KR20170082394A - 머리 장착형 전자장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치는, 휘어진 디스플레이와, 휘어진 디스플레이가 실장되게 곡률을 가지는 장착면을 구비한 프레임 및 프레임의 내측의 좌, 우측에 각각 구비되고, 사용자의 좌안과 우안으로 디스플레이의 이미지를 제공하는 광학 조립체로서, 양안시야의 화각을 형성하는 제1렌즈 및 제1렌즈에 대해 경사지게 배치되어 좌측시야 또는 우측 시야의 추가 화각을 형성하는 제2렌즈로 구비되는 한 쌍의 광학 조립체를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 머리 장착형 전자 장치는 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

Description

머리 장착형 전자장치{HEAD MOUNTED TYPE ELECTRONIC DEVICE}
본 발명의 다양한 실시 예들은 전자 장치에 관한 것으로서, 예컨대, 휘어진 디스플레이를 포함하는 머리 장착형 전자장치에 관한 것이다.
전자 장치들 중에는 신체에 착용할 수 있는 형태로 제공되는 전자 장치들이 있다. 이러한 전자 장치들은 통상적으로 웨어러블 디바이스(wearable device)라고 칭해진다. 웨어러블 전자 장치의 예는, 머리 장착 형 디스플레이 장치(E.g. Head-mounted display), 스마트 안경 (smart glass), 스마트 시계 또는 밴드(smart watch, wristband), 콘텍트 렌즈 형 장치, 반지 형 장치, 신발 형 장치, 의복 형 장치, 장갑형 장치 등을 포함하며, 인체의 일부 또는 의복에 탈 부착 가능한 다양한 형태를 가질 수 있다. 웨어러블 전자 장치는 신체에 직접 착용되어, 이동성(portability) 및 사용자의 접근성(Accessibility)이 향상될 수 있다.
상기의 웨어러블 전자 장치의 일 례로서, 착용자의 두부 또는 머리에 장착할 수 있는 머리 장착형 전자장치(HMD(head mounted display or head mounted device, '머리 장착형 장치'라고도 함.)가 있다. HMD는 증강 현실(argumented reality, AR)을 제공하는 씨-스루(see-through) 형태와 가상 현실(virtual reality, VR)을 제공하는 씨-클로즈드(see-closed) 형태로 크게 구분할 수 있다.
씨-스루 형태의 대표적인 예로 구글 글래스를 들 수 있다. 구글 글래스는 반투과성 렌즈의 특성을 이용해 현실 세계의 기반 위에 가상의 대상 또는 사물을 합성 및 결합하여 현실 세계만으로 얻기 어려운 부가적인 정보들을 보강해 제공할 수 있다. 씨-클로즈드 형태의 대표적인 예는 소니 HMZ를 들 수 있다. 소니 HMZ는 두 개의 디스플레이가 눈 앞에 놓여진 형태의 전자 장치로서, 외부 입력을 통해 제공되는 콘텐츠(게임, 영화, 스트리밍, 방송 등)를 독립된 화면에서 홀로 감상할 수 있어 뛰어난 몰입감을 제공할 수 있다.
종래의 머리 장착형 전자 장치들은 양안의 스테레오 영역, 즉 100~120도 내외의 시야각을 제공한다. 그러나, 일반적으로 사람이 인지하는 시야는 200도 정도인데, 종래 머리 장착형 전자 장치들은 100~120도 내외의 시야각을 제공함에 따라 사람이 일반적으로 인지하는 시야각도보다 좁다.
따라서, 사용자는 머리 장착형 전자 장치를 통해 동영상 및 3D 컨텐츠 등과 같은 고사양의 어플리케이션을 실행할 때, 사용자가 인지하는 시야각보다 좁은 시야각으로 화면을 확인함에 따라 마치 잠망경을 통해서 이미지를 보는 듯한 느낌을 제공받아 답답함을 느낄 수 있으며, 가상 현실(virtual reality, VR)의 현실감을 느끼는데 제한이 따른다.
따라서, 사용자가 머리 장착형 전자 장치를 이용하여 통해 동영상 및 3D 컨텐츠 등과 같은 고사양의 어플리케이션 등을 실행할 때, 실제와 같은 현실감을 느끼기 위해서는 주변시야를 포함하는 180도 정도의 사람의 시야각과 같은 초 광각을 구현할 필요성이 있다.
그러나, 머리 장착형 전자 장치에서 180도 정도의 초광각 가상 현실을 구현하기 위해서는 디스플레이(Display)와 옵틱(optic) 사이즈가 증가될 수 밖에 없다. 머리 장착형 전자 장치에서 디스플레이와 옵틱 사이즈가 증가된다는 것은 머리 장착형 전자 장치의 사이즈가 커지고 무게가 증가된다는 것이고, 이는 사용자가 머리 장착형 전자 장치의 착용이나 사용을 불편하게 하는 것이며, 더불어 사용자가 머리 장착형 전자 장치를 장 시간 사용을 못하게 하거나 장 시간의 사용 시 사용자의 신체에 무리를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시 예는 얼굴 형상에 최적화되어 사람의 시야각과 같은 초광각을 구현할 수 있으며, 초광각을 구현함에도 불구하고 얼굴 장착형 전자장치의 크기는 슬림하게 구현할 수 있고, 무게를 최소화할 수 있는 머리 장착형 전자장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치는, 휘어진 디스플레이; 상기 휘어진 디스플레이가 실장되게 곡률을 가지는 장착면을 구비한 프레임; 및 상기 프레임의 내측의 좌, 우측에 각각 구비되고, 사용자의 좌안과 우안으로 상기 디스플레이의 이미지를 제공하는 광학 조립체로서, 양안시야의 화각을 형성하는 제1렌즈 및 상기 제1렌즈에 대해 경사지게 배치되어 좌측시야 또는 우측 시야의 추가 화각을 형성하는 제2렌즈로 구비되는 한 쌍의 광학 조립체; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예예 따른 머리 장착형 전자 장치는, 휘어진 디스플레이; 상기 휘어진 디스플레이가 실장되게 곡률을 가지는 장착면을 구비한 프레임; 및 상기 프레임의 내측의 좌, 우측에 각각 구비되고, 사용자의 좌안과 우안으로 상기 디스플레이의 이미지를 제공하는 좌측 렌즈 조립체와 우측 렌즈 조립체로서, 상기 좌, 우측 렌즈 조립체에는 양안시야의 화각을 형성하는 각각의 제1렌즈 및 상기 제1렌즈에서 20도 내지 50 사이로 경사지게 배치되어 좌측시야 또는 우측 시야의 추가 화각을 형성하는 각각의 제2렌즈가 구비되는 좌, 우측 렌즈 조립체; 상기 좌, 우측 렌즈 조립체를 프레임의 전, 후 또는 좌, 우 방향으로 이동되게 조절하는 조절 가이드; 및 상기 제1렌즈와 제2렌즈의 경사진 경계면에 따라 발생되는 불연속 구간을 보정하는 영상 보정 처리부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치는,
디스플레이를 양안시야 90~120도 부분 및 좌, 우 주변시야부분까지 커버할 수 있도록 휘어진 플렉서블 디스플레이를 이용하여 사용자의 얼굴 형상에 최적화된 곡률로 휘어진 디스플레이(curved display)를 구성할 수 있고, 사용자의 시야 전체를 감싸면서 180도의 시야각을 구현할 수 있다.
또한, 광학 조립체를 양안시야 부분 및 좌, 우 주변시야 부분으로 렌즈를 나누어 플렉서블 디스플레이를 구현함에 따라 초광각 시야각을 구현할 수 있으며 머리 장착형 전자장치의 크기는 슬림하게 할 수 있고, 무게는 최소화할 수 있고, 사용자가 머리 장착형 전자장치의 착용이나 사용을 쉽게 할 수 있도록 한다.
또한, 플렉서블 디스플레이에서 양안시야 부분과 양안시야를 구현하는 제1렌즈와, 제1렌즈에 대해 경사지게 배치되어 연결되면서 좌, 우 주변시야 부분의 제2렌즈의 연결 부분에 따른 이미지 왜곡 부분을 이미지 오버랩핑(Image overlapping)하여 보정 처리함으로써, 시야각 내에서 끊김 없는 화상을 확인할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 개략적인 결합 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 하부의 개략적인 사시도이다.
도 1c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 착용 상태를 나타내는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 분리 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 사용자 장착방향의 내부 도면이다.
도 2c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 상면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 다른 방향 착용도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 개략적인 내부도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 다른 방향의 개략적인 내부도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치에서 광학 조립체를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에서, 머리 장착형 전자 장치에서, 광학 조립체에 따른 양안시야 및 주변시야를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 광학 조립체에서 제1렌즈와 제2렌즈가 50도로 경사지게 배치된 상태로 결합된 경우의 양안시야와 주변시야를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 광학 조립체에서 제1렌즈와 제2렌즈가 20도로 경사지게 배치된 상태로 결합된 경우의 양안시야와 주변시야를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치에서, 영상 보정 처리부에 의한 불연속 구간의 보정을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치에서, 영상 보정 처리부에 의해 불연속 구간이 보정 전후를 나타내는 이미지이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치에서 영상 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치에서, 영상 보정 처리에 따른 이미지 보정과정을 나타내는 이미지 도면이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 구성 예를 도시한 블록도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
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본 문서의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.
본 발명의 다양한 실시 예에 관한 설명에서 사용되는 용어 '사용자'는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다. 또한 본 발명의 다양한 관한 설명에서 사용되는 용어 '착용자'는 머리 장착형 전자 장치를 머리에 착용하고 머리 장착형 전자 장치 또는 머리 장착형 전자 장치에 착탈 가능하게 장착된 전자 장치가 제공하는 콘텐츠를 이용하는 사람을 지칭할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 개략적인 결합 사시도이다. 도 1b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 하부의 개략적인 사시도이다. 도 1c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 착용 상태를 나타내는 도면이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)(head mounted device, 'HMD'라고도 함.)는 영상과 같은 화면을 나타내는 디스플레이(201)를 구비한 표시장치 또는 투명/반투명 렌즈 중 적어도 하나를 구비한 장치로 구비될 수 있고, 머리 장착형 전자장치(200)를 사용자의 머리에 고정시킬 수 있게 구비됨과 아울러 선택적으로 사용자 유저 인터페이스를 구현할 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 디스플레이(201)를 구비한 표시장치(이하 '디스플레이(201)'라 함.)는 프레임(202)에 고정된 상태로 구비될 수 있고, 이와는 달리 착탈 가능하게 구비될 수 있다.
본 발명의 머리 장착형 전자장치(200)는 증강 현실(Augmented reality, AR)을 제공하는 씨-쓰루(See-through) 또는 가상 현실(Virtual reality, VR)을 제공하는 씨-클로즈드(See-closed) 기능 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.
씨-쓰루 기능은, 예를 들면, 상기 디스플레이(201) 또는 투명/반투명 렌즈를 통하여 실제 외부의 사물(들)을 사용자의 안구에 전달하면서, 상기 사물 또는 가상의 대상 또는 사물을, 사용자에게 시각적 또는 다양한 감각적인 수단을 사용하여, 제공하는 기능을 일반적으로 의미할 수 있다. 씨-쓰루 기능에 의하면, 실제로 보이는 사물 등에 대한 부가적인 정보 및 또 이미지들을 사용자에게 제공할 수 있다. 다른 실시 예에서는, 디스플레이(201)나, 렌즈 없이, 홀로그램 등을 이용하여, 사용자에게 부가 정보를 제공할 수도 있다.
씨-클로즈드 기능은, 별도의 디스플레이(201)에 의하여 제공될 수 있다. 한 실시예에서, 머리 장착형 전자장치(200)는, 두 개의 디스플레이(201)가 사용자의 안구 앞에 배치되어, 상기 디스플레이(201)를 통하여 제공되는 컨텐츠 (게임, 영화, 스트리밍, 방송 등)를 사용자가 볼 수 있도록 구성될 수 있다. 이는, 독립된 화면을 이용하여 사용자에게 몰입감을 제공할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 분리 사시도이다.도 2b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 사용자 장착방향의 내부 도면이다. 도 2c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 상면을 나타내는 도면이다.도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)는 휘어진 디스플레이(201)(curved display), 프레임(202), 광학 조립체(210)를 포함할 수 있으며, 디스플레이를 커버할 수 있는 커버부재(204)를 더 포함할 수 있다.
휘어진 디스플레이(201)는 사용자의 시야각에 맞게 화면을 제공할 수 있도록 서로 대향하는 양 단부가 소정의 곡률(이하,'제1곡률'이라고 함.)을 가지도록 휘어지거나 또는 휘어진 디스플레이(201) 전체면이 제1곡률을 가지도록 휘어져, 사용자의 얼굴을 감싸는 것과 같은 라운딩 형상으로 구비될 수 있다. 휘어진 디스플레이(201)는 플렉서블하게 구비되어 후술하는 제1곡률을 가지는 프레임(202)에 휘어진 상태로 고정 결합될 수 있다. 또한, 휘어진 디스플레이(201)의 휘어진 양 단부는 사용자의 좌안 및 우안의 시야각으로 화면을 제공할 수 있도록 시야각을 커버할 수 있는 크기로 구비될 수 있다. 한 실시 예에 따른 휘어진 디스플레이(201)는 반구형상으로 형성되거나 또는 반타원형상으로 형성될 수 있을 것이다.
또한, 한 실시 예에 따른 디스플레이(201)는 머리 장착형 전자장치(200)와 별개의 장치로 구비되어 머리 장착형 전자장치(200)에 별도로 착, 탈가능하게 구비될 수 있다. 또한, 이와는 달리 머리 장착형 전자장치(200)에 고정되어 머리 장착형 전자장치(200)의 일부 구성물로 구비될 수 있다.
프레임(202)은, 사용자의 얼굴에 착용되는 구조물로서, 프레임(202)에는 디스플레이(201), 광학 조립체(210)가 실장될 수 있고, 더불어 렌즈 프레임(212), 지지물, 제어 모듈, 영상 보정 처리부 및 초점 조절 가이드(230), 렌즈 조절 가이드 등이 실장될 수 있다.
예컨대, 프레임(202)에는 다양한 제어 모듈이나 영상 보정 처리부, 디스플레이(201), 광학 조립체(210), 렌즈 프레임(212) 등이 수납될 수 있는 공간이나 구조를 포함할 수 있다. 프레임(202)의 일면은 사용자의 얼굴에 대면되어 착용되는 안면 접촉면(202a)으로 형성될 수 있고, 프레임(202)의 다른 일면은 디스플레이(201)가 실장되는 장착면(202b)으로 형성될 수 있다.
안면 접촉면(202a)은, 프레임(202)의 적어도 일면, 구체적으로 사용자의 얼굴과 대면되는 프레임(202)의 후면에 위치될 수 있다. 즉, 머리 장착형 전자장치(200)가 사용자의 얼굴에 착용될 때, 안면 접촉면(202a)는 사용자의 안면에 접촉되는 부분이다. 상기 안면 접촉면(202a)은 사용자의 안면의 굴곡에 대응하는 구조를 가질 수 있으며, 사용자의 안면과 안정적으로 밀착되며, 사용자의 신체에서 발생되는 열등에 따른 습기를 배출 할 수 있도록 탄성체를 적어도 일부 포함할 수 있다. 상기 안면 접촉면(202a)의 일부분은, 사용자의 코가 삽입될 수 있는 형상을 가진 코 홈(nose recess)을 포함할 수 있다.
장착면(202b)은 프레임(202)의 적어도 일부분, 구체적으로 프레임(202)의 전면에 구비될 수 있고, 프레임(202)의 전면에서 내측으로 인입되어 휘어진 디스플레이(201)가 장착되는 공간을 구비할 수 있다. 휘어진 디스플레이(201)이 장착면에(202b)에 장착되는 형태에 따라, 휘어진 디스플레이(201)는 프레임(202)에 고정형 또는 착탈형 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
예를 들어 휘어진 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 착탈 가능하게 구비되는 경우, 장착면(202b)에는 휘어진 디스플레이(201)를 착탈 가능하게 장착할 수 있는 기구적 구조를 구비할 수 있다(착탈형에 해당됨). 예를 들어, 디스플레이(201)가 장착면(202b)에서 착탈 가능한 기구적 구조를 가지는 경우, 장착면(202b)에는 디스플레이(201)가 안착되거나, 안착이 해제되는 공간이 형성되고, 상기 공간을 따라 소정 위치에는 디스플레이(201)와 머리 장착형 전자장치(200)의 전기적 결합을 위한 커넥터(201c, 202c)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(201)의 적어도 소정 위치, 예컨대 디스플레이(201)의 비 화면 영역 중 일부 위치로 커넥터(201c, 202c) 중 제1단자(202c)가 구비될 수 있고, 장착면(202b)으로 제1단자(202c)와 대응되는 위치로 제1단자(202c)와 전기적으로 연결되도록 커넥터(201c, 202c) 중 제2단자(201c)가 구비될 수 있을 것이다.
또한, 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 형성된 공간에 안착되었을 때 디스플레이(201)가 공간에 안착된 상태를 유지하거나, 안착된 상태를 해제할 수 있도록 걸림 부재가 구비될 수 있다. 또한, 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 고정된 상태에서 디스플레이(201)를 커버하는 커버부재(204)가 더 구비될 수도 있다.
이와는 달리 휘어진 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 고정된 상태로 구비되는 경우, 장착면(202b)에는 휘어진 디스플레이(201)를 고정되게 장착할 수 있는 기구적 구조를 가질 수 있다(고정형에 해당됨). 예를 들어, 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 고정된 기구적 구조를 가지는 경우(고정형에 해당됨.), 장착면(202b)에는 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 안착되어 고정될 수 있도록 결합부재가 구비될 수 있다. 예컨대,디스플레이(201)의 테두리의 비화면 영역을 따라 접착제와 같은 결합부재가 구비되어 장착면(202b)과 결합되어 고정될 수 있을 것이다. 또한, 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 결합될 때, 디스플레이(201)가 머리 장착형 전자장치(200)와 전기적으로 결합할 수 있도록 커넥터(201c, 202c)에 의해 연결될 수 있다. 예를 들어 연성회로기판을 통해 디스플레이(201)와 머리 장착형 전자장치(200)가 전기적으로 연결될 수 있거나, 또는 앞서 언급한 서로 전기적으로 접촉되는 제1, 2단자에 의해 전기적으로 연결될 수 있을 것이다.
장착면(202b)은 반구형상 또는 반타원형상으로 휘어진 디스플레이(201)가 실장될 수 있도록 소정의 곡률로 휘어진 면으로 형성될 수 있다. 또한, 장착면(202b)은 사용자의 180도 내지 200도 사이의 시야각에 대응되게 화면을 제공하는 휘어진 디스플레이(201)가 장착될 수 있도록 프레임(202)에 형성될 수 있을 것이다. 한 실시 예에 따른 장착면(202b)의 크기는 얼굴의 전면 둘레 크기에 대응되는 휘어진 디스플레이(201)의 크기에 대응되게 형성될 수 있을 것이다.
장착면(202b)은 공간의 크기를 변형시킬 수 있는 탄성 소재와 같은 플렉서블한 재질이나 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 장착면(202b)이 플렉서블하거나 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어짐에 따라, 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 안착하여 고정될 때, 디스플레이(201)의 스크래치나 파손 발생 없이 장착면(202b) 측으로 밀착시킬 수 있을 것이다. 장착면(202b)에는 상술하였던 커넥터(201c, 202c)나, 디스플레이(201)를 장착면(202b)에 밀착 고정하기 위한, 지지부(217) 또는 디스플레이(201)의 후면을 커버하는 커버부재(204)가 구비될 수 있다.
앞서도 언급하였듯이, 프레임(202)과 디스플레이(201)에는 각각 디스플레이(201)가 프레임(202)의 일면에 구비될 때 디스플레이(201)가 전기적으로 연결될 수 있도록 한 쌍의 커넥터(201c, 202c)들이 구비될 수 있다. 커넥터(201c, 202c)는 머리 장착형 전자장치(200)와 디스플레이(201)를 접속시켜 서로 통신할 수 있도록 구비될 수 있다. 커넥터(201c, 202c)는 연성회로기판이나 단자 등으로 구비되어 디스플레이(201)가 머리 장착형 전자장치(200)에 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이와는 달리 커넥터(201c, 202c)는 휘어진 디스플레이(201)에 구비되어 머리 장착형 전자 장치(200)의 프레임(202)뿐만 아니라 배터리 충전이나 외부 기기와 연결되기 위한 제1단자(202c) 및 프레임(202)에 구비되고 제1단자(202c)에 대응되는 위치에 형성되는 제2단자(201c)를 포함하할 수 있다. 이에, 디스플레이(201)가 프레임(202)의 전면에 실장되면, 제1단자(202c)와 제2단자(201c)는 접촉 또는 연결되어 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 프레임(202)은 사용자의 착용성을 위하여 비교적 가벼운 재료, 예를 들어, 플라스틱과 같은 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 그러나, 프레임(202)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니다. 프레임(202) 재질의 다른 실시 예로서, 상기 프레임(202)은, 강도 또는 미관을 위하여, 다양한 다른 재료, 예를 들어, 유리, 세라믹, 알루미늄과 같은 금속 또는 강철, 스테인레스강, 티타늄 또는 마그네슘 합금과 같은 금속 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프레임(202)은, 유저 인터페이스로서, 프레임(202)의 외측면 일부분에, 예를 들어, 터치 패널과 같은 컨트롤 장치(220)를 포함할 수 있다. 상기컨트롤 장치(220)는, 하나 또는 그 이상의 디스플레이(201)의 위치를 조정하거나, 렌즈들의 위치를 조정할 수 있도록 상기 프레임(202)의 외부 표면에 포함할 수 있다.
컨트롤 장치(220)는 프레임(202)의 적어도 일부면, 예를 들어 프레임(202)의 외측 측면에 설치될 수 있다. 컨트롤 장치(220)는 착용자가 머리 장착형 전자장치(200)를 제어하기 위한 입력, 디스플레이(201)을 컨트롤 하거나, 또는 머리 장착형 전자 장치로의 입력을 컨트롤하는 입력부재(221)로 구비될 수 있고, 예를 들어 디스플레이(201) 위치를 조정 하기 위한 조정장치(미도시)일 수도 있고, 광학 조립체(210)의 위치를 조정하기 위한 조정부(제1위치 조정부(222) 또는 제2위치 조정부(223))일 수도 있다.컨트롤 장치(220)는 기능 등에 따라 물리적 키, 물리적 버튼, 터치 패널, 조이스틱, 버튼, 휠(wheel)) 키, 및 터치 패드 등 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어 컨트롤 장치(220)가 입력부재(221)로 구비되는 경우, 터치 패널, 물리적 키, 또는 조이스틱 등으로 구비되어, 컨트롤 장치(220)는 사용자의 터치 입력이나, 눌림에 따른 입력을 수신할 수 있다. 또한, 여기서 터치 입력은 사용자가 터치 패널을 직접 터치하는 입력 또는 터치 패널에 근접한 호버링(hovering) 입력일 수 있다. 입력부재(221)는 디스플레이(201)의 기능을 제어할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스 (Graphical User Interface, GUI)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 음향 또는 영상을 제어하는 그래픽 사용자 인터페이스 GUI를 표시할 수 있을 것이다.
이와는 달리 컨트롤 장치(220)는 휘어진 디스플레이(201)의 장착 위치를 조정하기 위한 조정 장치 일 수 있다. 이 경우, 컨트롤 장치(220)는 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 안착된 상태에서 장착면(202b)에서 그 위치를 소정 가변시키기 위해 구비될 수 있으며, 디스플레이(201)와 장착면(202b) 사이에서 프레임(202)의 외부로 연결되어 조이스틱이나 휠 등으로 구현될 수 있을 것이다.
또한, 컨트롤 장치(220)는 광학 조립체(210)를 조정하기 위한 조정부로 구현될 수 있다. 컨트롤 장치(220)가 광학 조립체(210)를 조정하기 위한 조정부로 구현되는 구성에 대한 구체적인 구조는 후술할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 휘어진 디스플레이(201)는 영상 등을 재생하여 머리 장착형 전자장치(200)를 착용한 사용자에게 다양한 가상 현실을 제공할 수 있다. 휘어진 디스플레이(201)는 프레임(202)의 전면 측에 장착되어 프레임(202)과 전기적으로 연결된 상태에서 프레임(202)의 외측에 구비되는 터치 패널과 같은 입력부재(221)의 입력을 통해 전달 받아, 입력부재(221)에서 수신한 입력에 응답하여, 입력에 대응하는 기능을 구동하거나 화면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(201)는 수신된 터치 입력에 응답하여 음량을 조절하거나 영상 재생을 제어할 수 있다.
상기의 휘어진 디스플레이(201)는 휴대용 전자장치(200), 예를 들어 전면은 휘어져 화면을 재생하는 화면부를 가지는 플렉서블한 재질의 스마트 폰 또는 휘어진 화면부를 구비한 스마트 폰일 수 있다. 즉, 플렉서블한 스마트 폰 또는 휘어진 화면부를 구비한 스마트 폰의 화면부 측이 후술하는 프레임(202)의 광학 조립체(210)를 향하도록 장치의 장착면(202b)에 착, 탈 가능하게 장착할 수 있다. 사용자는 커버(204)를 덮어 디스플레이(201)를 장치에 고정시킬 수 있다. 이와는 달리, 휘어진 디스플레이(201)는 플렉서블한 OLED 패널로 이루어져, 프레임(202)의 장착면(202b)에 고정된 상태로 구비될 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치(200)에는 장착면(202)에 실장된 휘어진 디스플레이(201)를 커버할 수 있도록 커버부재(204)는 프레임(202)의 전면으로 착탈 가능하게 구비되거나, 프레임(202)의 전면에 고정되도록 구비될 수 있다. 휘어진 디스플레이(201)는 휘어진 디스플레이(201)의 후면을 커버하며, 휘어진 디스플레이(201)가 장착면(202b)에 장착된 상태를 유지할 수 있도록 구비될 수 있다.
예컨대, 휘어진 디스플레이(201)가 프레임(202)의 장착면(202b)에 탈 부착 가능하게 구비되는 경우 커버부재(204)도 프레임(202)의 전면에 탈, 부착되게 구비될 수 있고, 디스플레이(201)가 프레임(202)의 장착면(202b)에 고정되게 구비되는 경우, 커버부재(204)는 프레임(202)의 전면에 고정되게 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임(202)의 일면에는 디스플레이(201)를 커버하며 디스플레이(201)의 장착 상태를 유지할 수 있도록 커버부재(204)가 구비되는 것을 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 구성은 아니다. 예를 들어, 장착면(202b)의 양측으로 휴대용 전자장치(200)(300)를 고정 지지할 수 있는 구조물이 구비되는 경우, 커버부재(204)가 별도로 구비되지 않을 수 도 있을 것이다.
지지물(206)은 사용자가 전자장치(200)를 머리에 착용하는데 사용될 수 있는 기구물일 수 있다. 본 발명의 지지물(206)은 예를 들면, 탄성 소재로 형성된 밴드 또는, 안경 다리(eyeglass temples), 헬멧(helmets) 또는 스트랩(straps) 등을 포함할 수 있다. 상기 지지물(206)은 상기 프레임(202)이 사용자의 얼굴의 눈 주위로 밀착되게 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 다른 방향 착용도이다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 개략적인 내부도이다. 도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 다른 방향의 개략적인 내부도이다. 도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치에서 광학 조립체를 나타내는 도면이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 휘어진 디스플레이와 안면 접촉면(202a) 사이로, 프레임(202)의 내측에는 광학 조립체(210)가 실장될 수 있다. 광학 조립체(210)는, 사용자의 좌안과 우안에 대응되도록 프레임(202)의 내측에 좌측 및 우측으로 좌, 우측 렌즈 조립체(211)를 포함할 수 있으며, 사용자의 좌안과 우안으로 디스플레이(201)의 이미지를 제공하는 구성물이다.
좌측 렌즈 조립체(211)와 우측 조립체(211)에는 각각 제1렌즈(211a)와, 제2렌즈(211b)가 한 쌍으로 구비될 수 있다. 즉, 좌측 렌즈 조립체(211)에는 좌측 양안시야(A)의 화각을 형성할 수 있는 제1렌즈(211a)와, 좌측의 추가 시야의 화각을 형성하는 제2렌즈(211b)가 구비될 수 있고, 우측 렌즈 조립체(211)에는 우측 양얀시야의 화각을 형성할 수 있는 제1렌즈(211a)와, 우측의 추가 시야의 화각을 형성할 수 있는 제2렌즈(211b)가 구비될 수 있다. 이하 좌, 우측 렌즈 조립체(211)는 그 구조가 동일하며 배치에서만 차이점이 있으므로 하나의 렌즈 조립체(211)를 설명함으로써 다른 렌즈 조립체(211)의 설명을 대신할 수 있을 것이다.
렌즈 조립체(211)는, 착용자의 양쪽 눈 각각에 대응하는 위치에 소정 각도로 밴딩된(경사지게 배치된) 렌즈들을 구비하며, 프레임(202)의 내측면으로 설치될 수 있다. 착용자는 렌즈들을 통해 휘어진 디스플레이(201)에서 재생되는 다양한 가상 현실을 볼 수 있다. 사용자가 머리 장착형 전자장치(200)를 착용하였을 때, 사용자의 눈으로 디스플레이(201)의 화면을 볼 수 있도록 렌즈들의 일면은 후술하는 안면 접촉면(202a) 측으로 노출되게 구비되며, 렌즈들의 다른 일면은 휘어진 디스플레이(201) 화면이 보일 수 있도록 장착면(202b) 측으로 노출될 수 있다.
렌즈 조립체(211)는 두 개의 서로 다른 기능을 가진 렌즈들, 예컨대 제1렌즈(211a)와 제2렌즈(211b)로 구비되고, 제1렌즈(211a)와 제2렌즈(211b)가 소정 각도를 가지도록 구비될 수 있다.
제2렌즈(211b)는 제1렌즈(211a)에서 소정 각도, 예를 들어 20도 내지 50도 사이의 각도로 경사지게 배치될 수 있고, 프레넬 렌즈로 구비될 수 있다. 좌측 렌즈 조립체(211)의 제2렌즈(211b)는 좌측의 60-100도의 추가 화각을 형성하며, 우측 렌즈 조립체(211)의 제2렌즈(211b)는 우측의60도-100도의 추가 화각을 형성하여 제1렌즈(211a)와 제2렌즈(211b)를 통해 전체적으로 160도 내지 200도 사이의 화각을 형성함에 따라 사용자의 시야각에 대응되는 초광각을 형성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자장치(200)에서, 머리 장착형 전자장치(200)에서, 광학 조립체(210)에 따른 양안시야(A) 및 주변시야(B)를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 좌, 우측 렌즈 조립체(211)를 통해 사용자에게 확보될 수 있는 시야각을 확인할 수 있다. 즉, 좌측 렌즈 조립체(211)의 제1렌즈(211a)와 우측 렌즈조립체(211)의 제1렌즈(211a) 양안시야(A)를 확보할 수 있다. 이는 종래 머리 장착형 전자 장치를 통해서도 확보할 수 있는 시야 영역이었다.
본 발명의 다양한 실시 예는 이와 더불어 좌측 렌즈 조립체(211)의 제2렌즈(211b)는 양안시야의 좌측 부분의 추가 시야각(B1)을 확보할 수 있도록 한다. 또한, 우측 렌즈 조립체(211)의 제2렌즈(211b)는 양안시야의 우측 부분의 추가 시야각(B2)을 확보할 수 있도록 한다.
따라서, 양안시야각에서 추가적으로 좌측 추가 시야각(B1) 부분 및 우측 추가 시야각(B2) 부분의 시야까지 확보할 수 있어, 사용자는 사용자의 시야각에 맞는 화각의 영상을 확보할 수 있게 되는 것이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)의광학 조립체(210)에서 제1렌즈와 제2렌즈가 50도로 경사지게 배치된 상태로 결합된 경우의 양안시야(A)와 주변시야(B)를 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)의 광학 조립체(210)에서 제1렌즈와 제2렌즈가 20도로 경사지게 배치된 상태로 결합된 경우의 양안시야(A)와 주변시야(B1, B2)를 확보하는 상태를 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도 8과 같이, 제2렌즈(211b)가 제1렌즈(211a)에 50도 각도로 경사지게 배치되어 서로 밴딩되게 결합되는 경우, 사용자가 확인할 수 있는 시야각은 제1렌즈(211a)에 따른 양안시야각(A) 100도와 제2렌즈(211b)에 따른 좌측 및 우측 각각의 30도의 주변시야각(B)에 따라 전체적으로 160도의 화각을 사용자가 확인할 수 있다.
또한, 도 9와 같이 제2렌즈(211b)가 제1렌즈(211a)에 20도 각도로 경사지게 배치되어 서로 밴딩되게 결합되는 경우, 사용자가 확인할 수 있는 시야각은 제1렌즈(211a)에 따른 양안시야(A)각 100도와 제2렌즈(211b)에 따른 좌측 및 우측 각각의 50도의 주변시야(B)각에 따라 전체적으로 200도의 화각을 사용자가 확인할 수 있다.
이와 같이, 양안시야(A)의 화각을 형성하며, 비구면 렌즈로 구비되는 제1렌즈(211a)와, 제1렌즈(211a)에서 소정 각도로 경사지게 배치되어 제1렌즈(211a)에 밴딩되게 구비되며, 주변시야(B)의 화각을 형성하고 프레넬 렌즈로 구비되는 제2렌즈(211b)를 통해 소형 경량의 초광각 렌즈를 형성할 수 있게 된다.
프레임(202)의 내측에는 광학 조립체(210)를 실장하며 지지하는 렌즈 프레임(212)이 더 구비될 수 있고, 렌즈 프레임(212)의 내측에는 좌, 우측 렌즈 조립체(211) 각각을 홀딩하는 좌, 우측 렌즈 홀더(213)를 포함할 수 있다. 좌, 우측 렌즈 홀더(213)는 렌즈 프레임(212)의 앞, 뒤 방향 및 좌, 우측 방향으로 이동될 수 있도록 구비될 수 있다(도 4 및 도 5를 참조).
프레임(202)의 내측에는 광학 조립체(210)를 이동시켜 초점을 조절하거나 광학 조립체(210) 간의 간격을 조절하는 한쌍의 초점 조절 가이드(230)와, 한 쌍의 렌즈 간격 조절 가이드(240)가 구비될 수 있다.
한 쌍의 초점 조절 가이드(230)는 좌, 우측 렌즈 홀더(213)와 렌즈 프레임(212) 사이에 구비되고, 좌, 우측 렌즈 홀더(213)를 렌즈 프레임(212)의 앞, 뒤(또는 전, 후)로 이동시켜 좌, 우측 렌즈 조립체(211)의 초점을 조절할 수 있도록 구비될 수 있다.
초점 조절 가이드(230)는 상술한 프레임(202)의 표면에 노출되는 컨트롤 장치(220), 예를 들어, 프레임(202)의 상부면에 배치되는 제1위치 조정부(222)와 연결될 수 있다. 즉, 제1위치 조정부(222)는 초점 조절 가이드(230)와 연결되어 제1위치 조정부(222)의 조정에 따라 초점 조절 가이드(230)가 구동되고, 초점 조절 가이드(230)의 구동에 따라 좌, 우측 렌즈 홀더(213)는 렌즈 프레임(212)의 앞, 뒤로 구동되도록 구비될 수 있다.
초점 조절 가이드(230)와 제1위치 조정부(222)는 서로가 서로에게 결합되는 기어 형상으로 형성될 수도 있다. 또는 초점 조절 가이드(230)는 모터 등으로 형성되고, 제1위치 조정부(222)는 모터를 조절하는 버튼으로 형성될 수 있다. 이에, 제1위치 조정부(222)의 조절에 따라 기어 형상으로 서로 맞물린 제1위치 조정부(222), 초점 조절 가이드(230)가 이동됨에 따라 좌, 우측 렌즈 홀더(213)를 프레임(202)의 앞, 뒤로 이동시키거나, 제1위치 조정부(222)의 눌림에 따라 모터가 구동됨에 따라 좌, 우측 렌즈 홀더(213)가 렌즈 프레임(212)의 전, 후로 구동시킬 수 있도록 구비될 수 있다.
한 쌍의 렌즈 간격 조절 가이드(240)는 좌, 우측 렌즈 홀더(213)와 렌즈 프레임(212) 사이에 구비되고, 좌, 우측 렌즈 홀더(213)를 렌즈 프레임(212)에의 좌, 우로 이동시켜 좌, 우측 렌즈 홀더(213) 간의 간격, 구체적으로 좌,우측 렌즈 조립체(211)의 간격을 조절할 수 있다.
렌즈 간격 조절 가이드(240)는 상술한 프레임(202)의 표면에 노출되는 컨트롤 장치(220), 예를 들어, 프레임(202)의 하부면에 배치되는 제2위치 조정부(223)와 연결될 수 있다. 즉, 제2위치 조정부(223)는 렌즈 간격 조절 가이드(240)와 연결되어 제2위치 조정부(223)의 조정에 따라 렌즈 간격 조절 가이드(240)가 구동되고, 렌즈 간격 조절 가이드(240)의 구동에 따라 좌, 우측 렌즈 홀더(213)는 렌즈 프레임(212)의 좌측 또는 우측으로 이동되도록 구비될 수 있다.
렌즈 간격 조절 가이드(240)와 제2위치 조정부(223)는 서로가 서로에게 결합되는 기어 형상으로 형성될 수도 있다. 또는 렌즈 간격 조절 가이드(240)는 모터 등으로 형성되고, 제2위치 조정부(223)는 모터를 조절하는 버튼으로 형성될 수 있다. 이에, 제2위치 조정부(223)의 조절에 따라 기어 형상으로 서로 맞물린 제2위치 조정부(223), 렌즈 간격 조절 가이드(240)가 이동됨에 따라 좌, 우측 렌즈 홀더(213)를 프레임(202)의 좌측 또는 우측으로 이동될 수 있거나, 제2위치 조정부(223)의 눌림에 따라 모터가 구동됨에 따라 좌, 우측 렌즈 홀더(213)가 렌즈 프레임(212)의 좌, 우측으로 각각 구동될 수 있다.
또한, 도시되진 않았으나, 프레임(202)의 적어도 일부면, 예를 들어 프레임(202)의 측면으로 디스플레이(201)의 위치를 조정할 수 있는 제3위치 조정부(224)가 설치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)에서, 영상 보정 처리부에 의한 불연속 구간의 보정을 나타내는 도면이다. 도 11은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)에서, 영상 보정 처리부에 의해 불연속 구간이 보정 전후를 나타내는 이미지이다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 광학 조립체(210)는 양안시야(A)를 형성하는 제1렌즈(211a)와 제1렌즈(211a)에 대해 경사지게 배치된 제2렌즈(211b)가 구비되는데, 제1렌즈(211a)와 제2렌즈(211b)가 소정 각도를 가지도록 서로 경사지게 배치됨에 따라 제1렌즈(211a)와 제2렌즈(211b) 사이에는 경사진 경계면('밴딩면'이라고도 함.)이 형성된다.
이러한 밴딩면으로 인해 120도에 해당되는 양안시야(A)와 120도에서 200도 사이의 주변시야(B) 사이에는 화면이 연속되지 못하고 끊겨 블랙 화면으로 보이는 불연속 구간이 발생될 수 있다. 머리 장착형 전자장치(200)에는 양안시야(A)각과 주변시야(B)각 사이에서 발생되는 불연속 구간을 보정할 수 있도록 영상 보정 처리부가 구비될 수 있다.
영상 보정 처리부는 양안시야(A)각의 양 단부의 소정 영역과 좌, 우측 주변시야(B)각의 소정 영역의 이미지를 오버랩핑 시켜 이미지를 보정할 수 있다.
즉 영상 보정 처리부는, 제1렌즈(211a)와 제2렌즈(211b) 사이의 각도에 따라 오버랩핑되는 영역의 설정값을 결정하여 보정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)에서 영상 보정 처리를 나타내는 흐름도이다. 도 13은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자장치(200)에서, 영상 보정 처리에 따른 이미지 보정과정을 나타내는 이미지 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 예컨대, 디스플레이(201)에 표시되는 원본 이미지 또는 원본 영상을 중앙에서 50도 기준으로 좌, 우를 분리하고, 분리된 이미지 또는 원본 영상을 중앙 부분과 사이드 부분으로 분리할 수 있고, 영상 보정 처리부는 제1렌즈(211a)와 제2렌즈(211b) 사이의 각도에 따라 설정된 값에 따라 사이드 부분의 오버랩핑 영역의 크기를 설정할 수 있다.
분리된 이미지 또는 화면은 왜곡 영상으로 변환되어, 왜곡 영상의 화면 크기에 맞게 조절될 수 있다.
왜곡 영상의 화면 크기에 맞게 조절된 사이드 이미지는 영상 보정 처리부에 설정된 초점거리 설정 값에 따라 사이드 이미지 쉬프트(shift) 영상 처리되어, 160에서 180의 화각을 가진 이미지가 사용자에게 전달 될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 머리 장착형 전자 장치의 구성 예를 도시한 블록도이다.
도 14를 참조하면, 머리 장착형 전자 장치(400)는 앞선 구성물 이외에도 MCU(micro controller unit)(410), 통신 모듈(420), 센서 모듈(430), 입력 모듈(440), 시선 추적(eye tracking) 모듈(450), 바이브레이터(452), 초점 조절(adjustable optics) 모듈(454), 전력 관리 모듈(460), 배터리(462)를 포함할 수 있다.
MCU(410)는 운영체제 또는 임베디드 소프트웨어 프로그램을 구동하여 다른 구성 요소들(예를 들어, 통신 모듈(420), 센서 모듈(430), 입력 모듈(440), 시선 추적(eye tracking) 모듈(450), 바이브레이터(452), 초점 조절(adjustable optics) 모듈(454), 전력 관리 모듈(460))을 제어할 수 있는 장치(400)의 제어부일 수 있다. MCU(410)는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다.
통신 모듈(420)은 휴대용 전자 장치(300)와 장치(400)를 유선 통신 또는 무선 통신을 이용하여 전기적으로 연결하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 통신 모듈(420)은 USB 모듈(421), WiFi 모듈(422), BT 모듈(423), NFC 모듈(424), GPS 모듈(425)을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, USB 모듈(421), WiFi 모듈(422), BT 모듈(423), NFC 모듈(424), GPS 모듈(425) 중 적어도 2개는 하나의 IC(integrated chip) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.
센서 모듈(430)은 물리량을 계측하거나 장치(400)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(430)은, 예를 들면, 가속도 센서(431), 자이로 센서(432), 지자계 센서(433), 마그네틱 센서(434), 근접 센서(435), 제스처 센서(436), 그립 센서(437), 생체 센서(438), 접근 센서(439) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 장치(400)는 장치(400)를 착용한 착용자의 머리 움직임을 가속도 센서(431), 자이로 센서(432), 지자계 센서(433) 중 적어도 하나를 이용하여 감지할 수 있다. 장치(400)는 근접 센서(435) 혹은 그립 센서(437)를 이용하여 장치(400)의 착용 여부를 감지할 수 있다. 한 실시 예에 따르면 장치(400)는 사용자가 장치(400)를 착용함에 따른 IR(infrared) 인식, 가압 인식, 캐패시턴스(혹은 유전율)의 변화량 중 적어도 하나를 감지하여 사용자의 착용 여부를 감지할 수 있다. 제스처 센서(436)는 사용자의 손 또는 손가락의 움직임을 감지하여 장치(400)의 입력 동작으로 받을 수 있다. 장치(400)는 장치(400)의 착용자에게 물체가 접근하는 것을 접근 센서(439)를 이용하여 감지할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(430)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), 홍채 센서, 지문 센서 등의 생체 인식 센서를 포함하고 생체 인식 센서를 이용하여 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. 센서 모듈(430)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
입력 모듈(440)은 도 2의 컨트롤 장치(214)일 수 있다. 입력 모듈(440)은 사용자로부터 입력을 받아들일 수 있다. 입력 모듈(440)은 터치 패드(441), 버튼(442)을 포함할 수 있다. 터치 패드(441)는, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식으로 터치 입력을 인식할 수 있다. 터치 패드(441)는 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 정전식의 경우, 물리적 접촉 또는 근접 인식이 가능하다. 터치 패드(441)는 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 터치 패드(440)는 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. 버튼(442)은, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키 또는 키패드를 포함할 수 있다.
전력관리 모듈(460)은 장치(400)의 전력을 관리할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 전력관리 모듈(460)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit) 또는 배터리 게이지(battery fuel gauge)를 포함할 수 있다.
상기 PMIC는, 예를 들면, 집적회로 또는 SoC 반도체 내에 탑재될 수 있다. 충전 방식은 유선과 무선으로 구분될 수 있다. 충전 IC는 배터리를 충전시킬 수 있으며, 충전기로부터의 과전압 또는 과전류 유입을 방지할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 충전 IC는 유선 충전 방식 또는 무선 충전 방식 중 적어도 하나를 위한 충전 IC를 포함할 수 있다. 무선 충전 방식으로는, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등이 있으며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 정류기 등의 회로가 추가될 수 있다.
배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(462)의 잔량, 충전 중 전압, 전류 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(462)는 전기를 저장하여 전원을 공급할 수 있다. 배터리(462)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.
시선 추적 모듈(450)은 예를 들면, EOG(Electircal oculography) 센서, 코일 시스템(coil systems), 듀얼 푸르키네 시스템(dual purkinje systems), 브라이트 눈동자 시스템(bright pupil systems), 다크 눈동자 시스템(dark pupil systems) 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 사용자의 시선을 추적할 수 있다. 또한, 시선 추적 모듈(450)은 시선추적을 위한 마이크로 카메라를 더 포함할 수도 있다.
초점 조절 모듈(454)은 사용자가 자신의 시력에 적합한 영상을 감상할 수 있도록 사용자의 양안 사이 거리(inter-pupil distance, IPD)를 측정할 수 있다. 장치(400)는 초점 조절 모듈(454)을 통해 측정된 사용자의 양안 사이 거리에 따라 렌즈의 거리를 조정할 수 있다. 장치(400)는 초점 조절 모듈(454)을 통해 측정된 사용자의 양안 사이 거리를 휴대용 전자 장치(300)로 전송하여 휴대용 전자 장치(300)의 디스플레이를 통한 화면의 디스플레이 위치를 조정할 수 있다.
MCU(410)는 센서 모듈(430)의 움직임 센서를 통해 감지된 움직임 신호를 휴대용 전자 장치(300)로 전송할 수 있다. 움직임 센서는 가속도 센서(431), 자이로 센서(432), 지자계 센서(433) 중 적어도 하나일 수 있다.
MCU(410)는 장치(400)의 착용자에게 물체가 접근하는 것을 접근 센서(439)를 통해 감지하고 접근 감지 신호를 휴대용 전자 장치(300)로 전송할 수 있다. MCU(410)는 장치(400)의 착용자에게 물체가 접근하는 방향을 접근 센서(439)를 통해 측정하여 휴대용 전자 장치(300)로 전송할 수 있다.
접근 센서(439)로서, IR(infrared) 센서, 초음파 센서, RF(radio frequency) 센서, 레이더 등과 같은 공간 인식 센서가 사용될 수 있다. RF 센서로서는 와이씨(Wisee) 센서, 올씨(Allsee) 센서 등이 사용될 수 있다. 한 실시 예에 있어서, 접근 센서(439)로서 무선 통신 모듈이 이용될 수 있다. 무선 통신 모듈은 WiFi 모듈(422), BT 모듈(423), NFC 모듈(424), GPS 모듈(425) 중 적어도 하나일 수 있다. 장치(400)에 물체가 접근하면 무선 통신 모듈에 수신되는 무선 통신 신호의 수신 전계 강도가 접근하는 물체로 인해 약해질 수 있다. 장치(400)의 착용자가 이동하지 않는 중에 수신 전계 강도가 지정된 임계값보다 큰 차이로 급격히 저하되는 경우 MCU(410)는 물체가 접근하는 것으로 감지할 수 있다. 또한 MCU(410)는 수신 전계 강도가 지정된 임계값보다 큰 차이로 급격히 저하되는 방향을 물체가 접근하는 방향인 것으로 감지할 수 있다.
이상, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 개시된 기술 내용을 쉽게 설명 및 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 머리 장착형 전자 장치 201: 휘어진 디스플레이
202: 프레임 211: 광학 조립체

Claims (17)

  1. 머리 장착형 전자 장치에 있어서,
    휘어진 디스플레이;
    상기 휘어진 디스플레이가 실장되게 곡률을 가지는 장착면을 구비한 프레임; 및
    상기 프레임의 내측의 좌, 우측에 각각 구비되고, 사용자의 좌안과 우안으로 상기 디스플레이의 이미지를 제공하는 광학 조립체로서, 양안시야의 화각을 형성하는 제1렌즈 및 상기 제1렌즈에 대해 경사지게 배치되어 좌측시야 또는 우측 시야의 추가 화각을 형성하는 제2렌즈로 구비되는 한 쌍의 광학 조립체;
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이는 양측 단부 또는 전체가 제1곡률을 가지며 휘어지게 구비되며, 상기 디스플레이의 일단과 타단 사이의 곡률된 길이는 사용자의 시야각보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이는 반구형상 또는 반타원 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 휘어진 디스플레이는 상기 프레임에 고정형 또는 착탈형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 비구면 렌즈로 구비되고,
    상기 제2렌즈는 프레넬 렌즈로 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈는 20도에서 50도 사이로 경사지게 배치되며,
    상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈의 20도 내지 50도 사이로 경사지게 배치됨에 따라 시야각은 160도에서 200도로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 내측에는 상기 촬상 광학계를 실장하며 지지하는 렌즈 프레임과, 상기 렌즈 프레임에서 좌, 우 및 전, 후 방향으로 촬상 광학계를 이동가능하게 고정하는 렌즈 홀더가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 장치에는 상기 렌즈 홀더를 앞, 뒤 이동시켜 초점을 조절하는 한 쌍의 초점 조절 가이드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 장치에는 상기 렌즈 홀더를 좌, 우측으로 이동시켜 상기 촬상 광학계의 좌측 렌즈 조립체와 우측 렌즈 조립체의 간격을 조절하는 렌즈 간격 조절 가이드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프레임에는 상기 한쌍의 초점 조절 가이드와 상기 렌즈 간격 조절 가이드의 구동을 조절하는 컨트롤 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    제1렌즈와 상기 제2렌즈의 밴딩면에 따른 불연속 구간을 오버랩핑하여 이미지를 보정하는 영상 보정 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 영상 보정 처리부는
    상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈의 경사진 각도에 따라 오버랩핑 구간을 적용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 머리 장착형 전자 장치에 있어서,
    휘어진 디스플레이;
    상기 휘어진 디스플레이가 실장되게 곡률을 가지는 장착면을 구비한 프레임; 및
    상기 프레임의 내측의 좌, 우측에 각각 구비되고, 사용자의 좌안과 우안으로 상기 디스플레이의 이미지를 제공하는 좌측 렌즈 조립체와 우측 렌즈 조립체로서, 상기 좌, 우측 렌즈 조립체에는 양안시야의 화각을 형성하는 각각의 제1렌즈 및 상기 제1렌즈에 대해 20도 내지 50 사이로 경사지게 배치되어 좌측시야 또는 우측 시야의 추가 화각을 형성하는 각각의 제2렌즈가 구비되는 좌, 우측 렌즈 조립체;
    상기 좌, 우측 렌즈 조립체를 프레임의 전, 후 또는 좌, 우 방향으로 이동되게 조절하는 조절 가이드; 및
    상기 제1렌즈와 제2렌즈의 경계면에 따라 발생되는 불연속 구간을 보정하는 영상 보정 처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이는 양측 단부 또는 전체가 제1곡률을 가지며 휘어지게 형성되며, 상기 장착면은 상기 제1곡률에 대응되게 휘어진 면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 비구면 렌즈로 구비되고,
    상기 제2렌즈는 프레넬 렌즈로 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 프레임의 표면에는 상기 디스플레이를 구동시키는 컨트롤 부재와, 상기 조절 가이드를 조정하는 위치 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 영상 보정 처리부는,
    상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈의 경사진 밴딩 각도에 따라 오버랩핑 구간을 적용하는 것을 특징으로 하는 장치.
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