KR20170122249A - 능동 셔터 헤드 장착형 디스플레이 - Google Patents

능동 셔터 헤드 장착형 디스플레이 Download PDF

Info

Publication number
KR20170122249A
KR20170122249A KR1020177027554A KR20177027554A KR20170122249A KR 20170122249 A KR20170122249 A KR 20170122249A KR 1020177027554 A KR1020177027554 A KR 1020177027554A KR 20177027554 A KR20177027554 A KR 20177027554A KR 20170122249 A KR20170122249 A KR 20170122249A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active shutter
display
mode
lens
shutter
Prior art date
Application number
KR1020177027554A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101947666B1 (ko
Inventor
머피 스테인
Original Assignee
구글 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구글 엘엘씨 filed Critical 구글 엘엘씨
Publication of KR20170122249A publication Critical patent/KR20170122249A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101947666B1 publication Critical patent/KR101947666B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/24—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type involving temporal multiplexing, e.g. using sequentially activated left and right shutters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
    • H04N13/315—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers the parallax barriers being time-variant
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G02B27/2264—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T19/006—Mixed reality
    • H04N13/0402—
    • H04N13/045—
    • H04N13/0486—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/344—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] with head-mounted left-right displays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/349—Multi-view displays for displaying three or more geometrical viewpoints without viewer tracking
    • H04N13/354—Multi-view displays for displaying three or more geometrical viewpoints without viewer tracking for displaying sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/356—Image reproducers having separate monoscopic and stereoscopic modes
    • H04N13/359—Switching between monoscopic and stereoscopic modes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

HMD 장치는 프레임에 연결된 하우징 및 상기 하우징에 배치된 디스플레이를 포함할 수 있다. 제 1 렌즈 및 제 1 능동 셔터는 하우징의 제 1 광축을 따라 배치 될 수 있고, 제 2 렌즈 및 제 2 능동 셔터는 하우징의 제 2 광축을 따라 배치될 수있다. 제어기는 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 디스플레이, 제 1 능동 셔터 및 제 2 능동 셔터를 교대로 스위칭할 수 있다. 제 1 모드에서, 제 1 능동 셔터가 할성화될 수 있고 제 2 능동 셔터는 비활성화될 수 있다. 제 2 모드에서, 제 1 능동 셔터가 비활성화 될 수 있고 제 2 능동 셔터는 활성화될 수 있다.

Description

능동 셔터 헤드 장착형 디스플레이
본 출원은 2015년 5월 29일자로 출원된, 발명의 명칭이 "능동 셔터 헤드 장착형 디스플레이(ACTIVE SHUTTER HEAD MOUNTED DISPLAY)"인 가출원이 아닌 미국특허 출원 번호 제14/725,607호의 계속 출원으로서, 이 출원의 우선권을 주장하며 이 출원의 전체 내용이 본원 출원에 참고로 포함된다.
이 문서는 일반적으로 헤드 장착형 디스플레이 장치에 관한 것이다.
헤드 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD) 장치는 HMD의 디스플레이 상에 디스플레이되고, HMD의 오디오 출력 장치에 의해 출력되는 콘텐츠를 보고 이와 상호 작용하기 위해 예를 들어 사용자가 사용자의 머리에 착용할 수 있는 일종의 모바일(mobile) 전자 장치이다. HMD는 HMD를 통해 사용자가 체험할 수 있는 몰입 환경을 생성하도록 가상 현실(Virtual Reality, VR) 및/또는 증강 현실(Augmented Reality, AR)과 연계하여 동작될 수 있다. 몰입 환경은 HMD에 의해 생성된 콘텐츠의 3 차원(3D) 디스플레이를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 헤드 장착형 디스플레이는 프레임, 프레임에 결합된 하우징, 하우징에 장착된 디스플레이, 제 1 광축을 따라 하우징에 장착된 제 1 렌즈, 제 2 광축을 따라 하우징에 장착된 제 2 렌즈, 상기 제 1 렌즈에 인접하여 하우징에 장착된 제 1 능동 셔터, 상기 제 2 렌즈에 인접하여 상기 하우징에 장착된 제 2 능동 셔터, 디스플레이, 상기 제 1 능동 셔터와 상기 제 2 능동 셔터를 제1 모드와 제2 모드 사이에서 교대로 스위칭하도록 구성된 제어기를 포함하며, 상기 제 1 모드에서는 제 1 능동 셔터가 활성화되고 제 2 능동 셔터가 비활성화되며 제 2 모드에서는 제 1 능동 셔터가 비활성화되고 제 2 능동 셔터가 활성화된다.
다른 양태에서, HMD를 동작시키는 방법은 HMD의 디스플레이를 활성화시키고 디스플레이 상에 이미지들을 디스플레이하는 단계와, 상기 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지들은 제 1 능동 셔터와 제 1 광축을 따라 정렬된 제 1 렌즈를 통해 및 제 2 능동 셔터와 제 2 광축을 따라 정렬된 제 2 렌즈를 통해 선택적으로 볼 수 있고; 그리고 상기 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지들에 기초하여 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 상기 제 1 능동 셔터와 상기 제 2 능동 셔터를 자동으로 스위칭하는 단계를 포함한다. 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 자동으로 스위칭하는 단계는 이미지들이 디스플레이 상에 디스플레이될 때 제 1 모드에서 제 1 능동 셔터를 활성화시키며 제 2 능동 셔터를 비활성화시키고, 상기 이미지가 상기 디스플레이 상에 디스플레이될 때 제 2 모드에서 제 1 능동 셔터를 비활성화시키고 제 2 능동 셔터를 활성화시키는 것을 포함한다.
하나 이상의 구현들의 세부 사항들이 첨부 도면 및 이하의 설명에서 제시된다. 다른 특징들은 상세한 설명 및 도면들과 청구항들로부터 명백할 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 명세서에서 광범위하게 설명된 실시 예들에 따른 HMD의 예시적인 구현을 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서에서 광범위하게 설명된 실시 예들에 따른 예시적인 HMD의 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 명세서에서 광범위하게 설명된 실시 예들에 따른 HMD 의 광학 컴포넌트들의 배치를 도시한 것이다.
도 4는 본 명세서에서 광범위하게 설명된 실시 예들에 따른 HMD의 좌측 및 우측 뷰의 타이밍 및 동기화를 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 명세서에서 광범위하게 설명된 실시 예들에 따른 HMD의 디스플레이 상의 좌우 교대 뷰 및 결합 뷰를 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 본 명세서에서 광범위하게 설명된 실시 예들에 따른 HMD의 디스플레이의 우측 및 좌측 시야각을 도시한 것이다.
도 7은 본 명세서에서 광범위하게 설명된 실시 예들에 따른 HMD를 동작시키는 방법의 흐름도이다.
HMD들은 몰입 가상 체험을 생성하기 위해 이미지 출력 장치(즉, 디스플레이) 및 오디오 출력 장치를 포함할 수 있다. 몰입 가상 체험은 사용자의 우측 눈과 좌측 눈에 전용인 디스플레이의 개별 디스플레이들 또는 부분들 상에 사용자의 우측 눈과 좌측 눈에 개별적으로 디스플레이되는 2차원(2D) 이미지들에 기반, HMD에 포함된 디스플레이 및 다양한 광학 요소들의 구성에 기초하여 사용자에 의해 보여질 때 3D로 인지되는 이미지들인 3차원(3D) 이미지들을 생성 및 디스플레이하는 것을 포함할 수 있다. 3D 시각 체험은 사용자가 양 눈으로 실질적으로 전체 디스플레이를 볼 수 있도록 이미지 출력 장치에 의해 제공되는 시야를 확장시킴으로써 향상될 수 있다. 구체적으로, 3D 시각 체험은 양 눈이 단일 디스플레이의 크기를 이용할 수 있도록 교대 방식으로 사용자가 각 눈으로 단일 디스플레이의 전체(또는 실질적으로 전체)를 볼 수 있도록 이미지 출력 장치에 의해 제공되는 시야를 확장시킴으로써 향상될 수 있다. 즉, 각 눈에 전용인 디스플레이(총 2개의 디스플레이)가 아닌, 단일 디스플레이가 양 눈에 걸쳐(span)질 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 투시도이고, 도 1c는 몰입 가상 체험을 생성하기 위해 사용자가 착용할 수 있는 예시적인 HMD의 측면도이다. 예시적인 HMD(100)는 광학 컴포넌트를 수용할 수 있는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(110)은 예컨대 힌지 샤프트(125)에 의해 회전 가능하게 프레임(120)에 결합될 수 있으며, 이는 상기 하우징(110)이 사용자의 머리에 장착되거나 착용될 수 있게 하고, 상기 하우징(110)이 도 1c에 도시된 바와 같이 사용자의 시야 범위 밖으로 이동되게 하거나 상기 힌지 샤프트(125)를 중심으로 회전할 수 있게 한다. 오디오 출력 장치(130)가 프레임(120)에 또한 결합될 수 있으며, 예를 들어 헤드폰에 장착되어 프레임(120)에 결합된 스피커를 포함할 수 있다.
도 1b에서, 하우징(110)의 전면(110a)은 하우징(110)의 기저부(110b)로부터 벗어나 이동되어, 하우징(100)에 수용된 HMD(100)의 내부 컴포넌트들 중 일부가 눈에 보일 수 있게 된다. 일부 실시 예들에서, 하우징(110)의 전면(110a)은 힌지(110c) 또는 다른 회전 구조체에 의해 하우징(110)의 기저부(110b)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 하우징(110a)의 전면(110a)은 클립 또는 다른 커플링 구조체와의 스냅 끼움에 의해 하우징(110)의 기저부(110b)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 하우징(110)의 전면(110a)은 하우징(110)의 기저부(110b)에 대해 정지 상태로 유지될 수 있다. 디스플레이(140)는 하우징(110)의 전면(110a)에 장착될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 디스플레이(140)가 스마트 폰에 포함될 수 있거나 또는 결합 장치(들)(110d)에 의해 하우징(110)의 전면(110a)에 착탈 가능하게 결합된 디스플레이 스크린을 포함하는 다른 모바일 전자 장치에 포함될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 디스플레이(140)는 HMD(100)의 하우징(110)에 고정된 상태로 유지될 수 있다.
렌즈들(150), 예를 들어, 사용자의 좌측 눈과 정렬되는 좌측 렌즈 및 사용자의 우측 눈과 정렬되는 우측 렌즈가, 상기 전면(110a)이 하우징(110)의 기저부(110b)에 대해 폐쇄된 위치에 있을 때 사용자의 눈과 디스플레이(140) 사이에서 하우징(110)에 장착될 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 디스플레이(140)는 렌즈들(150) 모두에 걸쳐 있는 단일 디스플레이이다. 즉, 렌즈들(150)(또는 렌즈 시스템) 각각에 전용인 디스플레이(예컨대, 사이드-바이-사이드 디스플레이들)이기 보다는, 디스플레이(140)는 렌즈들(150) 모두에 걸쳐 있다. 디스플레이(140)의 폭은 뷰어의 동공 간 거리(IPD)보다 클 수 있어서, 가능한 가장 넓은 시야가 디스플레이(140)에 의해 뷰어에게 제공되어 HMD(100)에 의해 생성되는 몰입 체험을 향상시켜준다. 일부 실시 예들에서, 렌즈들(150)은 하우징(110)의 조정 가능한 장착 구조체(155) 상에 장착될 수 있고, 렌즈들(150)의 위치가 조정 장치(158)에 의해 자동 또는 수동으로 조정되어 렌즈들(150)은 비교적 넓은 시야 및 비교적 짧은 초점 길이를 제공하도록 사용자의 눈들에 대한 각각의 광축과 정렬될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 능동 셔터들(152)이 각각의 렌즈들(150)에 인접하게 위치될 수 있는데, 예를 들어, 각 렌즈(150)를 통해 사용자의 뷰를 제어하도록, 좌측 셔터(152L)는 좌측 렌즈(150)에 인접하게 위치될 수 있고 우측 셔터(152R)는 우측렌즈(150)에 인접하게 위치될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 각각의 능동 셔터(152)는 도 3a에 도시된 바와 같이 사용자의 눈과 렌즈(150) 사이에 위치(예컨대, 배치)될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 각각의 능동 셔터(152)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 렌즈(150)와 디스플레이(140) 사이에 위치(예컨대, 배치)될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 사용자의 우측 눈과 정렬된 능동 셔터(152R) 및 렌즈(150)의 배열은 사용자의 좌측 눈과 정렬된 능동 셔터(152L) 및 렌즈(150)의 배열과 동일할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 사용자의 우측 눈과 정렬된 능동 셔터(152) 및 렌즈(150)의 배열은 사용자의 우측 눈과 정렬된 능동 셔터(152) 및 렌즈(150)의 배열과 다를 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 요소들의 배열 및 개별 요소들의 크기는 단지 예시적인 것이며, 비율에 따라 도시하지 않았으며, 이들 요소들은 설명의 명료성 및 용이함을 위해 예시되었다. 능동 셔터(152)의 예를 들어 직경과 같은 그러한 크기 또는 치수는 사용자의 눈의 뷰잉 콘(viewing cone)보다 크거나 같을 수 있어서, 능동 셔터(152)는 능동 셔터(152) 및 렌즈(150)를 통해 디스플레이(140)의 눈의 시야를 실질적으로 완전히 인터셉트 할 수 있다. 따라서, 능동 셔터(152)의 크기는, 예를 들어, 렌즈(150)의 크기, 능동 셔터(152)/렌즈(150)와 (사용자의 뷰잉 콘을 고려한) 뷰어의 눈과의 사이의 거리와 같은 그러한 수많은 인자 및 기타 그러한 인자들에 기초할 수 있다. 따라서, 일부 실시 예들에서, 능동 셔터(152)의 크기, 예를 들어 직경은 대응 렌즈(150)의 대응하는 크기, 예를 들어 직경보다 크거나 동일할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 능동 셔터(152)의 크기는 대응 렌즈(150)의 대응하는 크기보다 작을 수 있다.
일부 실시 예들에서, HMD(100)는 HMD(100)의 자동화된 제어 및 사용자에 의한 수동 제어를 용이하게 하기 위해, 다양한 센서(162 내지 164)를 구비하는 감지 시스템과, 그리고 다양한 제어 시스템 장치 또는 모듈(171 내지 176)을 구비하는 제어 시스템(170)을 포함할 수 있다. 제어 시스템(170)은 또한, 수동 또는 자동으로 동작될 때 및 제어 시스템(170)에 의해 수신된 명령에 응답하여 감지 시스템(160)에 의해 검출/감지된 조건들에 응답하여 동작될 때 제어 시스템(170)의 컴포넌트들의 동작을 제어하는 프로세서(190)를 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, HMD(100)는 HMD(100)에 의해 생성된 가상 몰입 환경 외부의 주변 환경의 정지 화상 및 동화상을 캡처하여 이들 주변 환경의 이미지들을 HMD(100)의 패스 스루(pass through) 모드에서 디스플레이(140) 상의 사용자에게 디스플레이할 수 있는 카메라(180)를 포함할 수 있다. 패스 스루 모드에서, 사용자는 HMD(100)를 제거하지 않거나, 혹은 예컨대 하우징(110)을 사용자의 시선 밖으로 이동시키는 등의 HMD(100)의 물리적 구성을 변경하지 않고 HMD(100)에 의해 생성된 가상 몰입 체험을 떠나 일시적으로 실제 세계로 되돌아갈 수 있다. 일부 실시 예들에서, 디스플레이(140)는 사용자로 하여금 일부 동작 모드들에서 디스플레이(140)를 통해 실제 환경을 볼 수 있게 하는 투명 디스플레이일 수 있다.
개별의 오프셋 2D 이미지들이 사용자의 좌측 눈 및 우측 눈에 개별적으로 제시될 수 있으므로, 좌측 눈은 제 1 디스플레이/섹션의 이미지만을 보게 되고, 우측 눈은 제 2 디스플레이/섹션의 이미지만을 보게 된다. 이러한 분리된 2D 이미지들은 무의식적으로 처리되어 결합된 이미지에서 3D 깊이의 인식을 제공하도록 두뇌에 의해 결합될 수 있다. 일부 구현들에서, HMD는 복수의 디스플레이, 예를 들어 2개의 디스플레이를 포함할 수 있거나, 또는 좌측 눈에만 보여지는 이미지들을 디스플레이하는 제 1 섹션 또는 픽셀의 서브 세트로 그리고 우측 눈에만 이미지들을 디스플레이하는데 전용인 제 2 섹션 또는 픽셀의 서브 세트로 분리된 단일 디스플레이를 포함하거나 좌측 눈과 우측 눈으로만 볼 수 있는 이미지를 교대로 표시할 수 있다. 일부 구현들에서, 패널이 좌측 눈 및 우측 눈을 위한 광학 컴포넌트 사이에 위치 될 수 있어, 2개의 디스플레이/섹션 중 제 1 디스플레이/섹션이 사용자의 좌측 눈에 의해서만 보여질 수 있게 되고, 2개의 디스플레이/섹션 중 제 2 디스플레이/섹션은 사용자의 우측 눈으로만 볼 수 있게 된다. 따라서, 패널은 각각의 눈이 각각의 디스플레이 또는 디스플레이 섹션만을 볼 수 있게 하는 효과를 가질 수 있는 바, 이는 특정 환경에서 사용자가 보다 즐겁게 볼 수 있게 해준다. 일부 구현들에서, 디스플레이는 좌측의 원형으로 편광된 광만을 디스플레이하고 그리고 나서 우측의 원형으로 편광된 광만을 디스플레이하는 식으로 교대로 디스플레이하여, 좌측 렌즈에서의 좌측의 수동 원형 편광 막은 좌측의 원형 편광된 광 이미지들이 좌측 눈에 의해서만 볼 수 있게 하고, 우측 렌즈에서의 우측의 수동 원형 편광 막은 우측의 원형 편광된 광 이미지들이 우측 눈에 의해서만 볼 수 있게 한다.
이들 오프셋 2D 이미지가 생성되어 보여지는 방식에 관계없이, 이러한 방식으로 생성된 인식된 3D 이미지를 보는 사용자는 디스플레이의 격리 및/또는 HMD의 좌측과 우측 광학 컴포넌트들 사이의 물리적 장벽으로 인해 상대적으로 제한된 시야를 가질 수 있다. 또한, 디스플레이가 좌측 편광된 광 이미지 및 우측 편광된 광 이미지를 교대로 디스플레이하는 경우에, 디스플레이의 일부 픽셀들 또는 부분들은 좌측 편광된 광 이미지만을 디스플레이하기 위해 전용되고, 디스플레이의 나머지 픽셀들 또는 부분들은 오직 우측 편광된 광 이미지만을 디스플레이하도록 전용됨으로써 디스플레이에 의해 디스플레이되는 임의의 이미지의 해상도를 실질적으로 절반으로 감소시키는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 예시적인 HMD(100)는 디스플레이(140)의 특정 부분들 또는 상이한 디스플레이들에 대한 가시성을 배제하거나 제한하는, 렌즈들(150) 사이에 위치된 물리적 장벽을 가짐이 없이 단일 디스플레이(140)를 포함한다. 다시 말해, 디스플레이의 특정 부분들에만 제한 없이 사용자의 좌측 눈 및 우측 눈에 이미지들을 표시하는 데 사용될 수 있는 단일 디스플레이가 제공된다. 물리적 장벽 및/또는 개별 디스플레이에 의해 분할될 때 이용 가능한 상대적으로 제한된 시야와는 대조적으로, 도 1a 및 도 1b에 도시된 구성에서 디스플레이(140) 상에 디스플레이되는 이미지들과 협력하여 능동 셔터(152)의 정밀 제어가 디스플레이 해상도를 희생시키지 않으면서 상대적으로 넓고 몰입된 시야를 가능하게 하며 몰입 체험에서 여전히 3D 깊이의 인식을 생성하면서 각각의 이미지를 디스플레이시키면서 디스플레이(140)의 완전 해상도로 디스플레이(140)의 전체 디스플레이 영역을 본질적으로 이용할 수 있게 한다.
도 2는 여기에 광범위하게 기술된 실시 예들에 따른 능동 셔터 시스템을 포함하는 예시적인 HMD(200)의 블록도이다. HMD(200)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 HMD(100)의 감지 시스템(160) 및 제어 시스템(170)과 유사한 감지 시스템(260) 및 제어 시스템(270)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 감지 시스템(260)은 예를 들어 광 센서(262), 이미지 센서(263) 및 오디오 센서(264) 등의 복수의 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광 센서(262), 이미지 센서(263) 및 오디오 센서(264)는 (예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 도시된 HMD(100)의 카메라(180)와 같은) 카메라와 같은 하나의 컴포넌트에 포함될 수 있다. 제어 시스템(270)은 예를 들어 전력 제어 모듈(271), 오디오 및 비디오 제어 모듈(272 및 273), 광 제어 모듈(274) 및 천이 제어 모듈(276)을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 감지 시스템(260) 및/또는 제어 시스템(270)은 특정 구현에 따라 더 많은 또는 더 적은 장치 및/또는 모듈을 포함할 수 있다. 감지 시스템(260) 및/또는 제어 시스템(270)에 포함된 요소들은 예를 들어 도 1a 및 도 1b에 도시된 HMD(100)가 아닌 다른 HMD 내에서 상이한 물리적 배치(예컨대, 상이한 물리적 위치)를 가질 수 있다.
제어 시스템(270)은 HMD의 다양한 오디오 및 비디오 요소들의 제어를 조정할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 제어 시스템(270)의 광학 제어 모듈(274)은 비디오 제어 모듈(273)과 협력 동작하여, 좌측 눈에 의해서만 보여지도록 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지가 도 4a에 도시된 바와 같이 주어진 시간 동안 좌측 눈에 의해서만 볼 수 있게 되고, 우측 눈으로만 볼 수 있도록 디스플레이(140)에 표시되는 이미지는 도 4b에 도시된 바와 같이 소정 시간에 우측 눈으로만 볼 수 있게 되어 원하는 3D 효과가 달성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 이는, 예를 들어, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 좌측 눈 셔터(152) 및 우측 눈 셔터(152)를 교대로 활성화시켜 교대로 신속하게 하나의 눈을 차단한 다음 다른 눈을 차단하여 주어진 시간에 단지 하나의 눈이 디스플레이(140)를 볼 수 있게 함으로써 달성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, (좌측 눈의 광축을 따라 정렬된) 좌측 능동 셔터(152L) 및 (우측 눈의 광축을 따라 정렬된) 우측 능동 셔터(152R) 모두는 불투명 상태와 투명 상태 사이를 천이할 수 있는 물질, 예를 들면, 폴리머 분산형 액정(PDLC) 물질로 만들어질 수 있다. 파워 오프시, 이러한 타입의 물질은 불투명일 수 있다. 광에 의해 활성화될 때, 물질 내에 분산된 액정 방울은 물질을 통해 투과되어 물질은 불투명한 상태에서 클리어 상태 즉, 투명한 상태로 천이하게 된다. 일부 실시 예들에서, 좌측 및 우측 능동 셔터들(152)은 예를 들어, 비활성화 상태로 될 때 투명 할 수 있고 전압이 액정 층에 인가되어 활성화될 때 불투명해질 수 있는 액정 층을 포함할 수 있다. 좌측 및 우측 능동 셔터들(152)의 이러한 교대 활성화는 예를 들어 제어 시스템의 비디오 제어 모듈에 의해 제어되는 디스플레이(140)의 리프레시 속도와 동기화되어 예를 들어, 광 제어 모듈에 의해 생성된 타이밍 신호에 의해 제어될 수 있다.
디스플레이(140) 및 능동 셔터들(152)의 타이밍 및 동기화의 예가 도 4에 도시된다. 예를 들어 전술한 바와 같은 제어 시스템의 비디오 제어 모듈에서 동작되는 디스플레이 드라이버는 좌측 눈에 의해 보여지도록 의도된 프레임을 판독하고 디스플레이(140) 상에 디스플레이되도록 출력을 구동할 수 있다. 디스플레이(140)가 좌측 눈에 의해 보여지도록 의도된 콘텐츠로 완전히 조명된 후에, 좌측 능동 셔터(152L)는 투명하게 되어 디스플레이(140) 상의 이미지가 좌측 눈에 의해 보여질 수 있게 한다. 이 시점에서, 우측 능동 셔터(152R)는 불투명한 상태에 있고, 디스플레이(140) 상의 이미지는 우측 눈에 의해 보이지 않는다. 그 다음에, 디스플레이 드라이버는 우측 눈에 의해 보여지도록 의도된 후속 프레임을 판독할 수 있으며, 좌측 능동 셔터(152L)는 불투명해질 수 있고 우측 능동 셔터(152R)는 투명해질 수 있고 따라서 프로세스는 우측 눈을 위해 반복된다. 일부 상황에서, 각각의 셔터가 교대로 투명해지는 지속 시간은 디스플레이(140) 상에 디스플레이된 이미지들에 의해 구성된 장면의 모션 블러에 영향을 줄 수 있다. 일부 실시 예들에서, 능동 셔터당 약 1-2 밀리 초의 투명도가 모션 블러를 완화시킬 수 있다.
좌측 셔터(152L)가 투명한 상태에 있고, 우측 셔터(152R)가 불투명 상태에 있거나 차단되어 있는, 좌측 눈에 의해 보여지는 이미지의 예가 도 5a에 도시된다. 우측 셔터(152R)가 투명한 상태에 있고, 좌측 셔터(152L)가 불투명 상태에 있거나, 차단되어 있는 우측 눈에 의해 보여지는 이미지의 예가 도 5b에 도시된다. 좌측 눈으로 본 이미지와 우측 눈으로 본 이미지의 재결합이 도 5c에 도시된다. 좌측 및 우측 셔터들(152)의 교대 활성화 및 비활성화는 예를 들어 대략 120Hz 이상의 속도와 같이 인간의 눈으로 감지할 수 없는 속도로 달성되고, 좌측 눈 및 우측 눈에 의해 보여지는 이미지들은 두뇌에 의해 신속하고 무의식적으로 재결합되며, 본질적으로 디스플레이(140)의 전체 디스플레이 영역에 걸쳐 그리고 디스플레이(140)의 본질적으로 전체 해상도에서 3D 이미지의 인식이 달성될 수 있다. 즉, 이러한 방식으로 디스플레이(140) 상에 디스플레이된 이미지의 제어와 동기화하는 좌측 및 우측 능동 셔터들(152)의 교대 제어는 사용자에게 HMD(100)의 주어진 디스플레이(140)에 대해 가능한 가장 넓은 시야를 제공할 수 있으며, 이는 또한 이미지가 어느 눈을 통해 보여지는지에 상관없이 각 이미지가 디스플레이(140)의 전체 해상도를 이용하여 사용자에게 디스플레이된다.
일반적으로, 사용자가 보는 디스플레이와 사용자의 눈 사이의 이격 거리가 감소함에 따라, 디스플레이의 가장 좌측 부분들 및 디스플레이의 가장 우측 부분들에서의 시야각이 더 세밀해진다. 이들 외부 시야 각이 더욱 세밀해짐에 따라, 디스플레이에 의해 생성되고, 예를 들어, 렌즈에 의해 만들어진 눈에 의해 수신되는 광선들 간의 광학 경로에 대한 조정 또는 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지들의 제어는 감쇠 및 교정이 어렵다.
디스플레이(140)가 HMD(100)에서 구현되는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 예시적인 구현에서, 디스플레이(140)와 사용자의 눈 사이의 이격 거리(d)는 상대적으로 가까워져 디스플레이(140) 상에 디스플레이되는 이미지가 명확하게 인지될 수 있는 최소 이격에 이르게 된다. 렌즈(150) 및 능동 셔터(152)가 사용자의 눈과 디스플레이(140) 사이에 위치된 디스플레이(140)가 사용자의 눈에 매우 근접하고, HMD(100)에서, 렌즈(150)와 디스플레이(140) 사이의 거리는 예를 들어 HMD(100)의 전체 크기, 렌즈의 크기, 간격 및 광학 특성과 같은 그러한 많은 인자들 또는 기타 그러한 인자들에 따라 약 25mm 미만으로 될 수 있다. 렌즈(150)와 디스플레이(140) 사이의 공칭 이격 거리(d)에서 조차도, 폭(W)을 갖는 디스플레이(140)의 디스플레이 영역은 사용자에게 본질적으로 완전히 보여질 수 있고, 렌즈(150)와 디스플레이(140) 사이의 거리(d)는 디스플레이(140)의 디스플레이 영역의 폭(W)보다 작다. 일부 실시 예들에서, 디스플레이(140)의 디스플레이 영역은 뷰어를 향하는 디스플레이(140)의 전체 표면적과 본질적으로 동일할 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 이러한 HMD 타입 배열에서, 디스플레이(140)의 가장 좌측 부분이 우측 눈에 의해 보여지는 각도(αR1)는 디스플레이(140)의 가장 우측 부분이 우측 눈에 의해 보여지는 각도(αR2)에 비해 상대적으로 예각이다. 즉, 디스플레이(140)의 가장 좌측 부분에서 디스플레이(140)에 의해 생성된 광선들은 우측 눈을 향하는 경로 상에서 (예를 들어 디스플레이(140)에 대해) 비교적 예각으로 이동(travel)한다. 이 각도는 디스플레이(140)의 가장 좌측 부분으로부터 우측 눈의 광축(OR)을 향해 이동할 때 덜 예각이게 된다. 유사하게, 도 6b에 도시된 바와 같이, 디스플레이(140)의 가장 우측 부분이 좌측 눈으로 보여지는 각도(αL1) 혹은 디스플레이(140)의 가장 우측 부분에 의해 생성된 광선들이 좌측 눈을 향해 이동하는 각도가 디스플레이(140)의 가장 좌측 부분이 좌측 눈에 의해 보여지는 각도(αL2)에 비해 상대적으로 예각이다. 이 각도는 디스플레이(140)의 가장 우측 부분으로부터 좌측 눈의 광축(OL)을 향해 이동할 때 덜 예각이 된다. 디스플레이(140)에 의해 광선들이 생성된 이러한 넓은 범위의 각도(이는 일부 배열들에서 이미지 보정 과제를 야기할 수 있음)는 비교적 넓은 뷰잉 콘 즉, 시야를 갖는 좌측 및 우측 능동 셔터(152)의 사용에 의해 수용(accommodation)될 수 있다. 좌측 및 우측 능동 셔터(152)의 비교적 넓은 뷰잉 콘은 디스플레이(140)의 실질적으로 전체 디스플레이 영역이 캡처되어 능동 셔터(152) 및 렌즈(150)를 통해 사용자에게 보이게 할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 능동 셔터(152)의 뷰잉 콘은 대략 160도 정도로 될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 능동 셔터(152)의 뷰잉 콘은 160도보다 클 수 있다. 좌측 렌즈(150), 좌측 능동 셔터(152), 우측 렌즈(150) 및 우측 능동 셔터(152)는 단지 예시를 용이하게 하기 위해 도 6a 및 도 6b의 다이어그램에서는 도시하지 않았지만, 능동 셔터들(152)의 비교적 넓은 뷰잉 콘 즉, 시야는 디스플레이(140)의 본질적으로 모든 디스플레이 영역이 각각의 능동 셔터(152)와 렌즈(150) 쌍을 통해 보여지게 한다.
여기에 구현되고, 광범위하게 기술된 바와 같은, 예컨대 도 1a 내지 1c에 도시된 HMD(100)와 같은 HMD를 동작시키는 방법이 도 7에 도시된다. 먼저, HMD(100)가 활성화되고, 예를 들어, 단독의 또는 오디오 체험과 결합된 3D 비디오 체험을 포함하는 3D 몰입 체험과 같은 체험이 블록(610 및 620)에서 개시된다. 그 다음, 제 1 능동 셔터 및 제 2 능동 셔터가 블록(630 및 640)에서 교대로 활성화 및 비활성화되어 디스플레이의 디스플레이 영역이 제 1 능동 셔터 및 제 1 렌즈를 통해 교대로 보여지게 되는 바, 제 2 렌즈가 차단되면 제 1 능동 셔터 및 제 1 렌즈를 통해 보여지게 되고, 제 1 렌즈가 차단되면 제 2 능동 셔터 및 제 2 렌즈를 통해 보여지게 된다.
예를 들어, HMD는, 제 1 모드에서(블록 630), 제 1 능동 셔터가 활성화되어 투명 상태로 되고, 제 2 능동 셔터가 비활성화되어 불투명 상태로 되며, 디스플레이의 디스플레이 영역이 제 1 능동 셔터 및 제 1 렌즈를 통해 사용자의 제 1 눈으로만 볼 수 있게 되고, 제 2 능동 셔터는 디스플레이의 제 2 눈의 시야를 차단하도록 제어될 수 있다. 블록(635)에서 소정의 시간 간격이 경과 한 후, HMD는 블록(640)에서 제 2 모드로 제어될 수 있다. 소정의 시간 간격은, 예를 들어, 디스플레이의 디스플레이 영역에 의해 디스플레이될 콘텐츠와 동기화되고, 제 1 눈 또는 제 2 눈 중 어느 하나를 위해 의도된 간격에 대응한다. 제 2 모드에서(블록 640), 제 2 능동 셔터가 활성화되어 투명 상태로 되고, 제 1 능동 셔터가 비활성화되어 불투명 상태로 되며, 디스플레이의 디스플레이 영역은 제 2 능동 셔터 및 제 2 렌즈를 통해 사용자의 제 2 눈에 의해서만 보여지게 되며, 상기 제 1 능동 셔터는 상기 디스플레이의 상기 제 1 눈의 시야를 차단하게 된다.
블록(650)에서 체험이 종료되었음이 결정될 때까지 제 1 모드(블록(630))와 제 2 모드(블록(640)) 사이에서 동작이 연속적으로 스위칭한다.
예시적인 실시 예에 따르면, HMD 장치는 프레임에 결합된 하우징 및 상기 하우징에 배치된 디스플레이를 포함할 수 있다. 제 1 렌즈 및 제 1 능동 셔터는 하우징의 제 1 광축을 따라 배치될 수 있고, 제 2 렌즈 및 제 2 능동 셔터는 하우징의 제 2 광축을 따라 배치될 수 있다. 제어기는 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 디스플레이, 제 1 능동 셔터 및 제 2 능동 셔터를 교대로 스위칭할 수 있다. 제 1 모드에서, 제 1 능동 셔터가 활성화되고 제 2 능동 셔터가 비활성화될 수 있다. 제 2 모드에서, 제 1 능동 셔터는 비활성화될 수 있고 제 2 능동 셔터는 활성화될 수 있다.
여기에 설명된 다양한 기법들의 구현들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 구현들은 컴퓨터 프로그램 물, 즉 정보 캐리어에, 예를 들어 데이터 처리 장치(예컨대, 프로그램 가능 프로세서, 컴퓨터 또는 복수의 컴퓨터들)에 의한 프로세싱 또는 이들의 동작을 제어하도록 머신-판독 가능 저장 장치(컴퓨터 판독 가능 매체)에 유형적으로 구현된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 따라서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 실행될 때 프로세서(예를 들어, 호스트 장치의 프로세서, 클라이언트 장치의 프로세서)로 하여금 프로세스를 수행하게 하는 명령들을 저장하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 기술된 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일되거나 해석된 언어들을 비롯한 그 어떤 형태의 프로그래밍 언어로 쓰여질 수 있고, 스탠드-얼론(stand-alone) 프로그램으로서 또는 모듈로서, 컴포넌트, 서브루틴 또는 컴퓨팅 환경에서 이용에 적합한 기타 유닛을 비롯한 그 어떤 형태로 전개(deploy)될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 하나의 컴퓨터 상에서 처리되거나, 하나의 사이트에 복수의 컴퓨터들 상에서 처리되거나, 또는 복수의 사이트들에 걸쳐 분산 처리되고, 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
방법 단계들은 입력 데이터로 동작하고 출력을 생성함으로써 기능들을 수행하도록 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 방법 단계들은 또한, 전용 논리 회로, 예를 들어, FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이) 또는 ASIC(애플리케이션 특정 집적 회로)에 의해 수행될 수 있으며, 또한 장치가 이들로서 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 프로세싱에 적합한 프로세서는 예를 들어, 범용 및 전용 마이크로프로세서, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 모두 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 양자 모두로부터 명령 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령들을 실행하기 위한 적어도 하나의 프로세서와 명령 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 장치를 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 또한 데이터 저장을 위한 하나 이상의 대용량 저장 장치, 예를 들어, 자기, 광자기 디스크, 또는 광 디스크를 포함하거나 이로부터 데이터를 수신하거나 이곳에 데이터를 전송하거나 양자 모두를 수행하도록 동작시 결합될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 저장하는데 적합한 정보 캐리어들은 예컨대 반도체 메모리 디바이스, 예를 들어, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스를 비롯한 모든 형태의 비휘발성 메모리, 자기 디스크, 예를 들어, 내장형 하드 디스크 또는 착탈가능형 디스크와, 광자기 디스크와, CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함한다. 프로세서 및 메모리는 전용 논리 회로를 내장하거나 이에 의해 보완될 수 있다.
사용자와의 상호작용을 제공하기 위해, 구현들은 사용자에게 정보를 표시하기 위한 디스플레이 장치, 예를 들어, CRT(음극선관), LED(발광 다이오드), 또는 LCD(액정 디스플레이) 모니터와, 사용자가 컴퓨터에 대한 입력을 제공할 수 있는 키보드 및 포인팅 장치, 예를 들어, 마우스 또는 트랙볼을 구비한 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 다른 종류의 장치가 마찬가지로 사용자와의 상호작용을 위해 사용될 수 있는데, 예를 들어, 사용자에게 제공되는 피드백은 감각적인 피드백의 임의의 형태, 예를 들어, 시각적 피드백, 청각적 피드백, 또는 촉각적 피드백일 수 있으며, 사용자로부터의 입력은 음향, 음성, 또는 촉각적 입력을 포함하는 임의의 형태로 수신될 수 있다.
구현들은 백 엔드 컴포넌트(예를 들어, 데이터 서버)를 포함하거나, 미들웨어 컴포넌트(예를 들어, 애플리케이션 서버)를 포함하거나, 프론트 엔드 컴포넌트(예를 들어, 본 발명의 구현과 사용자가 상호작용할 수 있는 그래픽 유저 인터페이스 또는 웹 브라우저를 갖는 클라이언트 컴퓨터)를 포함하거나, 이러한 백 엔드, 미들웨어, 또는 프론트 엔드 컴포넌트들의 임의의 조합을 포함하는 컴퓨팅 시스템으로 실현될 수 있다. 컴포넌트들은 디지털 데이터 통신(예를 들어, 통신 네트워크)의 임의의 형태 또는 매체에 의해 상호연결될 수 있다. 통신 네트워크의 예들은 근거리 통신망("LAN"), 원거리 통신망("WAN")(예를 들어, 인터넷)을 포함한다.
설명된 구현들의 일부 특징들이 여기에 기술된 것처럼 예시되었지만, 많은 수정, 대체, 변경 및 균등화가 통상의 지식을 가진 자에게는 모색될 수 있을 것이다. 그러므로, 첨부한 특허청구의 범위는 구현들의 범위에 드는 모든 그러한 수정 및 변경들을 포괄하도록 의도된 것임을 이해해야 할 것이다. 이들 구현들은 범위를 제한하고자 하는 것이 아닌 단지 예로서 제시된 것이며, 형태 및 세부사항에 있어 다양한 변경이 가해질 수 있음을 이해해야만 할 것이다. 여기에 설명된 장치 및/또는 방법의 어느 부분도 상호 배타적인 결합을 제외하고는 다양한 조합으로 결합될 수 있다. 여기에 설명된 구현들은 설명된 여러 가지 구현들의 기능, 컴포넌트 및/또는 특징들의 다양한 조합 및/또는 서브조합을 포함할 수 있다.

Claims (21)

  1. 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치로서,
    프레임과;
    상기 프레임에 결합된 하우징과;
    상기 하우징에 배치된 단일 디스플레이와;
    제 1 광축을 따라 하우징에 장착된 제 1 렌즈와;
    제 2 광축을 따라 하우징에 장착된 제 2 렌즈와;
    상기 하우징에 배치되고 상기 제1 광축을 따라 정렬된 제 1 능동 셔터(active shutter)와;
    상기 하우징에 배치된 제 2 능동 셔터와;
    상기 디스플레이, 상기 제 1 능동 셔터 및 상기 제 2 능동 셔터를 제1 모드와 제2 모드 사이에서 교대로 스위칭하도록 구성된 제어기를 포함하며,
    상기 제 1 모드에서는 제 1 능동 셔터가 활성화되고 제 2 능동 셔터가 비활성화되며, 상기 제 2 모드에서는 제 1 능동 셔터가 비활성화되고 제 2 능동 셔터가 활성화되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서, 상기 제 1 능동 셔터는 투명 상태로 되어 상기 디스플레이의 디스플레이 영역이 상기 제1 렌즈 및 제 1 능동 셔터를 통해 완전히 보여지게 되고, 상기 제 2 능동 셔터는 상기 제 2 렌즈를 통해 상기 디스플레이 영역의 가시성을 차단하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 2 모드에서, 상기 제 2 능동 셔터는 투명 상태로 되어, 상기 디스플레이의 디스플레이 영역이 상기 제 2 렌즈 및 상기 제 2 능동 셔터를 통해 완전히 보여지게 되고, 상기 제 1 능동 셔터는 상기 제 1 렌즈 및 상기 제 1 능동 셔터를 통해 상기 디스플레이 영역의 가시성을 차단하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 영역은 상기 디스플레이의 좌측 단부로부터 상기 디스플레이의 우측 단부로, 그리고 상기 디스플레이의 상부 단부로부터 상기 디스플레이의 하부 단부로 연속적으로 확장되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서 상기 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지들의 해상도 레벨은 상기 디스플레이의 전체 해상도 레벨과 실질적으로 동일하고, 상기 제 2 모드에서 상기 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지들의 해상도 레벨은 상기 디스플레이의 전체 해상도 레벨과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서,
    상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드를 교대로 스위칭하는데 있어서, 상기 제어기는 상기 디스플레이 상에서의 상기 이미지들의 디스플레이가 상기 제 1 능동 셔터 및 상기 제 2 능동 셔터의 교대 활성화와 동기하도록 상기 디스플레이 상에서의 이미지들의 디스플레이를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 한 항에 있어서,
    상기 제 1 능동 셔터 및 상기 제 2 능동 셔터는 각각 고분자 분산형 액정 물질(polymer dispersed liquid crystal material)을 포함하여, 상기 제 1 능동 셔터의 비활성화 상태에서 상기 제 1 능동 셔터는 불투명하고, 상기 제 2 능동 셔터의 비활성화 상태에서, 상기 제 2 능동 셔터는 불투명한 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제 1 능동 셔터는 상기 제 1 능동 셔터의 고분자 분산형 액정 물질의 활성화에 응답하여 투명상태로 천이하고, 상기 제 2 능동 셔터는 상기 제 2 능동 셔터의 고분자 분산형 액정 물질의 활성화에 응답하여 투명상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 한 항에 있어서,
    상기 제 1 능동 셔터 및 상기 제 2 능동 셔터는 각각 액정 층을 포함하여, 상기 제 1 능동 셔터의 비활성화 상태에서 상기 제 1 능동 셔터는 투명상태로 되고, 상기 제 2 능동 셔터의 비활성화 상태에서, 상기 제 2 능동 셔터는 투명상태로 되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제 1 능동 셔터는 상기 제 1 능동 셔터의 액정 층에 인가된 전기 신호에 의한 활성화에 응답하여 불투명 상태로 천이하고, 상기 제 2 능동 셔터는 상기 제 2 능동 셔터의 액정 층에 인가된 전기 신호에 의한 활성화에 응답하여 불투명 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 한 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈 및 상기 제 1 능동 셔터는 상기 제 1 광축을 따라 정렬되고, 상기 제 2 렌즈 및 상기 제 2 능동 셔터는 상기 제 2 광축을 따라 정렬되며, 상기 디스플레이는 제 1 광축 및 제 2 광축 모두와 정렬되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈는 상기 제 1 능동 셔터와 상기 디스플레이 사이에 위치되고, 상기 제 2 렌즈는 상기 제 2 능동 셔터와 상기 디스플레이 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제 1 능동 셔터는 상기 제 1 렌즈와 상기 디스플레이 사이에 위치되고, 상기 제 2 능동 셔터는 상기 제 2 렌즈와 상기 디스플레이 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.
  14. 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치를 동작시키는 방법으로서,
    헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치의 디스플레이를 활성화시키고 상기 디스플레이 상에 이미지들을 디스플레이하는 단계, 상기 디스플레이 상에 디스플레이 되는 이미지들은 제 1 능동 셔터와 제 1 광축을 따라 정렬된 제 1 렌즈를 포함하는 능동 셔터 시스템 및 렌즈 시스템을 통해 그리고 제 2 능동 셔터와 제 2 광축을 따라 정렬된 제 2 렌즈를 통해 선택적으로 보여지며; 및
    상기 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지들에 기초하여 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 상기 능동 셔터 시스템을 스위칭하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 스위칭하는 단계는 이미지들이 디스플레이 상에 디스플레이될 때 제 1 모드에서 상기 제 1 능동 셔터를 활성화시키고 상기 제 2 능동 셔터를 비활성화시키며,
    상기 이미지들이 상기 디스플레이 상에 디스플레이될 때 제 2 모드에서 상기 제 1 능동 셔터를 비활성화시키고 상기 제 2 능동 셔터를 활성화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치를 동작시키는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지들에 기초하여, 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 상기 능동 셔터 시스템을 스위칭하는 단계는 또한, 소정 동작 기간이 경과 할 때까지 상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드 사이에서 교대로 연속적으로 스위칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치를 동작시키는 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지들에 기초하여 상기 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 상기 능동 셔터 시스템을 스위칭하는 단계는 또한, 상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드 사이의 스위칭을 상기 디스플레이 상에서 디스플레이되는 이미지들과 동기화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치를 동작시키는 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 한 항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서 상기 제 1 능동 셔터를 활성화시키고 상기 제 2 능동 셔터를 비활성화시키는 단계는 상기 제 1 능동 셔터를 활성화시키기 위해 상기 제 1 능동 셔터에 신호를 인가하고 상기 제 1 능동 셔터를 불투명 상태로 천이시키는 것과; 그리고
    상기 제 2 능동 셔터를 비활성화시키기 위해 상기 제 2 능동 셔터로의 신호를 종결하고, 상기 제 2 능동 셔터를 투명상태로 천이시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치를 동작시키는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제 2 모드에서 상기 제 1 능동 셔터를 비활성화시키고 상기 제 2 능동 셔터를 활성화시키는 단계는 상기 제 2 능동 셔터를 활성화시키기 위해 상기 제 2 능동 셔터에 신호를 인가하고 상기 제 2 능동 셔터를 불투명 상태로 천이시키는 것과; 그리고
    상기 제 1 능동 셔터를 비활성화시키기 위해 상기 제 1 능동 셔터로의 신호를 종결하고, 상기 제 1 능동 셔터를 투명 상태로 천이시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치를 동작시키는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서, 상기 디스플레이의 디스플레이 영역은 상기 제 2 렌즈를 통해 완전히 가시적이고 상기 제 1 렌즈를 통한 상기 디스플레이 영역의 가시성은 상기 제 1 능동 셔터에 의해 차단되며,
    상기 제 2 모드에서, 상기 디스플레이의 디스플레이 영역은 상기 제 1 렌즈를 통해 완전히 가시적이고 상기 제 2 렌즈를 통한 디스플레이 영역의 가시성은 제 2 능동 셔터에 의해 차단되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치를 동작시키는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 디스플레이 상에 이미지들을 디스플레이하는 단계는 상기 디스플레이의 전체 해상도 레벨과 실질적으로 동일한 해상도 레벨로 상기 제 1 모드에서 상기 디스플레이 상에 이미지들을 디스플레이하는 것과, 상기 디스플레이의 전체 해상도 레벨과 실질적으로 동일한 해상도 레벨로 상기 디스플레이 상에 이미지들을 디스플레이하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치를 동작시키는 방법.
  21. 프로세서상에서 실행될 때 제14항 내지 제20항 중 한 항의 방법을 수행하는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
KR1020177027554A 2015-05-29 2016-05-13 능동 셔터 헤드 장착형 디스플레이 KR101947666B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/725,607 US9936194B2 (en) 2015-05-29 2015-05-29 Active shutter head mounted display
US14/725,607 2015-05-29
PCT/US2016/032426 WO2016195971A1 (en) 2015-05-29 2016-05-13 Active shutter head mounted display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170122249A true KR20170122249A (ko) 2017-11-03
KR101947666B1 KR101947666B1 (ko) 2019-02-13

Family

ID=56027259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177027554A KR101947666B1 (ko) 2015-05-29 2016-05-13 능동 셔터 헤드 장착형 디스플레이

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9936194B2 (ko)
EP (1) EP3304175A1 (ko)
JP (1) JP2018517159A (ko)
KR (1) KR101947666B1 (ko)
CN (1) CN107430287B (ko)
WO (1) WO2016195971A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022010070A1 (ko) * 2020-07-07 2022-01-13 한국과학기술연구원 근안 디스플레이 장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170010471A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 ImmersiONVRelia, Inc. Graphic display adapter device for mobile virtual stereoscopic vision
CN105093532A (zh) * 2015-08-03 2015-11-25 京东方科技集团股份有限公司 虚拟现实眼镜及显示方法
CN105700688A (zh) * 2016-03-17 2016-06-22 京东方科技集团股份有限公司 虚拟现实/增强现实装置
KR20170140730A (ko) * 2016-06-13 2017-12-21 삼성전자주식회사 헤드 마운티드 디스플레이 및 그 동작 방법
EP3574364A4 (en) * 2017-01-25 2020-04-15 Samsung Electronics Co., Ltd. HEAD-MOUNTED DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF INFORMATION OF A 3D IMAGE
US11388389B2 (en) * 2017-06-22 2022-07-12 Tesseland, Llc Visual display with time multiplexing for stereoscopic view
CN109963142B (zh) * 2017-12-25 2024-04-26 广东虚拟现实科技有限公司 视觉显示系统及方法，以及头戴显示装置
US10827164B2 (en) * 2018-03-01 2020-11-03 Google Llc Active LCD shutters for virtual and augmented reality low persistence
US11774770B2 (en) 2020-06-03 2023-10-03 Universal City Studios Llc Interface device with three-dimensional (3-D) viewing functionality
US11467320B2 (en) * 2020-12-24 2022-10-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Head mounted display device having dynamically addressable shutter array
CN115128829B (zh) * 2022-08-25 2023-01-31 惠科股份有限公司 显示装置
WO2024209384A1 (en) * 2023-04-05 2024-10-10 Gs Net- Italia S.R.L. Headset for augmented, virtual or extended reality

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06102469A (ja) * 1992-09-18 1994-04-15 Yokogawa Electric Corp 頭部搭載型立体画像表示装置
JPH10148789A (ja) * 1996-11-15 1998-06-02 Daewoo Electron Co Ltd ヘッドマウントディスプレー装置
US6314248B1 (en) * 1998-04-21 2001-11-06 Fuji Photo Film, Co., Ltd. Image photography apparatus, image reproducing apparatus, image photography and reproducing apparatus, stereographic projector, jig for image stereoscopic vision, and printer
JP2011248194A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Konica Minolta Opto Inc ヘッドマウントディスプレイ
KR101419007B1 (ko) * 2013-01-08 2014-07-11 주식회사 고글텍 스마트폰용 헤드마운트형 스테레오스코피 장치

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5621424A (en) 1992-08-24 1997-04-15 Olympus Optical Co., Ltd. Head mount display apparatus allowing easy switching operation from electronic image to external field image
US5751493A (en) * 1996-11-15 1998-05-12 Daewoo Electronics Co., Ltd. Head-mounted display apparatus with a single image display device
JPH11317963A (ja) * 1998-05-07 1999-11-16 Fuji Film Microdevices Co Ltd 画像撮影装置、画像再生装置、および画像撮影再生装置
US6388797B1 (en) * 1998-05-29 2002-05-14 Stereographics Corporation Electrostereoscopic eyewear
US6421109B1 (en) * 1998-10-16 2002-07-16 Digilens, Inc. Method and system for display resolution multiplication
JP2000275575A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Sharp Corp 立体映像表示装置
US7850304B2 (en) 2001-01-23 2010-12-14 Kenneth Martin Jacobs Continuous adjustable 3Deeps filter spectacles for optimized 3Deeps stereoscopic viewing and its control method and means
US6529331B2 (en) * 2001-04-20 2003-03-04 Johns Hopkins University Head mounted display with full field of view and high resolution
TWI320161B (en) 2005-12-01 2010-02-01 Method for controlling a plurality of displaying regions of a display panel
US8269822B2 (en) * 2007-04-03 2012-09-18 Sony Computer Entertainment America, LLC Display viewing system and methods for optimizing display view based on active tracking
JP2010015075A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Seiko Epson Corp 表示装置
US8957835B2 (en) * 2008-09-30 2015-02-17 Apple Inc. Head-mounted display apparatus for retaining a portable electronic device with display
JP2011145488A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Sony Corp ヘッドマウントディスプレイ
WO2012005036A1 (ja) * 2010-07-08 2012-01-12 シャープ株式会社 アクティブシャッターメガネ及び立体映像認識ユニット
EP2418865A3 (en) * 2010-08-09 2014-08-06 LG Electronics Inc. 3D viewing device, image display apparatus, and method for operating the same
JP5612424B2 (ja) 2010-10-01 2014-10-22 株式会社ジャパンディスプレイ 立体画像表示装置
US8576276B2 (en) * 2010-11-18 2013-11-05 Microsoft Corporation Head-mounted display device which provides surround video
US8643950B2 (en) * 2012-03-15 2014-02-04 Blackberry Limited Lens-based image augmenting optical window with intermediate real image
CN103364958A (zh) * 2012-04-09 2013-10-23 珠海真幻科技有限公司 立体助视装置
US20140354782A1 (en) * 2013-05-29 2014-12-04 Ethan Lowry Stereoscopic Camera Apparatus
US9158115B1 (en) * 2013-09-16 2015-10-13 Amazon Technologies, Inc. Touch control for immersion in a tablet goggles accessory
EP3108287A4 (en) * 2014-02-18 2017-11-08 Merge Labs, Inc. Head mounted display goggles for use with mobile computing devices
US20160011422A1 (en) * 2014-03-10 2016-01-14 Ion Virtual Technology Corporation Method and system for reducing motion blur when experiencing virtual or augmented reality environments
US9551873B2 (en) * 2014-05-30 2017-01-24 Sony Interactive Entertainment America Llc Head mounted device (HMD) system having interface with mobile computing device for rendering virtual reality content
EP3170046A4 (en) * 2014-07-14 2018-06-06 Cinema2Go Ltd. Near-eye display system
US10371944B2 (en) * 2014-07-22 2019-08-06 Sony Interactive Entertainment Inc. Virtual reality headset with see-through mode

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06102469A (ja) * 1992-09-18 1994-04-15 Yokogawa Electric Corp 頭部搭載型立体画像表示装置
JPH10148789A (ja) * 1996-11-15 1998-06-02 Daewoo Electron Co Ltd ヘッドマウントディスプレー装置
US6314248B1 (en) * 1998-04-21 2001-11-06 Fuji Photo Film, Co., Ltd. Image photography apparatus, image reproducing apparatus, image photography and reproducing apparatus, stereographic projector, jig for image stereoscopic vision, and printer
JP2011248194A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Konica Minolta Opto Inc ヘッドマウントディスプレイ
KR101419007B1 (ko) * 2013-01-08 2014-07-11 주식회사 고글텍 스마트폰용 헤드마운트형 스테레오스코피 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022010070A1 (ko) * 2020-07-07 2022-01-13 한국과학기술연구원 근안 디스플레이 장치
KR20220005970A (ko) * 2020-07-07 2022-01-14 한국과학기술연구원 근안 디스플레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016195971A1 (en) 2016-12-08
US20160353098A1 (en) 2016-12-01
CN107430287A (zh) 2017-12-01
JP2018517159A (ja) 2018-06-28
KR101947666B1 (ko) 2019-02-13
EP3304175A1 (en) 2018-04-11
US9936194B2 (en) 2018-04-03
CN107430287B (zh) 2019-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101947666B1 (ko) 능동 셔터 헤드 장착형 디스플레이
EP3330771B1 (en) Display apparatus and method of displaying using focus and context displays
US11132056B2 (en) Predictive eye tracking systems and methods for foveated rendering for electronic displays
EP2605517B1 (en) Display apparatus and method of adjusting 3D image therein
JP6433914B2 (ja) 裸眼立体拡張現実ディスプレイ
US8619005B2 (en) Switchable head-mounted display transition
WO2018175625A1 (en) Depth based foveated rendering for display systems
JP6952123B2 (ja) 拡張された調節範囲の調整を有するニアアイディスプレイ
US11067809B1 (en) Systems and methods for minimizing external light leakage from artificial-reality displays
WO2013163468A1 (en) Direct view augmented reality eyeglass-type display
CN102540467A (zh) 头戴式显示器
US10775617B2 (en) Eye tracked lens for increased screen resolution
WO2020151127A1 (zh) 裸眼3d显示装置
CN108267860B (zh) 头戴式显示装置
CN115087909B (zh) 用于照明光学器件的衍射元件的基于偏振的复用
KR102053796B1 (ko) 이미지를 보기 위한 방법 및 장치
KR20120071296A (ko) 원통형 입체영상 표시 장치 및 그 방법
MX2009008484A (es) Anteojos vision estereoscopica y periferica 3d.
MX2010005900A (es) Anteojos vision estereoscopica y periferica 3d con tecnologias secuencial (pantalla electronica) o paralela (filtros polarizados) y deteccion de movimiento y uso de realidad aumentada.
TW201432315A (zh) 裸眼立體顯示裝置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant