KR20180084145A - 입력 및 출력 구조들을 구비한 착용가능한 디바이스 - Google Patents

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Abstract

사용자의 헤드에 장착되도록 구성되는 프레임(12)을 포함하는 전자 디바이스(10)가 개시된다. 프레임(12)은 사용자의 코 위에서 지지되도록 구성되고 상기 사용자의 눈썹의 측부 위에 위치되도록 구성되는 브리지(20) 및 브리지(20)에 결합되고 브리지(20)로부터 연장되는 눈썹 부분(30)을 포함할 수 있다. 프레임(12)은 상기 눈썹 부분(30)과 결합되고 자유단(44)으로 연장하는 암(42a)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 암(42a)은 상기 사용자의 제1 관자놀이(temple) 위에 위치되될 수 있고 상기 사용자의 제1 귀 근처에 배치되는 상기 자유단(44)을 구비한다. 상기 디바이스(10)는 상기 눈썹 부분(30)에 인접한 상기 프레임(12)에 고정된 투명 디스플레이(54), 및 상기 프레임(12)에 고정되고 기능에 관련된 입력을 상기 사용자로부터 수신하도록 구성되는 입력 디바이스를 포함하도록 구성되는 입력(70)을 포함할 수 있다. 상기 기능에 관련된 정보는 상기 디스플레이(54)에서 표시될 수 있다.

Description

입력 및 출력 구조들을 구비한 착용가능한 디바이스{WEARABLE DEVICE WITH INPUT AND OUTPUT STRUCTURES}
본 출원은 2011년 8월 18일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제13/212,686호의 계속 출원이고, 이 특허문헌의 개시내용은 참조로 본 명세서에 통합된다.
개인용 비디오 혹은 이미지 디스플레이들은 단일 사용자에 의한 뷰잉(viewing)을 위한 소스로부터 수신된 이미지를 디스플레이하는데 사용되는 디바이스들이다. 이러한 디바이스들은 사용자의 머리에 착용되며 사용자의 눈 위에 또는 앞에 하나 이상의 소스들을 포함하는 헤드-장착 디스플레이들(head-mounted displays)의 형태를 가질 수 있다. 헤드-장착 디스플레이들은 사용자 또는 착용자의 각각의 눈과 관련된 그리고 각각의 눈에 인접하여 배치되는 이미지 소스를 포함할 수 있고, 단일의 이차원 이미지로서 뷰잉가능한 동일한 이미지를 제시하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 일부 이러한 디바이스들은 단일의 삼차원 이미지로서 시청자에게 해석되는 상이한 스테레오스코픽 이미지들(stereoscopic images)을 제시하도록 구성될 수 있다. 사용자에게 제시되는 이미지의 타입에 상관없이, 이러한 디바이스들은 일반적으로 블랙아웃(black-out)된다. 즉, 이들은 스크린 외부의 착용자의 비젼(vision) 또는 그 안에 포함된 다른 이미지 소스를 거의 전체적으로 차폐(obstruct)하고, 이에 따라, 사용자는 디바이스의 디스플레이 시스템에 의해 제시되는 이미지 외에는 아무것도 볼 수 없게 된다.
다른 개인용 이미지 디스플레이들은 헤드-업 디스플레이(heads-up display)로서 불리는 것일 수 있는데, 여기서 이미지는 투명 디스플레이 상에, 또는 투명 디스플레이 내에, 또는 투명 디스플레이를 통해 디스플레이되고, 이 경우 디스플레이되는 이미지는 주변 환경의 뷰(view) 위에 겹쳐놓여진다(superimpose). 이러한 것들은 사용자로 하여금 디스플레이에 의해 제시되는 이미지를 그 주변 환경과 동시에 뷰잉할 수 있게 한다. 그러나, 이러한 디바이스들은 착용자에게 맞는지에 있어 제한사항, 그리고 착용자에게 편안한지에 있어 제한사항을 포함하는 많은 제한사항들을 가질 수 있으며, 뿐만 아니라 기능적 제한을 가질 수 있다.
헤드-장착 및 헤드-업 디스플레이들 모두는, 디바이스가 판독할 수 있고 사용자에게 제시되는 이미지로 변환할 수 있는 비디오 신호를 수신하는 비디오 소스에 연결될 수 있다. 비디오 소스는 비디오 플레이어, 휴대용 미디어 플레이어, 또는 컴퓨터들과 같은 휴대용 디바이스로부터 수신될 수 있다. 일부 이러한 디스플레이 디바이스들은 또한, 통합된 헤드폰들을 통해 전형적으로 사용자에게 전달되는 사운드 신호들을 수신하도록 구성된다. 그러나, 디스플레이들의 이러한 타입들의 기능은, 디스플레이가 외부 소스로부터 정보를 단지 수신하고 이것을 한정된 형태로 착용자에게 제시만 하는 수동적 액션들(passive actions)로만 한정되어 있다. 이에 따라, 디스플레이들을 포함하는 장착가능 디바이스들에서 더 개선돼야 하는 것들이 필요로 해지고 있다.
본 발명의 일 실시예는 사용자의 머리에 장착되도록 구성되는 프레임을 포하하는 전자 디바이스에 관한 것이다. 상기 프레임은 상기 사용자의 코 위에서 지지되도록 구성되는 브리지를 포함하고, 눈썹 부분(brow portion)은 상기 브리지에 결합되고 상기 브리지로부터 상기 브리지와 떨어진 제1 단부로 연장되고 상기 사용자의 눈썹의 제1 측부 위에 위치되도록 구성된다. 상기 프레임은 상기 눈썹 부분의 제1 단부에 결합되는 제1 단부를 갖고 자유단(free end)으로 연장하는 제1 암(arm)을 포함한다. 상기 제1 암이 상기 사용자의 제1 관자놀이(temple) 위에 위치되도록 구성되고 상기 사용자의 제1 귀 근처에 배치되는 상기 자유단을 구비한다. 상기 디바이스는 또한 상기 프레임에 고정되고 상기 프레임의 상기 눈썹 부분에 인접하여 위치되는 대체로(generally) 투명한 디스플레이 및 상기 프레임에 고정되고 기능에 관련된 입력을 상기 사용자로부터 수신하도록 구성되는 입력 디바이스를 포함한다. 상기 기능에 관련된 정보는 상기 디스플레이에서 표시될 수 있다.
상기 프레임의 눈썹 부분은 상기 브리지로부터 상기 프레임의 제1 단부와 대향인 제2 단부로 더 연장할 수 있고, 상기 사용자의 눈썹 부분의 제2 측부 위에 위치되도록 더 구성될 수 있다. 상기 프레임은 상기 눈썹 부분의 제2 단부에 결합되는 제1 단부를 갖고 상기 프레임의 자유단으로 연장하는 제2 암을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 암이 상기 사용자의 제2 귀 근처에 배치되는 상기 프레임의 제2 관자놀이 위에 위치되도록 구성될 수 있다.
상기 프레임은 상기 제1 방향에 평행하게 연장하는 제1 축에 대한 회전을 통해 디스플레이가 상기 프레임에 관하여 움직일 수 있도록 상기 디스플레이를 상기 프레임에 고정시키는 수단을 포함할 수 있다. 상기 고정시키는 수단은, 상기 디스플레이가 상기 제1 축에 따른 병진(translation)을 통해 상기 제1 프레임에 관하여 이동가능하도록 더 구성될 수 있다. 일례에서, 그러한 고정시키는 수단은, 상기 제1 암 근처의 상기 제1 눈썹 부분에 고정되는 장착 부분을 포함할 수 있다. 상기 장착 부분은 기둥(post)을 포함할 수 있고, 상기 디스플레이는 상기 프레임에 상기 디스플레이를 회전가능하게 고정시키기 위해 상기 기둥을 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 하우징은 또한 상기 기둥에 따라 횡방향으로 이동가능하도록 구성될 수 있다.
상기 대체로 투명한 디스플레이는 투명한 재료의 프리즘이 될 수 있고, 상기 투명한 재료의 프리즘은 상기 프리즘의 측면에 0이 아닌 각도에서 상기 프리즘의 표면에서 볼 수 있는 상기 프리즘의 측면으로 투영되는 이미지를 만들도록 구성된다. 상기 투영된 이미지는 상기 프리즘을 통해 볼 수 있는 외부 이미지와 함께 상기 디바이스의 착용자에 의해 볼 수 있다. 상기 프리즘은 상기 제1 암에 인접한 상기 하우징에 장착될 수 있다. 그와 같은 하우징은 상기 프리즘의 측면으로 이미지를 투영하도록 구성되는 이미지 소스를 포함할 수 있다. 상기 프리즘은 상기 이미지 소스에 부착을 통해 상기 프레임에 장착될 수 있고, 상기 이미지 소스는 상기 하우징 내의 회전가능하게 고정될 수 있다. 상기 프레임의 눈썹 부분은 상기 프레임을 상기 하우징에 고정하도록 상기 하우징을 수용하도록 구성되는 수용부를 포함할 수 있다.
상기 디바이스의 입력은 상기 프레임의 암에 장착함으로써 상기 프레임에 고정되는 터치-감응형 입력 디바이스가 될 수 있다. 상기 터치-감응형 입력은 텍스터를 갖는 터치 표면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 터치-감응형 입력은 다중 터치 표면들을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 입력 디바이스는 상기 입력에 대응하는 디바이스의 움직임을 결정하기 위해 구성되는 움직임 센서를 포함할 수 있다. 상기 디바이스는 상기 프레임에 고정되고, 상기 제1 암 반대 방향으로 향하고 상기 눈썹 부분에 대체로 수직인 카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 디바이스는 상기 프레임의 일부분에 고정되는 상기 전자 디바이스에대한 제어 회로를 포함하는 전자 하우징을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 하우징은 상기 제1 암의 자유단에 고정될 수 있고, 상기 암으로부터 연장하는 부분을 포함할 수 있고, 상기 사용자의 귀의 적어도 일부분 주위로 연장하도록 구성된다. 부가적으로 또는 대안으로, 상기 전자 하우징은 상기 디바이스에 전력을 제공하기 위해 배터리를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 사용자의 머리에 장착되도록 구성되는 프레임을 갖는 전자 디바이스에 관한 것이다. 상기 프레임은 상기 사용자의 코 위에서 지지되도록 구성되는 브리지를 포함하고, 눈썹 부분은 상기 브리지에 결합되고 상기 브리지로부터 상기 브리지와 떨어진 제1 단부로 연장되고 상기 사용자의 눈썹의 제1 측부 위에 위치되도록 구성되며 제1 암이 상기 눈썹 부분의 제1 단부에 결합되는 제1 단부를 갖고 자유단으로 연장된다. 상기 제1 암이 상기 사용자의 제1 관자놀이 위에 위치되도록 구성되고 상기 사용자의 제1 귀 근처에 배치되는 상기 자유단을 구비한다. 상기 브리지는 상기 사용자의 눈을 상대로 상기 눈썹 부분을 선택적으로 위치시키기 위해 조절가능하다. 상기 디바이스는 대체로 투명한 디스플레이 및 상기 제1 눈썹 부분에 평행하게 연장하는 제1 축에 대한 회전을 통해 디스플레이가 상기 프레임에 관하여 움직일 수 있도록 상기 디스플레이를 상기 프레임에 고정시키는 수단을 포함한다. 상기 디스플레이는 또한 상기 프레임에 고정되고 기능에 관련된 입력을 상기 사용자로부터 수신하도록 구성되는 입력 디바이스를 포함하고, 상기 기능에 관련된 정보는 상기 디스플레이에서 표시될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 사용자의 머리에 장착되도록 구성되는 프레임을 갖는 전자 디바이스에 관한 것으로, 상기 프레임은 상기 사용자의 코 위에서 지지되도록 구성되는 브리지를 포함하고, 눈썹 부분은 상기 브리지에 결합되고 상기 브리지로부터 상기 브리지와 떨어진 제1 단부로 연장되고 상기 사용자의 눈썹의 제1 측부 위에 위치되도록 구성되며, 제1 암이 상기 눈썹 부분의 제1 단부에 결합되는 제1 단부를 갖고 자유단으로 연장된다. 상기 제1 암이 상기 사용자의 제1 관자놀이 위에 위치되도록 구성되고 상기 사용자의 제1 귀 근처에 배치되는 상기 자유단을 구비한다. 상기 디바이스는 또한 상기 프레임에 고정되고 프레임 중 상기 눈썹 부분 근처에 위치되는 대체로 투명한 디스플레이를 포함한다. 입력 디바이스는 상기 프레임에 고정되고 기능과 관련된 입력을 상기 사용자로부터 수신하도록 구성되고, 상기 기능에 관련된 정보는 상기 디스플레이 상에 표시될 수 있다. 상기 전자 디바이스에 대한 제어 회로를 포함하는 전자 하우징은 상기 제1 암의 자유단에 고정되고, 상기 암으로부터 연장되고 상기 사용자의 귀의 적어도 일부분 주위로 연장하도록 구성되는 부분을 구비한다. 상기 디스플레이 및 상기 입력 디바이스는 상기 사용자의 귀의 제1 측부 위 중심에 제1 무게 힘을 가하고, 상기 전자 하우징은, 상기 귀의 제2 측부 위 중심에 있는 상기 제1 무게 힘에 대하여 균형 무게를 제공하도록 위치되고 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 사용자의 머리에 장착되도록 구성되는 프레임을 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다. 상기 프레임은 상기 사용자의 코 위에서 지지되도록 구성되는 브리지 및 상기 브리지에 결합되고 상기 브리지로부터 상기 브리지와 떨어진 제1 단부로 연장되는 바디를 갖는 눈썹 부분을 포함한다. 상기 눈썹 부분의 바디는 상기 프레임의 적어도 일부분에 따른 테두리를 포함하고, 상기 단부는 상기 테두리와 실질적으로 수직인 제1 벽을 포함하고, 상기 테두리 및 상기 제1 벽은 수용부를 함께 정의한다. 제1 단부를 갖는 제1 암이 상기 눈썹 부분의 제1 단부에 결합되고 자유단으로 연장한다. 상기 제1 암이 상기 사용자의 제1 관자놀이 위에 위치되도록 구성되고 상기 사용자의 제1 귀 근처에 배치되는 상기 자유단을 구비한다. 상기 디바이스는 디스플레이 하우징을 포함하는 디스플레이 유닛 및 대체로 투명한 디스플레이 요소를 더 포함한다. 디스플레이 유닛은 상기 눈썹 부분의 수용부 내에 고정된다. 입력 디바이스는 프레임에 고정되고 기능에 관련된 입력을 상기 사용자로부터 수신하도록 구성되는 입력 디바이스를 포함하도록 구성되며, 상기 기능에 관련된 정보는 상기 디스플레이에서 표시가능하다.
본 발명은 디스플레이가 외부 소스로부터 정보를 단지 수신하고 이것을 한정된 형태로 착용자에게 제시만 하는 수동적 액션들로만 한정되고 있는 종래의 기술의 단점을 개선한다.
도 1은 데이터를 수신, 전송 및 디스플레이하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2는 도 1의 시스템의 대체도를 도시한다.
도 3a는 데이터를 수신, 전송 및 디스플레이하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 3b는 데이터를 수신, 전송 및 디스플레이하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 4는 데이터를 수신, 전송 및 디스플레이하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 5는 착용가능한 컴퓨팅 디바이스를 도시한다.
도 6은 도 5의 디바이스의 대체도를 도시한다.
도 7은 여러 콤포넌트를 도시하는 도 5의 디바이스의 분해도이다.
도 8은 여러 콤포넌트를 도시하는 도 5의 디바이스의 분해도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 5의 디바이스의 예시적인 양상들을 도시하는 개관도이다.
도 10은 도 5의 디바이스의 전면도이다.
본 발명의 실시예들은 도면들을 참조하여 본 명세서에서 기술된다. 도 1은 데이터를 수신하고, 전송하고 디스플레이하는 예시적인 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 착용가능한(wearable) 컴퓨팅 디바이스로 도시된다. 도 1은 착용가능한 컴퓨팅 디바이스의 예로서 헤드-장착 디바이스(102)를 도시하는 반면, 다른 타입들의 착용가능한 컴퓨팅 디바이스들은 부가적으로 또는 대안으로 사용될 수 있다. 도 1에서 도시된 것처럼, 헤드-장착 디바이스(102)는 렌즈 프레임들(104, 106), 중앙 프레임 지지대(108), 렌즈 요소들(110, 112) 및 연장된 옆 암들(114, 116)을 구비하는 프레임 요소들을 포함한다. 중앙 프레임 지지대(108) 및 연장된 옆 암들(114, 116)은 헤드-장착 디바이스(102)를 사용자의 눈과 귀들을 통해 사용자의 얼굴에 각각 고정시키도록 구성된다.
각각의 프레임 요소들(104, 106 및 108)과 연장된 옆 암들(114, 116)은 플라스틱 및/또는 금속의 견고한 구조로 형성될 수 있거나, 배선 및 콤포넌트가 헤드-장착 디바이스(102)를 통해 내부에서 순환되어 상호접속될 수 있도록 유사한 재료의 얇은 구조로 형성될 수 있다. 다른 재료도 또한 가능할 수 있다.
하나 이상의 각각의 렌즈 요소들(110, 112)은 투영된 이미지 또는 그래픽을 적합하게 디스플레이할 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 각각의 렌즈 요소들(110, 112)은 또한 사용자가 렌즈 요소들을 통해 볼 수 있도록 충분히 투명할 수 있다. 렌즈 요소들의 이러한 2개의 특징들을 결합하는 것은, 투영된 이미지 또는 그래픽이 렌즈 요소들을 통해 사용자에 의해 수용되는 실제 세계의 시야와 겹치는 증강 현실 또는 헤드-업 디스플레이를 용이하게 한다.
각각의 연장된 옆 암들(114, 116)은 각각의 렌즈-프레임들(104, 106)로부터 연장하는 돌출부들일 수 있고, 헤드-장착 디바이스(102)를 사용자에 고정시키기 위해 사용자의 귀 뒤에 위치될 수 있다. 연장된 옆 암들(114, 116)은 사용자의 머리의 뒷부분의 주변으로 연장됨으로써 헤드-장착 디바이스(102)를 사용자에 더 고정시킬 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 예를 들어, 시스템(100)은 헤드-장착 헬멧 구조에 접속되거나 헤드-장착 헬멧 구조 내에 부착될 수 있다. 다른 가능성들도 또한 존재한다.
시스템(100)은 또한 온-보드 컴퓨팅 시스템(118), 비디오 카메라(120), 센서(122) 및 손가락으로 조작가능한 터치패드(124)를 포함할 수 있다. 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 헤드-장착 디바이스(102)의 연장된 옆 암(114)상에 위치되는 것으로 보여지지만, 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 헤드-장착 디바이스(102)의 다른 부분들에 장착될 수 있거나 헤드-장착 디바이스(102)로부터 떨어져 위치될 수 있다(예를 들어, 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 헤드-장착 디바이스(102)에 유선 및 무선으로 접속될 수 있다. 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은, 예를 들어, 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 비디오 카메라(120) 및 손가락으로 조작가능한 터치패드(124)(및 다른 센서 디바이스들, 사용자 인터페이스들 또는 둘 모두)로부터 데이터를 수신하고 분석하며, 렌즈 요소들(110 및 112)에 의해 출력하는 이미지들을 생성하도록 구성될 수 있다.
비디오 카메라(120)는 헤드-장착 디바이스(102)의 연장된 옆 암(114) 상에 위치되는 것으로 도시되지만, 비디오 카메라(120)는 헤드-장착 디바이스(102)의 다른 부분들에 장착될 수 있다. 비디오 카메라(120)는 다양한 해상도들 또는 다른 프레임 속도들로 이미지들을 캡처하기 위해 구성될 수 있다. 휴대 전화들 또는 웹캠들에서 사용되는 것과 같은 작은 폼-팩터를 구비한 많은 비디오 카메라들은, 예를 들어, 시스템(100)의 예로 포함될 수 있다.
또한, 도 1에서 하나의 비디오 카메라(120)를 도시하고 있지만, 더 많은 카메라들이 사용될 수 있고, 각 카메라는 동일한 시야를 캡처하거나 다른 시야들을 캡처하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 비디오 카메라(120)는 사용자에 의해 수용되는 실제 세계 시야의 적어도 일부분을 캡쳐하기 위해 앞으로 직면할 수 있다. 그때, 비디오 카메라(120)에 의해 캡처된 이러한 앞으로 직면하는 이미지는, 컴퓨터로 생성된 이미지들이 사용자에 의해 수용되는 실제 세계 시야와 상호작용하는 것으로 나타나는 증강 현실을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
센서(122)는 헤드-장착 디바이스(102)의 연장된 옆 암(116) 상에서 보여지지만, 센서(122)는 헤드-장착 디바이스(102)의 다른 부분들 상에 위치될 수 있다. 센서(122)는 하나 이상의 자이로스코프 또는 가속도계를 포함할 수 있다. 다른 감지 디바이스들은 센서(122) 내에 포함되거나 센서(122)에 부착될 수 있거나 다른 감지 기능들은 센서(122)에 의해 수행될 수 있다.
손가락으로 조작가능한 터치 패드(124)는 헤드-장착 디바이스(102)의 연장된 옆 암(114) 상에서 보여진다. 하지만, 손가락으로 조장가능한 터치 패드(124)는 헤드-장착 디바이스(102)의 다른 부분들 상에 위치될 수 있다. 또한, 하나보다 많은 손가락으로 조작가능한 터치 패드(124)는 헤드-장착 디바이스(102)에서 위치될 수 있다. 손가락으로 조작가능한 터치 패드(124)는 입력 명령들로 사용자에 의해 사용될 수 있다. 손가락으로 조작가능한 터치 패드(124)는 여러 가능성들 중에서 정전용량 감지, 저항 감지 또는 표면 탄성파 프로세스를 통해 손가락의 위치 및 움직임 중 적어도 하나를 감지할 수 있다. 손가락으로 조작가능한 터치 패드(124)는 패드 표면에 평행하거나 수평인 방향으로, 패드 표면에 법선 방향(normal direction)으로, 또는 둘 모두의 방향으로 손가락의 움직임을 감지할 수 있고, 또한, 패드 표면에 적용된 압력의 레벨을 감지할 수 있다. 손가락으로 조작가능한 터치 패드(124)는 하나 이상의 반투명 또는 투명 절연층들로 형성될 수 있고 하나 이상의 반투명 또는 투명 도전층들로 형성될 수 있다. 사용자의 손가락이 손가락으로 동작가능한 터치 패드(124)의 에지 또는 다른 영역을 건드릴 때 사용자에게 촉각의 피드백을 제공하도록 손가락으로 동작가능한 터치 패드(124)의 에지들은 볼록한, 오목한, 울퉁불퉁한 표면을 갖도록 형성될 수 있다. 하나 보다 많은 손가락으로 조작가능한 터치 패드가 존재하면, 각 손가락으로 조작가능한 터치 패드는 독립적으로 동작될 수 있고, 다른 기능을 제공할 수 있다.
도 2는 도 1에서 도시된 시스템(100)의 대체 관점을 도시한다. 도 2에서 도시된 것처럼, 렌즈 요소들(110, 112)은 디스플레이 요소들로서 작동할 수 있다. 헤드-장착된 디바이스(102)는 연장된 옆 암(116)의 내부 표면에 결합되고 렌즈 요소(112)의 내부 표면으로 디스플레이(130)를 투사하도록 구성되는 제1 프로젝터(128)를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 제2 프로젝터(132)가 연장된 옆 암(114)의 내부 표면에 결합되고 렌즈 요소(110)의 내부 표면으로 디스플레이(134)를 투사하도록 구성될 수 있다.
렌즈 요소들(110, 112)는 광 투영 시스템에서 결합기(combiner)로서 동작할 수 있고, 상기 프로젝터들로부터 렌즈 요소들 상으로 투영된 광을 반사하는 코팅을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, (예를 들어, 프로젝터들(128, 132)이 레이저 디바이스들을 스캐닝하고 있을 때) 반사 코팅은 사용되지 않을 수 있다.
대안의 실시예들에서, 다른 타입들의 디스플레이 요소들은 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 요소들(110, 112) 자체들은: 전자발광 디스플레이 또는 액정 디스플레이와 같은 투명 또는 반투명 매트릭스 디스플레이, 이미지를 사용자의 눈에 전달하는 하나 이상의 도파관들, 또는 초점에서 눈에 근접한 이미지(an in focus near-to-eye image)를 사용자에게 전달할 수 있는 하나 이상의 도파관들을 포함할 수 있다. 대응하는 디스플레이 드라이버는 그와 같은 매트릭스 디스플레이를 구동하는 프레임 요소들(104, 106) 내에 위치될 수 있다. 대안으로 또는 부가하여, 레이저 또는 LED 소스 및 스캐닝 시스템은 하나 이상의 사용자들의 눈의 망막에 직접 레스터 디스플레이(raster display)를 펼치기 위해 사용될 수 있다. 다른 가능성들이 또한 존재할 수 있다.
도 3a는 데이터를 수신하고 전송하고 디스플레이하는 예시적인 시스템(200)을 도시한다. 시스템(200)은 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(202)의 형태로 도시된다. 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(202)는 도 1 및 도 2와 관련하여 서술되는 것과 같은 프레임 요소들 및 옆 암들을 포함할 수 있다. 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(202)는, 도 1 및 도 2와 관련하여 서술되는 것과 같은 온-보드 컴퓨팅 시스템(204) 및 비디오 카메라(206)를 포함할 수 있다. 비디오 카메라(206)는 착용가능한 컴퓨팅 시스템(202)의 프레임에 장착되는 것으로 도시되지만; 비디오 카메라(206)는 또한 다른 위치들에서 장착될 수 있다.
도 3a에서 도시되는 것처럼, 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(202)는 디바이스에 결합될 수 있는 단일 디스플레이(208)를 포함할 수 있다. 디스플레이(208)는 도 1 및 도 2와 관련하여 서술되는 렌즈 요소와 같은 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(202)의 렌즈 요소들 중 하나 상에 형성될 수 있고, 물리적 세계의 사용자의 시야에서 컴퓨터로 생성된 그래픽들을 겹치도록 구성될 수 있다. 디스플레이(208)는 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(202)의 렌즈들의 중앙에 제공될 수 있지만, 디스플레이(208)는 다른 위치들에 제공될 수 있다. 광 도파관(210)을 통해 디스플레이(208)에 결합되는 컴퓨팅 시스템(204)을 통해 디스플레이(208)는 제어가능할 수 있다.
도 3b는 데이터를 수신하고, 전송하고, 디스플레이하는 예시적인 시스템(220)을 도시한다. 시스템(220)은 착용가능한 컴퓨팅 시스템(222)의 형태로 도시된다. 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(222)는 옆 암들(223), 중앙 프레임 지지대(224), 코받이를 갖는 브리지 부분을 포함할 수 있다. 도 3b에서 도시된 예에서, 중앙 프레임 지지대(224)는 옆 암들(223)에 접한다. 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(222)는 렌즈 요소들을 포함하는 렌즈-프레임들을 포함하지 않는다. 착용가능한 컴퓨팅 디바이스(222)는 부가적으로 도 1 및 도 2와 관련하여 서술되는 것처럼, 온보드 컴퓨팅 시스템(226) 및 비디오 카메라(228)를 포함할 수 있다.
착용가능한 컴퓨팅 디바이스(222)는, 옆 암들(223) 또는 중앙 프레임 지지대(224) 중 하나에 결합될 수 있는 단일 렌즈 요소(230)를 포함할 수 있다. 렌즈 요소(230)는 도 1 및 도 2와 관련하여 서술되는 디스플레이와 같은 디스플레이를 포함할 수 있고 물리적 세계의 사용자의 시야상에 컴퓨터로 생성된 그래픽들을 겹치도록 구성될 수 있다. 하나의 예에서, 단일 렌즈 요소(230)는 연장되는 옆 암(223)의 내부 측면(즉, 사용자에 의해 착용될 때 사용자의 머리 부분 쪽으로 노출된 측면)에 결합될 수 있다. 착용가능한 디바이스(222)가 사용자에 의해 착용될 때, 단일 렌즈 요소(230)는 사용자의 눈 앞에 또는 눈에 근접하여 위치될 수 있다. 예를 들어, 단일 렌즈 요소(230)는 도 3b에서 도시된 것처럼, 중안 프레임 지지대(224) 아래에 위치될 수 있다.
도 4는 예시적인 컴퓨터 네트워크 기반구조의 개략도를 도시한다. 시스템(300)에서, 디바이스(310)는 원격 디바이스(330)와 통신 링크(320)(예를 들어, 유선 또는 무선 접속)을 사용하여 통신한다. 디바이스(310)는 데이터를 수신할 수 있고 데이터에 대응하거나 데이터와 관련되는 정보를 디스플레이할 수 있는 임의의 타입의 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 디바이스(310)는 도 1 내지 3b를 참조하여 서술되는 헤드-장착 디바이스(102, 200 또는 220)처럼 헤드-업 디스플레이 시스템이 될 수 있다.
따라서, 디바이스(310)는 프로세서(316) 및 디스플레이(316)를 포함하는 디스플레이 시스템(312)을 포함할 수 있다. 디스플레이(316)는, 예를 들어, 광 씨-스루 디스플레이(optical see-through display), 광 씨-어라운드 디스플레이(optical see-around display), 또는 비디오 씨-스루 디스플레이(video see-through display)가 될 수 있다. 프로세서(314)는 원격 디바이스(330)를 통해 데이터를 수신하고 디스플레이(316) 상에 디스플레이를 위해 데이터를 구성할 수 있다. 프로세서(314)는, 예를 들어, 마이크로 프로세서 또는 디지털 신호 프로세서와 같은 임의의 타입의 프로세서일 수 있다.
디바이스(310)는 프로세서(314)에 결합된 메모리(318)와 같은 온-보드 데이터 저장장치를 더 포함할 수 있다. 메모리(318)는, 예를 들어, 프로세서(314)에 의해 액세스가능하고 실행가능할 수 있는 소프트웨어를 저장할 수 있다.
원격 디바이스(330)는, 디바이스(310)에 데이터 전송하도록 구성되는 랩톱 컴퓨터, 이동 전화, 또는 태블릿 컴퓨팅 디바이스 등을 포함하는 임의의 타입의 컴퓨팅 디바이스 또는 전송기일 수 있다. 원격 디바이스(330) 및 디바이스(310)는 프로세서들, 전송기들, 수신기들, 안테나들 등과 같은 통신 링크(320)를 가능하게 하는 하드웨어를 포함할 수 있다.
도 4에서, 통신 링크(320)는 무선 접속으로 도시되지만, 유선 접속들도 사용될 수 있다. 예를 들어, 통신 링크(320)는 범용 직렬 버스 또는 병렬 버스와 같은 유선 직렬 버스일 수 있다. 유선 접속은 전용 접속일 수도 있다. 통신 링크(320)는 또한, 예를 들어, 다른 가능성들 사이에서, 블루투스® 무선 기술, (임의의 IEEE 802.11 개정을 포함하는) IEEE 802.11에 서술된 통신 프로토콜들, (GSM, CDMA, UMTS, EVDO, WiMAX 또는 LTE와 같은) 셀룰러 기술 또는 지그비® 기술을 사용하는 무선 접속일 수 있다. 원격 디바이스(330)는 인터넷을 통해 액세스가능할 수 있고, 특정 웹 서비스(예를 들어, 소셜-네트워킹, 사진 공유, 어드레스 북 등)와 관련된 컴퓨팅 클러스터를 포함할 수 있다.
도 5-10은 도 1-4를 참조하여 위에서 논의된 시스템(100)을 구현할 수 있는 디바이스(10)를 도시한다. 도 5 및 6은 사용자의 머리에 장착되도록 구성되는 디바이스(10)의 실시예를 도시하고, 상기 디바이스(10)는 사용자에 의해 볼 수 있는 이미지를 만들기 위해 사용자의 눈에 인접하게 위치된 디스플레이(50)를 구비한다. 디바이스(10)는 또한 터치-기반 입력(70)의 형태의 입력 디바이스를 포함하고, 상기 터치-기반 입력(70)은 사용자로 하여금 디바이스(100)의 제어 기능 또는 디바이스(10)와 접속되거나 통신하는 다른 디바이스의 기능을 실행하도록 사용자에 접근가능하다.
디스플레이(50) 및 터치-기반 입력(70) 모두 프레임(12)에 고정되고, 이 프레임(12)은 디바이스(10)가 사용자의 머리에 장착되도록 하는 특징들을 포함한다. 일반적으로, 프레임(12)은 안경, 예를 들어, 맞춤 안경 또는 선글라스와 관련된 프레임과 유사할 수 있다. 본 명세서에서 도시되는 디바이스(10)는 안경에 통상적으로 포함되는 렌즈들이 없고 또한 렌즈들을 안경의 프레임에 고정시키도록 돕기 위해 사용될 수 있는 하위 부분 안경 프레임을 포함하지 않는다. 하지만, 본 명세서에서 논의된 디바이스(10)의 다른 실시예들은 렌즈들 및 렌즈들을 안경에 고정시키는데 도울 수 있는 프레임(12)의 부가적인 부분들 또는 특징들을 포함할 수 있다.
프레임(12)은 사용자의 코의 일부분에 얹혀있도록 구성되는 브리지 부분(20)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 브리지 부분(20)은 브리지(20)로부터 방향으로 연장하는 한 쌍의 브리지 암들(22)을 포함한다. 도 5에서 도시되는 디바이스(10)의 실시예의 관점에서, 브리지 암들(22)은 브리지로부터 아래방향으로 연장한다. 도 5에 도시된 디바이스(10)의 배향은, 일반적으로, 사용자의 머리가 중간에서 위쪽 위치에 있을 때 사용자에 의해 착용되고 있는 디바이스(10)의 배향에 대응한다. 브리지로부터 아래 방향으로 연장하는 브리지 암(22)의 묘사는 그와 같은 참조 프레임에서 행해지고, 본 명세서의 목적들에서 이루어진다. 임의의 다른 상대적인 참조 방향들의 논의는 또한 유사한 목적들을 위해 행해지고, 명시적으로 언급되지 않으면 어느 것도 본 발명에 관련하여 제한하도록 의도되지 않는다.
브리지 암들(22)은 착용자의 코에 부분들 상에 놓여지게끔 위치될 수 있는 각각의 패드들(24)을 포함한다. 패드들(24)은 편안함을 위해 암들보다 부드러운 재료로 만들어질 수 있다. 부가적으로, 패드들(24)이 만들어지는 재료는 유연할 수 있거나 사용자의 코의 표면을 따라 미끄러짐을 방지하는 조직을 가질 수 있다. 브리지 암들(22)은 사용자의 코 위에 편안한 맞춤 및/또는 그립을 더 제공하도록 유연할 수 있다. 또한, 브리지 암들(22)은 변형가능하게 구부릴 수 있고 재위치시킬 수 있어 패드들(24)의 위치는 사용자에게 최적으로 맞춰질 수 있도록 변경될 수 있다. 이러한 것은 프레임(10)의 높이 및 그에 따른 사용자의 눈에 관련한 디스플레이(50)의 위치를 조정할 수 있는, 브리지(20)에 더 가깝게 위치하거나 더 멀리 떨어지거나 브리지 앞 및 뒤에 있도록 하는 움직임을 포함할 수 있다. 디스플레이의 추가적인 조정 및 디스플레이의 다른 구성들은 아래에서 더 상세하게 서술된다. 다른 실시예들에서, 암들 및 패드들과 유사한 구성들은 브리지(20)의 남은 구조들과 일체적으로 형성될 수 있고, 도시된 브리지의 실시예와 비교하여 브리지의 더 큰 영역 또는 더 작은 영역들이 사용자의 코에 접촉할 수 있도록 구성될 수 있다. 다른 배열들이 또한 기존의 안경 및 선글라스 디자인들에서 구현되는 구조들에 따라 가능하다.
프레임(12)은 또한 브리지(20)로부터 횡방향으로 연장하는 하나 이상의 눈썹 부분들(30)을 포함한다. 도시된 실시예는 2개의 눈썹 부분들(30a 및 30b)을 포함하고, 각각은 브리지(20)의 반대 방향으로 연장된다. 다른 실시예들에서, 눈썹 부분(30a)의 부분들과 같은 단일 눈썹 부분만이 브리지 부분(20)으로부터 횡방향으로 연장하는 것을 포함한다. 그와 같은 실시예에서, 단일 눈썹 부분이 디스플레이(50)의 측면에 포함되고 실질적으로 어떤 것도 브리지 부분(20)의 다른 측면에 존재하지 않는다. 또 다른 실시예들에서, 하나 또는 2개의 눈썹 부분들이 특수하게 구성된 렌즈들과 일체적으로 형성될 수 있거나 특수하게 구성된 렌즈들로 대체될 수 있다. 눈썹 부분들(30a, 30b)은 착용자의 시야를 방해하지 않도록 눈 위 (또는 대안으로 아래에) 위치되면서 사용자의 눈을 횡방향으로 지나 연장하도록 구성된다. 다수의 서로 다른 형태들 및 구성들이 도면들에서 도시되고 있는 것에 부가하여 눈썹 부분들(30a, 30b)에 대해 가능하다. 눈썹 부분들(30a, 30b)의 특정 형태는 브리지 부분(20)의 형태 및 구성에 의존할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 단일 눈썹 부분은 눈썹 부분의 중앙부 또는 그 근처에 고정된 브리지 부분을 가지고 중앙부의 반대 측면부들 상에서 각각의 눈을 횡방향으로 지나 연장할 수 있다.
눈썹 부분들(30a, 30b)은 브리지 부분(20)과 동일한 재료 또는 서로 다른 재료로 구성될 수 있다. 눈썹 부분들(30a, 30b) 또는 프레임(12)의 임의의 다른 부분을 위한 적합한 재료들의 예들은 폴리카보네이트, 아크릴, ABS 및 폴리에틸렌과 같은 다양한 타입들의 플라스틱을 포함할 수 있다. 브리지(20) 및 눈썹 부분들(30)을 포함하는 프레임(12)의 임의의 부분들은 알루미늄, 스테인리스 스틸, 티타늄, 니켈, 금 또는 하나 이상의 표에 실린 금속들 또는 유사한 금속들을 포함하는 여러 합금들과 같은 금속으로 만들어질 수 있다. 눈썹 부분(30)은 동일한 재료로부터 일체식으로 형성될 수 있거나, 눈썹 부분(30) 및 브리지 부분(20)은 다른 재료들로부터 만들어질 수 있거나 용접, 납땜, 브레이싱(braising) 등의 다양한 형태들로 접착제, 나사를 사용하여 함께 고정될 수 있다.
프레임(12)은 또한 사용자의 관자놀이를 지나 사용자의 귀쪽으로 눈썹 부분들(30)로부터 연장하는 암들의 형태들인 하나 이상의 관자놀이 부분들을 포함한다. 도 5에 도시된 것처럼, 프레임(12)은 각각의 눈썹 부분들(30a, 30b)로부터 뒤쪽으로 연장하도록 위치될 수 있는 2개의 암 부분들(40a, 40b)을 포함할 수 있다. 브리지 부분의 단일 측면 상의 단일 눈썹 부분을 갖는 실시예에서, 단지 하나의 암가 존재한다. 암들(40a, 40b)은 사용자의 머리와 접하는 추가적인 부분들 또는 영역을 제공할 수 있고, 사용자의 머리에 대한 장치의 맞춤 및 유지에 기여할 수 있다. 암들(40a, 40b)은 안경의 대응하는 특징들에 대한 구조 또는 기능에서 유사할 수 있다.
도시된 것처럼, 암들(40a, 40b)과 눈썹 부분들(30a, 30b) 사이에서 결합된 나사들을 사용하여 만들어질 수 있는 견고한 접속들(42)을 사용하여 암들(40a, 40b)은 각 눈썹 부분들(30a, 30b)에 고정될 수 있다. 대안으로, 암들(40a, 40b)이 용이한 저장 또는 운반을 위해 눈썹 부분들(30)의 안쪽으로 접히도록 배열되는 힌지 부재(hinge member)를 사용하여 암들(40a, 40b)은 각 눈썹 부분들(30a, 30b)에 고정될 수 있다. 힌지들이 사용되면, 사람의 머리에 편안하게 느껴지는 압력을 적용하거나 서로 다른 머리 크기의 범위를 편안하게 수용하도록 힌지들은 스프링 등으로 고정될 수 있다. 대안으로, 암들(40a, 40b)은 눈썹 부분들(30a, 30b)에 통합적으로 또는 일체식으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구부러짐을 허용하거나 파손을 방지하기 위해 내부 금속 보강을 갖는 플라스틱 재료로 이뤄질 수 있다.
암들(40a, 40b)은 각 암들(40a, 40b)과 눈썹 부분들(30a, 30b) 사이의 접속(42)의 맞은편에 자유단들(free ends)(44) 각각을 포함한다. 자유단들(44)은 디바이스(10)를 착용할 때 사용자의 귀의 근처에 놓일 수 있도록 위치된다. 귀 부분들(46)은 암들(40a, 40b)의 자유단들(44)에 고정되거나 자유단들(44)과 통합적으로 형성될 수 있다. 도 5에서 도시된 것처럼, 귀 부분들(46)은 도면들에서 도시된 것처럼 아치형 또는 곡선형으로 포함할 수 있어 사용자의 귀의 뒷부분에서 구불어진다. 안경에 있어서, 귀 부분들(46)의 특별한 형태는, 귀 부분들이 구불어지는 정도, 귀 부분들이 연장하는 귀 주위의 거리, (만약 있다면) 귀의 바깥에서 실제로 유지되는 접촉되는 정도를 포함하는 많은 방식들로 변할 수 있다. 암들(40)은 사용자를 위한 적합한 맞춤 또는 서로 다른 사용자들의 선택을 달성하기 위해 눈썹 부분들(30a, 30b)에 관련한 귀 부분들(46)에 적합하게 위치되도록 구성된다. 따라서, 암들(40)의 형태는 눈썹 부분들의 크기 및 형태에 의존할 수 있다. 예를 들어, 암들(40)은 암들에 실질적으로 수직인 눈썹부분으로부터 실질적으로 뒤쪽으로 연장할 수 있고, 실질적으로 직선일 수 있다. 다른 실시예들에서, 암들은 눈썹 부분들(30)의 외측단에 관련하여 안으로, 바깥으로, 위로 또는 아래로 꺾여질 수 있고, 또한 요구된 적합성 또는 심미적 품질을 달성하기 위해 임의의 방향(또는 다중 방향들)으로 휘어질 수 있다.
도시된 바와 같이, 귀 부분들(46)은 예를 들어, 축에 대하여 회전을 허용하는 힌지(48)를 통한 부착에 의해 암들의 단부들(44)에 접한 개별 부품들일 수 있다. 이러한 배치는 귀와 접촉하는 정도를 선택적으로 증가시키거나 서로 다른 머리 크기들, 귀 위치 등을 갖는 서로 다른 사용자들 사이에서 편안한 접촉을 허용하도록 귀 부분들(46)의 부가의 적응성을 허용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 귀 부분들(46)은 암들(40)에 고정되게 부착되거나 일체식으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 귀 부분들(46)은 암들(40)과 실질적으로 일직선으로 연장할 수 있거나 귀주변에서 구부려지지 않고 귀의 상부 영역에서 귀에 걸려 있는 위치에서 아래쪽보다는 안쪽으로 연장한다. 그와 같은 실시예에서, 귀 부분들(46) 또는 암들(40)은 압력을 통해 생성된 마찰에 의해 사용자의 머리에 대해 적어도 부분적으로 유지 프레임(12)에 관하여 사용자의 머리의 측면에 압력을 가하도록 구성될 수 있다. 귀 부분들(46)은 암들(40)과 유사한 재료로 만들어질 수 있거나 유연하거나 높은 마찰 특성들을 갖는 다양한 열가소성 엘라스토머들 포함하는 부드러운 감촉의 재료와 같은 서로 다른 재료로 만들어질 수 있다.
이전에 언급한 것처럼, 디바이스(10)는 프레임(12)에 고정된 다양한 입력 및 출력 구조들을 포함할 수 있다. 출력 구조는 하우징(52)에 장착된 프리즘(54)을 포함하는 디스플레이 유닛(50)의 형태로 일 수 있고, 상기 하우징(52)은 디스플레이와 관련된 전자 콤포넌트들을 또한 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 프리즘(54)은 디스플레이의 전자 부품들에 의해 생성되는 이미지를 디스플레이하기 위해 사용된다. 프리즘(54)은 수용측(도 7, 9a, 9b에서 도시)에서 투영된 이미지를 수신하고 프리즘(54)의 시청 측(60)으로 봄으로써 사용자에게 보일 수 있는 이미지를 만들도록 구성된다. 이러한 것은 특정 형태 또는 재료 특성들을 갖는 프리즘(54)을 만듬으로써 행해질 수 있다. 그와 같은 구조의 서술은 찾아볼 수 있다. 도 7에서 분해도로 도시된 도 5의 실시예에서, 프리즘(54)의 수용측(50)은 하우징(52)에 인접하거나 하우징(52) 내에 있어 하우징(52) 내부의 전자 부품들은 프리즘(54)의 수용측(58)에 요청된 비디오 이미지를 투영하도록 구성된 비디오 프로젝터를 포함할 수 있다. 그와 같은 프로젝터들은, 필요하다면, 프리즘(54)의 적합한 영역에 이미지를 포커싱하는 LCD, CRT 및 OLED 디스플레이들과 같은 이미지 소스를 포함할 수 있다. 디스플레이 유닛과 관련된 전자 부품들은 또한 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 프로젝터로 하여금 수신된 비디오 신호에 기초하여 요구된 이미지를 생성하게 한다.
수신하는 표면(58)은 프리즘(54)의 시청면에 수직일 수 있어 투명 프리즘은 디바이스를 장착하는 사람의 주변 환경의 시야와 투영된 이미지를 결합하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 사용자가 주변 환경과 디스플레이 유닛(50)의 이미지 모두를 볼 수 있도록 한다. 프리즘(54) 및 디스플레이 전자장치들은 다양한 요구된 이미지 조합들을 얻기 위해 불투명하거나 반투명의 이미지 또는 그것의 조합을 나타내도록 구성될 수 있다.
디스플레이 유닛(50)은 프레임(12)에 고정될 수 있어 프리즘(54)은 눈썹 부분(30a) 아래 위치되거나 사용자가 시청면(60) 편안하게 볼 수 있는 위치에 존재한다. 프리즘(54)에 대해 다수의 서로 다른 위치들은 이러한 범주를 충족시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 프리즘은 사용자의 눈 앞에 직접 위치될 수 있거나 사용자의 눈의 중앙부 위 또는 아래에 위치될 수 있고, 이는 디스플레이 디바이스(50)의 이미지가 사용자의 직접적이거나 정직한 시야 라인을 벗어나도록 하지만, 또한, 사용자로 하여금 프리즘(54) 내의 이미지를 보기 위한 편안한 범위 내에서 사용자의 눈을 위 또는 아래로 가리키게 한다. 프리즘(54)은 유사한 효과를 달성하도록 눈의 중앙의 좌측 또는 우측에 위치될 수 있도록 한다. 프레임(12) 또는 디스플레이 하우징(52)과 프레임(12) 사이의 부착물은 사용자의 눈에 대하여 프리즘(56)의 위치의 사용자 조정을 허용할 수 있다. 예를 들어, 프리즘(56)의 수직 위치는 브리지 부분(20)의 브리지 암들(22)을 조정함으로써 변경될 수 있고, 이는 사용자의 얼굴에 눈썹 부분(30)을 올리거나 낮출 수 있고 이에 따라 프레임(12)에 고정되는 프레임(54)을 올리거나 낮춘다.
도시된 실시예에서, 디스플레이 하우징(52)은 프레임(12)의 수용 구조(32)에서 프레임(12)에 부착되고, 프레임은 눈썹 부분(30a)의 일부로서 형성된다. 도시되는 수용 구조(32)는 프레어로된 상부(34), 하방 의존 측(36) 및 내측으로 연장하는 바닥(38)을 포함한다. 수용 구조(32)의 이러한 3 측면들은 프레임(12)에 하우징(52)을 고정시키거나 하우징(52)에 보호를 제공하거나 요구된 미적 외관을 달성하기 위해 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 수용 구조(32)의 추가적인 또는 적은 측면들이 포함될 수 있다. 예를 들어, 하우징은 상부(43)에 또는 수용 구조(32)에만 고정될 수 있고 구조(32)는 임의의 측면들 또는 바닥이 없을 수 있다. 도 7의 분해도에 도시된 것처럼, 하우징(52)는 수용 구조(32)의 측부(36)에서 프레임(12)에 부착된다. 기둥(62)은 측부(32)의 내측으로부터 수용 구조(32)의 안쪽으로 연장한다. 하우징(52)의 대응하는 홀(64)은 안전하게 기둥(62)를 수용하도록 구성되어 기둥(62)에 대해 하우징(52)의 회전, 기둥(62)로의 병진 또는 이들의 조합을 허용하도록 한다. 기둥(62)은 기둥(62)에 대한 하우징(52)의 병진을 제한하고 프레임(12)으로부터 하우징(52)의 우연한 제거를 방지하기 위해 테두리(66) 또는 탭, 나사 등과 같은 다른 유지 특징을 또한 포함할 수 있다. 기둥(62) 및 테두리(66)는 홀(64)과 테두리(66) 사이의 스냅-핏을 허용하고, 기둥(62) 및/또는 테두리(66)가 변형되도록 허용하는, 차단기 등과 같은 특징들을 포함하기 위한 도시된 실시예들로부터 수정될 수 있다. 또한, 기둥은 텅빌 수 있고, 디스플레이 전자장치들과 관련되는 배선들의 통한 라투팅을 허용하도록 측부(36)의 텅빈 내부 또는 눈썹 부분(30)의 다른 텅빈 내부에 대해 더 개방될 수 있다. 구조(32)를 수용하는 것은 미리결정된 범위를 회전하도록 하우징(52)을 위한 여유를 제공하도록 크기가 조정될 수 있다. 기둥(62)은 또한 미리결정된 회전을 허용하도록 수용 구조(32) 내에 위치될 수 있다.
프레임(12)에 관한 하우징(52)의 회전은 사용자의 눈에 관한 프리즘(52)의 시청면(60)의 각도에서의 조정을 허용한다. 이러한 조정은, 상기에서 논의된 것처럼, 서로 다른 사용자들의 얼굴에 서로 다르게 조정하는 디바이스(10)로 인해 또는 사용자의 얼굴 상의 프리즘(54)의 수직 위치의 선택적인 조정으로 인해 프리즘(54) 내의 이미지가 사용자의 눈에 관한 프리즘(54)의 다양한 수직 위치들을 통해 사용자에 의해 적절하게 시청될 수 있도록 하는 것이 유용하다.
도 9a-b에 도시된 것처럼, 프리즘(54)의 일정 구조들에서, 프리즘(54)을 지향하는 것은 유익할 수 있어 시청 표면(60)은 프리즘(54) 내의 이미지 위치로부터 사용자의 눈의 초점 중심으로 선에 법선(normal)이다. 디스플레이 하우징(54)의 회전을 허용함으로써, 그 결과, 프리즘(54)은 프레임(12)에 관해 회전하고, 프리즘(54)은 프리즘(54)의 수평 또는 수직 위치에 대한 서로 다른 초점 구조들 및 서로 다른 선호들을 갖는 사용자들이 시청하는 최적의 각도에 위치될 수 있다. 도 9a는 사용자의 눈(90)의 수평 중심(92) 위에 위치하는 프리즘(54)을 도시한다. 프리즘(54)은 (도 9a의 페이지의 안팎에서) 사용자의 얼굴에 관한 수평 방향으로 연장하는 축(84)을 중심으로 회전하거나 축(84)에 대해 회전하여 표면(60)은 표면(60)과 사용자의 눈(90) 사이에서 연장하는 선(94)에 수직이 된다. 도 9a에 도시된 다이어그램은 단지 예시이고, 서로 다른 사용자들은 그들의 눈의 초점 중심의 서로 다른 위치들을 가질 수 있다. 도 9b는 상기에서 서술된 것처럼, 사용자에 의한 최적의 시청에 따라 회전되는 프리즘(54)을 갖는 사용자의 눈의 수평 중심(92) 근처에서 수직으로 위치되는 프리즘을 도시한다.
프리즘(54)의 병진 조정은 또한 도 10에 도시된 것처럼, 기둥(62)에 따라 및/또는 축(88)에 따라 허용될 수 있다. 이러한 병진 이동은 프리즘(54)으로 하여금 사용자의 눈에 평행하게 정렬되도록 허용하고, 프레임(54)에 관한 위치는 사용자들 사이에서 변할 수 있다. 그와 같은 조정은 수평면상에서 최적의 시청 각도를 달성하거나 사용자의 선호에 따라 행해질 수 있다. 도 10의 예에서, 프리즘은 제1 위치 P1과 디스플레이(50)가 허상으로 보이는 제2 위치 사이의 기둥(62)에 따라 미끌어질 수 있다.
대안의 실시예에서, 디스플레이는 대응하는 전자 회로 및 이미지 소스에 부착된 프리즘을 포함할 수 있다. 이미지 소스 및 회로는 그때 하우징 내에 회전가능하게 장착될 수 있어 프리즘은 또한 하우징 내의 이미지 소스 및 회로의 회전에 의해 하우징에 관하여 회전가능하다. 대안의 실시예에서, 하우징(52)은 고정된 위치에서 수용부(32) 내에 고정될 수 있고, 사용자의 머리에 프레임(12)의 의도되거나 추정된 맞춤에 기초하여 도 9a-b 또는 도 10의 논의에 따라 프리즘(54)이 적어도 대략적으로 위치되도록 구성된다.
본 실시예에서, 단일 디스플레이(50)는 눈썹 부분(30a)의 측 상에 보여진다. 대신, 디스플레이(50)는 눈썹 부분(30b) 상에 유사하게 장착될 수 있다. 대안으로, 2개의 디스플레이 유닛들은 각각의 눈썹 부분 내에 고정되고 사용자의 각각의 눈에 대응하는 것을 갖도록 포함될 수 있다. 추가적이 대안으로, 단일 디스플레이는 프리즘(54), 또는 양쪽 눈들에 의해 볼 수 있는 이미지를 디스플레이하기 위해 사용자의 양쪽 눈들 위로 확장하도록 구성되는 다른 구조를 갖도록 사용될 수 있다.
위에서 논의된 것처럼, 도 6에서 도시된 것처럼, 터치-기반 입력(70)의 형태의 입력 디바이스는 또한 바람직하게 디바이스(10)에 포함되고 프레임(12)에 고정된다. 터치-기반 입력(70)은 여러 가능성들 중에서 정전용량 감지, 저항 감지 또는 표면 탄성파 프로세스를 통해 손가락의 위치 및 움직임 중 적어도 하나를 감지하도록 구성되는 터치패드 또는 트랙패드-타입 디바이스가 될 수 있다. 터치-기반 입력(70)은 패드 표면에 평행하거나 수평인 방향으로, 패드 표면에 법선 방향으로, 또는 둘 모두의 방향으로 손가락의 움직임을 감지할 수 있고, 또한, 패드 표면에 적용된 압력의 레벨을 감지할 수 있다. 터치-기반 입력(70)은 불투명, 반투명 또는 투명할 수 있는 하나 이상의 절연층 또는 유전체 층의 외부층 및 불투명, 반투명 또는 투명할 수 있는 하나 이상의 도전층들의 내부층을 갖도록 형성될 수 있다.
터치-기반 입력(70)의 구조는 외측, 및 터치-기반 입력(70)의 내부 층 및 그와 관련되는 제어 회로와 같은 임의의 전기 구조들을 포함하는 내부 공동을 가질 수 있는 하우징(76)을 포함할 수 있다. 터치-기반 입력(70)의 외부 층은 하우징의 외부 벽일 수 있고, 터치-기반 입력(70)의 내부 층의 크기, 형태, 위치에 의해 규정되는 터치-기반 입력의 하나 이상의 터치-표면들(72)의 형태로 선택된 동작가능한 영역 또는 전체 벽을 포함할 수 있다. 하우징의 부분이 터치-기반 입력(70)의 외부 층으로 사용될 수 있으면, 그때 하우징(76)은 플라스틱과 같은 유전체 재료로 만들어 질 수 있다. 대안의 실시예에서, 터치 표면(72)는 하우징(76) 내의 개구에 장착되는 개별 요소이다.
도시된 실시예에서, 터치-기반 입력(70)은 암(40a)에 장착되고 사용자의 머리의 측면 부분을 덮은 수직면을 한정한다. 따라서, 터치-기반 입력(70)은 착용되고 있을 때 디바이스(10)의 사용자에게 보여질 수 없을 것이다. 터치-기반 입력(70)의 임의의 터치 표면들(72)을 사용자가 식별하는 것을 돕기 위해, 사용자의 손가락이 터치 표면(72)을 접촉할 때, 사용자에게 촉각의 피드백을 제공하도록 하우징(76)은 볼록한, 오목한, 울퉁불퉁한 표면에 의해 제공되는 텍스처를 갖도록 형성될 수 있다. 그와 같은 텍스처는 터치 표면(72)의 경계들을 정의할 수 있거나, 터치 표면(72)을 통해 일관될 수 있거나, 터치 표면(72)을 접촉하는 손가락의 위치에 관하여 사용자의 피드백을 제공하기 위해 터치 표면(72)의 수평 및 수직 길이들을 따라 변할 수 있다.
도 8에 도시된 것처럼, 본 실시예에서, 하우징(76) 또는 터치-기반 입력(70)은 수용부(32)의 측면(36)으로부터 연장하는 결합부(42a)에서 프레임(12)에 고정될 수 있다. 결합부(42a)는 수용부(32)를 포함하는 눈썹 부분(30)과 일체적으로 형성될 수 있고, 하우징(76)은 나사들 또는 잠금장치들에 의한 것처럼 견고하게 고정될 수 있다. 도 6에서 도시되는 것처럼, 터치-기반 입력(70)을 위한 하우징은, 일관된 외관을 제공하기 위해 터치 표면은 결합부(42a)의 표면과 같은 높이를 갖도록 배열될 수 있다. 대안으로, 위에서 논의된 것처럼, 결합부(42a)는 눈썹 부분들(30) 뒤에 위치되는 자유단(44)을 갖고 안쪽으로 접히는 것을 허용하는 힌지를 포함할 수 있다. 암(40a)는 터치 표면(72) 맞은편 상에서 보여주는 하우징(76)에 고정될 수 있다. 또한, 암(40a)은 하우징의 일부가 됨으로써 터치-기반 입력(70)을 부분적으로 동봉하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 암(40a)는 암(40b)와 유사하게 구성될 수 있고, 터치-기반 입력(70)은 암(40a)에 장착될 수 있다.
터치-기반 입력(70)은 또한 하우징(76)의 상부면 또는 하부면과 같은 추가의 터치 표면들(72)을 포함할 수 있다. 이것은, 예를 들어, 선택되는 하우징 표면들 아래의 정전용량 센서층들을 위치시킴으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 추가의 터치-기반 입력들은 눈썹 부분들(30a) 또는 디스플레이 하우징(52) 상과 같은 디바이스(10)의 서로 다른 위치들에서 제공될 수 있다. 터치-기반 입력들(70)의 각각은 독립적으로 동작될 수 있고, 서로 다른 기능들을 제공할 수 있다. 부가적으로, 하우징(76)은 버튼(68)과 같은 추가적인 입력 구조들을 포함할 수 있고, 상기 버튼(68)은 록 또는 슬립 특징을 구현하는 것을 포함하거나 온 및 오프 상태들 사이에서 디바이스(10)를 위한 전력을 사용자가 토글링하는 것을 허용하는 디바이스(10)에 대한 추가적인 기능을 제공할 수 있다.
터치-기반 입력(70)은 또는 다른 타입의 입력은, 온-보드 CPU와 같은 디바이스(10), 또는 스마트 폰 또는 랩톱 컴퓨터와 같은 원격 디바이스에 의해 실행되는 제어 기능을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 기능과 관련되는 정보는 디스플레이(50) 상에서 사용자에 의해 볼 수 있다. 일 예로서, 제어 기능은 메뉴 아이템의 선택이다. 그와 같은 예에서, 선택들의 리스트를 갖는 메뉴는 디스플레이(50) 상에 표시될 수 있다. 사용자는 커서를 움직일 수 있거나 터치-기반 입력(70)을 따라 손가락의 미리결정된 움직임에 의해 강조된 선택들을 스크롤링할 수 있고, 서로 다른 움직임에 의한 선택을 확인할 수 있으며, 선택의 수락은 디스플레이에 의해 표시되고 있다. 메뉴 아이템들의 선택들의 예들은 원격으로 링크된 스마트폰에 인입하는 호에 답을 하거나 거절하는지 또는 디스플레이에 표시된 맵 상에 스크롤 또는 줌-인하는지에 대한 여부를 포함할 수 있다.
추가적인 입력 구조들이 디바이스(10)에 포함될 수 있다. 이러한 것들은 도 5에 도시되는 것처럼 카메라(26) 및 센서(28)를 포함할 수 있다. 카메라는 사용자의 재량으로 사진을 찍거나 비디오를 녹화하기 위해 사용될 수 있다. 카메라는 또한 증강 현실 기능을 구현하는데 사용하도록 사용자 환경의 시야의 이미지를 획득하기 위해 디바이스에 의해 사용될 수 있다. 센서(28)는, 예를 들어, 카메라(26)에 관련된 펌웨어 또는 소프트웨어에 의해 사용될 수 있는 광 센서가 될 수 있다. 도 5 내지 7에서 도시된 것처럼, 카메라 및 센서는 수용 구조(32) 내에 위치되는 하우징(78) 내에 그리고 디스플레이 하우징(52) 앞에 포함될 수 있다. 카메라(26) 및 센서(28)에 대한 다른 위치들이 또한 가능하다.
디스플레이 하우징(52)과 터치패드 하우징(72) 중 하나 또는 둘 모두는 전기 회로 및/또는 디바이스(10)를 위한 전지와 같은 전원을 포함할 수 있다. 이 회로는 터치패드(70), 디스플레이(50), 카메라(26), 또는 센서(28)에 대한 제어들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 상기 하우징들 중 하나 또는 둘 모두는 메모리, 마이크로프로세서 또는 셀룰러, 단거리 무선(예를 들어, 블루투스)와 같은 통신 디바이스들, 또는 원격 디바이스와의 접속을 위한 WiFi 회로를 포함할 수 있다. 부가적으로, 임의의 그와 같은 회로는 상기에서 논의된 것과 같은 하나 이상의 귀 부분들(46)로 일체적으로 형성되는 이어폰 하우징(80)에 포함될 수 있다. 도 5 및 6에 도시된 것처럼, 이어폰 하우징(80)은 장착되는 동안 사용자의 귀 뒤 또는 귀 위에 위치되도록 구성된다. 이어폰 하우징(80)은 디바이스(10)의 위치를 고정시키는 것을 돕기 위해 사용자의 머리의 부분을 접하도록 또한 구성될 수 있다. 이어폰 하우징(80)은 하나의 배터리 또는 AAA, AA, 또는 9볼트 스타일 배터리들과 같은 다양한 형태들의 배터리를 포함하도록 구성될 수 있다. 베터리는 또한 리튬-이온 또는 니켈 카드뮴 배터리와 같은 충전가능한 배터리가 될 수 있고 사용자에 의해 착탈가능할 수 있거나 영구적 또는 반영구적일 수 있다. 이어폰 하우징은 또한 제거하지 않고 배터리를 충전하기 위해 디바이스(10)에 전원을 연결하거나 상기에서 서술한 것처럼 통신하기 위해 디바이스(10)를 원격 디바이스에 접속하거나 디바이스(10)의 메모리에 포함되는 소프트웨어 또는 하드웨어를 업데이트 또는 장착하기 위해 사용될 수 있다.
이어폰 하우징(80)은 터치-기반 입력(70) 또는 디스플레이 하우징(50)에 밸런싱 균형추를 제공하기 위해 구성되거나 위치될 수 있다. 터치-기반 입력(70) 및 디스플레이 하우징(50) 모두 사용자의 귀 쪽으로 위치되고, 이는 무게의 부분을 사용자의 코에 의해 전달되도록 한다. 이어폰 형태로 사용자의 귀 뒤의 부분에 무게를 더 함으로써(또는 사용자의 귀 뒤에 무게를 이동시킴으로써), 귀는, 디스플레이(50) 및 터치-기반 입력(70)의 무게는 이어폰 하우징(80)의 무게에 대해 균형을 이루는 것에 대해 받침대 역할을 할 것이다. 이것은 사용자의 코상에 무게의 일부를 완화시켜, 더 편안한 맞춤을 제공한다. 배터리 또는 디바이스(10)에 대한 여러 제어 회로와 같은 이어폰 하우징(80) 내의 콤포넌트들은 디바이스(10)에 대해 요구된 무게 분산에 기여하도록 배열된다. 예를 들어, 배터리와 같은 무거운 콤포넌트들은 무게 분산을 조정하기 위해 암(42a) 쪽으로 또는 암(42a)으로부터 떨어져 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 무게의 대부분은 사용자의 귀에 의해 전달되지만, 디바이스에 대해 편안한 느낌을 주고 프리즘(54)에 대해 요구된 위치를 유지하도록 코에 브리지(20)를 고정시키기 위해 일부 무게는 또는 코에 의해 전달될 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스(10)의 무게의 55%와 90% 사이가 사용자의 귀에 의해 전달된다. 부가적으로, 이어폰 하우징(80)이 암(42a)에 회전가능하게 고정되는 실시예에서, 이어폰 하우징(80)의 회전은 사용자 정의 무게 분배를 허용할 수 있다.
추가적인 콤포넌트들은 추가적인 입력들, 제어 회로 보드들, 안테나들 등과 같은 디바이스에 포함될 수 있다. 이러한 추가 콤포넌트들이 프레임(12)에 부차괴는 다양한 위치들은 또한 미리결정된 무게 분배를 허용하도록 선택될 수 있다.
본 명세서에서의 서술은 특정 실시예들을 참조하여 이루어지지만, 이러한 실시예들은 본 발명의 원리들 및 적용들의 단지 설명하는 것으로 이해된다. 따라서, 많은 변형들이 예시적인 실시예에 대하여 행해지고 다른 구성들이 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있음이 이해된다.

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  1. 제1항에 있어서, 장치.
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