KR20190096627A - 헤드 마운티드 디스플레이 - Google Patents

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KR20190096627A
KR20190096627A KR1020180016296A KR20180016296A KR20190096627A KR 20190096627 A KR20190096627 A KR 20190096627A KR 1020180016296 A KR1020180016296 A KR 1020180016296A KR 20180016296 A KR20180016296 A KR 20180016296A KR 20190096627 A KR20190096627 A KR 20190096627A
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Abstract

본 발명은 헤드 마운티드 디스플레이를 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 입체영상 시청시 사용자의 시야가 차폐되는 문제점을 개선한 헤드 마운티드 디스플레이 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이를 이루는 하우징의 일측에 사용자의 의도에 따라 차광 또는 투광 상태로 자유롭게 전환 가능한 윈도우 모듈을 더 구비함으로써, 사용자에게 보조 시야를 확보하여 편의성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

헤드 마운티드 디스플레이 {HEAD MOUNTED DISPLAY}
본 발명은 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것으로, 특히 입체영상 시청시 사용자의 시야가 차폐되는 문제점을 개선한 헤드 마운티드 디스플레이에 관한 것이다.
가상현실(Virtual Reality; VR) 또는 증강현실(Augmented Reality)은 컴퓨터 시스템에 의해 제작된 3차원 가상공간에서 사용자가 현실세계와 같은 상호작용을 수행할 수 있도록 함으로써 2차원 디스플레이의 한계를 넘어 보다 현실감 있는 콘텐츠를 구현하는 기술이다.
이러한 가상현실을 사용자에게 제공하기 위한 최적화된 도구로서, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD; Head Mounted Display)가 제안되었다.
헤드 마운티드 디스플레이는 사용자의 두부에 착용하는 형태의 디스플레이 장치로서, 제공되는 콘텐츠의 형태에 따라 폐쇄형(closed type) 및 투과형(see-through type)으로 구분될 수 있다. 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이는 눈 전체를 감싸는 형태로 화면 이외의 외부 환경이 차단되는 형태로서 주로 가상 현실 콘텐츠와 함께 이용된다. 또한, 투과형 헤드 마운티드 디스플레이는 안경형 디스플레이, 또는 스마트 글라스 등으로도 불리며, 주변의 실제 사물과 가상 화면을 동시에 볼 수 있는 형태의 디스플레이 장치로서 주로 증강 현실 등의 혼합 현실(mixed reality) 구현에 주로 이용된다.
도 1은 종래의 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이의 구조를 나타낸 도면이다. 1을 참조하면, 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이(10)는 하우징(11)의 전면으로 렌즈부(12)가 배치되고, 이에 대향하여 입체 영상을 표시하는 구동 모듈(14) 또는 모바일 단말 등이 결합된다. 또한, 하우징(11)의 배면으로 접촉패드(16)가 구비됨에 따라, 내측에 위치하는 렌즈부(12)가 사용자의 눈이 대응되도록 접촉패드(16)가 안면에 밀착되는 형태로 착용된다.
그리고, 하우징(11)의 양단으로 착용밴드(15)가 연결되어 사용자의 두부 둘레를 둘러싸도록 함으로써 사용자가 입체 영상을 시청하는 동안 하우징(11)의 착용상태가 계속 유지되도록 한다.
전술한 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이(10)는 하우징(11) 및 접촉패드(16)에 의해 사용자의 시야가 외부환경과 차단되는 형태임에 따라, 콘텐츠에 대한 몰입도는 투과형에 비해 상당히 높으나, 사용자가 주변 시야를 확보할 수 없어 편의성이 저하된다는 문제가 있다.
특히, 사용자가 시청중인 콘텐츠가 학습 관련 콘텐츠일 경우, 영상 시청과 동시에 필기 등을 수행할 필요가 있으나, 폐쇄형 헤드 마운트드 디스플레이를 착용하고 있는 상태에서는 이러한 학습방식의 수행이 불가능하다는 한계가 있다.
등록특허공보 제10-1808452호(공고일자: 2017.12.12.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이를 착용한 사용자가 주변 상황을 직접 볼 수 있도록 시야 확보수단을 제공하는 데 과제가 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이는, 전면에 렌즈부가 배치되고, 배면에 사용자의 안면이 접촉되는 접촉패드를 포함하는 하우징과, 상기 하우징의 전면으로 결합되고, 입체 영상을 표시하는 콘텐츠 재생부를 포함하는 구동 모듈과, 상기 사용자의 두부 둘레를 둘러싸며 상기 하우징을 사용자의 안면에 고정하는 착용밴드를 포함하고, 상기 하우징은, 하면으로 개구부가 형성되고, 상기 개구부에 결합되어 차광 또는 투광 상태로 전환되는 윈도우 모듈을 포함할 수 있다.
상기 구동 모듈은, 사용자의 두부 방향 및 각도를 감지하는 센서부와, 상기 입체 영상에 대응하는 콘텐츠의 재생을 위한 어플리케이션이 저장된 메모리와, 상기 센서부의 감지결과에 따라 재생중인 콘텐츠의 시점을 결정하고 상기 콘텐츠 재생부를 제어하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부를 포함할 수 있다.
상기 하우징은 일측에 사용자의 조작을 입력받는 조작부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 조작부의 입력에 따라, 상기 윈도우 모듈의 차광 또는 투광 상태를 제어할 수 있다.
상기 구동 모듈은 상기 윈도우 모듈의 광 투과도를 결정하는 제어신호를 출력하는 차광 설정부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 광 투과도에 따라, 전원부로부터 출력되는 전압의 레벨을 조절하여 상기 제어신호에 반영할 수 있다.
상기 윈도우 모듈은, 제1 기판과, 상기 제1 기판의 일면에 형성되는 제1 전극과, 상기 제1 기판과 일정거리 이격되어 배치되는 제2 기판과, 상기 제2 기판의 일면에 상기 제1 전극과 대향하여 형성되는 제2 전극과, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 개재되는 액정층과, 상기 제1 및 제2 기판의 타면에 각각 형성되는 제1 및 제2 보호필름을 포함할 수 있다.
상기 제어신호는 일정레벨로 고정된 제1 전압 및 상기 광 투과도에 따라 가변되는 제2 전압을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 기판은, 각각 제1 및 제2 전압이 인가됨에 따라, 상기 제어신호에 대응하는 전계를 상기 액정층에 형성할 수 있다.
상기 제어부는, 표시 중인 입체 영상의 휘도에 따라, 상기 제2 전압의 레벨을 보정할 수 있다.
상기 제1 및 제2 보호필름 중 어느 하나는, 표면에 무반사층이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이를 이루는 하우징의 일측에 사용자의 의도에 따라 차광 또는 투광 상태로 자유롭게 전환 가능한 윈도우 모듈을 더 구비함으로써, 사용자에게 보조 시야를 확보하여 편의성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 외관 및 착용시 단면을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 윈도우 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구동 모듈의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 통상의 기술자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및", "또는"등은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다" 또는 "결합된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결 또는 결합되는 경우도 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)", "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및, 또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및, 또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 면 및, 또는 단들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 면 및, 또는 단들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역 면 또는 단을, 다른 영역, 면 또는 단과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 부품, 영역, 면 또는 단은 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 부품, 영역, 면 또는 단을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위"가 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이를 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 외관 및 착용시 단면을 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 헤드 마운티드 디스플레이(100)는 전면에 렌즈부(120)가 배치되고, 배면에 사용자(usr)의 안면이 접촉되는 접촉패드(160)를 포함하는 하우징(110)과, 하우징(110)의 전면으로 결합되고, 입체 영상을 표시하는 콘텐츠 재생부를 포함하는 구동 모듈(130)과, 사용자(usr)의 두부 둘레를 둘러싸며 하우징(110)을 사용자(usr)의 안면에 고정하는 착용밴드(150)와, 하우징(110)의 일측에 사용자(usr)의 조작을 입력받는 조작부(170)를 포함하고, 하우징(110)은 하면으로 개구부가 형성되고, 개구부에 결합되어 차광 또는 투광 상태로 전환되는 윈도우 모듈(200)을 포함할 수 있다.
하우징(110)은 본 발명의 헤드 마운티드 디스플레이의 외관을 이루며, 사각 박스 또는 고글 형태일 수 있고, 내부로 입체 영상이 진행하는 경로가 되는 내부공간을 포함할 수 있다. 그 내부공간으로 입체 영상이 투영되는 렌즈부(120)가 실장될 수 있다.
또한, 전면으로는 입체 영상을 표시하는 디스플레이부가 탑재되며 헤드 마운티드 디스플레이를 구동하는 구동 모듈이 배치 및 결합될 수 있고, 배면으로는 사용자의 안면에 대향하게 된다.
또한, 하우징(110)의 일측에는 사용자(usr)의 손이 닿기 편한 위치에 조작을 입력받는 조작부가 형성될 수 있다.
렌즈부(120)는 하우징(110)의 내부공간의 입체 영상 진행 경로상에 고정 배치될 수 있다. 이러한 렌즈부(120)는 사용자의 좌안 및 우안에 각각 대응하도록 두 개가 구비될 수 있고, 각각 서로 다른 시점에서의 영상을 좌안 및 우안에 제공함으로써 사용자(usr)가 영상에 대하여 입체감을 느낄 수 있도록 한다.
구동 모듈(130)은 입체 영상을 표시하며, 헤드 마운티드 디스플레이를 구동하기 위한 각종 구성부를 포함할 수 있다. 하우징(110)의 내부공간을 기준으로 구동 모듈(130)의 외측은 폐쇄되어 있고, 내측으로는 입체 영상을 표시하기 위한 콘텐츠 재생부가 배치될 수 있다.
이러한 콘텐츠 재생부는 LCD, OLED 등의 소형 평판 표시 장치로 이루어질 수 있고, 화면내 영상을 두 렌즈부(120)에 각각 대응하도록 나누어 표시할 수 있다.
또한, 구동 모듈(130)에는 하나 이상의 자이로 센서, 가속센서 등이 탑재되어 사용자(usr)의 두부가 향하는 방향 및 각도를 측정하고, 이에 대응하여 재생중인 영상의 시점을 변경할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 구동 모듈(130)은 사용자(usr)의 설정에 따라 하우징(110)의 일측에 구비되는 윈도우 모듈(200)의 차광 또는 투광 여부 및 그 광 투과도를 결정하고, 제어신호를 출력하여 윈도우 모듈(200)을 제어할 수 있다.
이러한 구동 모듈(130)의 구조에 대한 상세한 설명은 후술한다.
착용밴드(150)는 하우징(110)의 양측면에 결합되어 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 착용시, 사용자(usr)의 두부를 측면에서부터 감싸는 형태로 장치를 사용자의 안면에 고정할 수 있다.
이러한 착용밴드(150)는 사용자(usr)의 두부크기에 따라 그 길이를 조절할 수 있도록 조절부재(미도시)가 더 연결될 수 있다.
접촉패드(160)는 사용자(usr)의 안면이 직접 닿는 부분으로서, 하우징(110)의 배면에 부착될 수 있다. 접촉패드(160)는 사용자(usr)의 두 눈을 둘러싸는 형태로 형성되어 안면에 밀착됨에 따라, 헤드 마운티드 디스플레이(100)를 착용한 사용자의 시야는 전면의 렌즈부(120)로 고정되게 된다.
이러한 접촉패드(160)는 헤드 마운티드 디스플레이(100)를 착용한 사용자(usr)에게 편안한 착용감을 주기 위해 수축이 용이한 합성고무재질로 이루어질 수 있다.
조작부(170)는 하우징(110)의 양측면 중, 어느 하나에 위치할 수 있고, 터치패널 또는 하나 이상의 버튼으로 이루어질 수 있다. 조작부(170)는 구동 모듈(130)과 연결되어 헤드 마운티드 디스플레이(100)의 전원 온/오프, 영상 재생 또는 정지 등의 기능을 제공할 수 있다.
특히, 조작부(170)는 사용자(usr)의 조작에 따라, 윈도우 모듈(200)의 차광 또는 투광 상태를 결정할 수 있다. 사용자(usr)는 자신의 의도에 따라 조작부(170)를 통해 윈도우 모듈(200)의 상태를 결정함으로써 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이(100) 사용시의 외부 시야를 더욱 확보할 수 있게 된다.
윈도우 모듈(200)은 하우징(110)의 하면의 일 영역상에 형성되어 사용자(usr)에게 외부에 대한 시야를 제공할 수 있다.
상세하게는, 본 발명의 적용 대상은 폐쇄형 헤드 마운티드 디스플레이임에 따라, 장치를 착용한 사용자(usr)의 시선은 하우징(110) 내부로 고정되게 되며, 접촉패드(160)의 안면 밀착에 의해 외부로부터의 빛이 거의 차단되게 된다. 이에, 사용자(usr)는 영상에 보다 집중할 수 있는 반면, 외부에 대한 시야는 완전히 차단되게 된다.
이는, 사용자(usr)가 잠시 외부 상황을 확인할 필요가 있거나, 학습과 관련된 콘텐츠를 시청하면서 필기 등을 함께 수행하고자 할 때 방해요소로 작용하게 되며, 이러한 문제를 극복하기 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(100)는 하우징(110)의 일측에 소정 너비의 개구부를 형성하고, 그 개구부에 차광 상태 또는 투광 상태로의 전환이 가능한 윈도우 모듈(200)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 윈도우 모듈(200)은 사용자(usr)가 헤드 마운티드 디스플레이(100)를 착용한 상태에서 안면과 렌즈부(120) 사이에 위치할 수 있고, 일반 구동시에는 불투명 상태를 유지함 따라 외부로부터 유입되는 빛을 차폐할 수 있고, 사용자의 조작에 따라 투명 상태로 전환되어 유입되는 빛을 통과시켜 사용자(usr)가 하방향으로 시선을 내림에 따라 외부 상황을 확인할 수 있도록 한다.
이러한 기능을 구현하기 위해, 윈도우 모듈(200)은 구동 모드에 따라 투명 또는 불투명으로 상태가 전환 가능한 소정의 액정물질이 개재된 두 투명기판으로 이루어질 수 있으며, 이러한 윈도우 모듈의 상세한 구조를 후술한다.
사용자는 학습 콘텐츠 등을 시청하면서, 필기를 위해 외부 상황을 직접 살펴볼 필요가 있는 경우, 윈도우 모듈(200)을 제어하여 그 광 투과도를 조절하게 함으로써, 입체 영상 콘텐츠와 외부 상황을 동시에 시청할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 윈도우 모듈을 구조를 상세히 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 윈도우 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 윈도우 모듈(200)은 제1 기판(210)과, 제1 기판(210)의 일면에 형성되는 제1 전극(212)과, 제1 기판(210)과 일정거리 이격되어 배치되는 제2 기판(220)과, 제2 기판(220)의 일면에 제1 전극(212)과 대향하여 형성되는 제2 전극(222)과, 제1 및 제2 전극(212, 222)사이에 개재되는 액정층(230)과, 제1 및 제2 기판(210, 220)의 타면에 각각 형성되는 제1 및 제2 보호필름(214, 224)를 포함할 수 있다.
제1 기판(210)은, 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있고, 상부로 전도율이 높은 금속물질인 제1 전극(212)과 이를 제어하는 박막트랜지스터(TFT)등의 소자(미도시)가 형성될 수 있다. 제1 기판(210)의 하면으로는 제1 보호필름(214)이 부착될 수 있다.
제1 전극(212)은 절연층 및 금속층을 포함할 수 있고, 구동 모듈(도 2a의 130)으로부터 인가되는 제어신호에 따라 소정 레벨의 전압이 걸림으로써 제2 전극(222)간 전계가 형성되도록 한다. 이러한 제1 및 제2 전극(212, 222)은 인툼 산화물이 코팅되는 투명 ITO로 형성될 수 있다.
제1 보호필름(214)은 제1 기판(210)의 하면으로 형성될 수 있고, 헤드마운티드 장치에서 하우징과 같이 외부로 노출되며, 외력으로부터 제1 기판(210)에 발생할 수 있는 스크래치 또는 크랙을 최소화할 수 있다.
제2 기판(220)은 제1 기판(210)과 소정거리 이격되어 결합하되, 각각의 표면에 형성된 제1 및 제2 전극(212, 222)이 서로 대향하는 형태로 합착하게 된다. 또한, 제1 및 제2 전극(212, 222) 사이에는 액정층(230)이 개재될 수 있다.
여기서, 전술한 액정층(230)은 액정표시장치(LCD)에 사용되는 액정 셀을 이루는 것으로, 그 액정물질(LC)로서 고분자 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal; PDLC)가 이용될 수 있다. 이러한 PDLC는, 전계가 없으면 액정 분자의 방향이 불규칙해지고 매체와의 굴절률이 다른 계면에서 산란을 일으키게 되어 빛을 흡수하는 반면, 전계가 인가되면 액정물질(LC)의 방향이 가지런하게 되고 양자의 굴절률이 일치함에 따라 투과 상태가 된다.
도시되어 있지는 않지만, 액정층(230)은 소정의 씰(seal)에 의해 제1 및 제2 기판(210, 220) 내 밀봉될 수 있다.
즉, 헤드 마운티드 디스플레이의 구동 모드가 광 차단모드일 경우, 도 3a와 같이 구동 모듈은 제1 및 제2 전극(212, 222)에 전압을 인가하지 않거나 동일 레벨의 전압을 인가함으로써 광 차단 모드로 윈도우 모듈을 제어할 수 있다. 또한, 구동 모드가 광 투과모드일 경우, 도 3b에 같이 구동 모듈은 제1 및 제2 전극(212, 222) 중, 어느 하나에 공통전압을 인가하고, 나머지 전극에 소정 레벨의 구동 전압을 인가함으로써 액정물질(LC)의 상을 분자방향이 규칙적으로 배열되도록 하여 빛이 통과하도록 제어할 수 있다.
제2 기판(220)의 상부로는 제2 보호필름(224)이 형성될 수 있다. 이러한 제2 보호필름(224)은 제1 보호필름(214)과 더불어 PET 재질로 이루어질 수 있고, 제2 기판을 보호하는 역할을 한다.
또한, 제2 보호필름(224)상에는 헤드 마운티드 디스플레이의 영상이 반사되어 사용자의 시야를 방해하는 것을 최소화하기 위한 무반사 필름(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이러한 무반사층은 무반사 코팅(Anti-Reflection Coating)으로 처리된 유리나 필름 등으로 이루질 수 있다.
일 예로서, PET 필름에 UV 코팅을 하여 빛이 난반사되지 않고 잘 투과되도록 하기 위해, 제2 기판(220)에 접착제에 의해 부착될 수 있다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 모듈은 구동 모드에 따라, 그 광 투과도가 변경되어 헤드 마운티드 디스플레이의 외부 시야를 차폐 또는 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구동 모듈을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구동 모듈의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이의 구동 모듈(300)은 센서부(320)의 감지결과에 따라 재생중인 콘텐츠의 시점을 결정하고 콘텐츠 재생부를 제어하는 제어부(310)와, 사용자의 두부 방향 및 각도를 감지하는 센서부(320)와, 입체 영상에 대응하는 콘텐츠의 재생을 위한 어플리케이션이 저장된 메모리(340)와, 구동전원을 공급하는 전원부(360)를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 제어부(310)는 조작부(170)의 입력에 따라, 윈도우 모듈(200)의 차광 또는 투광 상태를 제어하는 할 수 있다.
또한, 구동 모듈(300)은 윈도우 모듈(200)의 광 투과도를 결정하는 제어신호를 출력하는 차광 설정부(380)를 포함할 수 있고, 제어부(310)는, 광 투과도에 따라, 전원부(360)로부터 출력되는 전압의 레벨을 조절하여 제어신호에 반영할 수 있다.
상세하게는, 제어부(310)는 헤드 마운티드 디스플레이의 각 구성부를 제어하여 입체 영상을 제공할 수 있다. 특히, 제어부(310)는 조작부(170)의 입력에 따라, 장치의 전원 온 이후, 콘텐츠 재생부(330)를 실행하여 메모리(340)에 저장된 콘텐츠를 재생할 수 있다. 이렇게 재생되는 콘텐츠는 렌즈부(120)를 통해 입체 영상 형태로 제공되게 된다.
특히, 제어부(310)는 사용자에 의한 구동 모드 변경에 따라, 전원부(360)에서 출력되는 전원을 조절하여 윈도우 모듈(200)로의 공급을 제어하여 그의 광 투과도를 변경할 수 있다.
이러한 제어부(310)는 내장된 롬에 헤드 마운티드 제어방법 및 윈도우 모듈 제어방법이 프로그래밍된 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)으로 구현될 수 있다.
센서부(320)는 가속센서, 자이로 센서 등의 하나 이상의 센서를 포함할 수 있고, 사용자에 착용된 헤드 마운티드 디스플레이가 향하는 방향, 각도 등을 실시간으로 감지하여 제어부(310)에 알려 줄 수 있고, 이에 제어부는 재생중인 입체 영상의 시점을 전환하게 된다.
콘텐츠 재생부(330)는 소정의 영상 플레이어로서 메모리(340)에 저장된 영상을 입체 영상 형태 즉, 좌안 및 우안으로 나누어 재생할 수 있고, 메모리(340)는 영상에 대응하는 콘텐츠 파일을 저장할 수 있다.
또한, 메모리(340)는 헤드 마운티드 디스플레이의 구동에 필요한 각종 설정값을 저장할 수 있다.
전원부(360)는 헤드 마운티드 디스플레이의 구동에 필요한 전원을 제공할 수 있다. 특히, 전원부(360)는 제어부(310)의 제어신호에 따라 윈도우 모듈(200)의 제어를 위한 구동전압 및 공통전압을 생성 및 차광 설정부(380)에 제공할 수 있다. 여기서, 구동전압 및 공통전압을 윈도우 모듈의 액정층의 액정배열을 전환하는 전계를 형성할 수 있는 전압차를 가질 수 있고, 일 예로서, 공통전압이 - 2V 인 경우, 구동전압은 + 3V 또는 - 7 V로 설정될 있다.
차광 설정부(380)는 제어신호에 따라 윈도우 모듈(200)의 구동 모드를 전환할 수 있다. 광 차단모드에서 차광 설정부(380)는 윈도우 모듈(200)에 공통전압 및 그 공통전압과 동일 레벨의 전압을 구동전압으로 공급할 수 있고, 광 투과모드에서는 공통전압과 구동전압이 전술한 전압차 ± 5 V를 갖도록 전압을 출력할 수 있다.
또한, 차광 설정부(380)는 광 투과도가 복수의 단계로 구분되도록 윈도우 모듈(200)을 제어할 수 있고, 제어부(310)에 제어에 따라 적정 전압차를 갖는 공통전압 및 구동전압으로 전압레벨을 조절하여 윈도우 모듈(200)로 출력할 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해 져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 :헤드 마운티드 디스플레이 110 : 하우징
120 : 렌즈부 130 : 구동 모듈
150 : 착용밴드 160 : 접촉패드
170 : 조작부 200 : 윈도우 모듈
210 : 제1 기판 212 : 제1 전극
214 : 제1 보호필름 220 : 제2 기판
222 : 제2 전극 224 : 제2 보호필름

Claims (8)

  1. 전면에 렌즈부가 배치되고, 배면에 사용자의 안면이 접촉되는 접촉패드를 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 전면으로 결합되고, 입체 영상을 표시하는 콘텐츠 재생부를 포함하는 구동 모듈;
    상기 사용자의 두부 둘레를 둘러싸며 상기 하우징을 사용자의 안면에 고정하는 착용밴드를 포함하고,
    상기 하우징은,
    하면으로 개구부가 형성되고, 상기 개구부에 결합되어 차광 또는 투광 상태로 전환되는 윈도우 모듈
    을 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 모듈은,
    사용자의 두부 방향 및 각도를 감지하는 센서부;
    상기 입체 영상에 대응하는 콘텐츠의 재생을 위한 어플리케이션이 저장된 메모리;
    상기 센서부의 감지결과에 따라 재생중인 콘텐츠의 시점을 결정하고 상기 콘텐츠 재생부를 제어하는 제어부; 및
    구동전원을 공급하는 전원부
    를 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징은 일측에 사용자의 조작을 입력받는 조작부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 조작부의 입력에 따라, 상기 윈도우 모듈의 차광 또는 투광 상태를 제어하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 모듈은 상기 윈도우 모듈의 광 투과도를 결정하는 제어신호를 출력하는 차광 설정부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 광 투과도에 따라, 전원부로부터 출력되는 전압의 레벨을 조절하여 상기 제어신호에 반영하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 윈도우 모듈은,
    제1 기판;
    상기 제1 기판의 일면에 형성되는 제1 전극;
    상기 제1 기판과 일정거리 이격되어 배치되는 제2 기판;
    상기 제2 기판의 일면에 상기 제1 전극과 대향하여 형성되는 제2 전극;
    상기 제1 및 제2 전극 사이에 개재되는 액정층;
    상기 제1 및 제2 기판의 타면에 각각 형성되는 제1 및 제2 보호필름
    을 포함하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어신호는 일정레벨로 고정된 제1 전압 및 상기 광 투과도에 따라 가변되는 제2 전압을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 기판은,
    각각 제1 및 제2 전압이 인가됨에 따라, 상기 제어신호에 대응하는 전계를 상기 액정층에 형성하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    표시 중인 입체 영상의 휘도에 따라, 상기 제2 전압의 레벨을 보정하는 헤드 마운티드 디스플레이.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 보호필름 중 어느 하나는, 표면에 무반사층이 더 형성되는 헤드 마운티드 디스플레이.
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