KR20160086500A

KR20160086500A - 헤드 마운티드 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20160086500A
Application number: KR1020150003527A
Authority: KR
Inventors: 서정은
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2016-07-20
Also published as: US10754158B2; US20180143441A1; US20160202483A1; US9874750B2; KR102329295B1

Abstract

헤드 마운티드 디스플레이(head mounted display, HMD) 장치는 이미지를 표시하는 스트레처블 디스플레이(stretchable display), 상기 스트레처블 디스플레이와 대향하며, 상기 이미지를 확대하여 사용자의 안구 방향으로 굴절시키는 렌즈부를 포함한다.

Description

헤드 마운티드 디스플레이 장치{HEAD MOUNTED DISPLAY DEVICE}

본 발명은 헤드 마운티드 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 머리에 장착되는 이미지를 표시하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치에 관한 것이다.

헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, HMD) 장치는 사용자의 머리에 장착되어 사용자에게 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 가상현실, 증강현실을 제공하는 시각화 장치로 부각되고 있다.

종래의 헤드 마운티드 디스플레이 장치는 이미지를 표시하는 디스플레이 및 디스플레이와 사용자의 안구 사이에 배치되어 상기 이미지를 확대하여 사용자의 안구로 굴절시키는 렌즈를 포함하였다.

본 발명의 일 실시예는, 현실감 및 임장감(presence)이 향상된 헤드 마운티드 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 이미지를 표시하는 스트레처블 디스플레이(stretchable display), 및 상기 스트레처블 디스플레이와 대향하며, 상기 이미지를 확대하여 사용자의 안구 방향으로 굴절시키는 렌즈부를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이(head mounted display, HMD) 장치를 제공한다.

상기 스트레처블 디스플레이와 연결되어 있으며, 상기 스트레처블 디스플레이의 면적을 늘리는 변형부를 더 포함할 수 있다.

상기 변형부는 상기 스트레처블 디스플레이의 면적의 종횡비가 상기 이미지의 종횡비와 동일하도록 상기 스트레처블 디스플레이의 면적을 늘릴 수 있다.

상기 변형부는 상기 스트레처블 디스플레이를 횡 방향 및 종 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 늘릴 수 있다.

상기 스트레처블 디스플레이의 면적은 최초 16:9의 종횡비를 가질 수 있다.

상기 변형부는 상기 스트레처블 디스플레이의 표면이 곡률을 가지도록 상기 스트레처블 디스플레이를 벤딩(bending)할 수 있다.

상기 스트레처블 디스플레이는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 현실감 및 임장감(presence)이 향상된 헤드 마운티드 디스플레이 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 스트레처블 디스플레이의 면적이 늘어나는 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 헤드 마운티드 디스플레이 장치와 대비한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 헤드 마운티드 디스플레이 장치 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)는 사용자의 머리에 장착되어 사용자의 양안 각각에 이미지를 표시하는 장치로서, 마운티드 본체(100), 스트레처블 디스플레이(200), 렌즈부(300), 변형부(400)를 포함한다.

마운티드 본체(100)는 스트레처블 디스플레이(200), 렌즈부(300), 변형부(400)를 지지하고 있으며, 사용자의 머리에 장착되는 부분이다. 마운티드 본체(100)는 스트레처블 디스플레이(200), 렌즈부(300), 변형부(400)를 지지한 상태에서 사용자의 머리에 장착될 수 있다면 어떠한 형태로도 형성될 수 있다. 마운티드 본체(100)는 다양한 공지된 형태를 가질 수 있으며, 일례로 안경 형태 또는 헬멧 형태 등을 가질 수 있다.

스트레처블 디스플레이(200)는 스트레처블(stretchable)하며, 디스플레이의 전체 면적이 늘어날 수 있는 형태를 가지고 있다. 스트레처블 디스플레이(200)는 이미지를 표시하기 위한 복수의 화소를 가지고 있다. 여기서, 화소는 이미지를 표시하는 최소 단위를 의미할 수 있다. 스트레처블 디스플레이(200)는 이미지를 표시하는 화소로서 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)를 포함할 수 있으며, 또한 유기 발광 소자를 발광시키기 위한 하나 이상의 스캔 배선, 하나 이상의 데이터 배선, 복수의 박막 트랜지스터 및 하나 이상의 커패시터를 더 포함할 수 있다. 스트레처블 디스플레이(200)는 스트레처블할 수 있다면 공지된 다양한 구조로 형성될 수 있다. 스트레처블 디스플레이(200)는 평면적으로 사각형일 수 있으며, 스트레처블 디스플레이(200)의 면적은 최초 16:9의 종횡비를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레처블 디스플레이(200)는 평면적으로 사각형이나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레처블 디스플레이는 평면적으로 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 다각형, 원형, 타원형, 폐루프(closed loop)형 등일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레처블 디스플레이(200)는 최초 16:9의 종횡비를 가지나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레처블 디스플레이의 면적은 1:1, 3:2, 4:3, 1.85:1, 2.38:1 등의 종횡비를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 스트레처블 디스플레이(200)는 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치이나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레처블 디스플레이는 이미지를 표시하는 액정 표시 장치(liquid crystal displays, LCDs), 플라즈마 디스플레이(plasma displays, PDs), 필드에미션디스플레이(field emission displays, FEDs), 전기영동 디스플레이(electrophoretic displays, EPDs), 전기습윤 디스플레이(electrowetting displays, EWDs) 등의 다양한 표시 장치일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레처블 디스플레이(200)는 스트레처블(stretchable)하나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레처블 디스플레이(200)는 플렉서블(flexible)하거나, 폴더블(foldable)하거나, 벤더블(bendable)하거나, 롤러블(rollable)할 수 있다.

또한, 스트레처블 디스플레이(200)는 투명 디스플레이일 수 있다. 투명 디스플레이를 통해 스트레처블 디스플레이(200)에 표시되는 컨텐츠 외에 육안으로 확인할 수 있는 배경영상을 동시에 확인할 수 있다. 이는, 증강현실(augmented reality) 또는 가상현실(virtual reality) 기술을 사용하기 위하여 활용될 수 있다.

렌즈부(300)는 스트레처블 디스플레이(200)와 대향하며, 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지를 확대하여 사용자의 안구 방향으로 굴절시킨다. 렌즈부(300)는 스트레처블 디스플레이(200)를 향해 볼록한 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈부(300)는 볼록 렌즈에 의한 왜곡을 보정하는 오목 렌즈를 포함할 수 있으며, 이 오목 렌즈는 비구면 렌즈일 수 있다.

변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)와 연결되어 있으며, 스트레처블 디스플레이(200)를 지지하고 있다. 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)의 면적을 늘리거나 축소시킬 수 있다. 구체적으로, 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비가 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지의 종횡비와 동일하도록 스트레처블 디스플레이(200)의 면적을 늘리거나 축소시킬 수 있다. 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)를 횡 방향 및 종 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 늘리거나 축소시켜 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비를 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지의 종횡비와 동일하게 할 수 있다. 변형부(400)는 레일 형태의 슬라이딩 가이드 및 슬라이드 가이드를 따라 슬라이딩하는 슬라이딩부를 포함하거나, 힌지(hinge)에 의해 연결된 로봇 암(robot arm) 등을 포함할 수 있으며, 스트레처블 디스플레이(200)를 늘리거나 축소시킬 수 있다면 공지된 다양한 형태를 가질 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 스트레처블 디스플레이의 면적이 늘어나는 예를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스트레처블 디스플레이(200)의 면적은 최초 16:9의 종횡비를 가지고 있다.

이때, 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지의 종횡비가 4:3인 경우, 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)를 종 방향으로 실질적으로 34% 늘려 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비를 16:9에서 4:3으로 늘릴 수 있다.

또한, 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지의 종횡비가 1.85:1인 경우, 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)를 횡 방향으로 실질적으로 4% 늘려 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비를 16:9에서 1.85:1로 늘릴 수 있다.

또한, 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지의 종횡비가 2.38:1인 경우, 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)를 횡 방향으로 실질적으로 74% 늘려 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비를 16:9에서 2.38:1로 늘릴 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치의 효과에 대하여 설명한다. 도 3의 (a)는 종래의 헤드 마운티드 디스플레이를 나타낸 도면이며, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 나타낸 도면이다.

도 3의 (a)에 도시된 종래의 헤드 마운티드 디스플레이 장치(HMD)는 렌즈부(LENS) 및 플랫 디스플레이(FD)를 포함한다. 플랫 디스플레이(FD)는 리지드(rigid)한 디스플레이일 수 있다. 플랫 디스플레이(FD)의 면적은 16:9의 종횡비를 가지고 있다. 종래의 플랫 디스플레이(FD)가 4:3의 종횡비를 가지는 이미지(IMAGE)를 표시하면, 사용자는 플랫 디스플레이(FD)의 양 단부에 이미지가 표시되지 않는 데드 존(Dead zone)을 인식하게 된다. 이러한 데드 존이 사용자에게 시인됨으로써 사용자는 종래의 헤드 마운티드 디스플레이 장치(HMD)를 이용하면서 현실감 및 임장감(presence)이 저하된다.

도 3의 (b)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)의 스트레처블 디스플레이(200)의 면적은 16:9의 종횡비를 가지고 있다. 스트레처블 디스플레이(200)가 4:3의 종횡비를 가지는 이미지(IMAGE)를 표시하면, 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)를 종 방향으로 늘려서 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비를 16:9에서 4:3로 늘리게 된다. 이로 인해 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지는 스트레처블 디스플레이(200)의 늘어난 부분(Stretched part)을 포함한 스트레처블 디스플레이(200) 전체 면적에 걸쳐서 표시되며, 사용자는 스트레처블 디스플레이(200)의 어떤 부분에서도 데드 존을 인식할 수 없게 된다. 즉, 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비가 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지의 종횡비와 동일해짐으로써, 이미지가 스트레처블 디스플레이(200) 전체에 걸쳐서 표시되기 때문에, 어떠한 데드 존도 사용자에게 시인되지 않아 사용자는 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)를 이용하면서 현실감 및 임장감이 향상된다.

이와 같이, 사용자가 인식하는 현실감 및 임장감이 향상된 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)가 제공된다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치를 설명한다. 이하에서는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치와는 다른 부분에 대해서 설명한다.

도 4는 종래의 헤드 마운티드 디스플레이 장치 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다. 도 4의 (a)는 종래의 헤드 마운티드 디스플레이를 나타낸 도면이며, 도 4의 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 나타낸 도면이다.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)의 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)의 표면이 곡률을 가지도록 스트레처블 디스플레이(200)를 벤딩(bending)한다. 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)의 표면이 사용자의 안구를 향해 오목하거나 볼록하도록 스트레처블 디스플레이(200)를 벤딩할 수 있다.

도 4의 (a)에 도시된 종래의 헤드 마운티드 디스플레이 장치(HMD)는 렌즈부(LENS) 및 플랫 디스플레이(FD)를 포함한다. 플랫 디스플레이(FD)의 면적은 16:9의 종횡비를 가지고 있다. 종래의 플랫 디스플레이(FD)가 4:3의 종횡비를 가지는 이미지(IMAGE)를 표시하면, 사용자는 플랫 디스플레이(FD)의 양 단부에 이미지가 표시되지 않는 데드 존(Dead zone)을 인식하게 된다. 이러한 데드 존이 사용자에게 시인됨으로써 사용자는 종래의 헤드 마운티드 디스플레이 장치(HMD)를 이용하면서 현실감 및 임장감(presence)이 저하된다.

도 4의 (b)에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)의 스트레처블 디스플레이(200)의 면적은 16:9의 종횡비를 가지고 있다. 스트레처블 디스플레이(200)가 4:3의 종횡비를 가지는 이미지(IMAGE)를 표시하면, 변형부(400)는 스트레처블 디스플레이(200)를 종 방향으로 늘려서 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비를 16:9에서 4:3로 늘리게 된다. 이로 인해 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지는 스트레처블 디스플레이(200)의 늘어난 부분(Stretched part)을 포함한 스트레처블 디스플레이(200) 전체 면적에 걸쳐서 표시되며, 사용자는 스트레처블 디스플레이(200)의 어떤 부분에서도 데드 존을 인식할 수 없게 된다. 즉, 스트레처블 디스플레이(200)의 면적의 종횡비가 스트레처블 디스플레이(200)가 표시하는 이미지의 종횡비와 동일해짐으로써, 이미지가 스트레처블 디스플레이(200) 전체에 걸쳐서 표시되기 때문에, 어떠한 데드 존도 사용자에게 시인되지 않아 사용자는 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)를 이용하면서 현실감 및 임장감이 향상된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)의 스트레처블 디스플레이(200)는 변형부(400)에 의해 스트레처블 디스플레이(200)의 표면이 곡률을 가지도록 벤딩(bending)됨으로써, 사용자는 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)를 이용하면서 입체감이 향상된다.

이와 같이, 사용자가 인식하는 현실감, 임장감, 입체감이 향상된 헤드 마운티드 디스플레이 장치(1000)가 제공된다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

스트레처블 디스플레이(200), 렌즈부(300)

Claims

이미지를 표시하는 스트레처블 디스플레이(stretchable display); 및
상기 스트레처블 디스플레이와 대향하며, 상기 이미지를 확대하여 사용자의 안구 방향으로 굴절시키는 렌즈부
를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이(head mounted display, HMD) 장치.
제1항에서,
상기 스트레처블 디스플레이와 연결되어 있으며, 상기 스트레처블 디스플레이의 면적을 늘리는 변형부를 더 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제2항에서,
상기 변형부는 상기 스트레처블 디스플레이의 면적의 종횡비가 상기 이미지의 종횡비와 동일하도록 상기 스트레처블 디스플레이의 면적을 늘리는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제3항에서,
상기 변형부는 상기 스트레처블 디스플레이를 횡 방향 및 종 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 늘리는 헤드 마운티드 디스플레이.
제3항에서,
상기 스트레처블 디스플레이의 면적은 최초 16:9의 종횡비를 가지는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제3항에서,
상기 변형부는 상기 스트레처블 디스플레이의 표면이 곡률을 가지도록 상기 스트레처블 디스플레이를 벤딩(bending)하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.
제1항에서,
상기 스트레처블 디스플레이는 유기 발광 소자를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이 장치.