KR20170136342A - 헤드 마운티드 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD)를 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 시청자가 두부(Head)에 착용하여 3차원 가상현실(Virtual Reality; VR) 콘텐츠를 체감할 수 있도록 하는 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본체를 접촉패드 및 렌즈를 포함하는 메인모듈과, 휴대용 단말기가 장착되어 VR 콘텐츠를 제공하는 가변모듈로 분할될 수 있으며, 두 모듈을 힌지(Hinge)결합하여 구성하거나, 장착된 휴대용 단말기의 카메라 장치를 활용함으로써, 사용자가 의도에 따라 가변모듈의 배치상태를 용이하게 변경하여 주변 시야를 확보할 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이를 제공할 수 있다.

Description

헤드 마운티드 디스플레이{HEAD MOUNTED DISPLAY}
본 발명은 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD)에 관한 것으로, 특히 시청자가 두부(Head)에 착용하여 3차원 가상현실(Virtual Reality; VR) 콘텐츠를 체감할 수 있도록 하는 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것이다.
가상현실(Virtual Reality; VR)은 현실세계를 기초로 하여 컴퓨터 시스템을 통해 3차원 가상공간을 생성하고, 그 가상공간과 사용자간의 상호작용을 바탕으로 보다 현실감 있는 콘텐츠를 구현하는 기술이다.
이러한 VR 콘텐츠를 사용자에게 보다 생동감있게 전달하기 위해, 기존의 거치형 디스플레이가 아닌 사용자가 직접 두부에 착용하는 웨어러블 디바이스(Wearable Device)의 한 형태인 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD) 또는 헤드 마운티드 디바이스(Head Mounted Device)가 제안되었다.
이러한 헤드 마운티드 디스플레이는 거치형 디스플레이 디바이스에 비하여 사용자가 신체에 직접 착용함에 따라, 이동성 및 접근성이 높다는 장점이 있다.
도 1a 및 도 1b은 종래의 헤드 마운티드 디스플레이의 착용형태를 예시한 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 헤드 마운티드 디스플레이(1)는 안경형 또는 헬멧형으로서, 본체(2)의 일측에 휴대용 단말기(3)를 장착하고, 타측으로 접촉패드를 구비하여 본체의 내측에 위치하는 렌즈가 착용자의 눈이 대응되도록 접촉패드가 안면에 밀착되는 형태로 착용된다. 그리고, 본체(2)에 연결되는 착용밴드(4)는 착용자의 두부 배면을 둘러싸도록 하여 착용자가 VR 콘텐츠를 시청하는 동안 본체(2)가 현재 착용상태를 계속 유지하도록 잡아주는 역할을 한다.
특히, 헤드 마운티드 디스플레이(1)에서 제공하는 VR 콘텐츠는 통상적으로 3차원 가상공간에 기초하는 것이므로 착용자, 즉 시청자는 VR 콘텐츠 시청 도중 자신이 보고자 하는 방향으로 두부를 수시로 움직이게 되며, 이에 따라 본체(2)의 착용상태가 틀어지면 정상적인 시청이 불가하게 된다.
이러한 문제를 방지하기 위해 장치의 지지역할을 하는 착용밴드(4)를 비교적 높은 텐션(tension)을 갖도록 조절하는 경우 착용자의 안면상에 안정적으로 고정되나, 장치를 벗는 데는 용이하지 않게 되어 편의성이 떨어진다는 문제가 발생하게 된다.
즉, 도 1b에 도시된 바와 같이, 착용자가 VR 시청 도중 잠시 주변을 살펴보고자 하면, 안면으로부터 접촉패드를 당기고 본체(2)를 들어올려 시야를 확보하여야 하나, 전술한 바와 같이 착용밴드(4)의 텐션에 의해 장치의 위치를 변경하는데 어려움이 있을 뿐만 아니라, 종종 장치가 두부상에서 완전히 벗겨지는 현상이 발생하게 된다. 이후, 중단된 VR 콘텐츠의 시청을 재개하고자 하면 본체(2)내 렌즈가 착용자의 눈에 대면하도록 정위치에 다시 배치되어야 함에 따라 착용상태를 조절함에 있어 불필요한 노력이 요구된다는 단점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 VR 콘텐츠를 제공하는 헤드 마운티드 디스플레이를 이용하는 데 있어서, 착용자가 임의로 VR 콘텐츠 시청을 중단하고 용이하게 주변 시야를 확보할 수 있도록 개량한 헤드 마운티드 디스플레이를 제공하는 데 과제가 있다.
또한, 본 발명은 스마트 폰과 같은 휴대용 단말기와 결합되는 방식의 헤드 마운티드 디스플레이에서 휴대용 단말기의 사용시간을 연장할 수 있도록 한 헤드 마운티드 디스플레이를 제공하는 데 다른 과제가 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는 사용자의 안면에 접촉되는 접촉패드를 포함하는 제1 본체모듈; 및 상기 사용자의 눈에 대응되는 렌즈부 및 상기 렌즈부와 화면이 대면하며 콘텐츠를 제공하는 휴대용 단말기가 착탈 가능하도록 장착되는 제2 본체모듈을 포함하고, 상기 제1 및 제2 본체모듈은, 일단이 서로 힌지구조로 체결될 수 있다.
상기 제1 본체모듈은, 내부로 상기 렌즈부가 삽입되고, 배면으로 상기 접촉패드가 부착되는 배면케이스; 및 상기 배면케이스의 전면으로 결합되는 결합프레임을 포함하고, 상기 배면케이스는, 측단이 사용자의 두부의 상단 및 양측단을 각각 둘러싸며 연결부에 의해 하나로 연결될 수 있다.
상기 연결부는 보조 배터리가 실장되고, 상기 보조배터리는 상기 복수의 착용밴드 중 적어도 하나에 형성되는 배선을 통해 상기 휴대용 단말기와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 하나이상의 배선은, 일자형 또는 지그재그형일 수 있다.
상기 제2 본체모듈은, 상기 휴대용 단말기와 연결되는 접속단자가 일측에 배치되고, 상기 화면에 대응되는 부분에 상기 렌즈부가 형성된 전면케이스; 및 상기 휴대용 단말기의 배면을 덮는 형태로 상기 전면케이스와 결합되는 덮개를 포함할 수 있다.
상기 제2 본체모듈은, 상기 휴대용 단말기와의 연동에 따라 상기 콘텐츠의 재생을 제어하는 구동회로를 포함할 수 있다.
상기 구동회로는, 상기 휴대용 단말기와 연동하여 상기 콘텐츠의 재생하는 어플리케이션을 저장하는 메모리; 상기 어플리케이션을 제어하는 MCU; 상기 제1 및 제2 모듈의 이격시 유입되는 광을 감지하는 하나이상의 조도센서를 포함하는 센서모듈; 및 상기 조도센서의 감지결과에 대응하여 상기 콘텐츠의 재생 및 중단여부를 판단하고, 판단결과에 따라 구동모드를 결정하는 모드제어부를 포함할 수 있다.
상기 MCU는, 상기 구동모드가 전방모드일 경우, 상기 휴대용 단말기에 현재 재생중인 콘텐츠를 중단요청하고, 상기 메모리에 콘텐츠의 중단시점을 저장하며, 상기 구동모드가 시청모드일 경우, 상기 휴대용 단말기에 상기 중단시점에 기초하여 콘텐츠를 재생하도록 요청할 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는, 사용자의 안면에 접촉되는 접촉패드, 사용자의 눈에 대응되는 렌즈부 및 상기 렌즈부에 화면이 대면하여 콘텐츠를 제공하는 휴대용 단말기가 착탈 가능하도록 장착되는 본체 모듈을 포함하고, 상기 본체모듈은, 상기 휴대용 단말기가 장착되고, 상기 화면에 대응되는 부분에 상기 렌즈부가 형성된 전면케이스; 및 상기 휴대용 단말기의 카메라를 노출하는 카메라 노출부가 형성되고, 상기 휴대용 단말기의 배면을 덮는 형태로 상기 전면케이스와 결합되는 덮개를 포함할 수 있다.
상기 본체모듈은, 내부로 상기 렌즈부가 삽입되고, 전면방향으로 상기 전면케이스가 결합되며, 배면방향으로 상기 접촉패드가 부착되는 배면케이스; 및 상기 배면케이스 및 전면케이스 사이에 배치되는 결합프레임을 포함하고, 상기 배면케이스는, 사용자의 두부의 상단 및 양측단을 각각 둘러싸며 연결부에 의해 연결되는 복수의 착용밴드와 연결될 수 있다.
상기 연결부는 보조 배터리가 실장되고, 상기 보조배터리는 상기 복수의 착용밴드 중 적어도 하나에 형성되는 배선을 통해 상기 접속단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 하나이상의 배선은, 일자형 또는 지그재그형일 수 있다.
상기 본체모듈은, 구동모드에 대응하여 상기 콘텐츠의 재생 또는 상기 카메라를 통해 촬영된 영상의 재생을 선택적으로 제어하는 구동회로를 포함할 수 있다.
상기 구동회로는, 상기 휴대용 단말기와 연동하여 상기 콘텐츠의 재생하는 어플리케이션을 저장하는 메모리; 상기 어플리케이션을 제어하는 MCU; 사용자의 조작에 의한 설정값을 입력받는 입력장치; 및 상기 설정값에 대응하여 구동모드를 결정하는 모드제어부를 포함할 수 있다.
상기 MCU는, 상기 구동모드가 전방모드일 경우, 상기 휴대용 단말기에 현재 재생중인 콘텐츠를 중단요청하고, 상기 메모리에 콘텐츠의 중단시점을 저장하며, 상기 구동모드가 시청모드일 경우, 상기 휴대용 단말기에 상기 중단시점에 기초하여 콘텐츠를 재생하도록 요청할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는 본체를 접촉패드 및 렌즈를 포함하는 메인모듈과, 휴대용 단말기가 장착되어 VR 콘텐츠를 제공하는 가변모듈로 분할될 수 있으며, 두 모듈을 힌지(Hinge)결합하여 구성하거나, 장착된 휴대용 단말기의 카메라 장치를 활용함으로써, 사용자가 의도에 따라 가변모듈의 배치상태를 용이하게 변경하여 주변 시야를 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는 보조 배터리를 착용밴드의 연결부에 실장함으로써, 구동시 장착된 휴대용 단말기에 전원을 공급하여 구동시간을 연장하는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b은 종래의 헤드 마운티드 디스플레이의 착용형태를 예시한 도면이다.
도 2a은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 배면방향에서 바라본 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 헤드 마운티드 디스플레이에 대한 분해사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 착용형태를 예시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이에 연결되는 착용밴드 및 이에 내장되는 배선을 형태를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구동회로 구조에 대한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 전면방향에서 바라본 사시도이다.
설명에 앞서, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나 또는 둘 이상의 결합에 의해 독립적인 기능을 갖는 구성요소를 가리킬 수 있다.
또한, 명세서 전반에 걸쳐 사용된 용어 중, "사용자", "착용자" 및 "시청자"는 설명에서 묘사된 역할을 기준으로 하여 모두 본 발명의 헤드 마운티드 디스플레이를 직접 조작, 착용 및 시청하는 자를 가리키는 것으로서, 동일한 의미로 사용된다.
또한, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구조를 설명한다.
도 2a은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 배면방향에서 바라본 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 헤드 마운티드 디스플레이에 대한 분해사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(100)는, 사용자의 안면에 접촉되는 접촉패드(210)를 포함하는 제1 본체모듈(200) 및 사용자의 눈에 대응되는 렌즈부(311) 및 상기 렌즈부(311)와 화면이 대면하며 콘텐츠를 제공하는 휴대용 단말기(800)가 착탈 가능하도록 장착되는 제2 본체모듈(300)을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 본체모듈(200, 300)은, 일단이 서로 힌지(Hinge)결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 본체모듈(200)은, 측단이 사용자의 두부의 상단 및 양측단을 각각 둘러싸며 연결부(410)에 의해 하나로 연결되는 복수의 착용밴드(400)와 연결된다.
먼저, 제1 본체모듈(200)는 접촉패드(210), 배면케이스(220) 및 결합 프레임(230)으로 구성될 수 있다.
접촉패드(210)는 사용자, 즉 착용자의 안면에 접촉되는 부분으로서, 배면케이스(220)의 배면으로 구비된다. 이러한 접촉패드(210)는 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 착용자에게 편안한 착용감을 주기 위해 수축이 용이한 합성고무재질로 이루어질 수 있다.
배면케이스(220)는 착용자의 안면에서 눈 주변을 덮는 형태로 착용되며, 배면상의 테두리는 착용자의 안면굴곡에 대응하는 형태일 수 있고, 전술한 접촉패드(210)가 부착된다. 또한, 내부로는 각 눈에 대응되도록 개구부(221)가 형성되어 있다. 배면케이스(220)의 상하단 및 측단은 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 후방향 외관을 이루게 되며, 가볍고 단단한 물성을 갖는 합성수지재질로 이루어질 수 있다. 또한, 배면케이스(220)의 내부로는 제1 및 제2 본체모듈(200, 300)의 결합시 렌즈부(311)가 삽입되는 공간이 형성되며, 결합프레임(230)과의 조립을 위한 조립부재(225)가 형성될 수 있다.
또한, 배면케이스(220)의 상부 및 양측단에는 착용밴드(400)가 연결되는 고리부(228)가 형성되어 있으며, 착용밴드(400)의 일단이 삽입, 고정되어 있다. 착용자는 착용밴드(400)를 고리부(228)로 밀거나 당기는 형태로 그 길이를 조절할 수 있다.
특히, 배면케이스(220)의 양측단에서 상부로는 제2 본체모듈(300)과의 힌지(Hinge)결합을 위한 홈(227)이 형성되어 있으며, 이는 후술하는 체결부재(390)를 통해 전면케이스(310)의 돌기(327)와 회전가능한 형태로 체결된다.
결합프레임(230)은 제1 본체모듈(200)의 전면을 이루며 배면 케이스(220)와 기구적으로 고정되도록 조립된다. 전면으로는 배면케이스(220)와 유사한 크기로 렌즈부(310)가 관통하는 렌즈삽입부(231)가 형성되어 있다.
그리고, 제2 본체모듈은(300)은 전면케이스(310) 및 덮개(330)로 구성될 수 있다.
전면케이스(310)는 휴대용 단말기(800)가 장착되는 것으로, 헤드 마운티드 디스플레이의 전방향 외관을 이루게 된다. 배면은 결합프레임(230)의 전면과 대향하게 되고, 내부로는 배면방향으로 돌출되는 렌즈부(311)가 구비되어 있다. 그리고, 전면케이스(310)의 전면으로는 휴대용 단말기(800)가 장착되고 이를 지지하기 위한 하나이상의 가이드(325)가 형성되어 있다. 가이드(325)들 중, 적어도 하나에는 휴대용 단말기(800)의 입력단자와 전기적으로 결합하는 접속단자(326)가 구비될 수 있다.
특히, 전면케이스(310)의 양측단 상부에는 제1 본체모듈(200)과의 힌지결합을 위한 돌기(327)가 형성되어 있다.
덮개(330)는 전면케이스(310)상에 휴대용 단말기(800)가 장착되면 그 배면을 덮는 형태로 전면케이스(310)와 결합된다. 덮개(330)의 테두리에는 하나이상의 지지바(335)가 형성되어 있으며, 전면케이스(310)의 측면과 결합하여 휴대용 단말기(800)가 의도하지 않게 분리되는 것을 방지하고, 내부를 보호하는 역할을 한다.
그리고, 착용밴드(400)는 하나이상이 구비되며, 일단이 제1 본체모듈(200)의 배면케이스(210)의 상부 및 양측단에 각각 연결되고, 타단이 착용자의 두부를 둘러싸는 형태로 곡선을 그리며 연결부(410)에서 연결된다. 이에 따라, 착용시 연결부(410)는 착용자의 두부 배면에 위치하게 된다. 또한, 연결부(410)의 내부로는 2000mA 내지 2800mA의 전류를 출력하는 보조배터리(420)가 실장되어 있고, 그 보조배터리(420)는 착용밴드(400)들 중 적어도 하나에 내장되는 배선(425)을 통해 전면케이스(310)의 접속단자(326)와 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 보조배터리(420)는 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 구동시 휴대용 단말기(800)에 보조전원을 공급하는 역할을 한다.
전술한 두 모듈(200, 300)이 조립됨에 따라 하나의 헤드 마운티드 디스플레이(100)가 완성되며, 조립과정에서 제1 및 제2 본체모듈(200, 300)은 서로 수평방향에서 결합되고, 홈(227)상에 돌기(327)가 결합된 상태에서 체결부재(390)가 삽입된다. 따라서, 제1 및 제2 본체모듈(200, 300)은 소정각도로 회전가능한 형태로 체결되게 된다.
이러한 구조에 따라, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(100)는 VR 콘텐츠의 시청중인 사용자가 전방상황을 확인하고자 하면, 제1 본체모듈(200)이 안면에 고정된 상태에서 제2 본체모듈(300)을 상방향으로 들어올리는 방식으로 전방의 시야를 확보할 수 있는 구조적 특징이 있다. 따라서, 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 착용상태는 그대로 유지되며 사용자는 착용밴드(400)의 길이를 조절할 필요없이 편리하게 주변을 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 도시되어 있지는 않지만, 결합프레임(230)의 전면 또는 전면케이스(310)의 배면 중, 적어도 하나에는 조도센서(미도시)가 구비될 수 있다, 그 조도센서는 제1 및 제2 본체모듈(200, 300)간의 이격발생에 따른 외광이 내부로 유입되는 것을 감지하고, 헤드 마운티드 디스플레이(100)에 구비되는 구동회로(미도시)가 그 감지결과에 대응하여 현재 VR 콘텐츠의 재생을 중단하며, 이후 두 모듈(200, 300)이 다시 결합되면 중단된 VR 콘텐츠의 재생을 재개할 수 있다. 이에 따라, VR 콘텐츠를 감상하는 사용자에게 끊김없는 VR 콘텐츠를 제공할 수 있다.
한편, 다시 도 2a 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(100)는 구동시간의 연장을 위해 휴대용 단말기(800)에 전원을 공급하는 보조배터리(420)가 더 구비될 수 있으며, 이는 장치의 착용시 무게균형과 공간활용을 고려하여 착용밴드(400)의 연결부(410)에 실장될 수 있고, 그 보조배터리(420)는 제2 본체모듈(300)에 배치된 접속단자(326)와 전기적으로 연결되어야 한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이에 연결되는 착용밴드 및 이에 내장되는 배선을 형태를 예시한 도면으로서, 도면을 참조하면, 연결부(410)에 실장된 보조배터리(420)와 접속단자(미도시)를 전기적으로 연결하는 배선(425a, 425b)이 착용밴드(400)에 내장되며, 착용밴드(400)의 길이가 최소상태에서는 배선(425a)의 형상이 직선이 아닌 굽힘형상이 반복적으로 나타나는 지그재그 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자가 헤드 마운트 디스플레이를 착용하기 위해 자신의 두부에 적합하도록 고리부(228)를 통해 착용밴드(400)를 당김에 따라 배선(425b)의 길이를 연장하면, 착용밴드(400)의 내부에서 배선(425b)이 직선형상으로 펴지게 된다.
따라서, 전술한 배선구조에 따르면, 착용밴드(400)의 길이 조절시 발생할 수 있는 배선(425a, 425b)의 단선문제를 최소화 할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이에 구비되는 구동회로를 설명한다. 본 실시예에서 구동회로는 전술한 제1 및 제2 본체모듈 중, 어느 하나에 실장될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구동회로 구조에 대한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 헤드 마운티드 디스플레이의 구동회로(500)는, MCU(510), 입력장치(520), 메모리(530), 통신모듈(540), 센서모듈(560) 및 모드제어부(570)을 포함할 수 있다.
상세하게는, MCU(Micro Controller Unit; MCU, 510)는 프로세서를 포함하며, 메모리(530)에 저장된 운영체제(OS, 531) 또는 임베디드 프로그램과, 어플리케이션(Application, 532)을 구동하여 다수의 구성요소들을 제어하고, 특히 어플리케이션(532)을 통해 헤드 마운티드 디스플레이에 장착된 휴대용 단말기에 콘텐츠 실행 및 중단에 대한 요청을 수행할 수 있다.
입력장치(520)는 터치패드 또는 버튼 형태로 구현될 수 있으며, 정전식, 감압식 또는 기계식 중 어느 하나의 방식이 적용될 수 있다. 사용자는 입력장치(520)를 조작하여 헤드 마운티드 디스플레이를 구동하고 설정을 조절할 수 있다.
메모리(530)는 본 발명의 헤드 마운티드 장치를 구동하기 위한 구동 프로그램이 저장된다. 이러한 메모리(530)는 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내장 메모리는 DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등의 휘발성 메모리 또는, PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), flash ROM, NAND flash memory)등의 비휘발성 메모리로 구성될 수 있다. 또한, 외장 메모리는 CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), XD(extreme digital) 또는 Memory Stick 등으로 구성될 수 있다.
또한, 메모리(530)에 저장되는 데이터로는 커널(kernel), 미들웨어(middleware), 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API: application programming interface) 중, 적어도 하나를 포함하는 OS(531)와, 복수의 프로그래밍 모듈로 이루어지는 애플리케이션(532)이 있다.
특히, 애플리케이션(532)은 헤드 마운티드 디스플레이 및 이에 장착된 휴대용 단말기 사이의 정보 교환 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 정보 교환과 관련된 애플리케이션은 휴대용 단말기에 특정 기능의 실행을 요청하기 위한 연동 애플리케이션, 또는 헤드 마운티드 디스플레이를 관리하기 위한 장치관리(device management) 애플리케이션을 포함할 수 있다.
연동 애플리케이션은 사용자에 의한 입력장치(520)에 대한 조작에 대응하는 제어신호를 생성하여 휴대용 단말기에 VR 콘텐츠의 실행을 요청할 수 있다. 그리고, 장치관리 애플리케이션은 휴대용 단말기의 턴온/턴오프 또는 디스플레이의 밝기 또는 해상도 조절 등의 콘텐츠 시청을 위한 장치관리 작업을 수행할 수 있도록 지원하는 역할을 한다.
통신모듈(540)은 헤드 마운티드 디스플레이와 장착된 휴대용 단말기 간에 유선 및 무선 통신을 이용하여 데이터 송수신을 수행하는 역할을 한다. 이를 위해, 통신모듈(540) 은 USB 모듈, WiFi 모듈, NFC 모듈 및 블루투스 모듈 등을 포함할 수 있다. 이러한 모듈들은 하나의 집적 칩(integrated chip, IC) 또는 IC 패키지 내에 포함되는 형태로 헤드 구동회로(500)에 포함될 수 있다.
센서모듈(560)은 헤드 마운티드 디스플레이를 착용한 사용자의 동작 또는 주변환경 상황을 감지하여 그 결과를 제어부에 전달하는 역할을 하며, 물리량을 계측하거나 작동상태를 감지하고, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 이러한 센서모듈(560)은 예를 들면, 가속도 센서(561), 자이로 센서(562) 및 조도센서(563)을 포함할 수 있으며, 기타 도시되어 있지는 않지만 설계자의 의도에 따라, 지자계 센서, 제스처 센서 및 그립 센서 등이 더 구비될 수 있다.
여기서, 가속도 센서 및 자이로 센서는 헤드 마운티드 디스플레이를 착용한 사용자의 두부 움직임을 감지할 수 있으며, 그 감지결과는 VR 콘텐츠에 반영될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(560)의 조도센서(563)는 제1 및 제2 본체모듈이 서로 연결되는 부분의 내측으로 배치되며, 제1 및 제2 본체모듈간 이격공간의 발생시 각 모듈의 내측으로 유입되는 광을 감지하는 역할을 한다. 상기 이격공간의 발생은 제1 본체모듈과 힌지 결합된 제2 본체모듈이 사용자에 의해 젖혀졌음을 나타내며, 그 감지결과를 이용하면 사용자가 전방에 대한 시야를 확보하려는 것으로 판단할 수 있다.
모드 제어부(570)는 헤드 마운티드 디스플레이의 구동모드에 따라, VR 콘텐츠의 실행 중단 또는 재개를 제어하는 역할을 한다. 상세하게는, 모드 제어부(570)는 조도센서(563)의 감지결과를 전송받고, 광이 유입된 것으로 판단되면 VR 콘텐츠 재생상태인 시청모드에서 전방모드로 전환되는 상황으로서 구동모드를 전방모드로 결정하고, 광이 유입되지 않은 것으로 판단되면 전방모드에서 시청모드로 전환되는 상황으로서 구동모드를 시청모드로 결정하며, 결정결과를 MCU(510)에 알리게 된다.
이에 따라, MCU(510)는 모드 제어부(570)의 알림에 대응하여, 휴대용 단말기에 VR 콘텐츠의 재생을 중단하는 요청과 동시에 중단된 시점을 메모리(530)에 저장하게 된다.
이후, 모드 제어부(570)에 의해 구동모드가 시청모드로 결정되면, MCU(510)는 모드 제어부(570)의 알림에 대응하여, 메모리(530)에 저장된 중단시점에 기초하여 해당 VR 콘텐츠의 재생을 수행할 것을 요청하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구동방법을 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구동방법은, 먼저 사용자가 휴대용 단말기가 장착된 헤드 마운티드 디스플레이를 착용하고, 전원-온을 통해 장치를 부팅하면, 구동회로부의 제어부가 메모리에 저장된 어플리케이션을 실행하고(S100), 이에 연동하여 휴대용 단말기가 해당 VR 콘텐츠를 재생하게 된다(S110).
이어서, 헤드 마운티드 디스플레이에 내장된 조도센서가 활성화 되며(S12), 장치가 구동중인 동안 상기 조도센서는 지속적으로 장치내부에 유입되는 광을 감지하게 된다.
다음으로, 모드 제어부는 조도센서에 의한 광 감지결과를 전송받아 구동모드를 결정하게 된다(S130). 모드 제어부는 광이 감지되면, 제2 본체모듈이 사용자에 의해 들어올려짐에 따라 구동모드가 전방모드로 전환된 것으로 판단하고, MCU를 통해 VR 콘텐츠 재생 중단을 요청하게 된다(S140). 또한 S130 단계에서 광이 감지되지 않으면, S110 단계 및 S120 단계의 콘텐츠 재생 및 조도센서 활성화 단계를 지속하게 된다.
그리고, S140 단계에서 VR 콘텐츠 재생이 중단되면, MCU는 그 VR 콘텐츠의 중단시점을 메모리에 저장한다.
이후, 전방모드 상태에서 모드 제어부는 조도센서에 의해 광 감지를 지속적으로 전송받아 구동모드를 결정하는데(S160), 더 이상 광이 감지되지 않으면 구동모드를 시청모드로 전환하고, MCU를 통해 메모리에 저장된 중단시점 정보를 휴대용 단말기에 제공하여(S170), 중단시점 정보에 기초하여 VR 콘텐츠 재생을 재개하게 된다(S110). 또는, 광이 계속적으로 감지되면 현재 광 감지상태를 유지한다(S180). S180 단계에서 광 감지가 중단되면 S170 단계를 수행하게 된다.
한편, 전술한 제1 실시예에서는 헤드 마운티드 디스플레이의 본체를 두 개의 모듈로 분리하여 구동모드를 전환할 수 있도록 한 구조를 개시하였으며, 이하 하나의 모듈형태로 구동모드를 전환할 수 있는 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 설명한다.
이하의 제2 실시예에 대한 설명에서는 제1 실시예에와 동일 또는 유사한 구성에 대해서 제1 실시예의 지시부호를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 전면방향에서 바라본 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(600)는, 사용자의 안면에 접촉되는 접촉패드(610), 사용자의 눈에 대응되는 렌즈부(미도시) 및 이에 화면이 대면하여 콘텐츠를 제공하는 휴대용 단말기(800)가 착탈 가능하도록 장착되는 본체모듈(600)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 본체모듈(600)은, 상기 휴대용 단말기(800)가 장착되고, 상기 화면에 대응되는 부분에 렌즈부(미도시)가 형성된 전면케이스(640) 및, 상기 휴대용 단말기(800)의 카메라(810)를 노출하는 카메라 노출부(655)가 형성되고, 상기 휴대용 단말기(800)의 배면을 덮는 형태로 상기 전면케이스(640)와 결합되는 덮개(650)를 포함할 수 있다.
또한, 본체모듈(600) 내부로 상기 렌즈부가 삽입되고, 전면방향으로 상기 전면케이스(640)가 결합되며, 배면방향으로 접촉패드(610)가 부착되는 배면케이스(620) 및, 상기 배면케이스(610) 및 전면케이스(640) 사이에 배치되는 결합프레임(미도시)을 포함하고, 상기 배면케이스(610)는, 사용자의 두부의 상단 및 양측단을 각각 둘러싸며 연결부(710)에 의해 연결되는 복수의 착용밴드(700)와 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는 하나의 본체모듈(600)로 구성되며, 이러한 본체모듈(200)는 접촉패드(610), 배면케이스(620) 및 전면케이스(640)와, 도시되어 있지는 않지만 배면케이스(5 및 전면 케이스 사이에 배치되는 결합 프레임(미도시, 도 2b의 230에 대응)으로 구분될 수 있다.
접촉패드(610)는 사용자의 안면에 접촉되는 부분으로서, 배면케이스(620)의 배면으로 구비되고, 배면케이스(620)는 착용자의 안면에서 눈 주변을 덮는 형태로 착용된다. 이러한 접촉패드(610) 및 배면케이스(620)의 재질은 제1 실시예와 동일할 수 있다.
또한, 도시되어 있지는 않지만, 배면상에는 각 눈에 대응되도록 개구부(미도시, 도 2b의 221에 대응)가 형성되어 있다. 또한, 배면케이스(620)의 내부로는 렌즈부(미도시, 도 2b의 311에 대응)가 삽입되는 공간이 형성되며, 결합프레임(미도시, 도 2b의 230에 대응)과의 조립을 위한 고리부(628)가 형성될 수 있다.
또한, 배면케이스(620)의 상부 및 양측단에는 착용밴드(700)가 연결되는 연결부(710)가 형성되어 있다.
그리고, 전면케이스(640)는 휴대용 단말기(800)가 장착되는 것으로, 헤드 마운티드 디스플레이의 전방향 외관을 이루게 된다. 배면은 배면케이스(620)와 결합되고, 전면으로는 휴대용 단말기(800)가 장착되며 이를 지지하기 위한 복수의 가이드(645)가 형성되어 있다.
덮개(650)는 전면케이스(640)상에 휴대용 단말기(800)가 장착되면 그 배면을 덮는 형태로 전면케이스(640)와 결합된다. 덮개(650)의 테두리에는 하나이상의 지지바(655)가 형성되어 있다.
그리고, 착용밴드(700)는 하나이상이 구비되며, 일단이 본체모듈(600)의 배면케이스(620)의 상부 및 양측단에 각각 연결되고, 타단이 착용자의 두부를 둘러싸는 형태로 곡선을 그리며 연결부(710)에서 연결된다. 또한, 도시되어 있지는 않지만 연결부(710)의 내부로는 소정전류를 출력하는 보조배터리(미도시, 도 2a의 420에 대응)가 실장되어 있다.
특히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는 덮개(650)상에 휴대용 단말기(800)의 카메라(810)와 대응되는 부분으로 카메라 노출부(655)가 형성되며, 전방모드에서 카메라(810)를 통해 촬영된 영상이 VR 콘텐츠를 대체하여 표시되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구조에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는 VR 콘텐츠의 시청중인 사용자가 전방상황을 확인하고자 하면, 본체모듈(600)은 안면에 그대로 고정된 상태에서, 사용자가 버튼(미도시) 등과 같은 입력장치를 통해 구동모드를 시청모드에서 전방모드로 설정함으로써 휴대폰 카메라를 통해 촬영되는 전방에 대한 영상을 제공할 수 있다.
이를 위해, 도시되어 있지는 않지만, 헤드 마운티드 디스플레이에 구비된 구동회로의 모드 제어부(도 7의 570)는 조도센서로부터 감지결과를 전송받는 것이 아닌, 입력장치(도 7의 520)로부터 사용자의 조작을 입력받아 이를 통해 구동모드를 결정하게 된다.
따라서, 사용자는 헤드 마운티드 디스플레이의 착용상태뿐만 아니라 별도의 장치가변 없이도 편리하게 주변을 확인할 수 있는 장점이 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100 : 헤드 마운티드 디스플레이 200 : 제1 본체모듈
210 : 접촉패드 220 : 배면케이스
221 : 개구부 225 : 조립부재
227 : 홈 228 : 고리부
230 : 결합프레임 231 : 렌즈삽입부
300 : 제2 본체모듈 310 : 전면 케이스
311 : 렌즈부 325: 가이드
326 : 접속단자 330 : 덮개
335 : 지지바 390 : 체결부재
800 : 휴대용 단말기

Claims (15)

  1. 사용자의 안면에 접촉되는 접촉패드를 포함하는 제1 본체모듈; 및
    상기 사용자의 눈에 대응되는 렌즈부 및 상기 렌즈부와 화면이 대면하며 콘텐츠를 제공하는 휴대용 단말기가 착탈 가능하도록 장착되는 제2 본체모듈을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 본체모듈은, 일단이 서로 힌지구조로 체결되는 헤드 마운티드 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 본체모듈은,
    내부로 상기 렌즈부가 삽입되고, 배면으로 상기 접촉패드가 부착되는 배면케이스; 및
    상기 배면케이스의 전면으로 결합되는 결합프레임을 포함하고,
    상기 배면케이스는,
    측단이 사용자의 두부의 상단 및 양측단을 각각 둘러싸며 연결부에 의해 하나로 연결되는 복수의 착용밴드와 연결되는 헤드 마운티드 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결부는 보조 배터리가 실장되고,
    상기 보조 배터리는 상기 복수의 착용밴드 중 적어도 하나에 형성되는 배선을 통해 상기 휴대용 단말기와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배선은, 일자형 또는 지그재그형인 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 본체모듈은,
    상기 휴대용 단말기와 연결되는 접속단자가 일측에 배치되고, 상기 화면에 대응되는 부분에 상기 렌즈부가 형성된 전면케이스; 및
    상기 휴대용 단말기의 배면을 덮는 형태로 상기 전면케이스와 결합되는 덮개
    를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 본체모듈 중, 적어도 하나는,
    상기 휴대용 단말기와의 연동에 따라 상기 콘텐츠의 재생을 제어하는 구동회로를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동회로는,
    상기 휴대용 단말기와 연동하여 상기 콘텐츠의 재생하는 어플리케이션을 저장하는 메모리;
    상기 어플리케이션을 제어하는 MCU;
    상기 제1 및 제2 모듈의 이격시 유입되는 광을 감지하는 하나이상의 조도센서를 포함하는 센서모듈; 및
    상기 조도센서의 감지결과에 대응하여 상기 콘텐츠의 재생 및 중단여부를 판단하고, 판단결과에 따라 구동모드를 결정하는 모드제어부
    를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 구동모드가 전방모드일 경우, 상기 휴대용 단말기에 현재 재생중인 콘텐츠를 중단요청하며, 상기 메모리에 콘텐츠의 중단시점을 저장하고,
    상기 구동모드가 시청모드일 경우, 상기 휴대용 단말기에 상기 중단시점에 기초하여 콘텐츠를 재생하도록 요청하는 것
    을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  9. 사용자의 안면에 접촉되는 접촉패드, 사용자의 눈에 대응되는 렌즈부 및 상기 렌즈부에 화면이 대면하여 콘텐츠를 제공하는 휴대용 단말기가 착탈 가능하도록 장착되는 본체 모듈을 포함하고,
    상기 본체모듈은,
    상기 휴대용 단말기가 장착되고, 상기 화면에 대응되는 부분에 상기 렌즈부가 형성된 전면케이스; 및
    상기 휴대용 단말기의 카메라를 노출하는 카메라 노출부가 형성되고, 상기 휴대용 단말기의 배면을 덮는 형태로 상기 전면케이스와 결합되는 덮개
    를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 본체모듈은,
    내부로 상기 렌즈부가 삽입되고, 전면방향으로 상기 전면케이스가 결합되며, 배면방향으로 상기 접촉패드가 부착되는 배면케이스; 및
    상기 배면케이스 및 전면케이스 사이에 배치되는 결합프레임을 포함하고,
    상기 배면케이스는,
    사용자의 두부의 상단 및 양측단을 각각 둘러싸며 연결부에 의해 연결되는 복수의 착용밴드와 연결되는 헤드 마운티드 디스플레이.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 연결부는 보조 배터리가 실장되고,
    상기 보조 배터리는 상기 복수의 착용밴드 중 적어도 하나에 형성되는 배선을 통해 상기 접속단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배선은, 일자형 또는 지그재그형인 것을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 본체모듈은,
    구동모드에 대응하여 상기 콘텐츠의 재생 또는 상기 카메라를 통해 촬영된 영상의 재생을 선택적으로 제어하는 구동회로를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 구동회로는,
    상기 휴대용 단말기와 연동하여 상기 콘텐츠의 재생하는 어플리케이션을 저장하는 메모리;
    상기 어플리케이션을 제어하는 MCU;
    사용자의 조작에 의한 설정값을 입력받는 입력장치; 및
    상기 설정값에 대응하여 구동모드를 결정하는 모드제어부
    를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 구동모드가 전방모드일 경우, 상기 휴대용 단말기에 현재 재생중인 콘텐츠를 중단요청하고, 상기 메모리에 콘텐츠의 중단시점을 저장하며, 상기 케마리를 통해 촬영되는 영상을 재생하며,
    상기 구동모드가 시청모드일 경우, 상기 휴대용 단말기에 상기 중단시점에 기초하여 콘텐츠를 재생하도록 요청하는 것
    을 특징으로 하는 헤드 마운티드 디스플레이.
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