키는 것을 돕는다.

실제 경우에, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)와 카메라(4)의 경사각은 장치 본체(1)의 내부 공간에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들어, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 경사각은 45°일 수도 있고, 그리고 카메라(4)의 렌즈의 지시 방향은 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)에 대해 수직일 수도 있거나 또는 실질적으로 수직일 수도 있고, 이는 본 출원에서 제한되지 않는다.

부가적으로, 카메라(4)가 볼록 렌즈(2)와 VR 재생 컴포넌트(5) 사이에 위치되고, 즉, 카메라(4)의 설치 위치가 가시광선(S1)의 전파선에 위치되기 때문에, 카메라(4)의 설치 위치가 적절히 제한되어 가시광선(S1)의 차단을 방지할 수도 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라(4)는 볼록 렌즈(2)에 대한 VR 재생 컴포넌트(5)(즉, VR용 머리-착용형 장치 내 VR 디스플레이 컴포넌트)의 디스플레이 영역(예를 들어, 디스플레이 영역은 도 1에 도시된 상부 경계(T1) 및 하부 경계(T2)로 나타낼 수도 있음)으로부터 가능한 최대 한도까지, 더 이격되게 위치될 수도 있다.

볼록 렌즈(2), 부분-반사 부분-투과 렌즈(3), 카메라(4), 및 VR 재생 컴포넌트(5) 사이의 상대적인 위치 관계가 변경되지 않을 때, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3) 및 카메라(4)는 VR 헬멧의 다양한 설치 모드를 가질 수도 있고, 이는 다음의 실시예에서 설명될 것이다.

하나의 실시형태에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)가 판 형상을 가질 때, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면은 비스듬히 하향으로 경사질 수도 있다. 예를 들어, 볼록 렌즈(2)와 VR 재생 컴포넌트(5) 사이의 공간 내에서, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 공간의 상단 내측면에 인접한 렌즈의 상부 에지, 그리고 공간의 하단 외측면에 인접한 렌즈의 하부 에지를 가질 수도 있다. 카메라(4)가 장치 본체(1)의 하단부에 위치될 수도 있고, 그리고 카메라(4)의 렌즈가 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)에 의해 반사되는 반사된 적외선(S2')을 획득하도록 비스듬히 상향으로 배치될 수도 있다. 수직 방향에서, 가시광선(S1)을 차단하는 것을 방지하기 위해서, 카메라(4)가 전술한 디스플레이 영역 외부에 위치되어야 하고 그리고 수평 방향(도 1에서 페이지에 대해 수직인 방향)에서 눈(6)과 동일한 높이에 있을 수 없지만, 카메라(4)의 렌즈와 적외선(S2)(또는 반사된 적외선(S2')) 사이의 수평각은 제거되지 않는다면 감소될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자의 눈(6)이 보통 수평 방향에서 볼록 렌즈(2)의 중앙에 위치되기 때문에, 카메라(4)가 수평 방향에서 볼록 렌즈(2)의 중앙에 위치될 수도 있어서, 눈의 적외선 이미지가 변형 또는 왜곡되는 확률을 감소시킨다.

또 다른 실시형태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)가 판 형상을 가질 때, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면은 비스듬히 상향으로 경사질 수도 있다. 예를 들어, 볼록 렌즈(2)와 VR 재생 컴포넌트(5) 사이의 공간 내에서, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 공간의 상단 외측면에 인접한 렌즈의 상부 에지, 그리고 공간의 하단 내측면에 인접한 렌즈의 하부 에지를 가질 수도 있다. 카메라(4)가 장치 본체(1)의 상단부에 위치되고, 그리고 카메라(4)의 렌즈가 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)에 의해 반사되는 반사된 적외선(S2')을 획득하도록 비스듬히 하향으로 배치될 수도 있다. 이어서, 도 2에 도시된 실시형태와 유사하게, 카메라(4)가 또한 반사된 적외선(S2')과의 수평각을 제거하지 못한다면, 감소시키도록 수평 방향에서 볼록 렌즈(2)의 중앙에 위치될 수도 있어서, 눈의 적외선 이미지가 변형 또는 왜곡되는 확률을 감소시킨다.

또 다른 실시형태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 장치 본체(1)가 2개의 볼록 렌즈(2)(사용자의 양안, 각각에 대응함)를 포함할 때, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 사용자의 대응하는 눈에서 적외선 이미지 반사 및 획득을 수행하기 위해 적어도 하나의 볼록 렌즈(2)에 제공될 수도 있다. 예를 들어, 도 4에서, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 사용자의 좌측 눈에 대응하는 좌측 볼록 렌즈(2)가 아닌, 사용자의 우측 눈에 대응하는 우측 볼록 렌즈(2)에만 제공된다. 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)가 판 형상을 가질 때, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면은 2개의 볼록 렌즈(2)를 향하여 수평으로 경사질 수도 있고, 그리고 카메라(4)는 2개의 볼록 렌즈(2) 사이에 위치된다. 예를 들어, 도 4에서, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 사용자의 우측 눈에 제공된다. 볼록 렌즈(2)와 VR 재생 컴포넌트(5) 사이의 공간 내에서, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 공간의 우측 내부에 인접한 렌즈의 우측면, 및 공간의 좌측 내부에 인접한 렌즈의 좌측면을 가질 수도 있다. 즉, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면이 좌측으로 경사지고, 그리고 카메라(4)의 렌즈가 좌측에서 우측 방향으로 배치되어 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)로부터 반사된 적외선(S2')을 획득한다.

더 구체적으로, 장치 본체(1)는 배플(7)을 포함할 수도 있다. 배플(7)은 사용자로부터 이격되게 볼록 렌즈(2)의 측면에 위치되고, 그리고 장치 본체(1) 내 2개의 볼록 렌즈(2) 사이에 위치된다. 장치 본체(1) 내부의 직육면체 공간을 조정하기 위해서, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)는 직사각형일 수도 있다. 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)를 설치하기 위해서, 수평 방향에서 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 2개의 측면 에지는 배플(7) 및 장치 본체(1)의 내벽과 각각 인접할 수도 있다. 카메라(4)는 배플(7)의 측면에 설치될 수도 있고 그리고 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 렌즈 표면과 마주볼 수도 있다.

본 출원의 전술한 실시형태에서, VR 헬멧이 사용자에게 몰입 VR 시나리오 및 사용자 경험을 제공해야 하기 때문에, 외부 광의 진입이 최소화되어야 한다. 따라서, 사용자가 VR 헬멧을 착용한 후 장치 본체(1) 내부의 광 조건이 불량하기 때문에 눈에 대한 카메라(4)의 이미지 획득 조건을 충족시키는 것은 어려울 수도 있다. 이 이슈를 처리하기 위해서, 본 출원은 전술한 실시형태에 기초하여 다음의 기술적 해결책을 더 제안한다.

도 5에 도시된 바와 같은, 본 출원의 VR 헬멧은 장치 본체(1)에 제공되는 적외선 공급원(8)을 더 포함할 수도 있다. 적외선 공급원(8)은 적어도 하나의 볼록 렌즈(2)의 주변에 분포되고, 그리고 적외선 보상(적외선 공급원(8)은 도 5에 도시된 바와 같이, 적외선, 예컨대, R1 및 R2를 눈(6)으로 방출함)을 적어도 하나의 볼록 렌즈(2)에 대응하는 사용자의 눈(6)에 제공한다. 도 6에 도시된 바와 같이, VR 헬멧은 보통 사용자의 눈에 대응하는 2개의 볼록 렌즈(2)로 구성된다. 적외선 공급원(8)은 단일의 볼록 렌즈(2)의 주변에 분포될 수도 있다. 예를 들어, 적외선 공급원이 도 6의 우측 볼록 렌즈(2)의 주변에 분포될 수도 있어서 적외선 보상을 사용자의 우측 눈에 제공하고, 그리고 좌측 볼록 렌즈(2)의 주변에 분포되지 않을 수도 있다. 분명히, 다른 실시형태에서, 적외선 공급원(8)은 적외선 보상을 위해 2개의 볼록 렌즈(2)의 주변에 동시에 배치될 수도 있다. 상세 구현이 본 출원에서 제한되지 않는다.

실제로, VR 헬멧에서, 적외선 공급원(8), 카메라(4), 및 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)의 위치는 서로 관련된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자의 우측 눈에서 눈 추적, 홍채 인식 등을 수행하기 위해서, 적어도 하나의 적외선 공급원(8)이 우측 볼록 렌즈(2)의 주변에 배치될 수도 있다. 게다가, 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)와 카메라(4)가 사용자로부터 이격되게 우측 볼록 렌즈(2)의 측면에 제공되어 대응하는 적외선 이미지 획득을 달성할 수도 있다. 유사하게, 사용자의 양안에서 눈 추적, 홍채 인식 등을 수행하기 위해서, 적외선 공급원(8)이 2개의 볼록 렌즈(2)의 주변에 동시에 배치될 수도 있고, 그리고 부분-반사 부분-투과 렌즈(3)와 카메라(4)가 사용자로부터 이격되게 각각의 볼록 렌즈(2)의 측면에 제공되어 대응하는 적외선 이미지 획득을 달성할 수도 있다.

도 6에 도시된 실시형태가 우측 볼록 렌즈(2)의 주변에 분포된 4개의 적외선 공급원(8)을 갖지만, 이것은 여기서 오직 예로써 사용된다. 실제로, 본 출원의 VR 헬멧에서, 하나 이상의 적외선 공급원(8)이 각각의 볼록 렌즈의 주변에 분포될 수도 있다. 적외선 공급원(8)의 수는 본 출원에서 제한되지 않는다. 다수의 적외선 공급원(8)이 있을 때(예를 들어, 4개의 적외선 공급원(5)이 도 6에 도시된 바와 같이 우측 볼록 렌즈(2)의 주변에 분포될 때), 이 적외선 공급원(8)은 가능한 최대 한도까지, 균일하게 분포되어 균일한 광 보상을 눈(6)에 제공할 수도 있다.

부가적으로, 장치 본체(1)가 볼록 렌즈(2)를 포함할 때, 장치 본체(1)의 외부 크기는 볼록 렌즈(2)의 공간 점유와 관련된다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 볼록 렌즈(2)가 수평 방향(즉, 도 7에서 x-축 방향)으로 L의 길이, 그리고 수직 방향(즉, 도 7에서 y-축 방향)으로 H의 길이를 갖는다고 가정하면, 볼록 렌즈(2)가 원일 때, L과 H는 원의 직경 길이와 같다. 그래서, 장치 본체(1)에 대한 볼록 렌즈(2)의 공간 점유는 L과 H의 값과 관련된다. 즉, 장치 본체(1)는 수평 방향에서 적어도 L의 길이, 그리고 수직 방향에서 적어도 H의 길이를 가질 수도 있다. 실제로, 장치 본체(1)가 실질적으로 직육면체 형상을 가질 때, 볼록 렌즈(2)가 요구하는 장치 본체(1)의 외부 크기는 볼록 렌즈(2)의 외접 직사각형(도 7에 도시된 바와 같이, 외접 직사각형은 L의 수평 폭, 및 H의 수직 높이를 가짐)이 요구하는 장치 본체(1)의 외부 크기와 실질적으로 동일하다.

하나의 실시형태에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 적외선 공급원(8)의 설치 위치가 볼록 렌즈(2)의 외접 직사각형의 커버리지 영역 내에 위치될 때, 적외선 공급원(8)이 볼록 렌즈(2)를 차단하는 것을 방지해야 하기 때문에, 적외선 공급원(8)은 볼록 렌즈(2) 내(예를 들어, 점 A)에 위치되지 않아야 하지만, 도 7에 도시된 음영 영역 내(예를 들어, 점 B)에 위치되어야 한다. 이 경우에, 적외선 공급원(8)을 가진 장치 본체(1)가 필요로 하는 공간이 외접 직사각형(또는 볼록 렌즈(2) 자체)와 중첩될 수도 있어서, 적외선 공급원(8)은 장치 본체(1)로부터 부가적인 공간을 요구하지 않는다. 이것은 장치 본체(1) 및 VR 헬멧의 크기를 제어하거나 또는 심지어 감소시키고, 그리고 VR 헬멧이 너무 부피가 크고 그리고 다루기 힘든 것을 방지하는 것을 돕는다.

또 다른 실시형태에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 적외선 공급원(8)이 점 C에 위치될 때, 수직 방향에서 적외선 공급원(8)과 볼록 렌즈(2)의 조합의 전체 높이는 H로부터 H1로 증가된다. 즉, 수직 방향에서 장치 본체(1)를 위한 공간 점유 필요조건은 H로부터 H1로 증가되고, 그리고 VR 헬멧은 더 두꺼워진다. 유사하게, 적외선 공급원(8)이 점 D에 위치될 때, 수평 방향에서 적외선 공급원(8)과 볼록 렌즈(2)의 조합의 전체 폭은 L로부터 L1로 증가된다. 즉, 수평 방향에서 장치 본체(1)를 위한 공간 점유 필요조건은 L로부터 L1로 증가되고, 그리고 VR 헬멧은 더 넓어진다.

따라서, 가능한 최대 한도까지, 적외선 공급원(8)은 대응하는 볼록 렌즈(2)의 외접 직사각형의 커버리지 영역 내에 제공되어 장치 본체(1)를 위한 공간 점유 필요조건을 증가시키는 것을 방지하고, 그리고 VR 헬멧이 점유하는 공간을 제어하는 것을 도와야 할 수 있다.

도 8은 본 출원의 예시적인 실시형태가 제공하는 또 다른 VR 헬멧의 측단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, VR 헬멧이 분할형-스타일의 VR용 머리-착용형 장치일 수도 있고, 그리고 VR 헬멧의 장치 본체(1)가 장치 인터페이스(9)를 포함할 수도 있어서, 장치 인터페이스(9)는 장치 본체(1)에 설치되는 전자 디바이스, 예컨대, 휴대폰 또는 태블릿에 전기적으로 연결될 수도 있다. 렌더링을 위해 프로세서 또는 그래픽 카드 칩 등을 사용하고, 그리고 콘텐츠 디스플레이를 위해 스크린 컴포넌트를 사용함으로써, 전자 디바이스는 장치 본체(1) 내 VR 재생 컴포넌트(5)로서 작동할 수도 있다.

게다가, 장치 본체(1) 내 카메라(4) 및 적외선 공급원(8)이 데이터 라인(10)을 통해 장치 인터페이스(9)에 연결될 수도 있어서, 장치 인터페이스(9)에 연결되는 전자 디바이스가 전환 제어 명령어를 발행할 때, 카메라(4) 및 적외선 공급원(8)이 장치 인터페이스(9) 및 데이터 라인(10)을 통해 전환 제어 명령어를 수신할 수도 있어서 전환 제어 명령어에 응답하여 상태 전환 작동을 수행한다. 즉, 전자 디바이스 또는 전자 디바이스에서 실행되는 응용 프로그램에 대한 사용자 제어에 기초하여, 전자 디바이스가 전환 제어 명령어를 카메라(4) 및 적외선 공급원(8)으로 전송할 수도 있어서, 적외선 공급원(8)을 제어하여 적외선 보상을 눈(6)에 제공하고 그리고 카메라(4)를 제어하여 적외선 이미지 획득을 눈(6)에서 수행한다. 이것은 적외선 보상 및 적외선 이미지 획득의 제어성을 개선시킨다.

전환 제어 명령어가 카메라(4) 및 적외선 공급원(8)으로 동시에 전송될 수도 있다. 대안적으로, 전환 제어 명령어는 또한 카메라(4) 또는 적외선 공급원(8)으로 별도로 전송될 수도 있다. 예를 들어, 명령어가 카메라(4)를 별도로 제어하여 적외선 이미지 획득을 수행할 수도 있고, 그리고 적외선 공급원(8)을 별도로 제어하여 불량한 광 조건의 경우에 적외선 보상 등을 제공할 수도 있다.

부가적으로, 카메라(4)가 적외선 이미지 획득을 완료한 후, VR 헬멧이 처리 모듈을 포함한다면, 획득된 적외선 이미지가 처리를 위해 처리 모듈로 발송될 수도 있다. 대안적으로, 카메라(4)는 장치 인터페이스(9) 및 데이터 라인(10)을 통해, 획득된 적외선 이미지를 전자 디바이스에 의한 처리를 위해 전술한 전자 디바이스로 발송할 수도 있다.

분명히, 본 출원의 VR 헬멧은 전자 디바이스, 예컨대, 휴대폰과 쌍을 이루는 분할형-스타일의 VR용 머리-착용형 장치와는 다른 VR용 머리-착용형 장치의 다른 형태를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 분할형-스타일의 VR용 머리-착용형 장치에 대해, VR 헬멧이 PC 호스트, 게임 콘솔 또는 또 다른 외부 장치와 쌍을 이룰 수도 있어서, VR 재생 컴포넌트(5)가 VR 헬멧에 탑재된 디스플레이 컴포넌트일 수도 있고, 그리고 외부 장치가 VR 디스플레이 콘텐츠를 렌더링하기 위해 사용된다. 또 다른 예를 들면, VR 헬멧은 통합형 VR용 머리-착용형 장치일 수도 있다. 즉, VR 헬멧은 임의의 외부 장치에 의존하는 일없이 VR 디스플레이 콘텐츠를 재생할 수도 있다. VR 재생 컴포넌트(5)는 VR 헬멧에 내장되고, 그리고 VR 디스플레이 콘텐츠의 재생 기능, 예컨대, 렌더링 및 디스플레이를 행할 수도 있다.

용어 "포함한다" 및 임의의 다른 변형이 비배타적인 포함을 망라하는 것을 의미함이 또한 이해되어야 한다. 이에 의해, 일련의 구성요소를 포함하는 과정, 방법, 물품 또는 디바이스는 이 구성요소를 포함할 뿐만 아니라 분명히 나열되지 않거나 또는 과정, 방법, 물품 및 디바이스의 고유 구성요소를 포함하는 다른 구성요소를 포함한다. 추가의 제한 없이, 어구 "~을 포함하는"에 의해 규정된 구성요소는 구성요소를 포함하는 과정, 방법, 물품 또는 디바이스 내 다른 동일한 구성요소를 배제하지 않는다.

예시적인 실시형태가 상세히 언급되며, 그 예는 첨부 도면에 예시된다. 위의 설명은 달리 나타내지 않는 한 상이한 도면의 동일한 부호가 동일한 또는 유사한 구성요소를 나타내는 첨부 도면을 참조한다. 예시적인 실시형태의 위의 설명에 제시되는 구현예는 본 출원과 일치하는 모든 구현예를 나타내진 않는다. 대신, 이 구현예는 단지 첨부된 청구항에 나열된 바와 같은 본 출원과 관련된 양상과 일치하는 장치 및 방법의 실시예이다.

본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시형태를 설명하기 위한 것이고, 그리고 본 출원을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 출원 및 첨부된 청구항에서 사용되는 단수 형태의 용어 표현은 또한 달리 문맥에서 분명히 명시되지 않는 한, 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "및/또는"은 하나 이상의 연관된 나열된 항목의 임의의 또는 모든 가능한 조합을 나타내고 그리고 포함하는 것임이 또한 이해되어야 한다.

용어, 예컨대, 제1, 제2, 및 제3이 다양한 정보를 설명하도록 본 명세서에서 사용될 수도 있지만, 이러한 정보는 이 용어로 제한되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 이 용어는 단지 동일한 유형의 정보를 서로 구별하기 위해 사용된다. 예를 들어, 본 출원의 범위 내에서, 제1 정보는 또한 제2 정보로서 지칭될 수도 있고, 그리고 유사하게, 제2 정보는 또한 제1 정보로서 지칭될 수도 있다. 문맥에 따라, 용어 "~한다면"은 본 명세서에서 사용될 때 "~때" 또는 "~시" 또는 "~하는 결정에 응답하여"로서 해석될 수도 있다.

위의 설명은 단지 본 출원의 예시적인 실시형태이지만, 본 출원을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 출원의 정신 및 원리로부터 벗어나는 일없이 행해지는 임의의 변경, 등가 대체 또는 개선은 본 출원의 보호 범위 내에 속할 것이다.

Claims

가상현실(virtual reality: VR)용 머리-착용형 장치로서,
장치 본체로서, 상기 장치 본체는 볼록 렌즈, 카메라, 장치 인터페이스, 데이터 라인, 및 적외선을 반사시키기 위한 부분-반사 부분-투과 렌즈(partial-reflection partial-transmission lens)를 포함하고, 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈는 사용자로부터 이격되게 상기 볼록 렌즈의 측면에 위치되고, 상기 카메라는 상기 볼록 렌즈와 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈 사이에 위치되고, 그리고 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈의 렌즈 표면이 비스듬히 배치되어, 상기 사용자의 눈의 적외선 이미지가 상기 카메라로 비스듬히 반사되는, 상기 장치 본체; 및
상기 장치 본체에 제공되고, 상기 사용자와 상기 볼록 렌즈 사이에 배치되고, 보상을 위한 적외선을 상기 사용자의 눈에 제공하는, 하나 이상의 적외선 공급원을 포함하되,
상기 장치 인터페이스는 상기 사용자로부터 이격되어 상기 볼록 렌즈의 일측에 제공되고,
상기 데이터 라인은 상기 하나 이상의 적외선 공급원과 상기 카메라를 상기 장치 인터페이스에 동시에 전기적으로 연결하고,
상기 하나 이상의 적외선 공급원은 상기 볼록 렌즈의 주변에 배치되고, 그리고 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈는 상기 볼록 렌즈와 VR 디스플레이 컴포넌트에 인접한 공간의 내부에서 상기 사용자로부터 이격되게 상기 볼록 렌즈의 측면에 위치되며, 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈는, 상기 공간의 상단 내측면에 인접한 상부 에지와 상기 공간의 하단 외측면에 인접한 하부 에지를 갖거나, 상기 공간의 상단 외측면에 인접한 상부 에지와 상기 공간의 하단 내측면에 인접한 하부 에지를 갖고,
상기 하나 이상의 적외선 공급원의 모두는, 상기 볼록 렌즈의 광축과 평행한 방향을 따라 볼 때 상기 볼록 렌즈의 외부 및 상기 볼록 렌즈의 외접 직사각형의 커버리지 영역 내에 위치하고, 상기 외접 직사각형은 상기 볼록 렌즈와 동일한 수평 폭 및 동일한 수직 높이를 갖고,
상기 장치 인터페이스에 결합되는 상기 VR 디스플레이 컴포넌트로부터 상기 데이터 라인을 통해 제어 명령어를 동시에 수신하는 것에 응답하여, 상기 하나 이상의 적외선 공급원은 상기 눈에 상기 적외선을 제공하기 위해 상태 전환 작동을 수행하도록 구성되고, 상기 카메라는 제공된 상기 적외선 하에서 상기 눈의 이미지를 획득하기 위해 상태 전환 작동을 수행하도록 구성되는, 가상현실용 머리-착용형 장치.
제1항에 있어서, 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈는 가시광선에 대한 높은 투과율 그리고 적외선에 대한 낮은 투과율을 갖는, 가상현실용 머리-착용형 장치.
제1항에 있어서, 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈는 적외선 색 선별 거울을 포함하는, 가상현실용 머리-착용형 장치.
제1항에 있어서, 상기 카메라는 상기 볼록 렌즈에 대한 상기 가상현실용 머리-착용형 장치 내 상기 VR 디스플레이 컴포넌트의 디스플레이 영역 외부에 위치되는, 가상현실용 머리-착용형 장치.
제1항에 있어서, 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈는 판 형상을 갖고, 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈의 상기 렌즈 표면은 하향으로 비스듬히 경사지고, 상기 카메라는 상기 장치 본체의 하단부에 위치되고, 그리고 상기 카메라의 렌즈는 상향으로 비스듬히 배치되는, 가상현실용 머리-착용형 장치.
제1항에 있어서, 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈는 판 형상을 갖고, 상기 부분-반사 부분-투과 렌즈의 상기 렌즈 표면은 상향으로 비스듬히 경사지고, 상기 카메라는 상기 장치 본체의 상단부에 위치되고, 그리고 상기 카메라의 렌즈는 하향으로 비스듬히 배치되는, 가상현실용 머리-착용형 장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 장치 인터페이스는 상기 장치 본체에 제공되고, 상기 장치 인터페이스는 상기 장치 본체에 설치되는 전자 디바이스에 전기적으로 연결되고, 그리고 상기 전자 디바이스는 상기 VR 디스플레이 컴포넌트이고 VR 디스플레이 콘텐츠를 재생하도록 구성되고,
상기 장치 인터페이스 및 상기 데이터 라인을 통해 상기 전자 디바이스가 발송하는 상기 제어 명령어를 수신할 때, 상기 카메라 및 상기 적외선 공급원은 상기 제어 명령어에 응답하여 상태 전환 작동을 수행하고, 그리고 상기 카메라는 또한 획득된 적외선 이미지를 상기 장치 인터페이스 및 상기 데이터 라인을 통해 상기 전자 디바이스로 발송하는, 가상현실용 머리-착용형 장치.