WO2021029448A1 - 전자 디바이스 - Google Patents

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WO2021029448A1
WO2021029448A1 PCT/KR2019/010142 KR2019010142W WO2021029448A1 WO 2021029448 A1 WO2021029448 A1 WO 2021029448A1 KR 2019010142 W KR2019010142 W KR 2019010142W WO 2021029448 A1 WO2021029448 A1 WO 2021029448A1
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WO
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unit
guide portion
slide
electronic device
base
Prior art date
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PCT/KR2019/010142
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English (en)
French (fr)
Inventor
윤수민
서문덕
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Priority to US16/488,868 priority patent/US11281015B2/en
Priority to KR1020190117001A priority patent/KR20190116196A/ko
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    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0187—Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device.
  • it relates to an electronic device used for Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR), and Mixed Reality (MR).
  • VR Virtual Reality
  • AR Augmented Reality
  • MR Mixed Reality
  • VR Virtual Reality
  • Augmented Reality refers to a technology that synthesizes virtual objects or information in a real environment to make them look like objects existing in the original environment.
  • Mixed reality or hybrid reality refers to creating a new environment or new information by combining the virtual world and the real world. In particular, it is referred to as mixed reality when it is possible to interact in real time between real and virtual objects in real time.
  • the created virtual environment or situation stimulates the user's five senses and allows them to freely enter the boundary between reality and imagination by allowing them to experience spatial and temporal similarities to the real world.
  • users can not only immerse themselves in this environment, but also interact with things implemented in this environment, such as manipulating or applying commands using an existing device.
  • the present invention is a structure that can be generated by manipulating the connection part to adjust the distance between the display unit and the eye in using an electronic device used for VR (Virtual Reality), AR (Augmented Reality), MR (Mixed Reality), etc.
  • VR Virtual Reality
  • AR Augmented Reality
  • MR Magnetic Reality
  • An electronic device includes a support unit; A display unit connected to the support unit and displaying an image; And a slide unit for relatively movably coupling the support unit and the display unit, wherein the slide unit includes a base coupled to one of the support unit and the display unit, and one of the support unit and the display unit. And a slide member coupled to the other and advancing and retreating in one direction relative to the base, wherein the base is located inside the first outer guide part with respect to the first outer guide part and a central axis in the moving direction.
  • a first inner guide portion is provided, and the slide member includes a second outer guide portion movably coupled to the first outer guide portion, and a second inner guide portion movably coupled to the first inner guide portion. do.
  • first outer guide portion and the first inner guide portion may be provided as a pair on both sides of the slide member facing each other with respect to the central axis in the moving direction.
  • first outer guide portion and the second outer guide portion are provided by a combination of a first guide protrusion and a first slit extending in a moving direction of the first guide protrusion, and the first inner guide portion and the second inner side
  • the guide part may be provided by combining the second guide protrusion and the second slit extending in the moving direction of the second guide protrusion.
  • the slide member includes a slide plate, and an inner guide member provided on one surface of the slide plate facing the base, and the second outer guide part has a side edge parallel to the moving direction of the slide plate. It is provided on the outside, and the second inner guide part may be provided on the inside of a side edge parallel to the moving direction of the inner guide member.
  • the inner guide member may be coupled to one surface of the slide plate, and the second inner guide portion may protrude from one surface of the inner guide member facing the base.
  • the inner guide member may be integrally formed with the slide plate, and the second inner guide portion may protrude from one surface of the slide plate facing the base.
  • the second inner guide part may include a slide supporter extending in the moving direction and having a slit into which a part of the first inner guide part is movably inserted.
  • the second inner guide portion has a slit extending in the moving direction and opening to face the inside, and the first inner guide portion includes a guide protrusion protruding outward, and the guide protrusion moves to the slit It can be combined as much as possible.
  • the inner guide member may further include a stopping member protruding from a surface facing the base, and the stopping member may interfere with a protruding portion of the base to limit a moving range of the slide member.
  • first outer guide portion may include a slide supporter extending in the moving direction and having a slit into which a portion of the second outer guide portion is movably inserted.
  • the first outer guide portion is formed by bending one side portion of the base parallel to the moving direction, and the first inner guide portion is bent parallel to the moving direction of the periphery of the opening formed inside the base. Can be formed.
  • first outer guide part and the second outer guide part are provided by a combination of a guide protrusion and a slit extending in the moving direction of the guide protrusion, and the slit is provided so that the guide protrusion passes through the first outer guide part. I can.
  • the guide protrusion may be provided with a guide support portion supporting an outer surface of the first outer guide portion at an end thereof.
  • the guide support portion may have a first support surface extending in a direction orthogonal to the moving direction to support an outer surface of the first outer guide portion.
  • the guide support may further include a second support surface that is bent along one surface of the first outer guide part at an end of the first support surface.
  • the first support surface may extend toward the base, and the guide support portion may further include a third support surface bent outwardly parallel to the base at an end of the first support surface.
  • the support unit is supported on the user's head or face
  • the display unit includes a display unit positioned in front of the user's eyes to display an image, and may be provided as a head mounted display (HMD).
  • HMD head mounted display
  • a sensor for recognizing information about the user's eyeball or information on whether or not to wear glasses
  • a control unit for controlling the distance between the display unit and the eyeball through information from the sensor
  • the slide unit It may further include a slide driving unit to operate.
  • the slide driving unit may further include a slide driving unit operating the slide unit such that the distance between the display unit and the eyeball becomes a second distance smaller than the first distance.
  • An electronic device includes a support unit; A display unit connected to the support unit and displaying an image; And a slide unit for relatively movably coupling the support unit and the display unit, wherein the slide unit includes a base coupled to one of the support unit and the display unit, and one of the support unit and the display unit.
  • a slide member coupled to the other, disposed on one surface of the base, and advancing and retreating in one direction relative to the base, the base extending in a moving direction of the slide member, and a first guide part A first outer guide portion provided toward the inside, provided on one surface facing the slide member, located inside the first outer guide portion with respect to the moving direction central axis, extending in the moving direction, and 2
  • the guide portion includes a first inner guide portion provided toward the outside
  • the slide member includes a second outer guide portion provided with a third guide portion movably coupled to the first guide portion toward the outside, and the base A second inner side provided on one side facing the side, positioned at an inner side of the second outer guide part based on the moving direction central axis, and provided with a fourth guide part movably coupled to the second guide part toward the outside It may include a guide part.
  • the electronic device allows the slide unit to be provided with an inner guide as well as an outer guide to be supported more firmly when the display unit is slid to change the distance between the user's eyes and the display unit. It can minimize the shaking of wealth and improve durability and reliability through repeated use.
  • the above effect can be increased by increasing the support area by changing the cross-sectional shape of the guide portion side.
  • 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an AI device.
  • FIG. 2 is a perspective view of an augmented reality electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a virtual reality electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the virtual reality electronic device of FIG. 3 is used.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an HMD device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an enlarged slide unit in FIG. 6.
  • the AI devices 11 to 15 may infer a result value for input data using a direct learning model, and generate a response or a control command based on the inferred result value.
  • the autonomous vehicle 12 may recognize an environment or object in an area where the view is obscured or an area greater than a certain distance by receiving sensor information from external devices or directly recognized information from external devices. .
  • the map data may include object identification information on various objects arranged in a space (eg, a road) in which the autonomous vehicle 12 travels.
  • the map data may include object identification information on fixed objects such as street lights, rocks, and buildings, and movable objects such as vehicles and pedestrians.
  • the object identification information may include a name, type, distance, and location.
  • the XR device 13 is applied with AI technology, such as HMD (Head-Mount Display), HUD (Head-Up Display) provided in the vehicle, TV, mobile phone, smart phone, computer, wearable device, home appliance, digital signage. , A vehicle, a fixed robot, or a mobile robot.
  • HMD Head-Mount Display
  • HUD Head-Up Display
  • the user can check the XR image corresponding to the viewpoint of the robot 11 remotely linked through an external device such as the XR device 13, and adjust the autonomous driving path of the robot 11 through interaction.
  • You can control motion or driving, or check information on surrounding objects.
  • the self-driving vehicle 12 to which the XR technology is applied may refer to an autonomous vehicle having a means for providing an XR image, or an autonomous vehicle that is an object of control/interaction within the XR image.
  • the autonomous vehicle 12, which is an object of control/interaction in the XR image is distinguished from the XR device 13 and may be interlocked with each other.
  • the XR object when the XR object is output to the HUD, at least a part of the XR object may be output so that it overlaps the actual object facing the occupant's gaze.
  • the XR object when the XR object is output on a display provided inside the autonomous vehicle 12, at least a part of the XR object may be output to overlap the object in the screen.
  • the autonomous vehicle 12 may output XR objects corresponding to objects such as lanes, other vehicles, traffic lights, traffic signs, motorcycles, pedestrians, and buildings.
  • XR technology can be applied to HMD (Head-Mount Display), HUD (Head-Up Display), mobile phones, tablet PCs, laptops, desktops, TVs, digital signage, etc., and devices applied with XR technology are XR devices. It can be called as.
  • HMD Head-Mount Display
  • HUD Head-Up Display
  • mobile phones tablet PCs, laptops, desktops, TVs, digital signage, etc.
  • devices applied with XR technology are XR devices. It can be called as.
  • HMD head mounted display
  • a mobile phone a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, and a slate PC ( slate PC), a tablet PC, an ultrabook, and a wearable device.
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • tablet PC tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device may include a smartwatch or the like.
  • the display unit 105 may project an image on the display area using a prism.
  • the prism may be formed to be light-transmitting so that the user can see the projected image and the general field of view (a range that the user sees through the eyes) together.
  • the electronic device 100 may provide an Augmented Reality (AR) that displays a single image by superimposing a virtual image on a real image or a background by using the characteristics of the display.
  • AR Augmented Reality
  • the glass-type electronic device 100 may be provided with a microphone that receives sound and processes it as electrical voice data, and a sound output unit 104 that outputs sound.
  • the sound output unit 104 may be configured to transmit sound through a general sound output method or a bone conduction method. When the sound output unit 104 is implemented in a bone conduction method, when the user wears the electronic device 100, the sound output unit 104 is in close contact with the head and vibrates the skull to transmit sound.
  • the box-type electronic device 200 includes a head unit 201 that is worn and supported on the head of a human body, and a display unit 202 that is coupled to the head unit 201 and displays a virtual image or image in front of the user's eyes. Include.
  • the head unit 201 and the display unit 202 are configured as separate units and are shown to be coupled to each other. Unlike this, the display unit 202 may be integrally configured with the head unit 201.
  • the cover part 203 is also referred to as a goggle frame, and may have a tub shape as a whole.
  • the cover part 203 has a space inside and an opening corresponding to the position of the user's eyeball is formed on the front side.
  • the display unit 204 is mounted on the front frame of the cover unit 203 and is provided at a position corresponding to the user's amount to output screen information (images or images, etc.).
  • the screen information output from the display unit 204 includes not only virtual reality content, but also external images collected through photographing means such as a camera.
  • the virtual reality content output on the display unit 204 may be stored in the electronic device 100 itself or may be stored in the external device 230.
  • the electronic device 100 performs image processing and rendering processing for processing the image of the virtual space, and the image processing and rendering processing result
  • the generated image information may be output through the display unit 204.
  • the external device 230 may perform image processing and rendering processing and transmit the resulting image information to the electronic device 100. Then, the electronic device 100 may output 3D image information received from the external device 230 through the display unit 204.
  • photographing means and various sensors may be installed in front of the display unit 202.
  • the photographing means (for example, a camera) is formed to photograph (receive, input) an image in front, and in particular, may acquire a scene viewed by the user as an image.
  • One photographing means may be provided at a central position of the display unit 204, or two or more photographing means may be provided at positions symmetrical to each other. When a plurality of photographing means are provided, a stereoscopic image may be obtained. An image obtained by combining a virtual image with an external image obtained from the photographing means may be displayed through the display unit 204.
  • the sensors may include a gyroscope sensor, a motion sensor, or an IR sensor. This will be described in detail later.
  • a facial pad 204 may be installed at the rear of the display unit 202.
  • the face pad 204 is in close contact with the user's eyeball and is made of a cushioned material to provide a comfortable fit to the user's face.
  • the face pad 204 has a shape corresponding to the front contour of a person's face, but is made of a flexible material, so that it can be in close contact with the face even with the face shape of different users, thereby preventing external light from entering the eyes.
  • the box-type electronic device 200 may include a user input unit operated to receive a control command, and an audio output unit and a control unit. The description of this is the same as before, so it is omitted.
  • the virtual reality electronic device may include controllers 210 (210a, 210b) for controlling operations related to a virtual space image displayed through the box-type electronic device 200 as a peripheral device.
  • the controller 210 may be provided in a form in which a user can easily grip both hands, and a touch pad (or track pad) for receiving a user input, a button, and the like may be provided on an outer surface thereof.
  • the controller 210 may be used to control a screen displayed on the display unit 204 in connection with the electronic device 200.
  • the controller 210 may include a grip part gripped by a user, and a head part extending from the grip part and including various sensors and a microprocessor.
  • the grip portion may be formed in a vertically long bar shape so that the user can easily grasp it, and the head portion may be formed in a ring shape.
  • a user input unit may be provided on the grip unit of the controller 200.
  • the user input unit may include, for example, keys disposed inside the grip unit, a touch pad (track pad) provided outside the grip unit, a trigger button, and the like.
  • the controller 200 may perform feedback corresponding to a signal received from the controller 170 of the electronic device 100.
  • the controller 200 may transmit a feedback signal to a user through vibration, sound, or light.
  • the user may touch the external environment image checked through a camera provided in the electronic device 200 through manipulation of the controller 210. That is, the user can immediately check the external environment through manipulation of the controller 210 without taking off the electronic device 200 even during virtual space experience.
  • the virtual reality electronic device may further include a location tracking device 220.
  • the location tracking device 220 detects the location of the box-type electronic device 200 or the controller 210 by applying a positional tracking technology called a lighthouse system, and uses this to detect the user's 360 degree It helps in tracking motion.
  • the electronic device 200 or the controller 210 receives light emitted from LEDs or laser emitters included in the plurality of position tracking devices 220, and based on the correlation between the position and time at which the light is received, It is possible to accurately determine the user's location within a specific closed space.
  • the position tracking device 220 may include an IR lamp and a two-axis motor, respectively, and transmit and receive signals with the box-type electronic device 200 or the controller 210 through this.
  • the box-type electronic device 200 may perform wired/wireless communication with an external device.
  • the box-type electronic device 200 may receive a virtual space image stored in a connected external device 230 (eg, a PC, a smartphone, or a tablet) and display it to a user.
  • a connected external device 230 eg, a PC, a smartphone, or a tablet
  • controller 210 and the location tracking device 220 described above are not essential configurations, they may be omitted in the embodiment of the present invention.
  • an input device installed in the box-type electronic device 200 may replace the controller 220, and position information may be determined by itself from sensors installed in the box-type electronic device 200.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an extended reality electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • the extended reality electronic device 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 130, an output unit 140, an interface unit 150, a memory 160, and a control unit ( 170) and a power supply unit 180 may be included.
  • the components shown in FIG. 5 are not essential in implementing the electronic device, and thus the electronic device described herein may have more or fewer components than the components listed above.
  • the wireless communication unit 110 includes a wireless communication unit between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices, or between the electronic device 100 and an external server. It may include one or more modules that enable communication. In addition, the wireless communication unit 110 may include one or more modules that connect the electronic device 100 to one or more networks.
  • the input unit 120 includes a camera or video input unit for inputting an image signal, a microphone or an audio input unit for inputting an audio signal, and a user input unit for receiving information from a user (for example, a touch key). , Push key (mechanical key, etc.).
  • the voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a user's control command.
  • the sensing unit 130 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, information on surrounding environments surrounding the electronic device, and user information.
  • the sensing unit 130 includes a proximity sensor, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and a gravity sensor (G- sensor), gyroscope sensor, motion sensor, RGB sensor, infrared sensor (IR sensor), fingerprint recognition sensor, ultrasonic sensor, optical sensor ( optical sensor (e.g., photographing means), microphone, battery gauge, environmental sensor (e.g., barometer, hygrometer, thermometer, radiation sensor, heat sensor, gas sensor, etc.), It may include at least one of a chemical sensor (eg, an electronic nose, a healthcare sensor, a biometric sensor, etc.). Meanwhile, the electronic device disclosed in the present specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.
  • control unit 170 may detect the movement of the electronic device 100 or a user using a gyroscope sensor, a gravity sensor, a motion sensor, etc. included in the sensing unit 130.
  • a user's movement may be detected through sensors provided in the controller 220 operating in conjunction with the electronic device 100.
  • the controller 170 detects an object approaching the electronic device 100 or the user using a proximity sensor, an illuminance sensor, a magnetic sensor, an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, etc. included in the sensing unit 130 You may.
  • the output unit 140 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and may include at least one of a display unit, an audio output unit, a hap tip module, and a light output unit.
  • the display unit forms a layered structure with the touch sensor or is integrally formed, thereby implementing a touch screen.
  • Such a touch screen may function as a user input unit 120 that provides an input interface between the augmented reality electronic device 100 and the user, and may provide an output interface between the augmented reality electronic device 100 and the user. .
  • the interface unit 150 serves as a passage with various types of external devices 230 connected to the augmented reality electronic device 100.
  • the electronic device 100 may receive virtual reality or augmented reality content from the external device 230, and may perform mutual interaction by exchanging various input signals, sensing signals, and data. have.
  • the interface unit 150 includes a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and a device equipped with an identification module. It may include at least one of a connection port, an audio input/output (I/O) port, an input/output (video I/O) port, and an earphone port.
  • I/O audio input/output
  • video I/O input/output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 160 stores data supporting various functions of the augmented reality electronic device 100.
  • the memory 160 may store a plurality of application programs (application programs or applications) driven by the augmented reality electronic device 100, data for the operation of the augmented reality electronic device 400, and instructions. At least some of these application programs may be downloaded from an external server through wireless communication. In addition, at least some of these application programs are on the augmented reality electronic device 100 from the time of shipment for the basic functions of the augmented reality electronic device 100 (eg, call receiving, sending function, message receiving, sending function). Can exist. Meanwhile, the application program may be stored in the memory 160, installed on the augmented reality electronic device 100, and driven by the controller 170 to perform an operation (or function) of the electronic device.
  • controller 170 may control at least some of the components in order to drive the application program stored in the memory 160. Furthermore, the control unit 170 may operate by combining at least two or more of the components included in the augmented reality electronic device 100 to drive the application program.
  • the power supply unit 180 receives external power and internal power under the control of the control unit 170 and supplies power to each of the components included in the augmented reality electronic device 100.
  • the power supply unit 180 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the respective components may operate in cooperation with each other in order to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below. Also, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 160.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the HMD device 500 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is an enlarged view of the slide unit 800 in FIG. 6.
  • Figure 8 is a perspective view showing the coupling relationship of the slide unit 800
  • Figure 9 is an exploded perspective view of Figure 8.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a state in which the base 810 has moved forward.
  • the support unit 600 is for fixing the HMD device 500 to the user's head, and may be made of a flexible material that can wrap the user's head, for example, a band such as rubber. In this case, when the band is worn on the user's head, the length may be adjusted according to the circumference of the head.
  • the support unit 600 is for fixing the display unit 700 to the user's body, and may be in the shape of a band that can be worn on the head or a headband having elasticity. Alternatively, it may have a bar or ring shape that can be worn on the ear, such as glasses. In some cases, it may be worn on the face or neck.
  • the support unit 600 according to an embodiment of the present invention includes being fixed to a part of the user's body.
  • the display unit 700 is connected to the support unit 600 through the slide unit 800, and may display an image through a display unit positioned in front of the user's eyes.
  • the displayed image may be a virtual reality (VR) image, an augmented reality (AR) image, or may be a mixed reality (MR) combined with them.
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • MR mixed reality
  • the display unit 700 may be connected to an image signal transmitting unit (not shown) by wire or wirelessly.
  • the image signal transmission unit may be coupled inside the display unit 700 or may be provided separately from the HMD device 500.
  • the HMD device 500 may additionally include a motion sensor for tracking a user's motion and a camera for checking an external environment.
  • One side of the slide unit 800 may be coupled to the support unit 600 and the other side may be coupled to the display unit 700.
  • the slide unit 800 may be provided so that the display unit 700 can be moved relative to the support unit 600.
  • the display unit 700 moves forward and backward, so that the distance between the user's eyes and the display unit may vary. Advantages may be obtained by using a structure capable of varying the distance between the eye and the display unit.
  • the user when the user wears glasses, it may be necessary to move the display unit 700 forward to secure a space occupied by the glasses.
  • the user may directly pull the slide unit 800 or drive it by an operation such as turning a dial.
  • the slide unit 800 may include a separate sensor and a control unit to determine whether the user wears glasses.
  • the display unit 700 may move forward through the driving unit (not shown) so that the distance between the eyes of the user increases.
  • the slide drive unit may be formed by a combination of a motor and a gear assembly, and a detailed description thereof will be omitted.
  • it may include an input unit (not shown) that receives information on whether to wear glasses from a user instead of a sensor that determines whether glasses are worn.
  • the user can input information on whether to wear glasses through a touch or a physical button, and the control unit provides a slide driving unit (not shown) that drives the slide unit 800 when it is determined that glasses are worn from the information of the input unit.
  • the display unit 700 may move forward so that the distance between the eyes of the user is increased.
  • the optimal ER eye relief distance between the lens and the eye
  • the optimal ER may vary depending on a difference in the user's vision or facial shape. Even in this case, it is possible to set the ER distance optimized for the user's physical condition while moving the display unit back and forth through the slide unit 800.
  • the user may drive the slide unit 800 to move the display unit back and forth to adjust the optimal ER distance for his or her vision.
  • the slide unit 800 includes a base 810, a slide member 830 moving in one direction with respect to the base 810, and a first slide supporter 820 provided between the base 810 and the slide member 830. ), and an inner guide member 850 provided on one surface of the slide member 830.
  • the first slide supporter 820 may have a block shape extending along the length direction of the first outer guide part 812. In addition, the first slide supporter 820 may be inserted into a space surrounded by the lower plate 811, the first surface 812a, and the second surface 812b of the first outer guide part 812.
  • first slide supporter 820 may have a guide slit 821 into which the side end portion of the slide member 830 is inserted.
  • the guide slit 821 may extend in the moving direction of the slide member 830 (the length direction of the first outer guide part 812).
  • the front end and the rear end of the first slide supporter 820 may have a flange 22 shape.
  • the first outer guide part 812 is designed to fit between both ends of the first slide supporter 820, so that the first slide supporter 820 may be firmly fixed to the base 810.
  • first slide supporter 820 may be made of a material having a small coefficient of friction or may be coated with a surface to reduce the coefficient of friction.
  • the first outer guide part 812 and the first slide supporter 820 are separately provided, but unlike this, a guide slit is provided in the first outer guide part 812 to provide a separate first slide supporter. It is also possible for unnecessary cases.
  • the slide member 830 may include an upper plate 831 and a second outer guide portion 832 provided on both sides of the upper plate 831.
  • the second outer guide portions 832 may be formed at both side edges of the slide member 830 and may be provided as a pair guided to the pair of first outer guide portions 812 of the base 810.
  • the slide member 830 may be provided in a rectangular plate shape, and the second outer guide portions 832 may be provided at the corners of both side ends.
  • the second outer guide part 832 includes a first surface 832a that is bent downward with respect to the upper plate 831 and a second surface 832b that is bent outward from the lower portion of the first surface 832a. can do. Therefore, when viewed from the front, the second outer guide portion 832 may have a'b' shape.
  • the second surface 832b of the second outer guide part 832 is inserted into the guide slit 821 of the first slide supporter 820 and is guided along the guide slit 821 to move forward and backward.
  • the meaning of movement is relative.
  • the slide member 830 may reduce production cost by using a method of cutting and bending one plate member.
  • a first surface 832a is formed by bending both sides of the slide member 830 downward
  • a second surface 832b is formed by bending a lower part of the first surface 832a outward. I can.
  • a part of the inner side of the slide member 830 may be cut and bent downward to form the stopping member 831a.
  • the stopping member 831a may limit the moving range of the slide member 830 while being caught on a portion protruding upward from the lower plate 811 of the base 810.
  • the slide unit 800 may further include a stop unit (not shown) capable of fixing the slide member 830 to a target position in addition to the configuration for moving the slide member 830.
  • the stopping unit includes grooves arranged at regular intervals in the front-rear direction on the lower surface of the slide member 830, and a stopping protrusion inserted into any one of the grooves by entering through the opening 813 of the base 810. Can be configured. Specifically, when the user operates the button, the stopping protrusion is released from the groove to allow the movement of the slide member 830, and when the user releases the button, the stopping protrusion is inserted into the groove at the corresponding position to move the slide member 830 Can be redeemed.
  • This structure will be described in detail as that can be configured without difficulty by a person skilled in the art through the above technical content.
  • the HMD device 500 is required to be small and light. Accordingly, the width of the slide unit 800 in the front-rear direction is limited, and the length of the slide member 830 in the front-rear direction that moves along the base 810 of the limited size is bound to be shorter. In addition, as the length of the slide member 830 in the front-rear direction decreases, the stroke through which the slide member 830 can move may be increased. Longer stroke has the advantage of increasing the adjustable ER distance margin.
  • the HMD device 500 is characterized in that it further includes inner guide portions 840 and 851 in addition to the outer guide portions 812 and 832.
  • the first inner guide portion 840 may be provided as a pair that is bent upward at the inner central portion of the lower plate 811.
  • the base 810 may reduce production cost by using a method of cutting and bending one plate member.
  • the inner side of the base 810 is cut in the front-rear direction, both sides of the cut are bent upward to form the first surface 840a, and the upper part of the first surface 840a is bent outward.
  • Two sides 840b may be formed.
  • an opening 813 may be formed in the central portion of the base 810. By forming the opening 813, weight can be saved, and a fixing unit or a cable and a connector capable of fixing the slide member 830 can pass through the opening 813.
  • a part of the inner side of the base 810 may be cut and bent upward to form the stopping member 811a.
  • the stopping member 811a may limit the moving range of the slide member 830 while being caught on a portion protruding downward from the upper plate 831 of the slide member 830.
  • the slide member 830 includes a second outer guide part 832 that is guided and moved by the first outer guide part 812 of the base 810 from the outside, and the first inner guide part 840 of the base 810 from the inside. ) May include a second inner guide portion 851 that is guided and moved.
  • the second inner guide portions 851 may be provided as a pair respectively guided to the pair of first inner guide portions 840 of the base 810.
  • an inner guide member 850 may be provided separately from the slide member 830.
  • the inner guide member 850 may be coupled to the lower surface of the upper plate 831 of the slide member 830.
  • the inner guide member 850 and the slide member 830 may be coupled by various coupling methods in addition to bolt or pin coupling.
  • the inner guide member 850 may be made of a material having a small coefficient of friction or may be coated on a surface to reduce the coefficient of friction.
  • a pair of second inner guide portions 851 may be provided on both sides of the inner guide member 850.
  • the second inner guide portion 851 is provided to extend in the moving direction of the slide member 830.
  • the second inner guide portion 851 includes a first surface 851a bent downward with respect to the inner guide member 850 and a second surface 851b bent inward from the lower portion of the first surface 851. can do. Therefore, when viewed from the front, the second inner guide portion 851 may have a'C' shape.
  • the second inner guide portion 851 is surrounded by an upper surface, a first surface 851a, and a second surface 851b, and a guide slit 852 extending in the front and rear direction of the inner guide member 850 is formed.
  • the second surface 840b of the first inner guide portion 840 is inserted into the guide slit 852 of the second inner guide portion 851 and is guided along the guide slit 841 to move in the front and rear direction.
  • the meaning of movement is relative.
  • the stopping member 853 may be formed by cutting the inner part of the inner guide member 850 and bending it downward. The stopping member 853 may limit the movement range of the inner guide member 850 while being caught on a portion protruding upward from the lower plate 811 of the base 810.
  • FIG. 12 is a front view showing an inner guide part according to the second embodiment.
  • the inner guide member (see 850 of FIG. 11) may be integrally formed with the slide member 830. That is, the second inner guide portion 851-1 may be formed to extend from the upper plate 831. In addition, the second inner guide portion 851-1 is provided to extend in the moving direction of the slide member 830.
  • the inner side of the slide member 830 is cut in the front-rear direction, and both sides of the cut are bent downward to form the first surface 851a of the second inner guide part 851-1, and the first The second surface 851b may be formed by bending a portion of the lower portion of the surface 851a inward.
  • an opening may be formed in the central portion of the slide member 830.
  • the second inner guide part 851-1 may include a second slide supporter 860 in order to effectively guide the first inner guide part 840.
  • the second slide supporter 860 may have a block shape extending along the length direction of the second inner guide part 851-1.
  • the second slide supporter 860 may be inserted in the space surrounded by the upper plate 831, the first surface 851a, and the second surface 851b of the slide member 830.
  • the second slide supporter 860 may have a guide slit 861 formed therein to guide the first inner guide portion 840.
  • the guide slit 861 may extend in the longitudinal direction of the slide member 830 ).
  • the front end and the rear end of the second slide supporter 860 may include a flange shape (not shown).
  • the second inner guide portion 851-1 is designed to fit between both ends of the second slide supporter 860 so that the second slide supporter 860 can be fixed to the second inner guide portion 851-1. have.
  • the second surface 840b of the first inner guide part 840 is inserted into the guide slit 861 of the second slide supporter 860 and is guided along the guide slit 861 to move forward and backward.
  • the meaning of movement is relative.
  • the second slide supporter 860 may be made of a material having a small coefficient of friction or may be coated with a surface to reduce the coefficient of friction.
  • FIG. 13 is a front view showing an inner guide part according to the third embodiment.
  • the first inner guide portions 840-1 may be provided as a pair that is bent upward from the inner central portion of the lower plate 811.
  • the first inner guide part 840-1 may include a protrusion that is bent upward with respect to the lower plate 811 and extends in a moving direction. Therefore, when viewed from the front, the first inner guide portion 840-1 may have a' ⁇ ' shape.
  • the base 810 may reduce production cost by using a method of cutting and bending one plate member.
  • the inside of the base 810 may be cut in the front-rear direction, and both sides of the cut may be bent upward to form the first inner guide part 840-1.
  • an opening 813 may be formed in the central portion of the base 810. By forming the opening 813, weight can be saved, and a fixing unit or a cable and a connector capable of fixing the slide member 830 can pass through the opening 813.
  • a part of the inner side of the base 810 may be cut and bent upward to form the stopping member 811a.
  • the stopping member 811a may limit the moving range of the slide member 830 while being caught on a portion protruding downward from the upper plate 831 of the slide member 830.
  • the second inner guide portion 851-2 may be provided on the lower surface of the upper plate 831.
  • the second inner guide portion 851-2 may be separately provided and combined with the slide member 830, or may be provided integrally.
  • a guide slit 852-1 extending in the front-rear direction may be formed on a bottom surface of the second inner guide part 851-2.
  • the first inner guide part 840-1 is inserted into the guide slit 852-1 of the second inner guide part 851-2, and is guided along the guide slit 852-1 to move forward and backward.
  • the meaning of movement is relative.
  • the stopping member 853 may be formed by cutting the inner part of the inner guide member 850 and bending it downward. The stopping member 853 may limit the movement range of the inner guide member 850 while being caught on a portion protruding upward from the lower plate 811 of the base 810.
  • the fifth surface 832e extends in a direction parallel to the base 810 and may support the lower plate 811 of the base 810 or other structures parallel thereto.
  • a configuration A described in a specific embodiment and/or a drawing may be combined with a configuration B described in another embodiment and/or a drawing. That is, even if the combination between the components is not directly described, it means that the combination is possible except for the case where the combination is described as impossible.
  • HMD electronic device
  • 110 communication unit
  • 600 support unit
  • 700 display unit

Abstract

전자 디바이스가 개시된다. 본 발명에 따른 전자 디바이스는 지지유닛과, 디스플레이유닛과, 이들을 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드유닛을 포함하고, 슬라이드유닛은, 베이스와, 상대적으로 진퇴하는 슬라이드부재를 포함하고, 베이스는 제1 외측 가이드부와 제1 내측 가이드부를 구비하고, 슬라이드부재는 제2 외측 가이드부와 제2 내측 가이드부를 구비하여, 이중의 가이드구조를 갖는다. 본 발명의 전자 디바이스는 인공 지능(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, 증강현실(Augmented Reality, AR) 장치, 가상현실(virtual reality, VR) 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 등과 연계될 수 있다.

Description

전자 디바이스
본 발명은 전자 디바이스에 관한 것이다. 보다 상세하게, VR(Virtual Reality), AR(Augmented Reality), MR(Mixed Reality) 등에 사용되는 전자 디바이스에 관한 것이다.
가상현실(Virtual Reality, VR)은 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 말한다.
증강현실(Augmented Reality, AR)은 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 기술을 말한다.
혼합현실 (Mixed Reality, MR) 혹은 혼성현실 (Hybrid reality)은 가상 세계와 현실 세계를 합쳐서 새로운 환경이나 새로운 정보를 만들어 내는 것을 말한다. 특히, 실시간으로 현실과 가상에 존재하는 것 사이에서 실시간으로 상호작용할 수 있는 것을 말할 때 혼합현실이라 한다.
이 때, 만들어진 가상의 환경이나 상황 등은 사용자의 오감을 자극하며 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다. 또한 사용자는 이러한 환경에 단순히 몰입할 뿐만 아니라 실재하는 디바이스를 이용해 조작이나 명령을 가하는 등 이러한 환경 속에 구현된 것들과 상호작용이 가능하다.
최근, 이러한 기술분야에 사용되는 장비(gear)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 발명은 VR(Virtual Reality), AR(Augmented Reality), MR(Mixed Reality) 등에 사용되는 전자 디바이스를 사용함에 있어, 디스플레이부와 눈 사이의 거리를 조절하기 위해 연결부위를 조작함으로써 발생할 수 있는 구조적인 문제점을 해결할 수 있는 전자 디바이스를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 디바이스는 지지유닛; 상기 지지유닛에 연결되고, 영상을 표시하는 디스플레이유닛; 및 상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛을 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드유닛을 포함하고, 상기 슬라이드유닛은, 상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛 중 어느 하나에 결합되는 베이스와, 상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛 중 다른 하나에 결합되고, 상기 베이스에 대해 상대적으로 일 방향으로 진퇴하는 슬라이드부재를 포함하고, 상기 베이스는, 제1 외측 가이드부와 이동방향 중심축을 기준으로 상기 제1 외측 가이드부 보다 내측에 위치하는 제1 내측 가이드부를 구비하고, 상기 슬라이드부재는, 상기 제1 외측 가이드부에 이동 가능하게 결합되는 제2 외측 가이드부와, 상기 제1 내측 가이드부에 이동 가능하게 결합되는 제2 내측 가이드부를 구비한다.
여기서 상기 제1 외측 가이드부와 상기 제1 내측 가이드부는 각각 상기 슬라이드부재의 상기 이동방향 중심축을 기준으로 서로 대향하는 위치의 양 측부에 한 쌍으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 제1 외측 가이드부와 상기 제2 외측 가이드부는 제1 가이드돌기와 상기 제1 가이드돌기의 이동방향으로 연장되는 제1 슬릿의 결합으로 마련되고, 상기 제1 내측 가이드부와 상기 제2 내측 가이드부는 제2 가이드돌기와 상기 제2 가이드돌기의 이동방향으로 연장되는 제2 슬릿의 결합으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 슬라이드부재는 슬라이드 플레이트와, 상기 베이스를 마주보는 상기 슬라이드 플레이트의 일 면에 마련되는 내측 가이드부재를 포함하고, 상기 제2 외측 가이드부는 상기 슬라이드 플레이트의 상기 이동방향에 평행한 측부 모서리의 외측에 마련되고, 상기 제2 내측 가이드부는 상기 내측 가이드부재의 상기 이동방향에 평행한 측부 모서리의 내측에 마련될 수 있다.
여기서 일 측면에 따르면, 상기 내측 가이드부재는 상기 슬라이드 플레이트의 일 면에 결합되고, 상기 제2 내측 가이드부는 상기 베이스를 마주보는 상기 내측 가이드부재의 일 면에 돌출될 수 있다.
또한 다른 측면에 따르면, 상기 내측 가이드부재는 상기 슬라이드 플레이트에 일체로 형성되고, 상기 제2 내측 가이드부는 상기 베이스를 마주보는 상기 슬라이드 플레이트의 일 면에 돌출될 수 있다.
여기서 상기 제2 내측 가이드부는, 상기 이동방향으로 연장되고 상기 제1 내측 가이드부의 일부가 이동 가능하게 삽입되는 슬릿이 형성되는 슬라이드 서포터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 내측 가이드부는 상기 이동방향으로 연장되고 내측을 바라보도록 개구되는 슬릿이 형성되고, 상기 제1 내측 가이드부는 외측을 향해 돌출되는 가이드돌기를 포함하고, 상기 가이드돌기는 상기 슬릿에 이동 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 내측 가이드부재는 상기 베이스를 마주보는 일 면에 돌출되는 멈춤부재를 더 포함하고, 상기 멈춤부재는 상기 베이스의 돌출 부위에 간섭되어 상기 슬라이드부재의 이동 범위를 제한할 수 있다.
또한, 상기 제2 내측 가이드부는 상기 이동방향으로 연장되고 상기 베이스를 마주보도록 개구되는 슬릿이 형성되고, 상기 제1 내측 가이드부는 상기 슬라이드부재를 향해 돌출되는 가이드돌기를 포함하고, 상기 가이드돌기는 상기 슬릿에 이동 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1 외측 가이드부는, 상기 이동방향으로 연장되고 상기 제2 외측가이드부의 일부가 이동 가능하게 삽입되는 슬릿이 형성되는 슬라이드 서포터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 외측 가이드부는 상기 베이스의 일 측면부가 상기 이동방향에 평행하게 절곡되어 형성되고, 상기 제1 내측 가이드부는 상기 베이스의 내측에 형성되는 개구의 주변부가 상기 이동방향에 평행하게 절곡되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 외측 가이드부와 상기 제2 외측 가이드부는 가이드돌기와 상기 가이드돌기의 이동방향으로 연장되는 슬릿의 결합으로 마련되고, 상기 슬릿은 상기 가이드돌기가 상기 제1 외측 가이드부를 관통하도록 마련될 수 있다.
여기서 상기 가이드돌기는 단부에 상기 제1 외측 가이드부의 외측면을 지지하는 가이드 지지부가 마련될 수 있다.
여기서 상기 가이드 지지부는 상기 이동방향에 직교하는 방향으로 연장되어 상기 제1 외측 가이드부의 외측면을 지지하는 제1 지지면을 구비할 수 있다.
여기서 상기 가이드 지지부는 상기 제1 지지면의 단부에서 상기 제1 외측 가이드부의 일 면을 따라 절곡되는 제2 지지면을 더 구비할 수 있다.
또는 상기 제1 지지면은 상기 베이스를 향해 연장되고, 상기 가이드 지지부는 상기 제1 지지면의 단부에서 상기 베이스와 평행한 외측 방향으로 절곡되는 제3 지지면을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 지지유닛은 사용자의 머리 또는 얼굴 부위에 지지되고, 상기 디스플레이유닛은 상기 사용자의 눈 앞에 위치하여 영상을 표시하는 디스플레이부를 포함하며, HMD(Head Mounted Display)로 마련될 수 있다.
여기에서 사용자의 안구에 관한 정보 또는 안경 착용여부에 관한 정보를 인식하는 센서와, 상기 센서의 정보를 통해 상기 디스플레이부와 안구 사이의 거리를 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 신호에 따라 상기 슬라이드유닛을 동작하는 슬라이드 구동부를 더 포함할 수 있다.
또는 사용자로부터 안경착용 여부에 대한 정보를 입력받는 입력부와, 상기 입력부에 입력된 정보가 안경착용에 관한 정보인 경우에는 상기 디스플레이부와 안구 사이의 거리가 제1 거리가 되도록 동작하고, 안경미착용에 관한 정보인 경우에는 상기 디스플레이부와 안구 사이의 거리를 상기 제1 거리보다 작은 제2 거리가 되도록 상기 슬라이드유닛을 동작하는 슬라이드 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 디바이스는 지지유닛; 상기 지지유닛에 연결되고, 영상을 표시하는 디스플레이유닛; 및 상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛을 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드유닛을 포함하고, 상기 슬라이드유닛은, 상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛 중 어느 하나에 결합되는 베이스와, 상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛 중 다른 하나에 결합되고, 상기 베이스의 일 면에 배치되고, 상기 베이스에 대해 상대적으로 일 방향으로 진퇴하는 슬라이드부재를 포함하고, 상기 베이스는, 상기 슬라이드부재의 이동방향으로 연장되고, 제1 가이드부가 내측을 향하여 제공되는 제1 외측 가이드부와, 상기 슬라이드부재를 마주보는 일 면에 마련되고, 상기 이동방향 중심축을 기준으로 상기 제1 외측 가이드부 보다 내측에 위치하고, 상기 이동방향으로 연장되고, 제2 가이드부가 외측을 향하여 제공되는 제1 내측 가이드부를 포함하고, 상기 슬라이드부재는, 상기 제1 가이드부에 이동 가능하게 결합되는 제3 가이드부가 외측을 향하여 제공되는 제2 외측 가이드부와, 상기 베이스를 마주보는 일 면에 마련되고, 상기 이동방향 중심축을 기준으로 상기 제2 외측 가이드부 보다 내측에 위치하고, 상기 제2 가이드부에 이동 가능하게 결합되는 제4 가이드부가 외측을 향하여 제공되는 제2 내측 가이드부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 디바이스는 사용자의 눈과 디스플레이부 사이의 거리를 변경하기 위해 디스플레이유닛을 슬라이드 이동하는 때에 슬라이드유닛이 외측 가이드부 뿐만 아니라 내측 가이드부를 구비하여 보다 견고하게 지지될 수 있도록 함으로써, 디스플레이부의 흔들림을 최소화하고 반복된 사용에 의한 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 가이드부 측 단면 형상을 변경하여 지지면적을 증가시킴으로써, 위와 같은 효과를 증대시킬 수 있다.
도 1은 AI 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 전자 디바이스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 전자 디바이스의 사시도이다.
도 4는 도 3의 가상현실 전자 디바이스를 사용하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장현실 전자 디바이스의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에서 슬라이드유닛을 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 8은 슬라이드 유닛의 결합관계를 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 8의 분해사시도이다.
도 10은 베이스가 전방으로 전방으로 이동한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 11은 제1 실시예에 따른 내측 가이드부를 나타내는 정면도이다.
도 12는 제2 실시예에 따른 내측 가이드부를 나타내는 정면도이다.
도 13은 제3 실시예에 따른 내측 가이드부를 나타내는 정면도이다.
도 14는 제1 실시예에 따른 외측 가이드부를 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 14의 정면도이다.
도 16은 제2 실시예에 따른 외측 가이드부를 나타내는 정면도이다.
도 17은 제3 실시예에 따른 외측 가이드부를 나타내는 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
[5G 시나리오]
5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역 (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신 (massive Machine Type Communication, mMTC) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신 (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) 영역을 포함한다.
일부 사용 예(Use Case)는 최적화를 위해 다수의 영역들이 요구될 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표 (Key Performance Indicator, KPI)에만 포커싱될 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.
eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 액세스를 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것이 기대된다. 증가된 트래픽 양(volume)을 위한 주요 원인들은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스 (오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 응용 프로그램들은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성이 필요하다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 그리고, 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트 예를 들어, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하는 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.
또한, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있는 기능 즉, mMTC에 관한 것이다. 2020년까지 잠재적인 IoT 장치들은 204 억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.
URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자체-구동 차량(self-driving vehicle)(13)과 같은 초 신뢰 / 이용 가능한 지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.
다음으로, 다수의 사용 예들에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH (fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역 (또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상현실과 증강현실뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는데 요구된다. VR(Virtual Reality) 및 AR(Augmented Reality) 애플리케이션들은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 응용 프로그램은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사들이 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.
자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예들과 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 동시의 높은 용량과 높은 이동성 모바일 광대역을 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 활용 예는 증강현실 대시보드이다. 이는 운전자가 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별하고, 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 말해주는 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량들 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 디바이스들(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 디바이스들) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스들을 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종되거나 자체 운전 차량(self-driven vehicle)이 될 것이다. 이는 서로 다른 자체 운전 차량들 사이 및 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고, 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자체 운전 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자체 운전 차량(13)의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.
스마트 사회(smart society)로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지-효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품들은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서들 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용이다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.
열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서들을 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료들의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.
건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 응용 프로그램을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는데 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스들로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터들에 대한 원격 모니터링 및 센서들을 제공할 수 있다.
무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크들로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것이 요구된다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.
물류(logistics) 및 화물 추적(freight tracking)은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.
본 명세서에서 후술할 본 발명은 전술한 5G의 요구 사항을 만족하도록 각 실시예를 조합하거나 변경하여 구현될 수 있다.
도 1은 AI 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, AI 시스템은 AI 서버(20), 로봇(11), 자율주행 차량(12), XR 장치(13), 스마트폰(14) 또는 가전(15) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(10)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(11), 자율주행 차량(12), XR 장치(13), 스마트폰(14) 또는 가전(15) 등을 AI 장치(11 내지 15)라 칭할 수 있다.
클라우드 네트워크(10)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(10)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.
즉, AI 시스템을 구성하는 각 장치들(11 내지 15, 20)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(11 내지 15, 20)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.
AI 서버(20)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.
AI 서버(20)는 AI 시스템을 구성하는 AI 장치들인 로봇(11), 자율주행 차량(12), XR 장치(13), 스마트폰(14) 또는 가전(15) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(11 내지 15)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.
이 때, AI 서버(20)는 AI 장치(11 내지 15)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(11 내지 15)에 전송할 수 있다.
이 때, AI 서버(20)는 AI 장치(11 내지 15)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(11 내지 15)로 전송할 수 있다.
또는, AI 장치(11 내지 15)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.
<AI+로봇>
로봇(11)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.
로봇(11)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.
로봇(11)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(11)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.
여기서, 로봇(11)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.
로봇(11)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(11)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(11)에서 직접 학습되거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이 때, 로봇(11)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
로봇(11)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(11)을 주행시킬 수 있다.
맵 데이터에는 로봇(11)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
또한, 로봇(11)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이 때, 로봇(11)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
<AI+자율주행>
자율주행 차량(12)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.
자율주행 차량(12)은 자율주행 기능을 제어하기 위한 자율주행 제어 모듈을 포함할 수 있고, 자율주행 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 자율주행 제어 모듈은 자율주행 차량(12)의 구성으로써 내부에 포함될 수도 있지만, 자율주행 차량(12)의 외부에 별도의 하드웨어로 구성되어 연결될 수도 있다.
자율주행 차량(12)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 자율주행 차량(12)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.
여기서, 자율주행 차량(12)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 로봇(11)과와 마찬가지로, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.
특히, 자율주행 차량(12)은 시야가 가려지는 영역이나 일정 거리 이상의 영역에 대한 환경이나 객체는 외부 장치들로부터 센서 정보를 수신하여 인식하거나, 외부 장치들로부터 직접 인식된 정보를 수신할 수 있다.
자율주행 차량(12)은는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 자율주행 차량(12)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 주행 동선을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 자율주행 차량(12)에서 직접 학습되거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이 때, 자율주행 차량(12)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
자율주행 차량(12)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 자율주행 차량(12)을 주행시킬 수 있다.
맵 데이터에는 자율주행 차량(12)이 주행하는 공간(예컨대, 도로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 가로등, 바위, 건물 등의 고정 객체들과 차량, 보행자 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
또한, 자율주행 차량(12)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이 때, 자율주행 차량(12)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
<AI+XR>
XR 장치(13)는 AI 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수 있다.
XR 장치(13)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 속성 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR 장치(13)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.
XR 장치(13)는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, XR 장치(13)는 학습 모델을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터에서 현실 객체를 인식할 수 있고, 인식한 현실 객체에 상응하는 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 XR 장치(13)에서 직접 학습되거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이 때, XR 장치(13)는 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
<AI+로봇+자율주행>
로봇(11)은 AI 기술 및 자율주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.
AI 기술과 자율주행 기술이 적용된 로봇(11)은 자율주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11) 등을 의미할 수 있다.
자율주행 기능을 가진 로봇(11)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.
자율주행 기능을 가진 로봇(11) 및 자율주행 차량(12)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율주행 기능을 가진 로봇(11) 및 자율주행 차량(12)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.
자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11)은 자율주행 차량(100b100a)와과 별개로 존재하면서, 자율주행 차량(12)의 내부 또는 외부에서 자율주행 기능에 연계되거나, 자율주행 차량(12)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.
이 때, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11)은 자율주행 차량(12)을를 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율주행 차량(12)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율주행 차량(12)에 제공함으로써, 자율주행 차량(12)의 자율주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.
또는, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11)은 자율주행 차량(12)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율주행 차량(12)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(11)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율주행 차량(12)의 자율주행 기능을 활성화하거나 자율주행 차량(12)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(11)이 제어하는 자율주행 차량(12)의 기능에는 단순히 자율주행 기능뿐만 아니라, 자율주행 차량(12)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.
또는, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11)은 자율주행 차량(12)의 외부에서 자율주행 차량(12)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(11)은 스마트 신호등과 같이 자율주행 차량(12)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율주행 차량(12)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.
<AI+로봇+XR>
로봇(11)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇, 드론 등으로 구현될 수 있다.
XR 기술이 적용된 로봇(11)은 XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇을 의미할 수 있다. 이 경우, 로봇(11)은 XR 장치(13)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇(11)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 로봇(11) 또는 XR 장치(13)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(13)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 로봇(11)은 XR 장치(13)를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.
예컨대, 사용자는 XR 장치(13) 등의 외부 장치를 통해 원격으로 연동된 로봇(11)의 시점에 상응하는 XR 영상을 확인할 수 있고, 상호작용을 통하여 로봇(11)의 자율주행 경로를 조정하거나, 동작 또는 주행을 제어하거나, 주변 객체의 정보를 확인할 수 있다.
<AI+자율주행+XR>
자율주행 차량(12)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.
XR 기술이 적용된 자율주행 차량(12)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율주행 차량(12)은 XR 장치(13)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율주행 차량(12)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율주행 차량(12)은 HUD를 구비하여 XR 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR 객체를 제공할 수 있다.
이 때, XR 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR 객체가 자율주행 차량(12)의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율주행 차량(12)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR 객체들을 출력할 수 있다.
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율주행 차량(12)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 자율주행 차량(12) 또는 XR 장치(13)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(13)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 자율주행 차량(12)은 XR 장치(13) 등의 외부 장치를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.
[확장현실 기술]
확장현실(XR: eXtended Reality)은 가상현실(VR: Virtual Reality), 증강현실(AR: Augmented Reality), 혼합현실(MR: Mixed Reality)을 총칭한다. VR 기술은 현실 세계의 객체나 배경 등을 CG 영상으로만 제공하고, AR 기술은 실제 사물 영상 위에 가상으로 만들어진 CG 영상을 함께 제공하며, MR 기술은 현실 세계에 가상 객체들을 섞고 결합시켜서 제공하는 컴퓨터 그래픽 기술이다.
MR 기술은 현실 객체와 가상 객체를 함께 보여준다는 점에서 AR 기술과 유사하다. 그러나, AR 기술에서는 가상 객체가 현실 객체를 보완하는 형태로 사용되는 반면, MR 기술에서는 가상 객체와 현실 객체가 동등한 성격으로 사용된다는 점에서 차이점이 있다.
XR 기술은 HMD(Head-Mount Display), HUD(Head-Up Display), 휴대폰, 태블릿 PC, 랩탑, 데스크탑, TV, 디지털 사이니지 등에 적용될 수 있고, XR 기술이 적용된 장치를 XR 장치(XR Device)라 칭할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 확장현실을 제공하는 전자 디바이스에 대해 설명하기로 한다.
전자 디바이스의 일 실시예로서 HMD(Head Mounted Display)에 적용되는 실시예를 기준으로 설명한다. 그러나 본 발명에 따른 전자 디바이스의 실시예에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 및 웨어러블 디바이스(wearable device) 등이 포함될 수 있다. 웨어러블 디바이스에는 HMD 이외에도 워치형 단말기(smartwatch) 등이 포함될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 증강현실 전자 디바이스는 글래스 타입(smart glass)으로 마련될 수 있다. 글래스 타입의 전자 디바이스(100)는 인체의 두부에 착용 가능하도록 구성되며, 이를 위한 프레임부(케이스, 하우징 등)(101)을 구비할 수 있다. 프레임부는 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다.
프레임부(101)는 두부에 지지되며, 각종 부품들이 장착되는 공간을 마련한다. 도시된 바와 같이, 프레임부(101)에는 제어부(103), 음향 출력부(104) 등과 같은 전자부품이 장착될 수 있다. 또한, 프레임부에는 좌안 및 우안 중 적어도 하나를 덮는 렌즈(102)가 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
제어부(103)는 전자 디바이스(100)에 구비되는 각종 전자부품을 제어하도록 이루어진다. 본 도면에서는, 제어부(103)가 일측 두부 상의 프레임부에 설치된 것을 예시하고 있다. 하지만, 제어부(103)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
디스플레이부(105)는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, HMD) 형태로 구현될 수 있다. HMD 형태란, 두부에 장착되어, 사용자의 눈 앞에 직접 영상을 보여주는 디스플레이 방식을 말한다. 사용자가 글래스 타입의 전자 디바이스(100)를 착용하였을 때, 사용자의 눈 앞에 직접 영상을 제공할 수 있도록, 디스플레이부(105)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다. 본 도면에서는, 사용자의 우안을 향하여 영상을 출력할 수 있도록, 디스플레이부(105)가 우안에 대응되는 부분에 위치한 것을 예시하고 있다.
디스플레이부(105)는 프리즘을 이용하여 디스플레이 영역에 이미지를 투사할 수 있다. 또한, 사용자가 투사된 이미지와 전방의 일반 시야(사용자가 눈을 통하여 바라보는 범위)를 함께 볼 수 있도록, 프리즘은 투광성으로 형성될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(105)를 통하여 출력되는 영상은, 일반 시야와 오버랩(overlap)되어 보일 수 있다. 전자 디바이스(100)는 이러한 디스플레이의 특성을 이용하여 현실의 이미지나 배경에 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 제공할 수 있다.
촬영수단(106)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 인접하게 배치되어, 전방의 영상을 촬영하도록 형성된다. 촬영수단(106)이 눈에 인접하여 위치하므로, 촬영수단(106)은 사용자가 바라보는 장면을 영상으로 획득할 수 있다.
본 도면에서는, 촬영수단(106)이 제어 모듈(103)에 구비된 것을 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 촬영수단(106)은 상기 프레임부(101)에 설치될 수도 있으며, 복수 개로 구비되어 입체 영상을 획득하도록 이루어질 수도 있다.
글래스 타입의 전자 디바이스(100)는 제어명령을 입력 받기 위하여 조작되는 사용자 입력부(107)를 구비할 수 있다. 사용자 입력부(107)는 터치, 푸시 등 사용자가 촉각으로 느끼면서 조작하게 되는 방식(tactile manner), 직접 터치하지 않은 상태에서 사용자의 손의 움직임을 인식하는 제스처 방식(gesture manner), 또는 음성 명령을 인식하는 방식을 포함하여 다양한 방식이 채용될 수 있다. 본 도면에서는, 프레임부 또는 제어 모듈(480)에 푸시 및 터치 입력 방식의 사용자 입력부(107)가 구비된 것을 예시하고 있다.
또한, 글래스 타입의 전자 디바이스(100)에는 사운드를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리하는 마이크로폰 및 음향을 출력하는 음향 출력부(104)가 구비될 수 있다. 음향 출력부(104)는 일반적인 음향 출력 방식 또는 골전도 방식으로 음향을 전달하도록 이루어질 수 있다. 음향 출력부(104)가 골전도 방식으로 구현되는 경우, 사용자가 전자 디바이스(100)를 착용시, 음향 출력부(104)는 두부에 밀착되며, 두개골을 진동시켜 음향을 전달하게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 전자 디바이스의 사시도이고, 도 4는 도 3의 가상현실 전자 디바이스를 사용하는 모습을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 가상현실 전자 디바이스는 사용자의 머리에 장착되는 박스 타입의 전자 디바이스(200)와, 사용자가 파지하여 조작할 수 있는 컨트롤러(210: 210a, 210b)를 포함할 수 있다.
박스 타입의 전자 디바이스(200)는 인체의 두부에 착용되어 지지되는 헤드유닛(201)과, 헤드유닛(201)에 결합되어 사용자의 눈 앞에 가상의 이미지 또는 영상을 표시하는 디스플레이유닛(202)을 포함한다. 도면에는 헤드유닛(201)과 디스플레이유닛(202)이 별개의 유닛으로 구성되어 서로 결합되는 것으로 도시되지만, 이와 달리 디스플레이유닛(202)은 헤드유닛(201)에 일체로 구성될 수도 있다.
헤드유닛(201)은 중량감이 있는 디스플레이유닛(202)의 무게를 분산시킬 수 있도록 사용자의 머리를 감싸는 구조를 채택할 수 있다. 그리고 각기 다른 사용자의 두상 크기에 맞출 수 있도록 길이 가변되는 밴드 등이 구비될 수 있다.
디스플레이유닛(202)은 헤드부(201)에 결합되는 커버부(203)와 디스플레이 패널을 내측에 수용하는 디스플레이부(204)를 구성한다.
커버부(203)는 고글 프레임이라고도 불리며, 전체적으로 터브 형상(tub shape)일 수 있다. 커버부(203)는 내부에 공간이 형성되고 전면에 사용자의 안구의 위치에 대응되는 개구가 형성된다.
디스플레이부(204)는 커버부(203)의 전면 프레임에 장착되고, 사용자의 양 안에 대응되는 위치에 마련되어 화면정보(영상 또는 이미지 등)를 출력한다. 디스플레이부(204)에서 출력되는 화면정보는 가상현실 컨텐츠뿐만 아니라, 카메라 등 촬영수단을 통해 수집되는 외부 이미지를 포함한다.
그리고 디스플레이부(204)에 출력되는 가상현실 컨텐츠는 전자 디바이스(100) 자체에 저장된 것이거나 또는 외부장치(230)에 저장된 것일 수 있다. 예를 들어, 화면정보가 전자 디바이스(100)에 저장된 가상 공간 영상인 경우, 전자 디바이스(100)는 상기 가상 공간의 영상을 처리하기 위한 이미지 프로세싱 및 렌더링 처리를 수행하고, 이미지 프로세싱 및 렌더링 처리 결과 생성된 화상 정보를 디스플레이부(204)를 통해 출력할 수 있다. 반면, 외부장치(230)에 저장된 가상 공간 영상인 경우, 외부장치(230)가 이미지 프로세싱 및 렌더링 처리를 수행하고, 그 결과 생성된 화상 정보를 전자 디바이스(100)에 전송해줄 수 있다. 그러면 전자 디바이스(100)는 외부장치(230)로부터 수신된 3D 화상 정보를 디스플레이부(204)를 통해 출력할 수 있다.
디스플레이부(204)는 커버부(203)의 개구 전방에 마련되는 디스플레이 패널을 포함하고, 디스플레이 패널은 LCD 또는 OLED 패널일 수 있다. 또는 디스플레이부(204)는 스마트폰의 디스플레이부일 수 있다. 즉, 커버부(203)의 전방에 스마트폰이 탈착될 수 있는 구조를 채택할 수 있다.
그리고 디스플레이유닛(202)의 전방에는 촬영수단과 각종 센서류가 설치될 수 있다.
촬영수단(예를 들어, 카메라)는 전방의 영상을 촬영(수신, 입력)하도록 형성되고, 특히 사용자가 바라보는 장면을 영상으로 획득할 수 있다. 촬영수단은 디스플레이부(204)의 중앙 위치에 한 개 마련되거나, 서로 대칭되는 위치에 두 개 이상 마련될 수 있다. 복수의 촬영수단을 구비하는 경우 입체 영상을 획득할 수도 있다. 촬영수단으로부터 획득되는 외부 이미지에 가상 이미지를 결합한 이미지가 디스플레이부(204)를 통해 표시될 수 있다.
센서류는 자이로스코프 센서, 모션 센서 또는 IR 센서 등을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
그리고 디스플레이유닛(202)의 후방에는 안면패드(facial pad, 204)가 설치될 수 있다. 안면패드(204)는 사용자의 안구 주위에 밀착되고, 쿠션감이 있는 소재로 마련되어 사용자의 얼굴에 편안한 착용감을 제공한다. 그리고 안면패드(204)는 사람의 얼굴 전면 윤곽에 대응하는 형상을 지니면서도 플렉서블한 소재로 마련되어 각기 다른 사용자의 얼굴 형상에도 안면에 밀착될 수 있어 외부 빛이 눈으로 침입하는 것을 차단할 수 있다.
그 밖에도 박스 타입의 전자 디바이스(200)는 제어명령을 입력 받기 위하여 조작되는 사용자 입력부, 그리고 음향 출력부와 제어부가 구비될 수 있다. 이에 대한 설명은 전과 동일하므로 생략한다.
또한, 가상현실 전자 디바이스는 박스 타입의 전자 디바이스(200)를 통해 표시되는 가상 공간 영상과 관련된 동작을 제어하기 위한 컨트롤러(210: 210a, 210b)가 주변장치로 구비될 수 있다.
컨트롤러(210)는 사용자가 양손에 쉽게 그립(grip)할 수 있는 형태로 마련되고, 외측면에는 사용자 입력을 수신하기 위한 터치패드(또는 트랙패드), 버튼 등이 구비될 수 있다.
컨트롤러(210)는 전자 디바이스(200)와 연동하여 디스플레이부(204)에 출력되는 화면을 제어하는데 사용될 수 있다. 컨트롤러(210)는 사용자가 쥐는(grip) 그립부와, 그립부로부터 연장되며 다양한 센서들과 마이크로 프로세서가 내장된 헤드부를 포함하여 구성될 수 있다. 그립부는 사용자가 쉽게 쥘 수 있도록 세로로 긴 바 형태로 이루어지고 헤드부는 링 형태로 이루어질 수 있다.
그리고 컨트롤러(210)는 IR 센서, 모션 추적 센서, 마이크로 프로세서, 및 입력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, IR 센서는 후술하는 위치추적장치(220)로부터 방사되는 빛을 수신하여서, 사용자 동작을 추적하는데 사용된다. 모션 추적 센서는 3축의 가속도 센서와, 3축의 자이로스코프, 디지털 모션 프로세서를 하나의 집합체로 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 컨트롤러(200)의 그립부에는 사용자 입력부가 마련될 수 있다. 사용자 입력부는 예를 들어, 그립부의 내측에 배치된 키들과, 그리부의 외측에 구비된 터치패드(트랙 패드), 트리거 버튼 등을 포함할 수 있다.
한편, 컨트롤러(200)는 전자 디바이스(100)의 제어부(170)로부터 수신되는 신호에 대응하는 피드백을 수행할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(200)는 진동, 소리, 또는 광 등을 통해 사용자에게 피드백 신호를 전달할 수 있다.
또한, 사용자는 컨트롤러(210) 조작을 통해 전자 디바이스(200)에 구비된 카메라를 통해 확인되는 외부 환경 이미지에 접그날 수 있다. 즉, 사용자는 가상 공간 체험 중에도 전자 디바이스(200)를 벗지 않고 컨트롤러(210)의 조작을 통해 외부 환경을 즉시 확인할 수 있다.
또한, 가상현실 전자 디바이스는 위치추적장치(220)를 더 포함할 수 있다. 위치추적장치(220)는 라이트하우스(lighthouse) 시스템라는 위치추적(positional tracking) 기술을 적용하여 박스 타입의 전자 디바이스(200) 또는 컨트롤러(210)의 위치를 검출하고, 이를 이용하여 사용자의 360도 모션을 추적하는데 도움을 준다.
도 4를 참조하면, 위치추적시스템은 닫힌 특정 공간내에 하나 이상의 위치추적장치 장치(220: 220a, 220b)를 설치함으로써 구현될 수 있다. 복수의 위치추적장치(220)는 인식 가능한 공간 범위가 극대화될 수 있는 위치, 예를 들어 대각선 방향으로 서로 마주보는 위치에 설치될 수 있다.
전자 디바이스(200) 또는 컨트롤러(210)는 복수의 위치추적장치(220)에 포함된 LED 또는 레이저 방출기들로부터 방사되는 빛을 수신하고, 해당 빛이 수신된 위치와 시간 간의 상관관계에 기초하여, 닫힌 특정 공간 내에서의 사용자의 위치를 정확하게 판단할 수 있다. 이를 위해, 위치추적장치(220)에는 IR 램프와 2축의 모터가 각각 포함될 수 있으며, 이를 통해 박스 타입의 전자 디바이스(200) 또는 컨트롤러(210)와 신호를 주고받는다.
또한, 박스 타입의 전자 디바이스(200)는 외부장치와 유/무선 통신을 수행할 수 있다. 박스 타입의 전자 디바이스(200)는 연결된 외부장치(230, 예를 들어, PC, 스마트폰, 또는 태블릿 등)에 저장된 가상 공간 영상을 수신하여 사용자에게 표시할 수 있다.
한편, 이상 설명한 컨트롤러(210)와 위치추적장치(220)는 필수 구성은 아니므로, 본 발명의 실시예에서는 생략될 수 있다. 예를 들어, 박스 타입의 전자 디바이스(200)에 설치된 입력장치가 컨트롤러(220)를 대신할 수 있고, 박스 타입의 전자 디바이스(200)에 설치된 센서류로부터 자체적으로 위치 정보를 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장현실 전자 디바이스의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 확장현실 전자 디바이스(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(130), 출력부(140), 인터페이스부(150), 메모리(160), 제어부(170) 및 전원 공급부(180) 등을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 구성요소들은 전자 디바이스를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 디바이스는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 전자 디바이스(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 디바이스(100)와 다른 전자 디바이스 사이, 또는 전자 디바이스(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 전자 디바이스(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치정보 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(130)는 전자 디바이스 내 정보, 전자 디바이스를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(130)는 근접센서(proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 촬영수단), 마이크로폰(microphone), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 디바이스는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
일 예로, 제어부(170)는 센싱부(130)에 포함된 자이로스코프 센서, 중력 센서, 모션 센서 등을 이용하여 전자 디바이스(100)나 사용자의 움직임을 감지할 수 있다. 또한, 전자 디바이스(100)와 연동하여 동작하는 컨트롤러(220)에 구비된 센서들을 통해서도 사용자의 움직임을 감지할 수 있다.
다른 예로, 제어부(170)는 센싱부(130)에 포함된 근접센서, 조도센서, 자기센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 광 센서 등을 이용하여 전자 디바이스(100)나 사용자 주변으로 다가오는 대상체를 감지할 수도 있다.
출력부(140)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부, 음향 출력부, 햅팁 모듈, 광 출력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 증강현실 전자 디바이스(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(120)로써 기능함과 동시에, 증강현실 전자 디바이스(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(150)는 증강현실 전자 디바이스(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부장치(230)와의 통로 역할을 수행한다. 인터페이스부(150)를 통해 전자 디바이스(100)는 외부장치(230)로부터 가상현실 또는 증강현실 컨텐츠를 제공받을 수 있고, 다양한 입력 신호, 센싱 신호, 데이터를 주고받음으로써, 상호 인터랙션을 수행할 수 있다.
예를 들어, 인터페이스부(150)는 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 메모리(160)는 증강현실 전자 디바이스(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(160)는 증강현실 전자 디바이스(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 증강현실 전자 디바이스(400)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 증강현실 전자 디바이스(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 증강현실 전자 디바이스(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(160)에 저장되고, 증강현실 전자 디바이스(100) 상에 설치되어, 제어부(170)에 의하여 상기 전자 디바이스의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(170)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 증강현실 전자 디바이스(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(170)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(160)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 메모리(160)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(170)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 증강현실 전자 디바이스(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(180)는 제어부(170)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 증강현실 전자 디바이스(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(180)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 디바이스의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 디바이스의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(160)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 디바이스 상에서 구현될 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 일 실시예인 HMD 장치(500)와 슬라이드 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(500)를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6에서 슬라이드유닛(800)을 확대하여 도시한다. 그리고 도 8은 슬라이드유닛(800)의 결합관계를 도시하는 사시도이고, 도 9는 도 8의 분해사시도이다. 또한, 도 10은 베이스(810)가 전방으로 전방으로 이동한 모습을 나타내는 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, HMD 장치(500)는 크게 사용자의 머리 부분에 지지되는 지지유닛(600)과, 영상을 표시하는 디스플레이유닛(700)과, 지지유닛(600)과 디스플레이유닛(700)을 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드유닛(800)을 포함할 수 있다.
지지유닛(600)은 HMD 장치(500)를 사용자의 머리에 고정시키기 위한 것으로, 사용자의 두부를 감쌀 수 있는 형태의 플랙서블 재질, 예를 들어 고무 등의 밴드로 이루어질 수 있다. 이 때, 밴드는 사용자의 두부에 착용시 두부의 둘레에 따라 길이를 조절할 수 있도록 이루어질 수 있다.
지지유닛(600)은 디스플레이유닛(700)을 사용자 신체에 고정시키기 위한 것으로, 머리에 착용할 수 있는 밴드 또는 탄성이 있는 머리띠 형상일 수 있다. 또는 안경과 같이 귀에 착용할 수 있는 바 또는 고리 형상일 수 있다. 경우에 따라서는 얼굴이나 목 부분에도 착용이 가능할 수 있다. 그 밖에도 본 발명의 실시예에 따른 지지유닛(600)은 사용자의 신체 일부분에 고정되는 것을 포함한다.
디스플레이유닛(700)은 지지유닛(600)에 슬라이드유닛(800)을 통해 연결되고, 사용자의 눈 앞에 위치하는 디스플레이부를 통해 영상을 표시할 수 있다. 이 때, 표시되는 영상은 가상현실(VR) 영상이거나, 증강현실(AR) 영상일 수 있고, 또는 이들이 결합된 혼합현실(MR)일 수 있다.
그리고 디스플레이유닛(700)은 유선 또는 무선에 의해 영상신호 송출부(미도시)에 연결될 수 있다. 영상신호 송출부는 디스플레이유닛(700) 내부에 결합되거나 HMD 장치(500)와 별도로 마련될 수 있다.
그리고 HMD 장치(500)는 사용자의 모션을 추적하기 위한 모션 센서와 외부 환경을 확인할 수 있는 카메라를 추가로 구비할 수 있다.
슬라이드유닛(800)은 일 측이 지지유닛(600)에 결합되고, 타 측이 디스플레이유닛(700)에 결합될 수 있다. 슬라이드유닛(800)은 디스플레이유닛(700)이 지지유닛(600)에 대해 상대 이동 가능하도록 마련될 수 있다.
지지유닛(600)이 사용자의 머리에 고정된 상태에서 디스플레이유닛(700)이 전후방향으로 이동면서 사용자의 눈과 디스플레이부 사이의 거리가 가변될 수 있다. 눈과 디스플레이부 사이의 거리를 가변할 수 있는 구조를 이용함으로써 이점을 가져올 수 있다.
예를 들어, 사용자가 안경을 착용하는 경우에 안경이 차지하는 공간을 확보하기 위해 디스플레이유닛(700)이 전방으로 이동해야 할 필요가 있을 수 있다. 이 경우 사용자는 직접 슬라이드유닛(800)을 잡아당기거나 다이얼을 돌리는 등의 동작으로 구동시킬 수 있다.
또는 사용자의 안경 착용여부를 판단하는 별도의 센서와 제어부를 포함할 수 있다. 지지유닛(600) 또는 디스플레이유닛(700)에 장착된 센서(미도시)가 안경 유무를 판단하고, 센서에서 인식되는 정보로부터 제어부가 안경을 착용한 것으로 판단한 경우 슬라이드유닛(800)을 구동시키는 슬라이드 구동부(미도시)를 통해 디스플레이유닛(700)이 전방으로 이동하여 사용자의 눈 사이의 거리가 멀어지도록 이동할 수 있다. 슬라이드 구동부는 모터와 기어조립체 등의 결합으로 이루어질 수 있으며, 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또는 안경 착용여부를 판단하는 센서 대신에 사용자로부터 안경 착용여부에 대한 정보를 입력받는 입력부(미도시)를 포함할 수도 있다. 사용자는 터치 또는 물리버튼 등을 통해 안경 착용여부에 대한 정보를 입력할 수 있고, 제어부는 입력부의 정보로부터 안경을 착용한 것으로 판단되는 경우 슬라이드유닛(800)을 구동시키는 슬라이드 구동부(미도시)를 통해 디스플레이유닛(700)이 전방으로 이동하여 사용자의 눈 사이의 거리가 멀어지도록 이동할 수 있다.
또한, 안경 착용여부 외에도 사용자의 시력 또는 안면 형상의 차이 등에 의해서도 최적의 ER(렌즈와 눈 사이의 거리, Eye Relief) 거리가 달라질 수 있다. 이러한 경우에도 슬라이드유닛(800)을 통해 디스플레이부를 전후로 이동하면서 사용자의 신체조건에 최적화된 ER 거리를 설정할 수 있게 된다.
예를 들어, 사용자는 슬라이드유닛(800)을 구동하여 디스플레이부를 전후로 이동하면서 자신의 시력에 맞는 최적의 ER 거리를 조절할 수 있다.
또는 센서와 제어부를 통해 능동적으로 슬라이드유닛(800)을 구동할 수도 있다. 디스플레이유닛(900)에 마련되는 별도의 센서를 통해 사용자의 동공 위치 내지 크기를 인식함으로써 상황별 최적의 ER 거리를 설정할 수도 있다. 센서(미도시)가 사용자의 안구에 관한 정보(동공 위치 내지 크기 등)를 인식하고, 센서의 정보를 분석하여 제어부가 최적의 ER 거리를 설정하고, 슬라이드유닛(800)을 구동시키는 슬라이드 구동부를 통해 디스플레이유닛(700)이 전/후방으로 이동하면서 최적의 ER 거리에 대응하는 위치로 이동할 수 있다.
이하에서는 슬라이드유닛(800)의 구조 및 동작모습에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
슬라이드유닛(800)은 베이스(810)와, 베이스(810)에 대해 일 방향으로 진퇴하는 슬라이드부재(830)와, 베이스(810)와 슬라이드부재(830) 사이에 마련되는 제1 슬라이드 서포터(820)와, 슬라이드부재(830) 일 면에 마련되는 내측 가이드부재(850)를 포함할 수 있다.
베이스(810)는 디스플레이유닛(700)의 상부면에 결합되고, 슬라이드부재(830)는 지지유닛(600)의 하부면에 결합될 수 있다. 또는 이와 반대로 베이스(810)는 지지유닛(600)의 하부면에 결합되고, 슬라이드부재(830)는 디스플레이유닛(700)의 상부면에 결합될 수 있다.
그리고 슬라이드부재(830)와 베이스(810)의 움직임은 상호 상대적인 움직임을 의미하는 것으로, 사용자를 기준으로 할 때, 슬라이드부재(830)의 위치는 고정이고, 베이스(810)가 진퇴하면서 사용자로부터 가까워지거나 멀어질 수 있다.
베이스(810)는 하부 플레이트(811)와, 하부 플레이트(811)의 양 측에서 위로 절곡되는 한 쌍의 제1 외측 가이드부(812)를 포함할 수 있다.
제1 외측 가이드부(812)는 하부 플레이트(811)를 기준으로 위로 절곡되는 제1 면(812a)과 제1면(812a)의 상부에서 내측으로 절곡되는 제2면(812b)을 포함할 수 있다. 따라서 정면에서 바라보았을 때, 제1 외측 가이드부(812)는 'ㄷ'형상일 수 있다.
그리고 베이스(810)는 하나의 판 부재를 절개 및 절곡하여 제작하는 방법을 이용함으로써 생산비용을 절감할 수 있다. 예를 들어, 베이스(810)의 양 측부를 위로 절곡하여 제 1면(812a)을 형성하고, 제 1면(812a)의 상부 일부를 내측으로 절곡하여 제 2면(812b)을 형성할 수 있다. 그리고 베이스(810)의 내측 중앙부를 절개하여 개구(813)를 형성할 수 있다. 개구(813)를 형성함으로써 무게를 절감할 수 있고, 개구(813)를 통해 슬라이드부재(830)를 고정할 수 있는 고정유닛 또는 케이블과 커넥터 등이 통과할 수 있다.
제1 외측 가이드부(812)는 슬라이드부재(830)를 안내하는 기능을 효과적으로 수행하기 위해 제1 슬라이드 서포터(820)를 포함할 수 있다.
제1 슬라이드 서포터(820)는 제1 외측 가이드부(812)의 길이 방향을 따라서 연장되는 블록 형태일 수 있다. 그리고 제1 슬라이드 서포터(820)는 제1 외측 가이드부(812)의 하부 플레이트(811), 제1 면(812a), 그리고 제2 면(812b)으로 둘러싸이는 공간에 삽입될 수 있다.
그리고 제1 슬라이드 서포터(820)는 내측에 슬라이드부재(830)의 측단부가 삽입되는 가이드 슬릿(821)이 형성될 수 있다. 가이드 슬릿(821)은 슬라이드부재(830)의 이동방향(제1 외측 가이드부(812)의 길이 방향)으로 연장될 수 있다. 그리고 제1 슬라이드 서포터(820)의 전방 단부와 후방 단부는 플랜지(22) 형상을 포함할 수 있다. 제1 슬라이드 서포터(820)의 양 단부 사이에 제1 외측 가이드부(812)가 들어맞도록 설계되어 제1 슬라이드 서포터(820)가 베이스(810)에 견고하게 고정될 수 있다.
그리고 제1 슬라이드 서포터(820)는 마찰계수가 작은 소재로 마련되거나 마찰계수의 저감을 위해 표면이 코팅될 수 있다.
한편, 도면에는 제1 외측 가이드부(812)와 제1 슬라이드 서포터(820)가 별도로 마련되는 것을 도시하였지만, 이와 달리 제1 외측 가이드부(812)에 가이드 슬릿이 마련되어 별도의 제1 슬라이드 서포터가 불필요한 경우도 가능하다.
슬라이드부재(830)는 상부 플레이트(831)와, 상부 플레이트(831)의 양 측에 마련되는 제2 외측 가이드부(832)를 포함할 수 있다. 제2 외측 가이드부(832)는 슬라이드부재(830)의 양 측 모서리에 형성되고, 베이스(810)의 한 쌍의 제1 외측 가이드부(812)에 각각 안내되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.
슬라이드부재(830)는 사각 형상의 판 형상으로 마련될 수 있고, 제2 외측 가이드부(832)는 양 측단부 모서리에 제공될 수 있다.
제2 외측 가이드부(832)는 상부 플레이트(831)를 기준으로 아래로 절곡되는 제1면(832a)과, 제1 면(832a)의 하부에서 외측으로 절곡되는 제2 면(832b)을 포함할 수 있다. 따라서 정면에서 바라보았을 때 제2 외측 가이드부(832)는 'ㄴ'형상일 수 있다.
제2 외측 가이드부(832)의 제2 면(832b)은 제1 슬라이드 서포터(820)의 가이드 슬릿(821)에 삽입되고, 가이드 슬릿(821)을 따라 안내되어 전후방향으로 이동한다. 여기서, 이동의 의미는 상대적인 것임은 전술한 바와 같다.
그리고 슬라이드부재(830)는 하나의 판 부재를 절개 및 절곡하여 제작하는 방법을 이용함으로써 생산비용을 절감할 수 있다. 예를 들어, 슬라이드부재(830)의 양 측부를 아래로 절곡하여 제 1면(832a)을 형성하고, 제 1면(832a)의 하부 일부를 외측으로 절곡하여 제 2면(832b)을 형성할 수 있다. 그리고 슬라이드부재(830)의 내측 일부를 절개하여 아래로 절곡함으로써 멈춤부재(831a)를 형성할 수 있다. 멈춤부재(831a)는 베이스(810)의 하부 플레이트(811)에서 위로 돌출된 부분에 걸리면서 슬라이드부재(830)의 이동 범위를 제한할 수 있다.
한편, 슬라이드유닛(800)은 슬라이드부재(830)를 이동하기 위한 구성 외에 슬라이드부재(830)를 목표 위치에 고정할 수 있는 멈춤유닛(미도시)을 추가로 구비할 수 있다. 예를 들어, 멈춤유닛은 슬라이드부재(830)의 하면에 전후 방향으로 일정 간격으로 배열되는 홈들과, 베이스(810)의 개구(813)를 통해 진입하여 상기 홈들 중 어느 하나에 삽입되는 멈춤돌기로 구성될 수 있다. 구체적으로 사용자가 버튼 등을 동작하면 멈춤돌기가 홈으로부터 해제되어 슬라이드부재(830)의 이동이 허용되고, 사용자가 버튼을 해제하면 멈출돌기가 대응하는 위치의 홈에 끼워져 슬라이드부재(830)의 이동을 구속할 수 있다. 이러한 구조는 위의 기술내용을 통해 통상의 기술자가 어렵지 않게 구성할 수 있는 것으로 상세한 도시를 설명하기로 한다.
다음으로, 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 내측 가이드부(840, 851)에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(500)는 작고 가볍게 제공될 것이 요구된다. 이에 따라 슬라이드유닛(800)의 전후방향 폭 길이는 제한되고, 한정된 크기의 베이스(810)를 따라 이동하는 슬라이드부재(830)의 전후방향 길이는 더 짧아질 수밖에 없다. 그리고 슬라이드부재(830)의 전후방향 길이가 짧아질수록 슬라이드부재(830)가 이동할 수 있는 스트로크는 길어질 수 있다. 스트로크가 길어지면 조절할 수 있는 ER 거리 마진(margin)이 증가되는 이점이 있다.
그러나 장치를 작게 하면서도 일정 거리 이상의 스트로크를 유지하기 위해 슬라이드부재(830)의 전후방향 길이를 짧게 하면, 제2 외측 가이드부(832)가 제1 외측 가이드부(812)에 지지되는 면적이 줄어들게 된다. 즉, 슬라이드부재(830)가 베이스(810)에 지지되는 면적이 줄어들게 되어 슬라이드유닛(800)의 견고성이 낮아진다. 이러한 이유로 상대적으로 무거운 무게를 가지는 디스플레이유닛(700)이 흔들리는 문제가 발생할 수 있고, 외측 가이드부(812, 832)에 하중이 집중되어 내구 신뢰성이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
상술한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(500)는 외측 가이드부(812, 832)에 부가하여 내측 가이드부(840, 851)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
베이스(810)는 외측에서 슬라이드부재(830)의 이동을 가이드하는 제1 외측 가이드부(812)와, 내측에서 슬라이드부재(830)의 이동을 가이드하는 제1 내측 가이드부(840)를 포함할 수 있다. 이처럼 이중 구조의 가이드부를 마련함으로써 가이드부에 가해지는 하중을 줄일 수 있다.
구체적으로, 제1 내측 가이드부(840)는 하부 플레이트(811) 내측 중앙부에서 위로 절곡되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.
제1 내측 가이드부(840)는 하부 플레이트(811)를 기준으로 위로 절곡되는 제1면(840a)과 제1 면(840a)의 상부에서 외측으로 절곡되는 제2면(840b)을 포함할 수 있다. 따라서 정면에서 바라보았을 때, 제1 내측 가이드부(840)는 'ㄱ'형상일 수 있다.
그리고 베이스(810)는 하나의 판 부재를 절개 및 절곡하여 제작하는 방법을 이용함으로써 생산비용을 절감할 수 있다. 예를 들어, 베이스(810)의 내측을 전후방향으로 절개하고, 절개된 양 측부를 위로 절곡하여 제 1면(840a)을 형성하고, 제 1면(840a)의 상부 일부를 외측으로 절곡하여 제 2면(840b)을 형성할 수 있다. 그리고 베이스(810)의 중앙부에는 개구(813)가 형성될 수 있다. 개구(813)를 형성함으로써 무게를 절감할 수 있고, 개구(813)를 통해 슬라이드부재(830)를 고정할 수 있는 고정유닛 또는 케이블과 커넥터 등이 통과할 수 있다.
그리고 베이스(810)의 내측 일부를 절개하여 위로 절곡함으로써 멈춤부재(811a)를 형성할 수 있다. 멈춤부재(811a)는 슬라이드부재(830)의 상부 플레이트(831)에서 아래로 돌출된 부분에 걸리면서 슬라이드부재(830)의 이동 범위를 제한할 수 있다.
슬라이드부재(830)는 외측에서 베이스(810)의 제1 외측 가이드부(812)에 가이드되어 이동하는 제2 외측 가이드부(832)와, 내측에서 베이스(810)의 제1 내측 가이드부(840)에 가이드되어 이동하는 제2 내측 가이드부(851)를 포함할 수 있다. 제2 내측 가이드부(851)는 베이스(810)의 한 쌍의 제1 내측 가이드부(840)에 각각 안내되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.
도 11은 제1 실시예에 따른 내측 가이드부를 나타내는 정면도이다.
도 11을 참조하면, 제2 내측 가이드부(851)를 형성하기 위해 슬라이드부재(830)와 별도로 내측 가이드부재(850)를 구비할 수 있다.
내측 가이드부재(850)는 슬라이드부재(830)의 상부 플레이트(831) 하면에 결합될 수 있다. 내측 가이드부재(850)와 슬라이드부재(830)의 결합은 볼트 또는 핀 결합 이외에도 다양한 결합방법이 사용될 수 있다. 그리고 내측 가이드부재(850)는 마찰계수가 작은 소재로 마련되거나 마찰계수의 저감을 위해 표면이 코팅될 수 있다.
그리고 내측 가이드부재(850)의 양 측부에는 한 쌍의 제2 내측 가이드부(851)가 마련될 수 있다. 제2 내측 가이드부(851)는 슬라이드부재(830)의 이동방향으로 연장되어 마련된다.
제2 내측 가이드부(851)는 내측 가이드부재(850)를 기준으로 아래로 절곡되는 제1 면(851a)과 제1면(851)의 하부에서 내측으로 절곡되는 제2면(851b)을 포함할 수 있다. 따라서 정면에서 바라보았을 때, 제2 내측 가이드부(851)는 'ㄷ'형상일 수 있다.
그리고 제2 내측 가이드부(851)는 상부면과 제1 면(851a), 그리고 제2 면(851b)으로 둘러싸이고, 내측 가이드부재(850)의 전후방향으로 연장되는 가이드 슬릿(852)이 형성될 수 있다.
제1 내측 가이드부(840)의 제2 면(840b)은 제2 내측 가이드부(851)의 가이드 슬릿(852)에 삽입되고, 가이드 슬릿(841)을 따라 안내되어 전후방향으로 이동한다. 여기서, 이동의 의미는 상대적인 것임은 전술한 바와 같다.
그리고 내측 가이드부재(850)의 내측 일부를 절개하여 아래로 절곡함으로써 멈춤부재(853)를 형성할 수 있다. 멈춤부재(853)는 베이스(810)의 하부 플레이트(811)에서 위로 돌출된 부분에 걸리면서 내측 가이드부재(850)의 이동 범위를 제한할 수 있다.
도 12는 제2 실시예에 따른 내측 가이드부를 나타내는 정면도이다.
도 12를 참조하면, 내측 가이드부재(도 11의 850 참조)는 슬라이드부재(830)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 제2 내측 가이드부(851-1)는 상부 플레이트(831)에서 연장되어 형성될 수 있다. 그리고 제2 내측 가이드부(851-1)는 슬라이드부재(830)의 이동방향으로 연장되어 마련된다.
예를 들어, 슬라이드부재(830)의 내측을 전후방향으로 절개하고, 절개된 양 측부를 아래로 절곡하여 제2 내측 가이드부(851-1)의 제1 면(851a)을 형성하고, 제1 면(851a)의 하부 일부를 내측으로 절곡하여 제2 면(851b)을 형성할 수 있다. 그리고 슬라이드부재(830)의 중앙부에는 개구가 형성될 수 있다.
제2 내측 가이드부(851-1)는 제1 내측 가이드부(840)를 안내하는 기능을 효과적으로 수행하기 위해 제2 슬라이드 서포터(860)를 포함할 수 있다.
제2 슬라이드 서포터(860)는 제2 내측 가이드부(851-1)의 길이 방향을 따라서 연장되는 블록 형태일 수 있다. 그리고 슬라이드부재(830)의 상부 플레이트(831), 제1 면(851a), 그리고 제2 면(851b)으로 둘러싸이는 공간에는 제2 슬라이드 서포터(860)가 삽입될 수 있다.
그리고 제2 슬라이드 서포터(860)는 내측에 제1 내측 가이드부(840)를 안내하는 가이드 슬릿(861)이 형성될 수 있다. 가이드 슬릿(861)은 슬라이드부재(830)의 길이 방향)으로 연장될 수 있다. 그리고 제2 슬라이드 서포터(860)의 전방 단부와 후방 단부는 플랜지 형상(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 슬라이드 서포터(860)의 양 단부 사이에 제2 내측 가이드부(851-1)가 들어맞도록 설계되어 제2 슬라이드 서포터(860)가 제2 내측 가이드부(851-1)에 고정될 수 있다.
제1 내측 가이드부(840)의 제2 면(840b)은 제2 슬라이드 서포터(860)의 가이드 슬릿(861)에 삽입되고, 가이드 슬릿(861)을 따라 안내되어 전후방향으로 이동한다. 여기서, 이동의 의미는 상대적인 것임은 전술한 바와 같다.
그리고 제2 슬라이드 서포터(860)는 마찰계수가 작은 소재로 마련되거나 마찰계수의 저감을 위해 표면이 코팅될 수 있다.
도 13은 제3 실시예에 따른 내측 가이드부를 나타내는 정면도이다.
도 13을 참조하면, 제1 내측 가이드부(840-1)는 하부 플레이트(811) 내측 중앙부에서 위로 절곡되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.
제1 내측 가이드부(840-1)는 하부 플레이트(811)를 기준으로 위로 절곡되고, 이동방향으로 연장되는 돌기를 포함할 수 있다. 따라서 정면에서 바라보았을 때, 제1 내측 가이드부(840-1)는 'ㅣ'형상일 수 있다.
그리고 베이스(810)는 하나의 판 부재를 절개 및 절곡하여 제작하는 방법을 이용함으로써 생산비용을 절감할 수 있다. 예를 들어, 베이스(810)의 내측을 전후방향으로 절개하고, 절개된 양 측부를 위로 절곡하여 제 1내측 가이드부(840-1)을 형성할 수 있다. 그리고 베이스(810)의 중앙부에는 개구(813)가 형성될 수 있다. 개구(813)를 형성함으로써 무게를 절감할 수 있고, 개구(813)를 통해 슬라이드부재(830)를 고정할 수 있는 고정유닛 또는 케이블과 커넥터 등이 통과할 수 있다.
그리고 베이스(810)의 내측 일부를 절개하여 위로 절곡함으로써 멈춤부재(811a)를 형성할 수 있다. 멈춤부재(811a)는 슬라이드부재(830)의 상부 플레이트(831)에서 아래로 돌출된 부분에 걸리면서 슬라이드부재(830)의 이동 범위를 제한할 수 있다.
제2 내측 가이드부(851-2)는 상부 플레이트(831) 하면에 마련될 수 있다. 제2 내측 가이드부(851-2)는 슬라이드부재(830)와 별도로 마련되어 결합되거나, 일체로 마련될 수 있다.
그리고 제2 내측 가이드부(851-2)는 이동방향 중심축을 기준으로 대향하는 위치에 한 쌍으로 마련될 수 있다. 그리고 제2 내측 가이드부(851-2)는 슬라이드부재(830)의 이동방향으로 연장되어 마련된다.
또한, 제2 내측 가이드부(851-2)의 저면에는 전후방향으로 연장되는 가이드 슬릿(852-1)이 형성될 수 있다.
제1 내측 가이드부(840-1)는 제2 내측 가이드부(851-2)의 가이드 슬릿(852-1)에 삽입되고, 가이드 슬릿(852-1)을 따라 안내되어 전후방향으로 이동한다. 여기서, 이동의 의미는 상대적인 것임은 전술한 바와 같다.
그리고 내측 가이드부재(850)의 내측 일부를 절개하여 아래로 절곡함으로써 멈춤부재(853)를 형성할 수 있다. 멈춤부재(853)는 베이스(810)의 하부 플레이트(811)에서 위로 돌출된 부분에 걸리면서 내측 가이드부재(850)의 이동 범위를 제한할 수 있다.
다음으로 도 14 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 외측 가이드의 변형예들을 설명하기로 한다.
앞에서 슬라이드부재(830)의 전후방향 길이를 짧게 하면서도 가이드부의 지지 면적을 향상시킬 수 있는 기술이 필요함을 설명한 바 있다. 도 11 내지 도 13에서는 내측 가이드부(840, 851)를 부가함으로써 목적을 달성하는 기술을 설명하였고, 이하 도 14 내지 도 17에서는 외측 가이드부(812, 832)의 형상을 변경하여 목적을 달성하는 기술을 설명하기로 한다.
도 14과 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 가이드부(812-1, 832-1)는 양 측에 각각 마련되는 제1 외측 가이드부(812-1)들 중 어느 하나 이상은 제2 외측 가이드부(832-1)의 제2 면(832b)이 제1 외측 가이드부(812-1)를 관통하고, 이후 제1 외측 가이드부(812-1)의 측면을 지지하도록 연장되어 제3 면(832c)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 제1 슬라이드 서포터(820)의 가이드 슬릿(821-1)은 제1 슬라이드 서포터(820)의 측면을 관통하는 관통슬릿으로 형성되고, 슬라이드 서포터(820)를 둘러싸는 제1 외측 가이드부(812-1)의 제1 면(812a)에서 가이드 슬릿(821-1)에 대응되는 부분 역시 관통슬릿이 형성된다. 즉, 제2 외측 가이드부(832-1)에서 측방으로 연장 돌출되는 제2 면(832b)은 슬라이드 서포터(820)와 제1 외측 가이드부(812-1)의 제1 면(812a)을 관통하고, 이후 수직 방향으로 연장되어 제1 외측 가이드부(812-1)의 제1 면(812a)을 지지하는 제3면(832c)을 형성한다.
그리고 제3 면(832c)은 위로 연장되거나 아래로 연장될 수 있고, 도면에 도시된 바와 같이 위와 아래로 모두 연장될 수도 있다.
이와 같이, 제1 외측 가이드부(812-1)와 제2 외측 가이드부(832-1)가 접촉하는 면적이 증가하게 되어 지지하중을 낮추고 보다 안정적이고 견고하게 디스플레이유닛(700)을 지지할 수 있다.
한편, 앞에서 설명한 내측 가이드부(840, 851)와 함께 외측 가이드부(812. 832)의 형상을 변경하여 효과를 더 증대시킬 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 외측 가이드부(812-1, 832-2)는 양 측에 각각 마련되는 제1 외측 가이드부(812-1)들 중 어느 하나 이상은 제2 외측 가이드부(832-1)의 제2 면(832b)이 제1 외측 가이드부(812-1)를 관통하고, 이후 제1 외측 가이드부(812-1)의 측면과 상면 및/또는 저면을 지지하도록 연장되어 제3 면(832c)과 제4면(832d)을 형성할 수 있다.
제2 외측 가이드부(832-1)에서 측방으로 연장 돌출되는 제2 면(832b)은 슬라이드 서포터(820)와 제1 외측 가이드부(812-1)의 제1 면(812a)을 관통하고, 이후 수직 방향으로 연장되어 제1 외측 가이드부(812-1)의 제1 면(812a)을 지지하는 제3면(832c)을 형성한다. 그리고 제3면(832c)에서 수직 방향으로 연장되어 제1 외측 가이드부(812-1)의 제2 면(812b)을 지지하는 제4 면(832d)을 형성한다.
그리고 제4 면(832d)은 제1 외측 가이드부(812-1)의 상부면을 따라 연장되거나 하부면을 따라 연장될 수 있고, 도면에 도시된 바와 같이 상부면과 하부면을 따라 모두 연장될 수도 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외측 가이드부(812-1, 832-3)는 양 측에 각각 마련되는 제1 외측 가이드부(812-1)들 중 어느 하나 이상은 제2 외측 가이드부(832-1)의 제2 면(832b)이 제1 외측 가이드부(812-1)를 관통하고, 이후 제1 외측 가이드부(812-1)의 측면을 지지하도록 연장되어 제3 면(832c)을 형성하고, 베이스(810)의 하부플레이트(811) 등의 수평 구조물을 지지하도록 연장되어 제5면(832d)을 형성할 수 있다.
제2 외측 가이드부(832-1)에서 측방으로 연장 돌출되는 제2 면(832b)은 슬라이드 서포터(820)와 제1 외측 가이드부(812-1)의 제1 면(812a)을 관통하고, 이후 아래로 수직 방향으로 연장되어 제1 외측 가이드부(812-1)의 제1 면(812a)을 지지하는 제3면(832c)을 형성한다. 그리고 제3면(832c)에서 외측 방향으로 수직 방향으로 연장되어 제5 면(832e)을 형성한다.
제5 면(832e)은 베이스(810)와 평행한 방향으로 연장되고, 베이스(810)의 하부 플레이트(811) 또는 이에 평행한 다른 구조물을 지지할 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
[도면부호]
100: 전자 디바이스(HMD), 110: 통신부,
120: 카메라, 130: 입력부,
140: 센싱부, 150: 디스플레이부,
160: 인터페이스부, 170: 제어부,
200: 컨트롤러, 300: 위치추적장치,
400: 외부장치, 500: HMD 장치,
600: 지지유닛, 700: 디스플레이유닛,
800: 슬라이드유닛, 810: 베이스,
811: 하부 플레이트, 811a: 멈춤부재,
812: 제1 외측 가이드부, 812a: 제1 면,
812b: 제2 면, 813: 개구,
820: 제1 슬라이드 서포터, 821: 가이드 슬릿,
822: 플랜지, 830: 슬라이드부재,
831: 상부 플레이트, 831a: 멈춤부재,
832: 제2 외측 가이드부, 832a: 제1 면,
832b: 제2 면, 832c: 제3 면,
832d: 제 4면, 832e: 제 5면,
840: 제1 내측 가이드부, 840a: 제1 면,
840b: 제 2면, 850: 내측 가이드부재,
851: 제2 내측 가이드부, 851a: 제1 면,
851b: 제 2면, 852: 가이드 슬릿,
853: 멈춤부재, 860: 제2 슬라이드 서포터,
861: 가이드 슬릿.

Claims (19)

  1. 지지유닛;
    상기 지지유닛에 연결되고, 영상을 표시하는 디스플레이유닛; 및
    상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛을 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드유닛을 포함하고,
    상기 슬라이드유닛은,
    상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛 중 어느 하나에 결합되는 베이스와,
    상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛 중 다른 하나에 결합되고, 상기 베이스에 대해 상대적으로 일 방향으로 진퇴하는 슬라이드부재를 포함하고,
    상기 베이스는,
    제1 외측 가이드부와 이동방향 중심축을 기준으로 상기 제1 외측 가이드부 보다 내측에 위치하는 제1 내측 가이드부를 구비하고,
    상기 슬라이드부재는,
    상기 제1 외측 가이드부에 이동 가능하게 결합되는 제2 외측 가이드부와,
    상기 제1 내측 가이드부에 이동 가능하게 결합되는 제2 내측 가이드부를 구비하는 전자 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 외측 가이드부와 상기 제2 외측 가이드부는 제1 가이드돌기와 상기 제1 가이드돌기의 이동방향으로 연장되는 제1 슬릿의 결합으로 마련되고,
    상기 제1 내측 가이드부와 상기 제2 내측 가이드부는 제2 가이드돌기와 상기 제2 가이드돌기의 이동방향으로 연장되는 제2 슬릿의 결합으로 마련되는 전자 디바이스.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 슬라이드부재는 슬라이드 플레이트와, 상기 베이스를 마주보는 상기 슬라이드 플레이트의 일 면에 마련되는 내측 가이드부재를 포함하고,
    상기 제2 외측 가이드부는 상기 슬라이드 플레이트의 상기 이동방향에 평행한 측부 모서리의 외측에 마련되고,
    상기 제2 내측 가이드부는 상기 내측 가이드부재의 상기 이동방향에 평행한 측부 모서리의 내측에 마련되는 전자 디바이스.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 내측 가이드부재는 상기 슬라이드 플레이트의 일 면에 결합되고,
    상기 제2 내측 가이드부는 상기 베이스를 마주보는 상기 내측 가이드부재의 일 면에 돌출되는 전자 디바이스.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 내측 가이드부재는 상기 슬라이드 플레이트에 일체로 형성되고,
    상기 제2 내측 가이드부는 상기 베이스를 마주보는 상기 슬라이드 플레이트의 일 면에 돌출되는 전자 디바이스.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 내측 가이드부는, 상기 이동방향으로 연장되고 상기 제1 내측 가이드부의 일부가 이동 가능하게 삽입되는 슬릿이 형성되는 슬라이드 서포터를 포함하는 전자 디바이스.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 내측 가이드부는 상기 이동방향으로 연장되고 내측을 바라보도록 개구되는 슬릿이 형성되고,
    상기 제1 내측 가이드부는 외측을 향해 돌출되는 가이드돌기를 포함하고,
    상기 가이드돌기는 상기 슬릿에 이동 가능하게 결합되는 전자 디바이스.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 내측 가이드부재는 상기 베이스를 마주보는 일 면에 돌출되는 멈춤부재를 더 포함하고,
    상기 멈춤부재는 상기 베이스의 돌출 부위에 간섭되어 상기 슬라이드부재의 이동 범위를 제한하는 전자 디바이스.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 내측 가이드부는 상기 이동방향으로 연장되고 상기 베이스를 마주보도록 개구되는 슬릿이 형성되고,
    상기 제1 내측 가이드부는 상기 슬라이드부재를 향해 돌출되는 가이드돌기를 포함하고,
    상기 가이드돌기는 상기 슬릿에 이동 가능하게 결합되는 전자 디바이스.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 외측 가이드부는 상기 베이스의 일 측면부가 상기 이동방향에 평행하게 절곡되어 형성되고,
    상기 제1 내측 가이드부는 상기 베이스의 내측에 형성되는 개구의 주변부가 상기 이동방향에 평행하게 절곡되어 형성되는 전자 디바이스.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 외측 가이드부와 상기 제2 외측 가이드부는 가이드돌기와 상기 가이드돌기의 이동방향으로 연장되는 슬릿의 결합으로 마련되고,
    상기 슬릿은 상기 가이드돌기가 상기 제1 외측 가이드부를 관통하도록 마련되는 전자 디바이스.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 가이드돌기는 단부에 상기 제1 외측 가이드부의 외측면을 지지하는 가이드 지지부가 마련되는 전자 디바이스.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 가이드 지지부는 상기 이동방향에 직교하는 방향으로 연장되어 상기 제1 외측 가이드부의 외측면을 지지하는 제1 지지면을 구비하는 전자 디바이스.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 가이드 지지부는 상기 제1 지지면의 단부에서 상기 제1 외측 가이드부의 일 면을 따라 절곡되는 제2 지지면을 더 구비하는 전자 디바이스.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 지지면은 상기 베이스를 향해 연장되고,
    상기 가이드 지지부는 상기 제1 지지면의 단부에서 상기 베이스와 평행한 외측 방향으로 절곡되는 제3 지지면을 더 구비하는 전자 디바이스.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 지지유닛은 사용자의 머리 또는 얼굴 부위에 지지되고,
    상기 디스플레이유닛은 상기 사용자의 눈 앞에 위치하여 영상을 표시하는 디스플레이부를 포함하며,
    HMD(Head Mounted Display)로 마련되는 전자 디바이스.
  17. 제16 항에 있어서,
    사용자의 안구에 관한 정보 또는 안경 착용여부에 관한 정보를 인식하는 센서와,
    상기 센서의 정보를 통해 상기 디스플레이부와 안구 사이의 거리를 제어하는 제어부와,
    상기 제어부의 신호에 따라 상기 슬라이드유닛을 동작하는 슬라이드 구동부를 더 포함하는 전자 디바이스.
  18. 제16 항에 있어서,
    사용자로부터 안경착용 여부에 대한 정보를 입력받는 입력부와,
    상기 입력부에 입력된 정보가 안경착용에 관한 정보인 경우에는 상기 디스플레이부와 안구 사이의 거리가 제1 거리가 되도록 동작하고, 안경미착용에 관한 정보인 경우에는 상기 디스플레이부와 안구 사이의 거리를 상기 제1 거리보다 작은 제2 거리가 되도록 상기 슬라이드유닛을 동작하는 슬라이드 구동부를 더 포함하는 전자 디바이스.
  19. 지지유닛;
    상기 지지유닛에 연결되고, 영상을 표시하는 디스플레이유닛; 및
    상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛을 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드유닛을 포함하고,
    상기 슬라이드유닛은,
    상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛 중 어느 하나에 결합되는 베이스와,
    상기 지지유닛과 상기 디스플레이유닛 중 다른 하나에 결합되고, 상기 베이스의 일 면에 배치되고, 상기 베이스에 대해 상대적으로 일 방향으로 진퇴하는 슬라이드부재를 포함하고,
    상기 베이스는,
    상기 슬라이드부재의 이동방향으로 연장되고, 제1 가이드부가 내측을 향하여 제공되는 제1 외측 가이드부와,
    상기 슬라이드부재를 마주보는 일 면에 마련되고, 상기 이동방향 중심축을 기준으로 상기 제1 외측 가이드부 보다 내측에 위치하고, 상기 이동방향으로 연장되고, 제2 가이드부가 외측을 향하여 제공되는 제1 내측 가이드부를 포함하고,
    상기 슬라이드부재는,
    상기 제1 가이드부에 이동 가능하게 결합되는 제3 가이드부가 외측을 향하여 제공되는 제2 외측 가이드부와,
    상기 베이스를 마주보는 일 면에 마련되고, 상기 이동방향 중심축을 기준으로 상기 제2 외측 가이드부 보다 내측에 위치하고, 상기 제2 가이드부에 이동 가능하게 결합되는 제4 가이드부가 외측을 향하여 제공되는 제2 내측 가이드부를 포함하는 전자 디바이스.
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