애플 글래스 도면과 내용 요약

헤드 장착형 디바이스는 사용자에 의해 요구되는 결과를 달성하기 위해 다양한 상이한 컴포넌트 및 기능을 제공 하는 모듈형 시스템으로서 형성될 수 있다.

 

모듈형 구성은 사용자가 하나 이상의 아암 모듈을 갖는 헤드 장착형 디바이스를 쉽게 맞춤화하여, 헤드 장착형 디바이스의 프레임 모듈의 다른 동작과 통합되는 특징부를 제공하도록 허용한다. 아암 모듈은 서로 쉽게 교환되어, 상이한 시간에 상이한 컴포넌트 및 기능을 제공할 수 있다.

 

따라서, 헤드 장착형 디바이스의 프레임 모듈은 추후에 사용자에 의해 요구될 모든 기능을 제공하는 영구적인 컴포넌 트를 포함할 필요가 없다.

 

대신에, 헤드 장착형 디바이스는, 하나 이상의 아암 모듈의 사용에 의해, 확장되고 맞춤화가능한 능력을 가질 수 있다.

 

 

기 술 분 야

 

본 출원은, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는, 2018년 12월 19일자로 출원된, 발명의 명칭이 "MODULAR SYSTEM FOR HEAD-MOUNTED DEVICE"인 미국 가출원 제62/782,260호의 이익을 주장한다.

 

기술분야

 

본 설명은, 대체적으로, 헤드 장착형 디바이스(head-mounted device)에 관한 것으로, 더 상세하게는, 헤드 장착 형 디바이스를 위한 모듈형 구성에 관한 것이다

 

 

배 경 기 술

헤드 장착형 디바이스는 사용자의 시야 내에 시각적 정보를 디스플레이하기 위해 사용자에 의해 착용될 수 있다. 헤드 장착형 디바이스는 가상 현실(virtual reality, VR) 시스템, 증강 현실(augmented reality, AR) 시스템, 및/또는 혼합 현실(mixed reality, MR) 시스템으로서 사용될 수 있다.

 

사용자는 디스플레이 상에 제공 되는 시각적 정보와 같은, 헤드 장착형 디바이스에 의해 제공되는 출력을 관찰할 수 있다. 디스플레이는, 선택 적으로, 사용자가 헤드 장착형 디바이스 외측의 환경을 관찰하도록 허용할 수 있다.

 

헤드 장착형 디바이스에 의해 제공되는 다른 출력은 오디오 출력 및/또는 햅틱 피드백(haptic feedback)을 포함할 수 있다. 사용자는 헤드 장착형 디바이스의 하나 이상의 컴포넌트에 의한 프로세싱을 위한 입력을 제공함으로써 헤드 장착형 디바 이스와 추가로 상호작용할 수 있다.

 

예를 들어, 사용자는 디바이스가 사용자의 머리에 장착되는 동안 촉각 입 력, 음성 커맨드, 및 다른 입력을 제공할 수 있다.

 

 

 

구체적인내용

아래에 제시되는 상세한 설명은 본 기술의 다양한 구성들에 대한 설명으로 의도되며 본 기술이 실시될 수 있는 유일한 구성들을 나타내는 것으로 의도되지 않는다.

 

첨부된 도면들은 본 명세서에 포함되고, 상세한 설명의 일 부를 구성한다. 상세한 설명은 본 기술의 완전한 이해를 제공하는 목적을 위한 특정 상세사항들을 포함한다.

 

그러나, 본 기술이 본 명세서에 기재된 특정 상세사항들에 제한되지 않고, 이러한 특정 상세사항들 없이 실시될 수 있음이 당업자들에게 분명하고 명백할 것이다. 일부 예들에서, 본 기술의 개념들을 모호하게 하는 것을 회 피하기 위해, 널리 공지된 구조체들 및 컴포넌트들은 블록도 형태로 도시된다.

 

헤드 장착형 디스플레이, 헤드셋(headset), 바이저(visor), 스마트글래스(smartglasses), 헤드업 디스플레이 (head-up display) 등과 같은 헤드 장착형 디바이스는 제조된 대로의 웨어러블 디바이스(wearable device)에 포 함된 컴포넌트(예컨대, 센서, 회로부, 및 다른 하드웨어)에 의해 결정되는 다양한 기능을 수행할 수 있다.

 

그러나, 공간, 비용, 및 다른 고려사항이 원하는 기능을 제공할 수 있는 모든 컴포넌트를 제공하는 능력을 제한할 수 있다. 예를 들어, 상이한 사용자는 주어진 헤드 장착형 디바이스에 의해 제공되는 컴포넌트 및 기능에 관하 여 상이한 선호도를 가질 수 있다. 일부 사용자는 고해상도 디스플레이 및 긴 배터리 수명과 같은 소정 능력을 원할 수 있는 한편, 다른 사용자는 더 작은 폼 팩터(form factor)와 같은 다른 능력을 원할 수 있다.

 

게다가, 주어진 사용자는 상이한 시간에 상이한 기능을 원할 수 있다. 예를 들어, 주어진 사용자는 집에서 고해상도 디 스플레이를 원할 수 있고, 집 밖에 있을 때 긴 배터리 수명을 원할 수 있다.

 

 

원하는 컴포넌트 및 기능의 다양성을 고려할 때, 사용자의 요구에 따라 사용자 경험을 맞춤화하기 위해 사용자 가 헤드 장착형 디바이스의 컴포넌트 및 기능을 수정하도록 허용하는 것이 유익할 것이다. 본 개시내용의 헤드 장착형 디바이스는 사용자의 요구에 따른 사용자에 의한 맞춤화, 적응성, 및 수정을 용이하게 한다.

 

본 개시내용의 시스템은 사용자에 의해 요구되는 결과를 달성하기 위해 다양한 상이한 컴포넌트 및 기능을 제공 하는 교환가능한 모듈을 갖는 헤드 장착형 디바이스를 제공할 수 있다. 모듈형 구성은 사용자가 하나 이상의 아암 모듈을 갖는 헤드 장착형 디바이스를 쉽게 맞춤화하여, 헤드 장착형 디바이스의 프레임 모듈의 다른 동작 과 통합되는 특징부를 제공하도록 허용한다.

 

아암 모듈은 서로 쉽게 교환되어, 상이한 시간에 상이한 컴포넌트 및 기능을 제공할 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 프레임 모듈은 추후에 사용자에 의해 요구될 모든 기능을 제공하는 영구적인 컴포넌트를 포함할 필요가 없다.

 

대신에, 헤드 장착형 디바이스는, 하나 이상의 아암 모듈 의 사용에 의해, 확장되고 맞춤화가능한 능력을 가질 수 있다.

이들 및 다른 실시예가 도 1 내지 도 18을 참조하여 아래에서 논의된다. 그러나, 당업자들은 이러한 도면들에 대하여 본 명세서에서 제공되는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용이 단지 설명의 목적들을 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 용이하게 인식할 것이다.

 

 

예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 헤드 장착형 디바이스(10)는 하나 이상의 아암 모 듈(200)을 이용하여 머리에 착용되는 프레임 모듈(100)을 포함한다. 프레임 모듈(100)은 사용자의 눈 앞에 위 치되어 사용자의 시야 내에 정보를 제공할 수 있다. 프레임 모듈(100)은 사용자의 코에 놓일 코 패드(106) 또 는 다른 특징부를 제공하는 프레임(102)을 포함할 수 있다. 프레임(102)은 하나 이상의 디스플레이 요소(104), 및 코 패드(106) 위에 있고 다수의 디스플레이 요소(104)를 연결하는 브리지(108)를 추가로 포함한다.

 

프레임(102)은, 프레임 모듈(100)의 주변 영역을 둘러쌀 뿐만 아니라 프레임 모듈(100)의 임의의 내부 컴포넌트 들을 이들의 조립된 위치에서 지지하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 프레임(102)은, 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 헤드 장착형 디바이스(10)에 대한 컴퓨팅 및 기능적 동작들을 제공하기 위해 다양한 내부 컴포넌트(예를 들어 집적 회로 칩, 프로세서, 메모리 디바이스 및 다른 회로부를 포함함)를 둘러싸고 지지할 수 있다.

 

디스플레이 요소(104)는 사용자에 의한 관찰을 위해 물리적 환경으로부터의 광을 투과시킬 수 있다. 그러한 디 스플레이 요소(104)는 광학 특성, 물리적 환경으로부터의 입사광에 기초한 시력 교정을 위한 그러한 렌즈를 포 함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 디스플레이 요소(104)는 사용자의 시야 내의 디스플레이로서 정보 를 제공할 수 있다. 그러한 정보는 물리적 환경의 뷰를 제외하고서 또는 물리적 환경에 더하여(예컨대, 그와 중첩되어) 제공될 수 있다.

 

물리적 환경은 사람들이 전자 시스템들의 도움없이 감지하고/하거나 그와 상호작용할 수 있는 물리적 세계를 지 칭한다. 물리적 공원과 같은 물리적 환경들은 물리적 물품들, 예컨대 물리적 나무들, 물리적 건물들, 및 물리 적 사람들을 포함한다. 사람들은, 예컨대 시각, 촉각, 청각, 미각, 및 후각을 통해, 물리적 환경을 직접 감지 하고/하거나 그와 상호작용할 수 있다.

 

대조적으로, 컴퓨터-생성 현실(computer-generated reality, CGR) 환경은 사람들이 전자 시스템을 통해 감지하고/하거나 그와 상호작용하는 완전히 또는 부분적으로 시뮬레이션된 환경을 지칭한다. CGR에서, 사람의 물리적 움직임들, 또는 이들의 표현들의 서브세트가 추적되고, 이에 응답하여, CGR 환경에서 시뮬레이션된 하나 이상의 가상 객체들의 하나 이상의 특성들이 적어도 하나의 물리 법칙에 따르는 방식으로 조정된다.

 

예를 들어, CGR 시스템은 사람이 고개를 돌리는 것을 검출할 수 있고, 이에 응답하여, 그 사람에게 제시되는 그래픽 콘텐츠 및 음장(acoustic field)을 물리적 환경에서 그러한 뷰들 및 소리들이 변화하는 방식과 유사한 방식으로 조정할 수 있다. 일부 상황들에서(예를 들어, 접근성 이유들 때문에), CGR 환경에서의 가상 객체(들)의 특성(들)에 대한 조정들은 물리적 움직임들의 표현들(예를 들어, 음성 커맨드들)에 응답하여 이루어질 수 있다.

 

사람은, 시각, 청각, 촉각, 미각, 및 후각을 포함하는 그들의 감각들 중 임의의 하나를 사용하여 CGR 객체를 감 지하고/하거나 그와 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 사람은 3D 공간에서의 포인트 오디오 소스들의 지각을 제 공하는 3D 또는 공간적 오디오 환경을 생성하는 오디오 객체들을 감지하고/하거나 그와 상호작용할 수 있다.

 

다른 예에서, 오디오 객체들은 오디오 투명성을 가능하게 할 수 있으며, 이는 선택적으로, 물리적 환경으로부터 의 주변 소리들을 컴퓨터-생성 오디오와 함께 또는 그것 없이 통합한다. 일부 CGR 환경들에서, 사람은 오디오 객체들만을 감지하고/하거나 그와 상호작용할 수 있다.

 

CGR의 예들은 가상 현실 및 혼합 현실을 포함한다.

 

가상 현실(VR) 환경은 하나 이상의 감각들에 대한 컴퓨터-생성 감각 입력들에 전적으로 기초하도록 설계된 시뮬 레이션된 환경을 지칭한다. VR 환경은 사람이 감지하고/하거나 그와 상호작용할 수 있는 복수의 가상 객체들을 포함한다. 예를 들어, 나무들, 빌딩들, 및 사람들을 표현하는 아바타들의 컴퓨터-생성 형상화가 가상 객체들의 예들이다. 사람은, 컴퓨터-생성 환경에서의 사람의 존재의 시뮬레이션을 통해 그리고/또는 컴퓨터-생성 환경에 서의 사람의 신체적 움직임들의 서브세트의 시뮬레이션을 통해 VR 환경에서 가상 객체들을 감지하고/하거나 그 와 상호작용할 수 있다.

 

 

컴퓨터-생성 감각 입력들에 전적으로 기초하도록 설계되는 VR 환경과는 대조적으로, 혼합 현실(MR) 환경은 컴퓨 터-생성 감각 입력들(예를 들어, 가상 객체들)을 포함하는 것에 부가하여, 물리적 환경으로부터의 감각 입력들, 또는 그들의 표현을 통합하도록 설계된 시뮬레이션된 환경을 지칭한다. 가상 연속체(virtuality continuum)에 서, 혼합 현실 환경은 한쪽의 완전히 물리적인 환경과 다른 쪽의 가상 현실 환경 사이의 임의의 곳에 있지만, 포함하지는 않는다.

 

일부 MR 환경들에서, 컴퓨터-생성 감각 입력들은 물리적 환경으로부터의 감각 입력들의 변화들에 응답할 수 있 다. 또한, MR 환경을 제시하기 위한 일부 전자 시스템들은 물리적 환경에 대한 위치 및/또는 배향을 추적하여 가상 객체들이 실제 객체들(즉, 물리적 환경으로부터의 물리적 물품들 또는 물리적 물품들의 표현들)과 상호작 용할 수 있게 할 수 있다.

 

예를 들어, 시스템은 움직임들을 고려하여 가상 나무가 물리적 땅에 대하여 고정되 어 있는 것처럼 보이도록 할 수 있다.

혼합 현실들의 예들은 증강 현실 및 증강 가상을 포함한다.

 

증강 현실(AR) 환경은 하나 이상의 가상 객체가 물리적 환경, 또는 그의 표현 위에 중첩되어 있는 시뮬레이션된 환경을 지칭한다. 예를 들어, AR 환경을 제시하기 위한 전자 시스템은 사람이 직접 물리적 환경을 볼 수 있는 투명 또는 반투명 디스플레이를 가질 수 있다.

 

 

시스템은 투명 또는 반투명 디스플레이 상에 가상 객체들을 제 시하도록 구성되어, 사람이, 시스템을 사용하여, 물리적 환경 위에 중첩된 가상 객체들을 지각하도록 할 수 있 다. 대안적으로, 시스템은 불투명 디스플레이, 및 물리적 환경의 표현들인 물리적 환경의 이미지들 또는 비디 오를 캡처하는 하나 이상의 이미징 센서들을 가질 수 있다.

 

시스템은 이미지들 또는 비디오를 가상 객체들과 합성하고, 합성물을 불투명 디스플레이 상에 제시한다. 사람은, 시스템을 사용하여, 물리적 환경의 이미지들 또는 비디오에 의해 물리적 환경을 간접적으로 보고, 물리적 환경 위에 중첩된 가상 객체들을 지각한다.

 

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 불투명 디스플레이 상에 보여지는 물리적 환경의 비디오는 "패스-스루(pass- through) 비디오"로 불리는데, 이는 시스템이 하나 이상의 이미지 센서(들)를 사용하여 물리적 환경의 이미지들 을 캡처하고, AR 환경을 불투명 디스플레이 상에 제시할 시에 이들 이미지들을 사용하는 것을 의미한다.

 

추가로 대안적으로, 시스템은 가상 객체들을 물리적 환경에, 예를 들어, 홀로그램으로서 또는 물리적 표면 상에 투 영하는 투영 시스템을 가질 수 있어서, 사람이 시스템을 사용하여 물리적 환경 위에 중첩된 가상 객체들을 지각 하게 한다.

증강 현실 환경은 또한 물리적 환경의 표현이 컴퓨터-생성 감각 정보에 의해 변환되는 시뮬레이션된 환경을 지칭한다.

 

예를 들어, 패스-스루 비디오를 제공할 시에, 시스템은 하나 이상의 센서 이미지들을 변환하여 이미징 센서들에 의해 캡처된 관점과 상이한 선택 관점(예를 들어, 시점)을 부과할 수 있다. 다른 예를 들어, 물리적 환경의 표현은 그것의 일부들을 그래픽적으로 수정(예컨대, 확대)함으로써 변환될 수 있고, 수정된 부분은 원래 캡처된 이미지들의 대표적인 버전일 수 있지만, 실사 버전은 아닐 수 있다. 추가적인 예로서, 물리적 환경의 표현은 그의 일부들을 그래픽적으로 제거하거나 또는 흐리게 함으로써 변환될 수 있다.

 

 

 

증강 가상(AV) 환경은 가상 또는 컴퓨터 생성 환경이 물리적 환경으로부터의 하나 이상의 감각 입력들을 통합하 는 시뮬레이션된 환경을 지칭한다. 감각 입력들은 물리적 환경의 하나 이상의 특성들의 표현들일 수 있다. 예 를 들어, AV 공원은 가상 나무들 및 가상 빌딩들을 가질 수 있지만, 사람들의 안면들은 물리적 사람들을 촬영한 이미지들로부터 실사처럼 재현될 수 있다.

 

다른 예로서, 가상 객체는 하나 이상의 이미징 센서들에 의해 이미 징되는 물리적 물품의 형상 또는 색상을 채용할 수 있다. 추가적인 예로서, 가상 객체는 물리적 환경에서 태양 의 위치에 부합하는 그림자들을 채용할 수 있다.

 

사람이 다양한 CGR 환경들을 감지하고/하거나 그와 상호작용할 수 있게 하는 많은 상이한 유형들의 전자 시스템 들이 존재한다. 예들은 헤드 장착형 시스템들, 투영 기반 시스템들, 헤드업 디스플레이(HUD)들, 디스플레이 능력이 통합된 차량 앞유리들, 디스플레이 능력이 통합된 창문들, 사람의 눈들에 배치되도록 설계된 렌즈들로서 형성된 디스플레이들(예를 들어, 콘택트 렌즈들과 유사함), 헤드폰들/이어폰들, 스피커 어레이들, 입력 시스템 들(예를 들어, 햅틱 피드백이 있거나 또는 없는 웨어러블 또는 핸드헬드 제어기들), 스마트폰들, 태블릿들, 및 데스크톱/랩톱 컴퓨터들을 포함한다. 헤드 장착형 시스템은 하나 이상의 스피커(들) 및 통합 불투명 디스플레 이를 가질 수 있다.

 

 

대안적으로, 헤드 장착형 시스템은 외부 불투명 디스플레이(예를 들어, 스마트폰)를 수용 하도록 구성될 수 있다. 헤드 장착형 시스템은 물리적 환경의 이미지들 또는 비디오를 캡처하기 위한 하나 이 상의 이미징 센서들, 및/또는 물리적 환경의 오디오를 캡처하기 위한 하나 이상의 마이크로폰들을 통합할 수 있 다. 헤드 장착형 시스템은 불투명 디스플레이보다는, 투명 또는 반투명 디스플레이를 가질 수 있다.

 

투명 또 는 반투명 디스플레이는 이미지들을 표현하는 광이 사람의 눈들로 지향되는 매체를 가질 수 있다. 디스플레이 는 디지털 광 프로젝션, OLED들, LED들, uLED들, 실리콘 액정 표시장치, 레이저 스캐닝 광원, 또는 이들 기술들 의 임의의 조합을 이용할 수 있다. 매체는 광학 도파관, 홀로그램 매체, 광학 조합기, 광학 반사기, 또는 이들 의 임의의 조합일 수 있다.

 

투명 또는 반투명 디스플레이는 선택적으로 불투명하게 되도록 구 성될 수 있다. 투영-기반 시스템들은 그래픽 이미지들을 사람의 망막 상에 투영하는 망막 투영 기술을 채용할 수 있다. 투영 시스템들은 또한 가상 객체들을 물리적 환경에, 예를 들어, 홀로그램으로서 또는 물리적 표면 상에 투영하도록 구성될 수 있다.

 

 

 

애플 아이패드 디스플레이 특허에 대한 설명