KR20150059085A - 헤드 마운트 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는 일면이 사용자의 얼굴과 대면하도록 형성된 페이스 플레이트; 및 상기 페이스 플레이트의 적어도 일부와 결합하여 상기 페이스 플레이트가 상기 얼굴에 고정될 수 있도록 형성된 지지부를 포함하며, 상기 페이스 플레이트의 타면에는 외부 전자 장치가 장착될 수 있도록 공동 구조가 형성되며, 상기 페이스 플레이트의 적어도 일 측면에는 상기 외부 전자 장치의 위치를 조정할 수 있는 적어도 하나의 위치 조정부가 형성될 수 있다.

Description

헤드 마운트 디스플레이 장치{Head-Mounted Display Apparatus}
본 발명의 다양한 실시예들은 헤드 마운트 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 헤드 마운트 디스플레이 장치(Head-Mounted Display Apparatus, HMD)는 신체의 어느 일부분 예컨대, 머리에 장착되어 영상을 표시하는 역할을 한다. 이러한 헤드 마운트 장치는 고글 형상 또는 안경 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들면, 헤드 마운트 디스플레이 장치는 사용자의 눈과 대면하는 위치에 영상을 출력하는 디스플레이가 위치할 수 있다. 또한, 헤드 마운트 디스플레이는 사용자와 디스플레이 사이에 위치하여 사용자의 시력 보정을 할 수 있는 렌즈를 더 포함할 수 있다.
종래 기술에 따르면, 헤드 마운트 디스플레이 장치는 사용자의 시력에 따라 디스플레이와 사용자의 눈동자의 중간에 위치한 렌즈를 이동시키거나 렌즈를 사용자의 시력에 맞게 교체하여 사용자 시력에 따른 영상을 제공할 수 있다. 사용자의 시력에 따라 렌즈의 위치를 이동시키는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 경우, 렌즈의 거리를 조정하기 위하여 렌즈를 지지하는 경통의 높이가 조정되어야 한다. 이 경우, 사용자 시각에 따른 다양한 높이를 가진 경통이 필요하게 되는 바, 사용자마다 별개로 경통이 제작되어야 한다.
또한, 렌즈의 거리를 조정하는 구조의 헤드 마운트 디스플레이 장치는 렌즈가 디스플레이쪽으로 이동하면, 사용자가 상대적으로 디스플레이를 시청할 수 있는 면적이 줄어들어 사용자의 몰입감이 줄어들 수 있다. 반면에, 렌즈가 사용자의 눈동자쪽으로 이동하면, 광학계의 최종면에서 사용자의 눈동자까지의 거리(예를 들면, 눈동자 거리(eye relief))가 가까워져서 사용자의 눈썹이 닿을 수 있어 착용감이 나빠질 수 있다. 또한, 렌즈를 교체하는 구조의 헤드 마운트 디스플레이 장치는 사용자의 시각에 따라 렌즈를 새로이 교체해야 한다.
본 발명의 다양한 실시예는 렌즈의 거리 조정 또는 렌즈의 교체 없이 디스플레이를 조정함으로써 사용자 시각에 따른 영상을 제공할 수 있는 헤드 마운트 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는 일면이 사용자의 얼굴과 대면하도록 형성된 페이스 플레이트; 및 상기 페이스 플레이트의 적어도 일부와 결합하여 상기 페이스 플레이트가 상기 얼굴에 고정될 수 있도록 형성된 지지부를 포함하며, 상기 페이스 플레이트의 타면에는 외부 전자 장치가 장착될 수 있도록 공동 구조가 형성되며, 상기 페이스 플레이트의 적어도 일 측면에는 상기 외부 전자 장치의 위치를 조정할 수 있는 적어도 하나의 위치 조정부가 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는 일면이 사용자의 얼굴과 대면하도록 형성된 페이스 플레이트; 및 상기 페이스 플레이트의 적어도 일부와 결합하여 상기 페이스 플레이트가 상기 얼굴에 고정될 수 있도록 형성된 지지 파트를 포함하며, 상기 페이스 플레이트는 적어도 일 측면에 영상을 표시할 수 있는 디스플레이를 포함하며, 상기 페이스 플레이트의 적어도 일 측면에는 상기 외부 전자 장치의 위치를 조정할 수 있는 적어도 하나의 위치 조정부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는, 예를 들면, 사용자 시력을 반영하기 위하여 디스플레이를 이동시킬 수 있는 바, 사용자의 착용감 및 화면 몰입도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는, 사용자들마다에 각각 다른 시력 차이에 의해 디스플레이가 흐려지는 것을 보정하는 장치가 있어서 사용자마다 특정한 헤드 마운트 구조가 아닌 범용으로 사용할 수 구조를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이는, 예를 들면, 렌즈를 기준으로 수평 이동될 수 있는 바, 사용자는 시력에 따른 초점을 조정 시, 어지러움증을 덜 느낄 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기어 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기어 모듈을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이동 기어를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기어 모듈을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기어 모듈을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치와 전자 장치 간의 통신 프로토콜을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 전자 장치 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 렌즈 모듈을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 초점 조절 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 초점 조절 방법에 대한 도면이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시(present disclosure)의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치(HMD; Head-Mounted Display Apparatus, 100)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1에서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 페이스 플레이트(face plate, 110) 및 지지 파트(support part 115, (예, 고글 밴드(goggle band)))를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 사용자의 얼굴 중 적어도 일부(예: 전면(全面, front side))에 착용될 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 다양한 구성요소에 의해 사용자의 얼굴 전면에 지지될 수 있다. 일 실시예에서, 지지 파트(115)는 페이스 플레이트(110)의 일부에 결합되어 페이스 플레이트(110)가 사용자의 얼굴에 지지되게 한다. 예를 들면, 지지 파트(115)는 탄성 소재로 형성된 밴드를 이용하여 페이스 플레이트(110)가 사용자의 얼굴의 눈 주위로 밀착되게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 지지 파트(115)는 안경 다리(eyeglass temples), 헬멧(helmets) 또는 스트랩(straps) 등으로 구성될 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)가 사용자의 얼굴에 착용되기 쉬운 모양이나 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 페이스 플레이트(110)의 모양이나 구조는 사용자의 눈을 덮는 외형일 수 있다. 페이스 플레이트(110)의 모양이나 구조는 사용자의 코에 의해 지지될 수 있도록 코 형상의 홈(nose recess)을 포함할 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 사용자가 착용하기 쉬운 재료로 구성될 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 전자 장치(200)를 지지할 수 있으며, 사용자가 편안한 착용감을 느낄 수 있는 가벼운 재료(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 페이스 플레이트(110)는 외부 충격으로부터 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 보호하기 위한 재료들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 보호하기 위한 재료는 유리, 플라스틱(예, ABS, 폴리카보네이트), 세라믹, 금속(예, 알루미늄) 또는 금속 합금(예, 강철, 스테인레스강, 티타늄 또는 마그네슘 합금) 중 적어도 하나 등일 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 터치 패널(111), 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 및 렌즈 조정부(113)를 포함할 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 터치 패널(111), 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 및 렌즈 조정부(113)를 외부 표면(surface)에 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 전자 장치(200)를 결합할 수 있는 공간이나 구조를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 전자 장치(200)를 결합하고 통신할 수 있도록 커넥터(connector)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 페이스 플레이트(110)의 일 면은 전자 장치(200)가 결합될 수 있는 공간이나 구조를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 페이스 플레이트(110)의 일 면은 전자 장치(200)가 결합될 수 있는 공간이나 구조를 포함하도록 내부에 공동(cavity)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 페이스 플레이트(110)과 전자 장치(200)가 결합될 수 있는 공간이나 구조는 전자 장치(200)의 외형과 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 페이스 플레이트(110)는 전자 장치(200)의 크기와 관계없이 전자 장치(200)와 결합될 수 있도록 페이스 플레이트(110)의 크기가 변형될 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 탄성 소재를 이용하거나 구조적으로 크기가 변형되어 전자 장치(200)의 크기와 관계없이 전자 장치(200)와 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 사용자는 전자 장치(200)를 페이스 플레이트(110)의 전면에서 페이스 플레이트(110)의 공동으로 밀어 넣을 수 있다. 전자 장치(200)는 페이스 플레이트(110)의 전면에서 페이스 플레이트(110)의 공동으로 삽입될 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 전자 장치(200)를 지지할 수 있는 커버(101)를 포함할 수 있다. 전자 장치(200)와 페이스 플레이트(110)를 결합할 때, 커버(101)를 제거하고 전자 장치(200)를 페이스 플레이트(110)의 공동에 끼울 수 있다. 전자 장치(200)와 페이스 플레이트(110)가 결합하면 커버(101)를 다시 페이스 플레이트(110)에 결합할 수 있다. 일 실시예에서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 페이스 플레이트(110)의 적어도 일 측면에 전자 장치(200)를 삽입할 수 있는 슬롯(slot)을 포함할 수 있다. 전자 장치(200)는 페이스 플레이트(110) 측면에 포함된 슬롯(slot)으로 미끄러지듯이 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)와 결합할 수 있다. 페이스 플레이트(110)에 결합되는 전자 장치(200)의 디스플레이는 사용자를 향하게, 전자 장치(200)를 페이스 플레이트(110)에 결합시킬 수 있다.
페이스 플레이트(110)의 일 면은 사용자가 착용할 수 있게 얼굴 형상으로 곡면 구조를 가질 수 있다. 페이스 플레이트(110)의 일 면은 코 형상의 홈(nose recess)을 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)의 일 면은 사용자가 눈으로 디스플레이 장치를 볼 수 있도록 페이스 플레이트(110) 외부에 렌즈의 적어도 일 면이 노출될 수 있다. 페이스 플레이트(110)의 일 면은 사용자의 얼굴을 보호하기 위해 부드러운 소재(예, 스폰지, 고무)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 페이스 플레이트(110)는 측 면에 전자 장치(200)를 컨트롤하기 위한 컨트롤 장치를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤 장치는 예를 들어, 터치 패널(111), 조이스틱, 버튼, 휠(wheel)키 또는 터치패드 등 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 터치 패널(111)은 전자 장치(200)의 기능을 제어할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(111)은 전자 장치(200)에서 출력되는 오디오의 음량을 조절할 수 있도록 소리 설정에 관한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(111)은 전자 장치(200)에서 표시되는 영상을 제어할 수 있도록 영상 재생에 관한 그래픽 사용자 인터페이스를 표시할 수 있다.
터치 패널(111)은 사용자의 터치 입력(예: 터치 패널(111)을 직접 터치하는 입력 또는 호버링(hovering) 입력)을 수신할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 수신한 터치 입력을 전자 장치(200)에 전송할 수 있다. 전자 장치(200)는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 수신한 터치 입력에 응답하여 터치 입력에 대응하는 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 수신한 터치 입력에 응답하여 음량을 조절하거나 영상 재생을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 및 렌즈 조정부(113)는 휠(wheel) 또는 다이얼(dial) 형태로 구성될 수 있다. 사용자는 디스플레이의 위치를 조정하기 위하여 위치 조정부(112A, 112B)로 구현된 휠 또는 다이얼을 돌릴 수 있으며, 렌즈들 사이의 위치를 조정(예: 렌즈 사이의 거리 조정)하기 위하여 렌즈 조정부(113)로 구현된 휠 또는 다이얼을 돌릴 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)는 페이스 플레이트(110) 좌우 양측 상단에 배치될 수 있다. 예를 들면, 렌즈 조정부(113)는 페이스 플레이트(110) 중앙 상단에 배치될 수 있다. 위치 조정부(112A, 112B) 및 렌즈 조정부(113)가 배치되는 위치는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 특성을 고려하여 다양하게 조정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 사용자는 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중 적어도 하나를 조작하여 전자 장치(200)를 이동시킴으로써, 전자 장치(200)의 디스플레이와 사용자 사이의 거리를 조정할 수 있다. 사용자는 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중 적어도 하나를 통하여 전자 장치(200)의 디스플레이 위치를 조정함으로써, 사용자가 자신의 시력에 적합한 영상을 감상할 수 있도록 전자 장치(200) 위치를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에 멀게 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 렌즈 쪽에 가깝게 이동시키거나 렌즈에서 멀게 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 조작하면, 사용자가 이동시키지 않은 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)도 같이 조작될 수 있다. 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에 멀게 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 렌즈 쪽에 가깝게 이동시키거나 렌즈에서 멀게 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 돌리면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에 멀게 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 돌리면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 렌즈 쪽에 가깝게 이동시키거나 렌즈에서 멀게 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 돌리면, 사용자가 돌리지 않은 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)도 같이 돌아 갈 수 있다. 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 돌리면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에서 멀게 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 돌리면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 렌즈 쪽에 가깝게 이동시키거나 렌즈에서 멀게 이동시킬 수 있다.
사용자는 렌즈 조정부(113)를 조작하여 렌즈 사이의 거리를 조정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 눈 사이가 가까운 경우 사용자는 렌즈 조정부(113)를 조작하여 렌즈가 사용자의 양 눈에 위치하도록 렌즈 사이의 거리를 가깝게 조정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 눈 사이가 먼 경우 사용자는 렌즈 조정부(113)를 조작하여 렌즈가 사용자의 양 눈에 위치하도록 렌즈 사이의 거리를 멀게 조정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 페이스 플레이트(face plate, 110) 및 고글 밴드(goggle band, 115)를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 사용자의 얼굴 전면에 착용될 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 다양한 구성요소에 의해 사용자의 얼굴 전면에 지지될 수 있다. 일 실시예에서, 지지 파트(115)는 페이스 플레이트(110)의 일부에 결합되어 페이스 플레이트(110)가 사용자의 안면에 지지되게 한다. 지지 파트(115)는 탄성소재로서 페이스 플레이트(110)가 사용자의 얼굴의 눈 주위로 밀착되게 한다. 추가적으로 또는 대체적으로, 지지 파트(115)는 안경 다리(eyeglass temples), 헬멧(helmets) 또는 스트랩(straps)으로 구성될 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 사용자가 착용하기 쉽도록 모양이나 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 페이스 플레이트(110)의 모양이나 구조는 사용자의 눈을 덮는 외형일 수 있다. 폐이스 플레이트(110)의 모양이나 구조는 사용자의 코에 의해 지지될 수 있도록 코 형상의 홈(nose recess)을 포함할 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 사용자가 착용하기 쉬운 재료로 구성될 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 전자 장치(200)를 지지할 수 있으며, 사용자가 편안한 착용감을 느낄 수 있는 가벼운 재료(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 페이스 플레이트(110)는 외부 충격으로부터 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 보호하기 위한 재료들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 보호하기 위한 재료는 유리, 플라스틱(예, ABS, 폴리카보네이트), 세라믹, 금속(예, 알루미늄), 금속 합금(예, 강철, 스테인레스강, 티타늄 또는 마그네슘 합금) 등일 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 페이스 플레이트(110), 터치 패널(111), 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B), 렌즈 조정부(113), 디스플레이(114)를 포함할 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 페이스 플레이트(110)를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 터치 패널(111), 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B), 렌즈 조정부(113) 및 디스플레이(114)를 외부에 포함할 수 있다. 도 9를 참조하면, 페이스 플레이트(110)는 전자 장치(200)와 연결되면 전자 장치의 기능을 제어할 수 있는 통신 모듈(151), 디스플레이 모듈(151), 센서 모듈(153), 카메라 모듈(154), 메모리(155) 및 인터페이스(156)를 내부에 포함할 수 있다.
페이스 플레이트(110)의 일면은 디스플레이(114)를 포함할 수 있다. 디스플레이(114)는 사용자의 조작에 의해 위치 이동될 수 있다. 디스플레이(114)는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 착용시에 사용자가 영상을 볼 수 있도록, 사용자를 향하여 배치될 수 있다.
페이스 플레이트(110)의 일 면은 사용자가 착용할 수 있게 얼굴 형상으로 곡면 구조를 가질 수 있다. 페이스 플레이트(110)의 일 면은 코 형상의 홈(nose recess)을 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)의 일 면은 사용자가 눈으로 디스플레이 장치를 볼 수 있도록 페이스 플레이트(110) 외부에 렌즈면이 노출될 수 있다. 페이스 플레이트(110)의 일 면은 사용자의 얼굴을 보호하기 위해 부드러운 소재(예, 스폰지, 고무)를 포함할 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 측 면에 터치 패널(111)을 포함할 수 있다. 터치 패널(111)은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 기능을 제어할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(111)은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 출력되는 오디오의 음량을 조절할 수 있도록 소리 설정에 관한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(111)은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 표시되는 영상을 제어할 수 있도록 영상 재생에 관한 그래픽 사용자 인터페이스를 표시할 수 있다. 터치 패널(111)은 사용자의 터치 이벤트를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 터치 패널(111)은 사용자의 터치 이벤트를 수신할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 수신한 터치 이벤트에 따라 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 수신한 터치 이벤트에 응답하여 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 음량을 조절하거나 영상 재생을 제어할 수 있다.
페이스 플레이트(110)는 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 및 렌즈 조정부(113)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 및 렌즈 조정부(113)는 휠(wheel) 또는 다이얼(dial) 형태일 수 있다. 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 및 렌즈 조정부(113)는 휠(wheel) 또는 다이얼(dial) 형태로 구성되며, 사용자가 휠(wheel) 또는 다이얼(dial)을 돌릴 수 있다. 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)는 페이스 플레이트(110) 좌우 양측 상단에 배치될 수 있다. 렌즈 조정부(113)는 페이스 플레이트(110) 중앙 상단에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(114)를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에 멀게 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(114)를 렌즈 쪽에 가깝게 이동시키거나 렌즈에서 멀게 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 조작하면, 사용자가 이동시키지 않은 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)도 같이 조작될 수 있다. 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(114)를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에 멀게 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(114)를 렌즈 쪽에 가깝게 이동시키거나 렌즈에서 멀게 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 회전시키면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(114)를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에 멀게 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 회전시키면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(114)를 렌즈 쪽에 가깝게 이동시키거나 렌즈에서 멀게 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 회전시키면, 사용자가 돌리지 않은 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)도 같이 회전할 수 있다. 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 회전시키면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(114)를 사용자 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자에서 멀게 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중에 하나를 회전시키면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(114)를 렌즈 쪽에 가깝게 이동시키거나 렌즈에서 멀게 이동시킬 수 있다.
사용자는 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 조작하여 디스플레이(114)를 이동시켜, 디스플레이(114)의 위치를 조정할 수 있다. 사용자는 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 조작하여 디스플레이(114)의 위치를 조정함으로써, 사용자의 시력에 적합한 디스플레이(114) 위치에서 출력되는 영상을 시청할 수 있다.
사용자는 렌즈 조정부(113)를 조작하여 렌즈 사이의 거리를 조정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 눈 사이가 가까운 경우 사용자는 렌즈 조정부(113)를 조작하여 렌즈가 사용자의 양 눈에 위치하도록 렌즈 사이의 거리를 가깝게 조정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 눈 사이가 먼 경우 사용자는 렌즈 조정부(113)를 조작하여 렌즈가 사용자의 양 눈에 위치하도록 렌즈 사이의 거리를 멀게 조정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 구성을 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 렌즈 모듈(120)을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 12를 참조하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전면 케이스(116), 연결 케이스(117), 이동 케이스(118), 커버(119), 렌즈 모듈(120) 및 기어 모듈(130)을 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 전면 케이스(116), 연결 케이스(117), 이동 케이스(118), 커버(119), 렌즈 모듈(120) 및 기어 모듈(130)을 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(110)는 전면 케이스(116), 연결 케이스(117), 이동 케이스(118), 커버(119), 렌즈 모듈(120) 및 기어 모듈(130)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전면 케이스(116)의 일 면(예: 사용자의 얼굴과 직접 대향하는 면)은 사용자가 착용할 수 있게 얼굴 형상으로 곡면 구조를 가질 수 있다. 전면 케이스(116)의 일 면은 코 형상의 홈(nose recess)을 포함할 수 있다. 전면 케이스(116)에는 사용자가 눈으로 디스플레이 장치를 볼 수 있는 렌즈 모듈(120)이 포함할 수 있다. 전면 케이스(116)는 사용자의 얼굴을 보호하기 위해 부드러운 소재(예, 스폰지, 고무)를 포함할 수 있다. 전면 케이스(116)는 연결 케이스(117)의 적어도 일부와 결합될 수 있다. 전면 케이스(116)와 연결 케이스(117)는 서로 결합함으로써, 함께 렌즈 모듈(120) 또는 기어 모듈(130) 중 적어도 하나를 실장할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 예를 들어, 전면 케이스(116)는 연결 케이스(117)와 함께 렌즈 모듈(120) 및 기어 모듈(130)이 고정될 수 있게 지지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전면 케이스(116)는 렌즈 모듈(120)에 포함된 렌즈면의 적어도 일부를을 외부로 노출할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 전면 케이스(116)는 렌즈 모듈(120)이 고정될 수 있도록 내부에 렌즈 형상에 대응하는 공간을 포함할 수 있다. 또한, 전면 케이스(116)는 기어 모듈(130)이 고정될 수 있도록 내부에 공간을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전면 케이스(116) 및 연결 케이스(117)의 결합에 형성되는 공간에는 렌즈 조정부(113)가 더 포함될 수 있다. 전면 케이스(116)는 렌즈 조정부(113)가 렌즈 조정부(113) 조작에 의해 이동될 때, 렌즈 모듈(120)을 이동시킬 수 있는 레일(이하, 설명의 편의상, “렌즈 이동 레일”)을 포함할 수 있다. 렌즈 이동 레일에 따라 렌즈 모듈(120)에 포함된 적어도 하나의 렌즈가 멀어지거나 렌즈가 가까워질 수 있다. 렌즈 이동 레일의 길이에 따라 적어도 하나의 렌즈의 이동 거리가 결정된다. 일 실시예에 따르면, 두 개의 렌즈가 동시에 멀어지거나 가까워질 수 있다.
예를 들어, 도 12에서, 렌즈 모듈(120)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 모듈(120)에 포함된 각각의 렌즈는 상단 및 하단에 적어도 하나의 렌즈 이동 레일(157A, 157B, 157C, 157D)와 연결될 수 있다. 렌즈 모듈(120)에 포함된 적어도 하나의 렌즈들은 사이에 연결 파트(link part, 158)와 연결된다. 연결 파트(158)는 각각의 렌즈와 연결되는 적어도 하나 이상의 관절 파트를 포함한다. 연결 파트(158)는 렌즈 조정부(113)의 회전에 따라 관절 파트를 감거나 풀어서 렌즈 모듈(120)에 포함된 적어도 하나의 렌즈를 이동시킨다. 렌즈 모듈(120)에 포함된 적어도 하나의 렌즈가 이동하는 경우, 각각 상하단에 위치한 적어도 하나의 렌즈 이동 레일(157A, 157B, 157C, 157D)을 따라 이동할 수 있다.
연결 케이스(117)는 전면 케이스(116) 및 이동 케이스(118) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들면, 연결 케이스(117)의 적어도 일부는 전면 케이스(116)와 연결될 수 있으며, 연결 케이스(117)의 다른 적어도 일부는 이동 케이스(118)와 연결될 수 있다. 연결 케이스(117)는 전면 케이스(116)와 함께 렌즈 모듈(120) 또는 기어 모듈(130) 중 적어도 하나를 지지할 수 있다. 예를 들어, 연결 케이스(117)는 렌즈 모듈(120)이 고정될 수 있도록 내부에 렌즈 형상의 공간을 포함할 수 있다. 연결 케이스(117)는 기어 모듈(130)이 고정될 수 있도록 내부에 공간을 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)가 회전하면, 연결 케이스(117)는 이동 케이스(118)와 함께 이동하여 전자 장치(200) 또는 디스플레이(114)의 위치를 렌즈 모듈(120)에 가깝게 위치하거나 렌즈 모듈(120)에서 멀게 위치하게 할 수 있다. 전자 장치(200) 또는 디스플레이(114)의 이동 거리는 기어 모듈(130)의 적어도 하나 이상의 레일축(rail shaft, 141A, 141B, 141C, 141D)길이에 의해 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 연결 케이스(117)는 망원경 또는 현미경의 경통(body tube) 구조 또는 형상을 가질 수 있다. 연결 케이스(117)는 경통 구조 또는 형상을 가짐으로써, 전자 장치(200) 또는 디스플레이(114)에서 출력되는 빛이 일정한 경로(예를 들어, 사용자 또는 렌즈 모듈(120) 방향)를 가질 수 있도록 할 수 있다. 연결 케이스(117)는 경통 구조 또는 형상을 가짐으로써, 외부의 빛은 차단하고 전자 장치(200) 디스플레이(114)에서 출력되는 빛만 사용자에게 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이동 케이스(118)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(200))가 결합될 수 있는 공간이나 구조를 포함하도록 구성할 수 있다. 이동 케이스(118)는 전자 장치(200)가 결합될 수 있는 공간이나 구조를 포함하도록 내부에 공동(cavity)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이동 케이스(118)와 외부 전자 장치가 결합될 수 있는 공간의 형상은 외부 전자 장치의 외형과 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 이동 케이스(118)는 외부 전자 장치의 크기와 관계없이 전자 장치(200)와 결합될 수 있도록 이동 케이스(118)의 크기가 변형될 수 있다. 예를 들면, 이동 케이스(118)는 탄성 소재를 이용하거나 구조적으로 크기가 변형되어 외부 전자 장치의 크기와 관계없이 외부 전자 장치와 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외부 전자 장치는 이동 케이스(118)의 전면에서 이동 케이스(118)의 공동으로 삽입될 수 있다.
일 실시예에서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 이동 케이스(118) 측면에 전자 장치(200)를 삽입할 수 있는 슬롯(slot)을 포함할 수 있다. 전자 장치(200)는 이동 케이스(118) 측면에 포함된 슬롯(slot)으로 미끄러지듯이 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)와 결합할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이동 케이스(118)는 터치 패널(111)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이동 케이스(118)는 전자 장치(200)와 통신 연결할 수 있는 독(dock) 또는 커넥터(connector)를 더 포함할 수 있다. 이동 케이스(118)에 포함된 독(dock) 또는 커넥터(connector)는 통신 인터페이스(예, USB, HDMI 또는 D-SUB)를 포함할 수 있다.
커버(119)는 이동 케이스(118)와 함께 전자 장치(200)가 고정될 수 있도록 지지할 수 있다. 전자 장치(200)가 이동 케이스(118)에 결합되는 경우, 커버(119)가 제거될 수 있으며, 전자 장치(200)를 이동 케이스(118)의 공동에 끼울 수 있다. 전자 장치(200)와 이동 케이스(118)와 결합하면 커버(119)를 다시 이동 케이스(118)에 결합할 수 있다. 이동 케이스(118)에 결합되는 전자 장치(200)의 디스플레이는 사용자를 향하게, 전자 장치(200)를 이동 케이스(118)에 결합시킬 수 있다. 커버(119)는 이동 케이스(118)의 전면 중 적어도 일부를 덮는 구조 또는 형상일 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 커버(119)는 골격(skeleton) 구조 또는 형상일 수 있다. 커버(119)는 전자 장치(200)를 고정할 수 있게 지지하면서 전자 장치(200)에 포함된 카메라를 통해 외부를 감지할 수 있도록 투명한 재질로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기어 모듈(130)을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기어 모듈(130)의 적어도 일부분을 보다 구체적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이동 기어(133A)를 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따르면, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 기어 모듈(130)은 연결 케이스(118)에 고정되어 지지될 수 있다. 연결 케이스(118)는 이동 케이스(117)와 함께 기어 모듈(130)을 고정시킬 수 있다.
기어 모듈(130)은 적어도 하나의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B), 수평 베벨 기어(131), 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어(132A, 132B), 적어도 하나의 이동 기어(133A, 133B) 및 적어도 하나의 레일축(141A, 141B, 141C, 141D)를 포함할 수 있다. 베벨 기어(bevel Gear)는 서로 교차하는 두 축 사이에서 운동을 전할 때 이용하는 원추형의 기어이다.
예를 들어, 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 각각은 사용자가 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)들 중 적어도 하나를 회전시키면 회전하는 힘을 수평 베벨 기어(131) 및 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어(132A, 132B)에 전달할 수 있는 기어를 내부에 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)는 연결 케이스(118)의 좌우 양측 상단에 배치될 수 있다.
디스플레이 위치 조정부들(112A, 112B) 중 적어도 하나가 회전될 경우, 또는 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 동시에 회전시키면, 수평 베벨 기어(131)는 디스플레이 위치 조정부들(112A, 112B) 모두에 힘을 전달할 수 있다. 수평 베벨 기어(131)는 디스플레이 위치 조정부들(112A, 112B) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 수평 베벨 기어(131)는 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B) 중 적어도 하나의 회전에 발생하는 힘을 좌우 양측에 골고루 전달할 수 있다. 수평 베벨 기어(131)는 페이스 플레이트(110) 상단에 배치될 수 있다.
중간 베벨 기어들(132A, 132B)은 디스플레이 위치 조정부들(112A, 112B)로부터 전달받은 힘을 이동 기어(133A, 133B)들에 전달할 수 있다.
예를 들어, 이동 기어들(133A, 133B) 각각은 수직 베벨 기어 및 스크류부(screw unit)를 포함할 수 있다. 이동 기어들(133A, 133B) 각각은 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어(132A, 132B)로부터 전달받은 힘을 수직 베벨 기어를 통해 전달받을 수 있다.
도 6을 함께 참조하면, 예를 들면, 이동 기어(133A)는 수직 베벨 기어(134A) 및 스크류부(screw unit, 134B)를 포함할 수 있다. 이동 기어(133A)는 중간 베벨 기어(132A)로부터 전달받은 힘을 수직 베벨 기어(134A)를 통해 전달받을 수 있다. 이동 기어(133A)는 수직 바벨 기어를 통해 전달받은 힘을 스크류부(screw unit, 134B)에 전달할 수 있다.
스크류부(134B)는 암나사와 숫나사를 포함할 수 있다. 숫나사는 수직 바벨 기어에 연결되어 중간 베벨 기어(132A)로부터 전달받은 힘에 따라 이동될 수 있다. 숫나사는 수직 바벨 기어에 연결되어 중간 베벨 기어(132A)로부터 전달받은 힘에 의해 암나사와 풀리고 조이기 동작을 하면서 전자 장치(200) 또는 디스플레이(114)를 이동시킬 수 있다. 예들 들어, 숫나사가 풀리는 방향은 렌즈 또는 사용자 방향이고, 숫나사가 감기는 방향은 렌즈에서 멀어지거나 사용자에게 멀어지는 방향일 수 있다. 다른 실시예에서, 숫나사가 감기는 방향은 렌즈 또는 사용자 방향이고, 숫나사가 풀리는 방향은 렌즈에서 멀어지거나 사용자에게 멀어지는 방향일 수 있다.
적어도 하나의 레일축(141A, 141B, 141C, 141D)은 디스플레이 위치 조정부들(112A, 112B)이 회전할 수 있는 이동축을 제공할 수 있다. 적어도 하나 레일축(141A, 141B, 141C, 141D)은 전자 장치(200) 또는 디스플레이(114)가 이동할 수 있는 가동 범위를 가이드할 수 있다. 전자 장치(200) 또는 디스플레이(114)는 적어도 하나 이상의 레일축(141A, 141B, 141C, 141D)을 따라 이동할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 레일축(141A, 141B, 141C, 141D)은 연결 케이스(118)의 상하좌우 모서리에 배치될 수 있다. 적어도 하나 이상의 레일축(141A, 141B, 141C, 141D)에서 일부 레일축(예를 들어, 141A, 141B)는 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)가 회전할 수 있는 이동축이 될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나 이상의 레일축(141A, 141B, 141C, 141D)은 전자 장치(200) 또는 디스플레이(114)가 이동할 수 있는 가동 범위를 가이드할 수 있도록 못 머리(nail head) 형상의 스토퍼(stopper)일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 일부 구성(예: 기어 모듈(130))을 나타내는 도면이다.
기어 모듈(130)은 적어도 하나의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B), 수평 베벨 기어(131) 및 적어도 하나의 링크 장치(link motion, 135A, 135B)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 링크 장치는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 장치일 수 있다.
적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)는 휠(wheel) 또는 다이얼(dial) 형태로 구성된다. 사용자가 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)를 회전시키면 회전하는 힘을 수평 베벨 기어(131) 및 적어도 하나 이상의 링크 장치(135A, 135B)에 전달할 수 있다.
적어도 하나 이상의 링크 장치(135A, 135B)는 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부(112A, 112B)로부터 전달받은 힘에 따라 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 전자 장치(200) 또는 디스플레이(114)를 이동시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기어 모듈을 나타내는 도면이다.
기어 모듈(130)은 디스플레이 위치 조정부(112B), 수평 베벨 기어(131), 제 1 수직 이중 기어(136), 제 2 수직 이중 기어(137), 수평 이중 기어(138) 및 평기어(139)를 포함할 수 있다.
디스플레이 위치 조정부(112B)는 사용자로부터 전달받은 힘을 수평 베벨 기어(131) 및 제 1 수직 이중 기어(136)에 전달할 수 있다. 수평 베벨 기어(131)는 디스플레이 위치 조정부(112B)로부터 전달받은 힘을 다른 디스플레이 위치 조정부(112A)에 전달할 수 있다. 제 1 수직 이중 기어(136)는 디스플레이 위치 조정부(112B)로부터 전달받은 힘을 제 2수직 이중 기어(137)에 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 수직 이중 기어(136), 제 2수직 이중 기어(137) 및 수평 이중 기어(138)는 2개의 기어가 하나의 중심축으로 돌아가는 기어일 수 있다. 제 2수직 이중 기어(137)는 제 1 수직 이중 기어(136)로부터 전달받은 힘을 수평 이중 기어(138)에 전달할 수 있다. 수평 이중 기어(138)는 수직 이중 기어(137)로부터 전달받은 힘을 평기어(139)에 전달할 수 있다. 평기어(139)는 연결 케이스(117)에 배치되어 연결 케이스(117)를 이동시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 통신 모듈(150), 사용자 입력 모듈(151), 디스플레이 모듈(152), 센서 모듈(153), 카메라 모듈(154), 메모리(155), 인터페이스(156) 및 프로세서(160)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(151)은 RF 모듈 또는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. RF 모듈은 데이터의 송수신, RF 신호의 송수신할 수 있다. RF 모듈은 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter) 또는 LNA(low noise amplifier) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈은 WiFi, BT(bluetooth), GPS 또는 NFC(near field communication)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 모듈은 무선 주파수를 이용하여 무선 통신 기능을 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 무선 통신 모듈은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 네트워크(예: Internet, LAN(local area network), WAN(wire area network), telecommunication network, cellular network, satellite network 또는 POTS(plain old telephone service) 등)와 연결시키기 위한 네트워크 인터페이스(예: LAN card) 또는 모뎀 등을 포함할 수 있다.
사용자 입력 모듈(151)은 터치 패널(touch panel, 111), 펜 센서(pen sensor), 키(key) 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(111)은 정전식, 감압식, 적외선 방식 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식으로 터치 입력을 인식할 수 있다. 또한, 터치 패널(111)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 정전식의 경우, 물리적 접촉 또는 근접 인식이 가능하다. 터치 패널(111)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 터치 패널(111)은 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. 예를 들어, 펜 센서는 사용자의 터치 입력을 받는 것과 동일 또는 유사한 방법 또는 별도의 인식용 쉬트(sheet)를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 키는 물리적인 버튼, 광학식 키, 키패드 또는 터치 키를 포함할 수 있다. 초음파(ultrasonic) 입력 장치는 초음파 신호를 발생하는 입력 도구를 통해 마이크로 음파를 감지하여 데이터를 확인할 수 있는 장치로서, 무선 인식이 가능하다. 일 실시예에 따르면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 통신 모듈(151)를 이용하여 이와 연결된 외부 장치(예: 네트워크, 컴퓨터 또는 서버)로부터 사용자 입력을 수신할 수도 있다.
디스플레이 모듈(152)(예를 들어, 도 1의 디스플레이를 포함하는 전자 장치(200), 도 2의 디스플레이(114))은 패널, 홀로그램 또는 프로젝터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패널은 LCD(liquid-crystal display) 또는 AM-OLED(active-matrix organic light-emitting diode) 등일 수 있다. 예를 들어, 패널은 유연하게(flexible), 투명하게(transparent) 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널은 터치 패널(111)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 홀로그램은 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 스크린은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(152)은 패널, 홀로그램 또는 프로젝터를 제어하기 위한 제어회로를 더 포함할 수 있다.
센서 모듈(153)은 물리량을 계측하거나 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(153)은 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, color 센서(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서, 온/습도 센서, 조도 센서 또는 UV(ultra violet) 센서 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈은 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서 또는 지문 센서 등을 포함할 수 있다. 센서 모듈(153)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어회로를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(154)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치이다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor) 또는 플래쉬(flash, 예: LED 또는 xenon lamp)를 포함할 수 있다.
메모리(155)는 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내장 메모리는 휘발성 메모리(예를 들면, DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등) 또는 비휘발성 메모리(non-volatile Memory, 예를 들면, OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, NAND flash memory, NOR flash memory 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 내장 메모리는 Solid State Drive (SSD)일 수 있다. 외장 메모리는 flash drive, 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital) 또는 Memory Stick 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리는 다양한 인터페이스를 통하여 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)와 기능적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 하드 드라이브와 같은 저장 장치(또는 저장 매체)를 더 포함할 수 있다.
메모리(155)는 프로세서(160), 통신 모듈(150), 사용자 입력 모듈(151) 및 디스플레이 모듈(152)로부터 생성된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(155)는 커널(kernel), 미들웨어(middleware), 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API: application programming interface) 또는 애플리케이션과 같은 프로그래밍 모듈들을 포함할 수 있다.
커널은 커널외의 다른 프로그래밍 모듈들(예를 들어, 미들웨어, API 또는 애플리케이션)에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예를 들어, 프로세서(160) 또는 메모리(155))을 제어 또는 관리할 수 있다.
커널은 미들웨어, API 또는 애플리케이션에서 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 개별 구성요소에 접근하여 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어는 API 또는 애플리케이션이 커널과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 애플리케이션로부터 수신된 작업 요청들과 관련하여, 미들웨어는 애플리케이션들 중 적어도 하나 이상의 애플리케이션에 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 시스템 리소스(예를 들어, 프로세서(160) 또는 메모리(155))를 사용할 수 있는 우선 순위를 배정하여 작업 요청에 대한 제어(예: 스케쥴링 또는 로드 밸런싱)을 수행할 수 있다.
API는 애플리케이션이 커널 또는 미들웨어에서 제공하는 기능을 제어하기 위한 인터페이스이다. 예를 들어, API는 파일 제어, 창 제어, 화상 처리 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.
애플리케이션은 SMS/MMS 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 달력 애플리케이션, 알람 애플리케이션, 건강 관리(health care) 애플리케이션(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정하는 애플리케이션) 또는 환경 정보 애플리케이션(예: 기압, 습도 또는 온도 정보 등을 제공하는 애플리케이션) 등을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 애플리케이션(134)은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)와 전자 장치(200) 사이의 정보 교환과 관련된 애플리케이션일 수 있다. 예를 들어, 정보 교환과 관련된 애플리케이션은 전자 장치(200)에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 애플리케이션 또는 전자 장치(200)를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 애플리케이션을 포함할 수 있다.
예를 들어, 알림 전달 애플리케이션은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 다른 애플리케이션(예를 들어, SMS/MMS 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 건강 관리 애플리케이션 또는 환경 정보 애플리케이션 등)에서 발생한 알림 정보를 전자 장치(200)로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 알림 전달 애플리케이션은 전자 장치(200)로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 장치 관리 애플리케이션은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)와 통신하는 전자 장치(200)의 적어도 일부에 대한 기능(예를 들어, 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴온/턴오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 외부 전자 장치에서 동작하는 애플리케이션 또는 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스(예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스)를 관리(예: 설치, 삭제 또는 업데이트)할 수 있다.
애플리케이션은 전자 장치(200)의 속성(예: 전자 장치의 종류)에 따라 지정된 애플리케이션을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)가 MP3 플레이어인 경우, 애플리케이션은 음악 재생과 관련된 애플리케이션을 포함할 수 있다. 유사하게, 외부 전자 장치가 모바일 의료기기인 경우, 애플리케이션은 건강 관리와 관련된 애플리케이션을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 애플리케이션은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 지정된 애플리케이션 또는 전자 장치(200)로부터 수신된 애플리케이션 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
인터페이스(156)는 HDMI(high-definition multimedia interfacE), USB(universal serial bus), 광통신(optical communication) 단자 또는 D-sub(D-subminiature)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(156)는 MHL(mobile high-definition link), SD(secure Digital)/MMC(multi-media card) 또는 IrDA(infrared data association)를 포함할 수 있다.
프로세서(160)는 하나 이상의 애플리케이션 프로세서(AP: application processor) 또는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor)를 포함할 수 있다.
프로세서(160)는 운영체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(160)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 멀티미디어 데이터를 포함한 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(160)는 GPU(graphic processing unit, 미도시)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(160)는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)와 네트워크로 연결된 전자 장치(200) 간의 통신에서 데이터 링크를 관리하고 통신 프로토콜을 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(160)는 멀티미디어 제어 기능의 적어도 일부를 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드 230)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 사용자에게 음성 통화, 영상 통화, 문자 메시지 또는 패킷 데이터(packet data) 등의 서비스들을 제공할 수 있다.
프로세서(160)는 통신 모듈(150)의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(160)는 각각에 연결된 비휘발성 메모리 또는 다른 구성요소 중 적어도 하나로부터 수신한 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 다른 구성요소 중 적어도 하나로부터 수신하거나 다른 구성요소 중 적어도 하나에 의해 생성된 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모바일 TV지원을 위한 처리 장치는 DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting) 또는 미디어 플로우(media flow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 통신 모듈(150) 또는 인터페이스(156)를 통하여 전자 장치(200)와 연결될 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 터치 패널(111)에 표시할 수 있다. 전자 장치(200)의 디스플레이와 디스플레이(114)는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 주요 표시 장치이다. 전자 장치(200)의 디스플레이와 디스플레이(114)는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 콘텐츠(예: 동영상, 사진, 인터넷, 음악앨범) 및 애플리케이션을 표시할 수 있다. 전자 장치(200)의 디스플레이와 디스플레이(114)는 디스플레이 장치(100)에 사용자 입력 신호에 응답하여 콘텐츠 및 애플리케이션의 그래픽 사용자 인터페이스를 실행시킬 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 터치 패널(111)을 통해 사용자 입력 신호를 수신하고, 프로세서(160) 제어 하에 수신한 입력 신호에 따라 동작을 수행할 수 있다.
전자 장치(200)는 통신 기능 및 디스플레이 기능이 포함된 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smartwatch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치와 전자 장치 간의 통신 프로토콜을 나타내는 도면이다.
통신 프로토콜(1000)은 장치 발견 프로토콜(device discovery protocol, 1010), 기능 교환 프로토콜(capability exchange protocol, 1020), 네트워크 프로토콜(network protocol, 1030) 및 어플리케이션 프로토콜(application protocol, 1040)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신 프로토콜(1000)은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)와 전자 장치(200)이 자신과 통신 가능한 외부 전자 장치를 감지하거나 감지된 외부 전자 장치와 연결하기 위한 프로토콜일 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 장치 발견 프로토콜(1010)을 이용하여, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 사용 가능한 통신 방법(예: wifi, BT, 또는 USB 등)을 통해 통신 가능한 전자 장치(200)를 감지할 수 있다 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)과 통신 연결을 위해, 장치 발견 프로토콜(1010)을 이용하여 감지된 전자 장치(200)에 대한 식별 정보를 획득하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 적어도 상기 식별 정보에 기반하여 다른 전자 장치(200)와의 통신 연결을 개설할 수 있다.
일 실시예에서, 장치 발견 프로토콜(1010)은 복수의 전자 장치들 사이에서 상호 인증을 하기 위한 프로토콜일 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 통신 정보(예: MAC(media access control) address, UUID(universally unique identifier), SSID(subsystem identification), IP(information provider) address)에 기반하여 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)와 전자 장치(200) 간의 인증을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기능 교환 프로토콜(1020)은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100) 또는 전자 장치(200) 중 적어도 하나에서 지원 가능한 서비스의 기능과 관련된 정보를 교환하기 위한 프로토콜일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 기능 교환 프로토콜(1020)을 통하여 각각이 현재 제공하고 있는 서비스의 기능과 관련된 정보를 서로 교환할 수 있다. 교환 가능한 정보는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100) 또는 전자 장치(200)에서 지원 가능한 복수의 서비스들 중에서 특정 서비스를 지시하는 식별 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 기능 교환 프로토콜(1020)을 통해 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)로부터 전자 장치(200)가 제공하는 특정 서비스의 식별 정보를 수신할 수 있다. 이 경우, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 수신된 식별 정보에 기반하여 특정 서비스를 지원할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 네트워크 프로토콜(1030)은 통신이 가능하도록 연결된 전자 장치들 간에 서비스를 연동하여 제공하기 위하여 송수신 되는 데이터 흐름을 제어하기 위한 프로토콜일 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 네트워크 프로토콜(1030)을 이용하여 오류 제어 또는 데이터 품질 제어 등을 수행할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 네트워크 프로토콜(1030)은 헤드 마운트 디스플레이 장치(100) 또는 전자 장치(200) 사이에서 송수신되는 데이터의 전송 포맷을 결정할 수 있다. 또한, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100) 또는 전자 장치(200) 중 적어도 하나는 네트워크 프로토콜(1030)을 이용하여 상호간의 데이터 교환을 위한 적어도 세션(session)을 관리(예: 세션 연결 또는 세션 종료)할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 애플리케이션 프로토콜(1040)은 외부 전자 장치로 제공되는 서비스와 관련된 데이터를 교환하기 위한 절차 또는 정보를 제공하기 위한 프로토콜일 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 애플리케이션 프로토콜 (1040)을 통해 전자 장치(200)로 서비스를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신 프로토콜(1000)은 표준 통신 프로토콜, 개인 또는 단체에서 지정한 통신 프로토콜(예: 통신 장치 제조 업체 또는 네트워크 공급 업체 등에서 자체적으로 지정한 통신 프로토콜) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본 개시에 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component) 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 전자 장치(200) 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
전자 장치(예: 헤드 마운트 디스플레이 장치(100))는 1101 단계에서, 외부 전자 장치(예: 전자 장치(200))와 결합되면 통신 연결을 수행한다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1103 단계에서, 전자 장치(200)의 기능을 제어할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 터치 패널(111)에 표시할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1105 단계에서, 사용자 입력 신호를 수신할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1105 단계에서, 사용자 입력 신호에 따른 터치 입력을 수신할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1107 단계에서, 수신한 사용자 입력 신호를 전자 장치(200)에 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1107 단계에서, 수신한 사용자 입력 신호에 따른 전자 장치(200)를 제어할 있는 신호를 전자 장치(200)에 전송할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 초점 조절 센서부(미도시) 및 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 초점 조절 센서부(미도시)는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서일 수 있다.
사용자의 시선에서 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)에서 표시되는 화면의 초점을 맞출 수 있게, 초점 조절 센서부(미도시)는 전면 케이스(116)에 배치될 수 있다. 초점 조절 센서부(미도시)는 사용자의 시선에서 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)에서 출력되는 빛을 감지하여 초점을 감지할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 감지된 초점에 따라 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)를 이동시킬 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 감지된 초점에 따라 모터를 포함하는 구동부(미도시)를 이용하여 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)를 이동시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 초점 조절 방법을 나타내는 순서도이다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1301 단계에서, 사용자 입력 모듈(151)을 통해 사용자 입력 신호를 감지하고, 사용자 입력 신호에 따라 초점 조절 모드가 선택될 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1303 단계에서, 초점 조절 모드를 표시할 수 있다. 초점 조절 모드는 사용자에게 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)를 통해 사용자 인터페이스(User Interface)로 표시될 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1303 단계에서, 사용자의 입력 신호에 따라 초점 조절 모드가 선택되면, 초점 조절 모드를 표시할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1303 단계에서, 초점 조절 모드를 표시하는 경우, 구동부(미도시)에 의해 위치 조정부(112A, 112B)를 제어하여 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)를 이동시키는 경우뿐만 아니라 사용자에 의해 위치 조정부(112A, 112B)를 제어하여 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)를 이동시키는 경우에도 표시될 수 있다. 이를 위해, 위치 조정부(112A, 112B)에 위치 조정부(112A, 112B)의 움직임을 감지하는 센서(미도시)를 이용하여 초점조정 상태를 감지하고 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)에 표시할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1305 단계에서, 사용자의 입력 신호에 따라 초점 조절 모드가 선택되면 초점 조절 센서부(미도시)를 통해 사용자 시력의 초점을 감지할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 1307 단계에서, 초점 조절 센서부(미도시)를 통해 감지된 사용자 시력의 디스플레이 초점에 따라 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)를 이동시킬 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 구동부(미도시)를 통해 적어도 하나 이상의 위치 조정부(112A, 112B)를 제어하여, 외부 전자 장치(예, 전자 장치(200)) 또는 디스플레이(114)를 이동시킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 초점 조절 방법에 대한 도면이다.
도 14의 A 화면에서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 초점 조절 모드가 선택되어 위치 조정부(112A, 112B)가 이동하거나 사용자의 조작에 의해 위치 조정부(112A, 112B)가 이동하면, 위치 조정부(112A, 112B)의 움직임을 감지하는 센서를 통해 위치 조정부(112A, 112B)의 움직임을 감지한다. 위치 조정부(112A, 112B)의 움직임을 감지되면 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 초점 조정을 위한 이미지가 표시된다. 위치 조정부(112A, 112B)의 움직임을 감지되면 초점조정 상태를 표시할 수 있다(1401). A 화면에서와 같이, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 출력되는 이미지(1402)가 사용자의 초점과 맞지 않는다면 이미지의 초점이 흐려지거나 겹쳐서 출력될 수 있다. B 화면에서와 같이, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 출력되는 이미지(1402)가 사용자의 초점과 맞는다면, 이미지의 초점이 뚜렷해질 수 있다. 이를 통해 사용자는 시력 초점을 조정할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 15에서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 페이스 플레이트(1510), 커버(1511), 디스플레이 위치 조정부(1512), 터치 패드(1513) 또는 물리적 키(1514)를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(1510)는 사용자의 얼굴 중 적어도 일부에 착용될 수 있다. 페이스 플레이트(1510)는 다양한 구성요소에 의해 사용자의 얼굴 전면에 지지될 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 페이스 플레이트(1510)의 일부에 결합되어 페이스 플레이트(1510)가 사용자의 얼굴에 지지되게 하는 지지 파트(support part, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 지지 파트는 탄성 소재로 형성된 밴드를 이용하여 페이스 플레이트(1510)가 사용자의 얼굴의 눈 주위로 밀착되게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 지지 파트는 안경 다리(eyeglass temples), 헬멧(helmets) 또는 스트랩(straps) 등으로 구성될 수 있다. 페이스 플레이트(1510)는 연결 케이스(1530) 및 전면 케이스(1540)로 형성되어 페이스 플레이트(1510) 내부에 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 필요한 센서와 같은 장치 또는 전자 장치(200) 이동에 필요한 기어 또는 모터를 실장할 수 있게 한다.
페이스 플레이트(1510)는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)가 사용자의 얼굴에 착용되기 쉬운 모양이나 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 페이스 플레이트(1510)의 모양이나 구조는 사용자의 눈을 덮는 외형일 수 있다. 페이스 플레이트(1510)의 모양이나 구조는 사용자의 코에 의해 지지될 수 있도록 코 형상의 홈(nose recess)을 포함할 수 있다.
페이스 플레이트(1510)는 사용자가 착용하기 쉬운 재료로 구성될 수 있다. 페이스 플레이트(1510)는 전자 장치(200)를 지지할 수 있으며, 사용자가 편안한 착용감을 느낄 수 있는 가벼운 재료(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 페이스 플레이트(1510)는 외부 충격으로부터 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 보호하기 위한 재료들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 보호하기 위한 재료는 유리, 플라스틱(예, ABS, 폴리카보네이트), 세라믹, 금속(예, 알루미늄) 또는 금속 합금(예, 강철, 스테인레스강, 티타늄 또는 마그네슘 합금) 중 적어도 하나 등일 수 있다.
페이스 플레이트(1510)는 커버(1511), 디스플레이 위치 조정부(1512), 터치 패드(1513), 물리적 키(1514)를 외부에 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(1510)는 전자 장치(200)를 결합할 수 있는 공간이나 구조를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(1510)는 전자 장치(200)와 결합하고 통신할 수 있도록 커넥터(connector)를 더 포함할 수 있다.
페이스 플레이트(1510)는 전자 장치(200)를 지지할 수 있는 커버(1511)를 포함할 수 있다. 사용자는 전자 장치(200)를 페이스 플레이트(1510)의 전면에서 페이스 플레이트(1510)의 공동으로 밀어 넣을 수 있다. 전자 장치(200)는 페이스 플레이트(110)의 전면에서 페이스 플레이트(110)의 공동으로 삽입될 수 있다. 전자 장치(200)와 페이스 플레이트(1510)를 결합할 때, 커버(1510)를 제거하고, 전자 장치(200)를 페이스 플레이트(1510)의 공동(cavity)에 끼울 수 있다. 전자 장치(200)와 페이스 플레이트(1510)가 결합하면 커버(101)를 다시 페이스 플레이트(1510)에 결합할 수 있다.
페이스 플레이트(1510)는 디스플레이 위치 조정부(1512)를 포함할 수 있다. 디스플레이 위치 조정부(1512)는 페이스 플레이트(1510)의 상단 중심에 위치할 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 정면에서 바라보면, 디스플레이 위치 조정부(1512)는 다이얼 또는 휠의 일부가 위부로 노출되고, 페이스 플레이트(1510)의 상단 중앙에 위치해 있는 형상일 수 있다.
디스플레이 위치 조정부(1512)는 휠(wheel) 또는 다이얼(dial) 형태로 구성될 수 있다. 사용자는 디스플레이의 위치를 조정하기 위하여 디스플레이 위치 조정부(1512)로 구현된 휠 또는 다이얼을 돌릴 수 있다. 디스플레이 위치 조정부(1512)가 배치되는 위치는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 특성을 고려하여 다양하게 조정될 수 있다.
일 실시예에서, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 렌즈를 고정시키고, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 지지되는 전자 장치(200)를 디스플레이 위치 조정부(1512)를 통해 이동시켜서 전자 장치(200)와 사용자 눈 사이의 거리를 조정할 수 있다. 사용자는 디스플레이 위치 조정부(1512)를 통하여 전자 장치(200)의 디스플레이 위치를 조정함으로써, 사용자가 자신의 시력에 적합한 영상을 감상할 수 있도록 전자 장치(200)의 위치를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 디스플레이 위치 조정부(1512)를 조작하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 전자 장치(200)를 사용자 눈 쪽에 가깝게 이동시키거나 사용자 눈으로부터 멀게 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 페이스 플레이트(1510)는 측 면에 전자 장치(200)를 컨트롤하기 위한 컨트롤 장치를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤 장치는 예를 들어, 터치 패드(1513), 물리적 키(1514), 조이스틱, 버튼, 휠(wheel)키 또는 터치 패널 등 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 터치 패드(1513)는 전자 장치(200)의 기능을 제어할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 터치 패드(1513)는 전자 장치(200)에서 출력되는 오디오의 음량을 조절할 수 있도록 소리 설정에 관한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 터치 패드(1513)는 전자 장치(200)에서 표시되는 영상을 제어할 수 있도록 영상 재생에 관한 그래픽 사용자 인터페이스를 표시할 수 있다.
터치 패드(1513)는 사용자의 터치 입력(예: 터치 패드(1513)를 직접 터치하는 입력 또는 호버링(hovering) 입력)을 수신할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 수신한 터치 입력을 전자 장치(200)에 전송할 수 있다. 전자 장치(200)는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 수신한 터치 입력에 응답하여 터치 입력에 대응하는 기능을 제어할 수 있다. 또한, 전자 장치(200)는 물리적 키(1514)의 입력에 응답하여 음량을 조절하거나 영상 재생을 제어할 수 있다.
도 16은 도 15의 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 기어 모듈(1531)을 포함할 수 있다. 기어 모듈(1531)은 디스플레이 위치 조정부(1512)로부터 전달된 힘을 기어들을 통해 전달하여 전자 장치(200)를 이동시킬 수 있는 장치이다.
일 실시예에 따르면, 기어 모듈(1531)은 연결 케이스(1530)에 포함되어 지지될 수 있다. 연결 케이스(1530)는 전면 케이스(1540)와 함께 기어 모듈(1531)을 포함시킬 수 있다.
기어 모듈(1531)은 디스플레이 위치 조정부(1512), 적어도 하나 이상의 수평 베벨 기어(1521A, 1521B), 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어(1522A, 1522B), 적어도 하나의 이동 기어(1532A, 1532B)를 포함할 수 있다. 베벨 기어(bevel Gear)는 서로 교차하는 두 축 사이에서 운동을 전할 때 이용하는 원추형의 기어이다.
예를 들어, 디스플레이 위치 조정부(1512)는 사용자가 디스플레이 위치 조정부(1521)를 회전시키면 회전하는 힘을 적어도 하나 이상의 수평 베벨 기어(1521A, 1521B) 및 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어(1522A, 1522B)에 전달할 수 있는 기어를 내부에 포함할 수 있다. 디스플레이 위치 조정부(1512)는 연결 케이스(1530) 또는 전면 케이스(1540) 상단 중앙에 배치될 수 있다.
디스플레이 위치 조정부(1512)가 회전될 경우, 디스플레이 위치 조정부(1521)를 중심으로 좌우에 있는 수평 베벨 기어들(1521A, 1521B)에 힘을 전달할 수 있다. 예컨대, 적어도 하나 이상의 수평 베벨 기어(1521A, 1521B)는 디스플레이 위치 조정부(1512)의 회전에 발생하는 힘을 좌우 양측에 골고루 전달할 수 있다. 적어도 하나 이상의 수평 베벨 기어(1521A, 1521B)는 페이스 플레이트(1510) 상단에 배치될 수 있다.
중간 베벨 기어들(132A, 132B)은 적어도 하나 이상의 수평 베벨 기어(1521A, 1521B)로부터 전달받은 힘을 이동 기어(1523A, 1523B)들에 전달할 수 있다. 이동 기어들(1523A, 1523B)들의 동작은 도 6과 동일할 수 있다.
예를 들어, 이동 기어들(1523A, 1523B) 각각은 수직 베벨 기어 및 스크류부(screw unit)를 포함할 수 있다. 이동 기어들(1523A, 1523B) 각각은 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어(1522A, 1522B)로부터 전달받은 힘을 적어도 하나 이상의 수평 베벨 기어(1521A, 1521B)를 통해 전달받을 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 일면이 사용자의 얼굴과 대면하도록 형성된 페이스 플레이트; 및
    상기 페이스 플레이트의 적어도 일부와 결합하여 상기 페이스 플레이트가 상기 얼굴에 고정될 수 있도록 형성된 지지 파트를 포함하며,
    상기 페이스 플레이트의 타면에는 외부 전자 장치가 장착될 수 있도록 공동 구조가 형성되며, 상기 페이스 플레이트의 적어도 일 측면에는 상기 외부 전자 장치의 위치를 조정할 수 있는 적어도 하나의 위치 조정부가 형성된 헤드 마운트 디스플레이.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트 적어도 일 측면에는
    상기 외부 전자 장치의 기능을 조작할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 표시하고, 사용자로부터 입력 신호를 수신할 수 있는 터치 패널을 더 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트는
    상기 렌즈 모듈에 포함된 적어도 하나 이상의 렌즈의 사이의 거리를 조정할 수 있는 렌즈 조정부를 더 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트는
    일면이 상기 사용자가 착용할 수 있게 얼굴 형상의 곡면 구조를 갖고, 타 일면은 상기 외부 전자 장치가 장착될 수 있는 구조를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트는
    일면이 상기 사용자가 착용할 수 있게 얼굴 형상으로 곡면 구조를 갖는 안면 케이스;
    경통(body tube)구조로 외부의 빛을 차단하고 상기 외부 전자 장치의 디스플레이에서 출력되는 빛을 상기 렌즈 모듈 또는 상기 사용자에게 전달하는 연결 케이스;
    상기 연결 케이스에 결합되고, 상기 외부 전자 장치가 결합될 수 있는 공간이나 구조를 내부에 포함하며 상기 외부 전자 장치와 함께 이동하는 이동 케이스; 및
    상기 사용자 조작에 의해 상기 외부 전자 장치를 이동시킬 수 있고, 상기 안면 케이스와 상기 연결 케이스 사이에 위치하는 기어 모듈을 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈은
    상기 연결 케이스를 통해 전달되는 상기 외부 전자 장치에서 출력되는 빛을 사용자에게 전달할 수 있고, 상기 안면 케이스와 상기 연결 케이스 사이에 위치하도록 형성된 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트는
    상기 외부 장치의 크기와 관계없이 상기 외부 장치와 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트는
    상기 이동 케이스와 결합되어 상기 외부 전자 장치를 지지할 수 있는 커버를 더 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 기어 모듈은
    상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부와 연결되며, 상기 사용자에게 전달받은 힘을 좌우에 위치한 상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부에 전달하는 수평 베벨 기어;
    상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부와 연결되며, 상기 프레임 의 수직 방향으로 전달할 수 있는 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어; 및
    상기 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어에 전달받은 힘으로 상기 이동 케이스 및 상기 외부 전자 장치를 이동 시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 이동 기어를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 이동 기어는
    상기 외부 전자 장치를 사용자에 가깝게 이동시키거나 상기 외부 전자 장치를 사용자에서 멀게 이동시키는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부의 회전축을 제공하며, 상기 디스플레이 위치 조정부가 상기 프레임에 고정되어 지지될 수 있게 하며, 상기 외부 전자 장치의 이동 가용 범위를 제공하는 적어도 하나 이상의 레일축을 더 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부는
    상기 수평 베벨 기어와 상기 적어도 하나 이상의 중간 베벨 기어에 상기 사용자로부터 전달받은 힘을 전달할 수 있는 기어를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  13. 제 5항에 있어서,
    상기 기어 모듈은
    상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부와 연결되며, 상기 사용자에게 전달받은 힘을 좌우에 위치한 상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부에 전달하는 수평 베벨 기어; 및
    상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부와 연결되며, 상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부로부터 전달받은 힘에 따라 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 외부 전자 장치를 이동시키는 링크 장치를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  14. 제 5항에 있어서,
    상기 기어 모듈은
    상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부와 연결되며, 상기 사용자에게 전달받은 힘을 좌우에 위치한 상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부에 전달하는 수평 베벨 기어;
    상기 적어도 하나 이상의 디스플레이 위치 조정부을 전달하는 적어도 하나 이상의 수직 이중 기어;
    상기 적어도 하나 이상의 수직 이중 기어로부터 전달받은 힘을 전달하는 수평 이중 기어; 및
    상기 수평 이중 기어로부터 전달받은 힘으로 상기 이동케이스 및 상기 외부 전자 장치를 이동시킬 수 있는 평기어를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트는
    메모리;
    통신 모듈;
    사용자 입력 신호를 수신할 수 있는 사용자 입력 모듈; 및
    프로세서를 포함하며
    상기 프로세서는 상기 외부 전자 장치와 결합되면 상기 통신 모듈이 통신 연결할 수 있게 제어하며, 상기 외부 전자 장치의 기능을 제어할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 상기 사용자 입력 모듈에 표시할 수 있게 제어하며, 상기 사용자 입력 신호를 상기 외부 전자 장치에 전송하거나 상기 사용자 입력 신호에 따른 상기 외부 전자 장치를 제어할 있는 신호를 상기 외부 전자 장치에 전송할 수 있게 상기 통신 모듈을 제어하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 사용자 입력 신호에 따라 초점 조절 모드가 선택되면, 상기 초점 조절 모드를 상기 외부 장치에 표시하게 제어하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트는
    일면에 코 형상의 홈(nose recess)를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 파트는
    고글 밴드, 안경 다리, 헬멧 또는 스트랩 중에 하나인 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  19. 제 5항에 있어서,
    상기 수평 베벨 기어는
    상기 페이스 플레이트의 상단에 위치하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  20. 일면이 사용자의 얼굴과 대면하도록 형성된 페이스 플레이트; 및
    상기 페이스 플레이트의 적어도 일부와 결합하여 상기 페이스 플레이트가 상기 얼굴에 고정될 수 있도록 형성된 지지 파트를 포함하며,
    상기 페이스 플레이트는 적어도 일 측면에 영상을 표시할 수 있는 디스플레이를 포함하며, 상기 페이스 플레이트의 적어도 일 측면에는 상기 외부 전자 장치의 위치를 조정할 수 있는 적어도 하나의 위치 조정부가 형성된 헤드 마운트 디스플레이 장치.
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