KR20150131577A

KR20150131577A - 글래스 타입 단말기

Info

Publication number: KR20150131577A
Application number: KR1020140058431A
Authority: KR
Inventors: 신승민; 김종필; 유안나; 유경희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-11-25
Also published as: EP2952999A2; US20150332502A1; EP2952999A3; EP2952999B1; US9569896B2

Abstract

사용자의 머리에 장착하는 밴드 프레임; 사용자가 밴드 프레임 착용시 사용자의 전면에 위치하도록 상기 밴드 프레임에 결합되며 영상이 맺히는 투명 스크린을 내부에 포함하는 광투과성 렌즈; 상기 광투과성 렌즈의 측면에서 상기 투명 스크린을 향해 영상을 출력하는 프로젝터; 상기 렌즈의 전면에 결합하며 투명도가 조정 가능한 포토셔터; 및 상기 포토셔터의 투명도를 제어하는 제어부을 포함하는 글래스 타입 단말기는 포토 셔터를 이용하여 광투과성 렌즈의 투광도를 조절하여 스크린에 맺히는 영상의 시인성을 높일 수 있어 밝은 곳에서도 뚜렷한 영상을 제공할 수 있다.

Description

글래스 타입 단말기{Glass Type Terminal}

본 발명은 카메라 및 광투과성 렌즈를 포함하며, 일상 생활을 하면서 손쉽게 정보를 취득 및 이용할 수 있는 글래스 타입 단말기에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

최근에는 사용자의 사용 편의성을 위해 웨어러블(wareable) 단말기에 대해 관심이 높아지고 있어 안경, 팔찌, 시계뿐만 아니라 의복에 장착되는 형태의 다양한 휴대용 단말기에 대한 연구가 진행되고 있다.

본 발명은 안정적으로 사용자의 얼굴에 착용가능한 글래스 타입 단말기에 있어서 투명 스크린에 맺히는 영상의 시인성을 높일 수 있는 글래스 타입 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

사용자의 머리에 장착하는 밴드 프레임; 사용자가 밴드 프레임 착용시 사용자의 전면에 위치하도록 상기 밴드 프레임에 결합되며 영상이 맺히는 투명 스크린을 내부에 포함하는 광투과성 렌즈; 상기 광투과성 렌즈의 측면에서 상기 투명 스크린을 향해 영상을 출력하는 프로젝터; 상기 렌즈의 전면에 결합하며 투명도가 조정 가능한 포토셔터; 및 상기 포토셔터의 투명도를 제어하는 제어부을 포함하는 글래스 타입 단말기를 제공한다.

상기 렌즈의 전면에 결합하여 정전용량의 변화를 감지하여 터치신호를 입력받는 터치센서를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 터치센서에 입력된 터치 회수에 따라 상기 포토셔터의 투명도를 조절할 수 있다.

상기 제어부는 상기 터치센서에서 터치입력이 감지된 부분의 상기 포토셔터의 투명도를 조절할 수 있다.

상기 제어부는 상기 터치센서에서 제1 방향으로 터치앤 드래그 입력이 감지되면 포토셔터의 투명도를 낮추고, 상기 터치센서에서 제2 방향으로 터치앤 드래그 입력이 감지되면 포토셔터의 투명도를 높이도록 제어할 수 있다.

상기 포토셔터는, 제1 투명 전극을 포함하는 제1 전극층; 상기 제1 전극층과 이격되어 배치되며 제2 투명 전극을 포함하는 제2 투명 글래스; 상기 투명 글래스 사이에 주입된 액정을 포함하는 액정층; 상기 제1 전극층에 결합된 일 방향으로 빛을 정렬하는 제1 편광판; 및 상기 제2 전극층에 결합된 상기 제1 편광판과 수직한 방향으로 빛을 정렬하는 제2 편광판을 포함할 수 있다.

상기 제2 전극층의 제2 투명 전극이 형성된 면의 반대 면 또는 상기 제1 편광판에 형성된 제3 투명 전극을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극 사이의 정전용량의 변화를 감지하여 터치입력의 유무를 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극에 일정 주기로 신호를 인가하여 액정층 하도록 제어하고, 상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극이 상기 액정 구동을 위해 이용되지 않을 때에는 상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극 사이의 정전용량의 변화를 감지하여 터치입력의 유무를 판단할 수 있다.

상기 포토셔터는 고분자분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal)을 포함할 수 있다.

주변의 빛을 감지하는 근조도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 근조도 센서가 감지한 조도에 따라 상기 포토셔터의 투명도를 조절할 수 있다.

조도가 높은 경우 투명도 조절비율이 조도가 낮은 경우 투명도 조절 비율보다 크게 할 수 있다.

상기 포토셔터는 복수개의 영역으로 구획되어 각 영역의 투명도를 선택적으로 조절 할 수 있다.

상기 제어부는 상기 영상에 텍스트가 표현되는 부분은 다른 부분의 투명도보다 낮도록 상기 포토셔터를 제어할 수 있다.

상기 광투과성 렌즈의 측면에서 영상을 공급하는 영상출력부를 더 포함하며,

상기 투명 스크린은 상기 광투과성 렌즈의 측면에서 입사된 영상을 사용자에게 전달하기 위해 비스듬하게 기울어질 수 있다.

가속도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 포토셔터의 투명도를 낮춘 상태에서 상기 가속도 센서에서 일정시간 이상의 움직임이 감지되면 상기 포토셔터의 투명도를 높이며, 상기 가속도 센서에서 일정시간 이상 움직임이 감지되지 않으면 상기 포토셔터의 투명도를 다시 낮출 수 있다.

상기 밴드 프레임에 결합하여 사용자가 밴드 프레임을 착용시 사용자의 측면에 위치하는 터치패드를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 터치패드에 사용자의 터치입력이 감지되면 상기 영상은 상기 터치입력에 상응하여 움직이는 포인터를 포함하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 포토 셔터를 이용하여 광투과성 렌즈의 투광도를 조절하여 스크린에 맺히는 영상의 시인성을 높일 수 있어 밝은 곳에서도 뚜렷한 영상을 제공할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 글래스 타입 단말기의 블럭 구성도(block diagram)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 글래스 타입 단말기의 전면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 글래스 타입 단말기의광투과성 렌즈에 맺힌 영상을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관련된 글래스 타입 단말기의 광투과성 렌즈, 포토셔터 및 프로젝터를 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 관련된 글래스 타입 단말기의 포토셔터를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 타입 단말기의 제어방법의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 타입 단말기의 광투과성 렌즈에 맺힌 영상을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 타입 단말기의 포토셔터의 제어에 따른 광투과성 렌즈에 맺힌 영상을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 타입 단말기의 포토셔터를 외부 조도와 관계에서 제어하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 본 발명과 관련된 글래스 타입 단말기(100)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 글래스 타입 단말기(100)의 블록 구성도(block diagram)이다. 상기 글래스 타입 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 저장부(160), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그 보다 적은 구성요소들을 갖는 글래스 타입 단말기(100)가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 글래스 타입 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 글래스 타입 단말기(100)와 글래스 타입 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, GSM(Gobal System for Mobile communications), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA)(이에 한정되지 않음)와 같은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 글래스 타입 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), GSM, CDMA, WCDMA, LTE(Long Term Evolution)(이에 한정되지 않음) 등이 이용될 수 있다.

Wibro, HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 글래스 타입 단말기(100)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다. 현재 기술에 의하면, 상기 GPS모듈은 3개 이상의 위성으로부터 떨어진 거리 정보와 정확한 시간 정보를 산출한 다음 상기 산출된 정보에 삼각법을 적용함으로써, 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 현 위치 정보를 정확히 산출할 수 있다. 현재, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또다른 1개의 위성을 이용하여 상기 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 모듈은 현 위치를 실시간으로 계속 산출함으로써 속도 정보를 산출할 수 있다.

도 1을 참조하면, 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121), 마이크(122), 영상 인식부(125) 및 음성 인식부(126) 등이 포함될 수 있다.

카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 촬영된 정지영상 또는 동영상 등의 이미지 프레임을 처리한다. 처리된 이미지 프레임은 영상 출력부(151)에 표시될 수 있다. 카메라(121)에서 처리된 이미지 프레임은 저장부(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

영상 인식부(125)는 상기 카메라(121)로부터 촬영된 영상로부터 정보를 추출하는 장치이다. 촬영된 영상이 무엇인지 식별하고, 영상이 글씨를 포함하는 경우 이를 텍스트 데이터로 전환할 수 있고, 영상이 복수개의 오브젝트를 포함하는 경우 그 중에 상기 저장부(160)에 저장된 정보와 비교할 대상을 추출한다.

상기 카메라(121)가 정지영상을 취득한 경우 정지영상으로 부터 정보를 추출할 수 있다. 상기 카메라(121)가 동영상을 촬영하는 경우 복수개의 정지영상으로 이루어지기 때문에, 상기 영상 인식부(125)가 복수개의 정지영상 전부에 대해 영상 인식부에서 정보를 취득하고 이를 제어부에서 처리하는 것은 불필요한 프로세스 낭비가 될 수 있다. 또한 사용자에게 불필요한 정보까지 추출하여 제공하면 안경과 같이 착용하는 글래스 타입 단말기(100)의 사용에 불편을 느낄 수 있다.

사용자가 프레임에 구비된 사용자 입력부(128)를 누르거나 영상정보를 취득하라는 음성명령을 통해 필요한 정보만 추출할 수 있고, 또는 사용자가 일정시간 이상 동일 사물을 응시하여 카메라(121)가 동일 영상을 일정시간 이상 촬영할 때 정보를 추출할 수 있다.

또는 특정 오브젝트에 사용자가 근접한 경우 해당 오브젝트가 시야에서 크게 차지하게 되면 해당 오브젝트를 주시하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 카메라(121)가 인식한 영상에서 하나의 오브젝트가 상기 영상의 일정범위 이상 차지하는 경우 상기 오브젝트에 관련된 정보를 추출할 수 있다.

또한 영상 인식부(125)는 사용자의 제스처를 인식하여 사용자 명령으로 입력받을 수 있다. 예를 들어, 원을 그리면 'yes'로 인식하거나 원 내부의 글씨 또는 오브젝트를 선택하는 등의 기능을 수행할 수 있다.

음성 인식부(126)는 마이크(122)를 통해 입력된 사용자의 목소리를 텍스트 데이터로 변환하거나 특정 명령(이하 '음성명령' 이라 한다)으로 인식한다. 본 발명의 글래스 타입 단말기(100)의 경우 키보드를 구비할 수 없는 바, 사용자의 음성명령을 인식하여 휴대용 단말기의 기능을 활성화 하기 위해서는 음성 인식부(126)의 기능이 중요하다.

글래스 타입 단말기(100)는 키보드를 구비하기 어려우나 프레임 상에 버튼 타입의 사용자 입력부(128)를 구비하여 자주 사용하는 명령을 입력할 수 있다. 예를 들면 사용자가 보고 있는 영상을 촬영하거나 영상으로부터 정보를 추출하는 명령 또는 음향출력부(152)에서 출력되는 음량의 조절 등의 명령이 지정될 수 있다.

상기 사용자 입력부(128)는 메탈돔을 이용하여 물리적인 압력을 인지하여 신호를 발생시키는 방법 또는 터치센서를 이용하여 사용자의 손이 터치된 것을 인식하는 방법 등 다양한 형태의 사용자 입력부(128)가 모두 적용 가능하다.

센싱부(140)는 휴대용 단말기(100)의 상태 및 주변환경을 감지하며, 대표적으로 자이로 센서(141) 및 가속 센서(142) 등을 들 수 있다.

자이로 센서(141)는 휴대 단말기의 기울기 변화를 감지는 장치로서, x축, y축, z축의 3개의 직교하는 축에 대한 변동을 검출한다. 각속도 센서라고도 한다. 각 축을 중심으로 회전운동을 운동량을 감지하여 이동단말기 본체의 기울기 흔들림 등을 감지할 수 있다.

종래의 자이로 센서는 3개의 축을 갖는 팽이형태였으나, 최근에는 광학식 자이로, 진동식 자이로 등과 같이 그 정밀도를 높이고 크기를 소형화하여 이동단말기와 같은 작은 전자제품에 실장 가능하다. 또한 MEMS모듈로 구현한 6축 센서도 자이로 센서(141)로서 이용할 수 있다.

본 발명에 이용되는 자이로 센서(141)는 상술한 형태에 국한되지 않고 글래스 타입 단말기(100)의 기울기 및 움직임을 감지할 수 있는 모든 센서를 포함한다.

가속 센서(142)는 글래스 타입 단말기(100)의 가속도와 같이 동적 힘을 측정한다. 가속도의 변화로부터 진동, 충격 등도 검출 가능하다. 질량이 있는 물체가 가속도를 받으면 힘이 발생하므로 그 힘에 따른 변화를 감지한다.

가속 센서(142)를 이용하면 사용자의 움직임을 감지할 수 있어 이동 중인지 정지된 상태인지 판단 가능하다. 가속 센서(142)를 통해 걷고 있거나 이동 중인 것을 감지하면 제어부(180)는 영상 출력부(151)에서 영상의 출력을 제한하여 이동 중에 영상을 보다가 사고가 발생하는 위험을 방지할 수 있다.

다음으로 출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 영상 출력부(151) 및 음향 출력부(152)를 포함할 수 있다.

영상 출력부(151)는 영상정보를 이용하여 영상을 출력하는 프로젝터(1510)와 사용자의 눈 앞에 위치하여 상기 프로젝터(1510)에서 공급한 빛을 사용자에게 공급하기 위한 광투과성 렌즈(1511)를 포함한다.

광투과성 렌즈(1511)는 안경의 렌즈와 같이 사용자의 눈 전면에 배치된다. 전면의 사물을 볼 수 있기 위해서 투명한 한편 측방향에서 입사되는 영상이 반사되어 사용자의 눈에 도달하도록 입사된 빛을 사용자의 눈으로 반사시키는 투명 스크린(1515)을 내부에 구비한다.

음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 저장부(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 글래스 타입 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 골전도 헤드셋 등이 포함될 수 있다.

저장부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 새로 입력된 데이터를 저장할 수 있고, 먼저 저장된 데이터는 추출하여 이용할 수 있다. 상기 저장부(160)는 내장 방식 뿐만 아니라 SD카드와 같이 보조 저장장치를 이용하여 저장 기능을 확대할 수 있다.

인터페이스부(170)는 글래스 타입 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 글래스 타입 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 글래스 타입 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다.

예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 글래스 타입 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부(170)는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller)(180)는 통상적으로 글래스 타입 단말(100)기의 전반적인 동작을 제어한다. 무선통신부를 제어하여 각종 신호를 송수신하거나 입력된 데이터를 처리하거나, 광투과성 렌즈(1511) 및 음향 출력부를 제어하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 상술한 영상 인식부(125) 음성 인식부(126)는 제어부(180)의 일부로서 구성될 수도 있다.

본 발명의 제어부(180)는 카메라(121)에서 취득한 영상으로부터 정보를 추출하고 상기 추출한 정보를 기초로 기 저장된 정보와 비교하거나, 추출된 정보를 저장부(160)에 저장하거나, 저장부(160)에 저장된 관련정보를 추출하여 광투과성 렌즈(1511)에 출력하거나, 관련 정보를 인터넷으로 검색할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 예를 들어 배터리, 연결포트, 전원공급제어부 및 충전 모니터링부를 포함할 수 있다. 배터리(191)는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 이용될 수 있으며, 충전 등을 위하여 밴드 프레임(101)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 글래스 타입 단말기(100)의 전면 사시도이다. 도 2를 참조하면 본 발명의 글래스 타입 단말기(100)는 밴드 프레임(101), 하우징(102, 104), 광투과성 렌즈(1511) 및 카메라(121)를 포함한다.

밴드 프레임(101)은 사용자 눈 위쪽에 위치하는 정면부(101a)와 상기 정면부(101a)에서 사용자의 양쪽 귀를 향해 연장되는 측면부(101b)를 포함하며, 정면부(101a)와 측면부(101b)가 사용자 머리의 전면과 측면을 감싸면서 사용자의 머리에 장착된다.

밴드 프레임(101)은 사용자의 머리 사이즈에 관계없이 누구나 착용가능해야 하기 때문에 금속이나 형태가 변화가능한 플라스틱 소재와 같이 탄성 재질로 이루어지는 것을 이용할 수 있다.

밴드 프레임(101)의 일부를 금속 재질로 하는 경우 깔끔한 외관을 제공할 수 있고, 밴드 프레임(101)의 두께도 더 얇아 보이는 효과가 있다. 또한, 상기 밴드 프레임(101)의 금속재질 부분은 안테나로 이용할 수 있다.

상기 밴드 프레임(101)에 결합된 하우징(102, 104)은 밴드 프레임(101)의 측면부(101b)에 결합하며 내부에 제어부(180), 배터리(191), 무선통신부(110), 프로젝터(1510, 도 4 참조), 카메라(121), 음향출력부(152) 등이 위치한다. 도 2에는 하우징(102, 104)이 일측의 밴드 프레임(101b)에 결합되어 있으나, 타측의 밴드 프레임(101c)에도 위치시킬 수 있다.

특히 전면부(101a)에 인접하게 배치되는 하우징(104)에는 전술한 프로젝터(1510)가 위치하여 상기 광투과성 렌즈(1511)에 영상을 공급할 수 있다. 광투과성 렌즈(1511)는 직접 밴드 프레임(101)에 결합될 수도 잇으나, 도 2에 도시된 바와 같이 광투과성 렌즈(1511)가 하우징(104)을 통해 상기 밴드 프레임(101)에 결합할 수 있다.

광투과성 렌즈(1511)는 사용자가 밴드 프레임(101)을 머리에 착용시 사용자의 눈 앞쪽에 위치하도록 밴드 프레임(101)에 또는 하우징(104)에 결합된다. 사용자의 눈을 전부 커버하는 크기도 가능하나 도 2에 도시된 바와 같이 눈보다 약간 상부에 위치시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 글래스 타입 단말기(100)의 광투과성 렌즈(1511)에 맺힌 영상을 도시한 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관련된 글래스 타입 단말기(100)의 광투과성 렌즈(1511), 포토셔터(200) 및 프로젝터(1510)를 도시한 단면도이다.

광투과성 렌즈(1511)는 빛을 투과시키기 때문에 사용자가 글래스 타입 단말기(100)를 머리에 착용시 도 4에 도시된 바와 같이 사용자의 전면 방향에 위치하는 사물 및 풍경이 상기 광투과성 렌즈(1511)를 통해 사용자의 눈에 들어오게 된다.

또한 광투과성 렌즈(1511)의 측면에 위치하는 프로젝터(1510)는 영상정보에 따라 영상(빛)을 공급하며 광투과성 렌즈(1511)의 내부에 위치하는 투명 스크린(1515)에 상기 측면에서 공급된 영상이 맺히며 사용자의 눈에 상기 투명 스크린(1515)에 맺힌 영상이 보이게 된다. 상기 투명 스크린(1515)는 굴절률이 다른 두 가지의 투명한 물질로 광투과성 렌즈(1511)를 구성하여 구현할 수 있다. 즉, 두 가지 물질의 경계면은 빛을 반사하는 투명 스크린(1515)이 된다.

따라서, 도 3과 같이 사용자의 눈에 광투과성 렌즈(1511)의 전면에 위치하는 사물이나 풍경(1519)이 사용자의 눈에 들어옴과 동시에 측면 프로젝터(1510)에서 공급되는 영상(1516)이 투명 스크린(1515)에 반사되어 사용자의 눈에 입사되어 2가지 영상이 겹쳐 보이게 된다.

두 가지 영상(1516, 1519)이 겹쳐보이기 때문에 사용자가 프로젝터(1510)에서 공급하는 영상(1516)을 제대로 인식하기 어려운 문제가 있어 프로젝터(1510)에서 공급하는 영상(1516)을 뚜렷하게 보이도록 전면에서 유입되는 빛(1519)을 차폐할 필요가 있다.

이에 본 발명은 광투과성 렌즈(1511)의 전면에 투명도가 변화하는 포토셔터(200)를 구비할 수 있다. 상기 포토셔터(200)는 투명도가 변화하여 선택적으로 상기 광투과성 렌즈(1511)의 전면으로부터 유입되는 빛을 차폐할 수 있다. 따라서 도 3과 같이 포토셔터(200)가 투명한 상태에서는 전면의 사물이나 풍경(1519)을 볼 수 있고, 도 5와 같이 포토셔터(200)가 불투명한 상태에는 프로젝터(1510)에서 공급되는 영상(1516)을 선명하게 볼 수 있다.

도 6 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 관련된 글래스 타입 단말기(100)의 포토셔터(200)를 도시한 도면이다. 도 6은 포토셔터(200)로 고분자 분산형 액정(PDLC, Polymer Dispersed Liquid Crystal)을 이용한 실시예로, 고분자 분산형 액정(230)은 빛의 투과를 빛의 산란 강도에 따라 제어하여 편광판을 생략할 수 있는 것이 특징이다. 기존의 액정에 비해 높은 선명도와 빠른 응답속도를 구현할 수 있다. 또한 액정 재료비를 절감할 수 있다.

고분자 내에 수mm의 액정 분자립(231)이 다수 분산되어 있어 그물 모양의 고분자 중에 액정 분자(231)가 포함되어 있다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 전압이 없으면 액정 분자(231)는 불규칙한 방향이 되고 매체와의 굴절율이 다른 계면에서 산란을 일으킨다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 전압을 가하면 액정의 방향이 가지런하게 배치 되고 양자의 굴절율이 일치하여 투과상태가 된다.

도 7a에 도시된 포토셔터(200)는 투명전극(212, 222)이 형성된 한 쌍의 투명 전극층(210, 220) 사이에 주입된 액정으로 이루어진다. 포토셔터(200)의 전면(도면상으로 위쪽)의 제1 투명 전극(212)과 배면(도면상으로 아래쪽)의 제2 투명전극(222) 사이에 형성되는 전자기장에 의해 액정의 배열이 변형된다.

도 7a에 도시된 액정 형태는 전술한 고분자 분산형 액정과 달리 편광판(213, 223))이 필요하며, 전면의 제1 글래스(210)에 결합된 제1 편광판(213)과 배면의 제2 글래스(220)에 결합된 제2 편광판(223)은 서로 직교한다. 상기 제1 투명전극(211) 및 제2 투명전극(221)에 전원을 인가하여 액정(235)이 나란히 배열하게 되면 직교하는 편광판(213, 223)에 의해 빛이 투과하지 못한다. 반대로 전원을 인가하지 않으면 액정(235)의 배열이 비틀어져 빛의 파장 방향이 액정(235)를 통과하며 휘어지기 때문에 직교하는 편광판(213, 223)을 빛이 통과할 수 있다. 상기 글래스(211, 221)는 유리나 투명 수지를 이용할 수 있으며 상기 글래스(211, 221)에 위치하는 투명전극(212, 222)은 ITO를 이용할 수 있다.

사용자가 광투과성 렌즈(1511)를 터치하여 사용자 입력을 수행하기 위해 포토셔터(200)에 터치센싱 기능을 부가할 수 있다. 도 7a과 같이 포토셔터(200)의 전면에 터치센서(250)를 적층하여 터치기능을 구현할 수도 있으나, 재료비를 절감하고 두께를 더 얇게 구현하기 위해 포토셔터(200)의 투명전극(212, 222)을 터치센서(250)의 투명전극으로 동시에 이용할 수 있다(도 7b, 7c참조).

도 7b의 도시된 포토셔터(200)의 실시예에 따르면, 포토셔터(200)의 전면에 위치하는 제3 투명전극(255)을 더 포함한다. 전면에 위치하는 제3 투명전극(255)과 제1 글래스(211)의 제1 투명전극(212)이 터치센서(250)로서 기능을 하고 제1 글래스(211)의 제1 투명전극과 제2 글래스(221)의 제2 투명전극(222)이 포토셔터(200)로 기능을 한다.

터치센서(250)는 두개의 전극 사이에 형성되는 정전용량의 변화가 있으면 터치된 것으로 감지하며 제1 투명전극(212)이 터치 동작을 위한 전원과 연결되고 제3 투명전극(222)이 정전용량 변화를 읽어들여 터치를 인식한다.

도 7c에 도시된 포토셔터(200)의 실시예에 따르면, 제1 투명전극(212)과 제2 투명전극(222)이 포토셔터(200)의 기능을 위해 액정의 배열을 바꾸면서 동시에 터치센서(250)로 기능을 한다. 포토셔터(200) 기능을 구현하는 시간을 제외하고 터치 센싱을 위한 신호를 발생시켜 터치기능도 동시에 구현 가능하다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 타입 단말기(100)의 제어방법의 실시예들을 도시한 도면이다. 측면에 위치하는 사용자 입력부(128)를 이용하여 포토셔터(200)를 구동할 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 포토셔터(200)의 전면에 위치하는 터치센서(250)를 이용하여 포토셔터(200)를 구동할 수도 있다.

측면에 위치한 사용자 입력부(128)는 터치센서를 이용할 수도 있으나, 메탈돔을 이용한 버튼이나 슬라이드 키 등 다양한 형상의 사용자 입력부(128)를 적용할 수 있다. 터치센서를 이용하는 경우 포토셔터(200)를 구동시키는 명령은 터치 또는 터치 앤 드래그 모두 적용 가능하다.

터치 회수에 따라 투명도의 단계를 조절할 수도 있고, 드래그된 거리 또는 방향에 따라 투명도를 조절할 수 있다. 예를 들어 제1 방향으로 터치앤 드래그 입력이 감지되면 포토셔터(200)의 투명도를 낮추고 제2 방향으로 터치앤 드래그 입력이 감지되면 포토셔터(200)의 투명도를 높일 수 있다.

또한, 포토셔터(200)의 전면에 결합한 터치센서(250)를 이용하는 경우 터치된 부분의 포토셔터(200)의 투명도를 조절할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 타입 단말기(100)의 포토셔터(200)의 제어에 따른 투명 스크린(1515)에 맺힌 영상을 도시한 도면이다. (a)는 투명도가 80%에서 보이는 화면을 도시한 것으로 포토셔터(200)의 투명도를 높일수록 전면의 사물과 영상이 겹쳐 보이면서 영상(1516)이 뚜렷하게 보이지 않는다.

(b)는 40%의 투명도로 (a)에 비해 더 뚜렷하게 보이며, (c)는 투명도가 0%인 경우를 도시한 것으로 전면의 사물과 겹쳐지지 않고 영상(1516)이 뚜렷하게 보인다. 즉, 포토셔터(200)를 이용하여 광투과성 렌즈(1511)의 전면 투명도를 변화시켜 전면에서 들어오는 빛을 차단하여 측면의 프로젝터(1510)에서 제공되는 영상(1516)의 시인성을 높일 수 있다. 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 포토셔터(200)의 일부만 불투명하게 변화시켜 영상이 제공되지 않는 부분은 전면의 사물이나 풍경이 보이도록 제어할 수 있다.

도 11 는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 타입 단말기(100)의 포토셔터(200)의 제어에 따른 광투과성 렌즈(1511)에 맺힌 영상을 도시한 도면이다. 영상에서 이미지 부분(1516a)은 시인성이 조금 떨어지더라도 보는데 큰 어려움이 없으나, 자막과 같은 글자 부분(1516b)은 시인성이 떨어지면 읽기 어려운 문제가 있다.

따라서, 자막과 같이 글자가 나오는 부분(1516b, 도 11(a) 참조) 또는 메뉴(1516c, 도 11(b) 참조)는 제어를 위해 명확히 보일 필요가 있으므로, 포토셔터(200)의 일부만 불투명하게 하여 부분적으로 시인성을 높일 수 있다.

영상을 분석하여 포토셔터(200)가 부분적으로 투명도를 변경할 수도 있고, 사용자가 터치센서(250)를 이용하여 포토셔터(200)가 불투명하게 변경될 부분을 지정할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 타입 단말기(100)의 포토셔터(200)를 외부 조도와 관계에서 제어하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 곡선의 그래프는 외부 조도에 따른 투과도를 설명하는 것으로 조도가 낮은 상태에서는 투과도가 높더라도(투명하더라도) 프로젝터(1510)에서 제공되는 영상이 뚜렷하게 보이나, 조도가 높으면 투과도가 낮아야(불투명해야) 투명 스크린(1515)에 맺힌 영상이 뚜렷하게 보인다.

따라서 외부 조도에 따라 포토셔터(200)의 투명도를 조절할 수 있으며, 효율을 위해 일정 크기 이상 조도가 변화한 경우 투명도를 변화시켜 도 13에 도시된 바와 같이 계단식으로 제어할 수 있다. 미세한 조도 변화에도 투과도를 변화시키면 오히려 어지러운 문제가 있으므로, 일정 크기 이상 조도가 변화하면 단계적으로 투과도를 변화시키는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 광투과성 렌즈(1511)에 맺히는 영상의 시인성을 높일 수 있어 밝은 곳에서도 뚜렷한 영상을 볼 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 글래스 타입 단말기 101: 밴드 프레임
102: 제1 하우징 104: 제2 하우징
110: 무선통신부 120: 입출력부
121: 카메라 128: 사용자 입력부
140: 센싱부 150: 출력부
151: 영상출력부 152: 음향출력부
160: 저장부 180: 제어부
200: 포토셔터 210: 제1 글래스
220: 제2 글래스 250: 터치센서

Claims

사용자의 머리에 장착하는 밴드 프레임;
사용자가 밴드 프레임 착용시 사용자의 전면에 위치하도록 상기 밴드 프레임에 결합되며 영상이 맺히는 투명 스크린을 내부에 포함하는 광투과성 렌즈;
상기 광투과성 렌즈의 측면에서 상기 투명 스크린을 향해 영상을 출력하는 프로젝터;
상기 렌즈의 전면에 결합하며 투명도가 조정가능한 포토셔터; 및
상기 포토셔터의 투명도를 제어하는 제어부을 포함하는 글래스 타입 단말기.
제1항에 있어서,
상기 렌즈의 전면에 결합하여 정전용량의 변화를 감지하여 터치신호를 입력받는 터치센서를 더 포함하는 글래스 타입 단말기.
제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 터치센서에 입력된 터치 회수에 따라 상기 포토셔터의 투명도를 조절하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 터치센서에서 터치입력이 감지된 부분의 상기 포토셔터의 투명도를 조절하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 터치센서에서 제1 방향으로 터치앤 드래그 입력이 감지되면 포토셔터의 투명도를 낮추고,
상기 터치센서에서 제2 방향으로 터치앤 드래그 입력이 감지되면 포토셔터의 투명도를 높이도록 제어하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제1항에 있어서,
상기 포토셔터는,
제1 투명 전극이 일면에 형성된 제1 투명 글래스;
상기 제1 전극층의 일면과 대향하며 이격되어 배치되고 제2 투명 전극이 타면에 형성된 제2 투명 글래스;
상기 제1, 제2 투명 글래스 사이에 주입된 액정을 포함하는 액정층;
상기 제1 글래스에 결합된 일 방향으로 빛을 정렬하는 제1 편광판; 및
상기 제2 글래스에 결합된 상기 제1 편광판과 수직한 방향으로 빛을 정렬하는 제2 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제6항에 있어서,
상기 제2 글래스의 제2 투명 전극이 형성된 면의 반대 면 또는 상기 제1 편광판에 형성된 제3 투명 전극을 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극 사이의 정전용량의 변화를 감지하여 터치입력의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극에 일정 주기로 신호를 인가하여 액정의 배열을 제어하고,
상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극이 상기 액정의 배열 제어를 위해 이용되지 않을 때에는 상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극 사이의 정전용량의 변화를 감지하여 터치입력의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제1항에 있어서,
상기 포토셔터는
고분자분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제1항에 있어서,
주변의 빛을 감지하는 근조도 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 근조도 센서가 감지한 조도에 따라 상기 포토셔터의 투명도를 조절하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제10항에 있어서,
조도가 높은 경우 투명도 조절비율이 조도가 낮은 경우 투명도 조절 비율보다 큰 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제1항에 있어서,
상기 포토셔터는
복수개의 영역으로 구획되어 각 영역의 투명도를 선택적으로 조절 가능한 글래스 타입 단말기.
제12항에 있어서,
상기 제어부는
상기 영상에 텍스트가 표현되는 부분은 다른 부분의 투명도보다 낮도록 상기 포토셔터를 제어하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제1항에 있어서,
상기 광투과성 렌즈의 측면에서 영상을 공급하는 영상출력부를 더 포함하며,
상기 투명 스크린은 상기 광투과성 렌즈의 측면에서 입사된 영상을 사용자에게 전달하기 위해 비스듬하게 기울어진 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제1항에 있어서,
가속도 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 포토셔터의 투명도를 낮춘 상태에서 상기 가속도 센서에서 일정시간 이상의 움직임이 감지되면 상기 포토셔터의 투명도를 높이고,
상기 가속도 센서에서 일정시간 이상 움직임이 감지되지 않으면 상기 포토셔터의 투명도를 다시 낮추는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.
제1항에 있어서,
상기 밴드 프레임에 결합하여 사용자가 밴드 프레임을 착용시 사용자의 측면에 위치하는 터치패드를 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 터치패드에 사용자의 터치입력이 감지되면 상기 영상은 상기 터치입력에 상응하여 움직이는 포인터를 포함하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 글래스 타입 단말기.