KR100267552B1

KR100267552B1 - 헤드 장착형 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR100267552B1
Application number: KR1019980003198A
Authority: KR
Inventors: 박태수; 김영식
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR19990069139A

Abstract

본 발명은 사용자의 전방에 외부광의 차단을 결정할 수 있는 액정셔터를 설치하여 시스템의 동작시 주위상황을 감시할 수 있도록 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치( Head Mounted display )에 관한 것으로서,

시스템 하우징의 양측면에 서로 대향되도록 설치되어 동일한 화상을 표시하는 제1,2 액정패널(LCD panel)과, 상기 제1,2 액정패널의 배면에 위치하여 광을 출사시키는 제1,2 배면조명(backlight)과, 상기 제1,2 액정패널을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 일부는 반사시키고 나머지 일부는 투과시키는 제1,2 하프미러(half mirror)와, 상기 제1,2 하프미러를 투과한 광을 다시 각 제1,2 하프미러의 방향으로 재반사시켜 상기 각 제1,2 하프미러에서 반사된 광이 사용자의 눈에 결상되도록 하는 양면 반사미러를 포함하되, 시스템 하우징에는 상기 제1,2 액정패널을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 상기 제1,2 하프미러에서 반사된 광이 진행하는 방향 즉, 사용자의 전방에 외부광의 차단을 결정할 수 있는 제1,2 액정셔터(LCD shutter)가 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

헤드 장착형 디스플레이 장치

본 발명은 헤드 장착형 디스플레이 장치( Head Mounted Display : HMD )에 관한 것으로서 특히, 화상정보의 시청도중 주변환경을 확인할 수 있도록 하우징의 구조를 개선한 헤드 장착형 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근, 디스플레이 소자의 소형화 추세에 따라 개인용 디스플레이 장치의 수요가 증가하고 있는데, 소형 화상표시소자에서 출력된 화상을 광학계를 이용하여 확대하고, 이에 따른 허상을 눈으로 보게 하면서 마치 일정한 거리에 대형의 스크린을 두고 화상을 보는 것과 동일한 효과를 주는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이러한 장치는 대부분 머리에 안경과 같은 방법으로 착용하는 형태를 갖고 있기 때문에 헤드 장착형 디스플레이 장치(이하 HMD라 함.) 라고 부른다.

도 1은 종래 기술에 의한 HMD의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 화상 기록매체로부터 재생된 화상을 표시하는 액정패널(LCD panel)(201)과, 상기 액정패널(201)의 후방에 배치되어 상기 액정패널(201)을 향하여 광을 출사시키는 배면조명(202)과, 상기 액정패널(201)을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 그 일부는 투과시키고 나머지 일부는 반사시켜 경로를 변경시키는 하프미러(half mirror)(203)와, 포물선 형태로 형성되어 상기 하프미러(203)에서 반사된 광을 평행광으로 변경시켜 상기 하프미러(203)의 방향으로 재반사시켜 상기 하프미러(203)에서 투과된 광이 사용자의 눈에 결상되도록 하는 반사형 오목거울(204)을 포함한다.

이때, 상기 도 1의 구성은 사용자의 한쪽 눈에 대응되어 영상을 전달하기 때문에 사용자의 두 눈에 대응되도록 하기 위해서는 두 개의 세트(set)가 있어야 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술의 HMD는, 상기 배면조명(202)에서 출사된 광이 액정패널(201)을 통과하면서 화상정보를 포함하고, 상기 화상정보를 포함하는 광은 상기 하프미러(203)에서 1차 반사되어 반사형 오목거울(204)로 진행하고, 상기 반사형 오목거울(204)에서 2차 반사되어 상기 하프미러(203)로 진행한다. 이때, 상기 하프미러(203)를 투과한 광이 사용자의 눈에 결상되어 사용자가 화상정보를 감상할 수 있도록 한다.

그러나, 상기의 구성을 갖는 종래의 기술은 상기 반사형 오목거울(204)에 의해 사용자의 전방이 차단되기 때문에 사용자가 이동하면서 시스템을 동작시키는 경우에는 주위의 상황을 감지할 수 있는 수단이 포함되어 있지 않아서 안전사고의 위험이 발생한다. 예를 들어 사용자가 도로 상에서 HMD를 착용하고 걸어가면서 영화감상을 하는 경우에 사용자는 전방 또는 주위의 상황을 알 수 없게 된다. 따라서, 주위의 차량 등이 근접해 오는 경우에 그에 따른 행동을 취할 수 없어서 사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 화상을 표시하는 액정패널을 시스템의 측면에 설치하고 사용자의 전방에는 외부광의 차단을 결정할 수 있는 액정셔터를 설치하여 시스템의 동작시 주위상황을 감시할 수 있도록 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 HMD의 일부를 나타내는 도면으로서, 반사형 오목 거울을 사용하는 경우의 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 HMD의 구성을 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 의한 액정셔터의 형상을 나타내는 도면.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

111,112 : 액정패널 121,122 : 배면조명

131,132 : 하프미러 140 : 양면 반사미러

151,152 : 액정셔터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 시스템 하우징의 양측면에 서로 대향되도록 설치되어 동일한 화상을 표시하는 제1,2 액정패널(LCD panel)과, 상기 제1,2 액정패널의 배면에 위치하여 광을 출사시키는 제1,2 배면조명(backlight)과, 상기 제1,2 액정패널을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 일부는 반사시키고 나머지 일부는 투과시키는 제1,2 하프미러(half mirror)와, 상기 제1,2 하프미러를 투과한 광을 다시 각 제1,2 하프미러의 방향으로 재반사시켜 상기 각 제1,2 하프미러에서 반사된 광이 사용자의 눈에 결상되도록 하는 양면 반사미러를 포함하는 헤드 장착형 디스플레이 장치에 있어서,

시스템 하우징에는 상기 제1,2 액정패널을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 상기 제1,2 하프미러에서 반사된 광이 진행하는 방향 즉, 사용자의 전방에 외부광의 차단을 결정할 수 있는 제1,2 액정셔터(LCD shutter)가 설치된 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 양면 반사미러는 포물선 형태의 전반사 미러가 배향되도록 결합되어 이루어지고; 상기 제1,2 액정셔터는 직사각형의 형태로 이루어지되, 화면이 형성되는 중앙부에는 블랙영역이 형성되고, 상기 블랙영역을 제외한 가장자리 부분은 외부의 사용자 입력에 따라 편광방향이 변경되어 외부광의 차단 또는 통과를 결정하는 셔터영역이 형성된다.

이하, 본 발명에 의한 헤드 장착형 디스플레이 장치(HMD)의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 HMD를 구성을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명은 시스템 하우징의 양측면에 서로 대향되도록 설치되어 동일한 화상을 표시하는 제1,2 액정패널(111,112)과, 상기 제1,2 액정패널(111,112)의 배면에 위치하여 광을 출사시키는 제1,2 배면조명(121,122)과, 상기 제1,2 액정패널(111,112)을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 일부는 반사시키고 나머지 일부는 투과시키는 제1,2 하프미러(131,132)와, 상기 제1,2 하프미러(131,132)를 투과한 광을 다시 각 제1,2 하프미러(131,132)의 방향으로 재반사시켜 상기 각 제1,2 하프미러(131,132)에서 반사된 광이 사용자의 눈에 결상되도록 하는 양면 반사미러(140)와, 상기 제1,2 액정패널(111,112)을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 상기 제1,2 하프미러(131,132)에서 반사된 광이 진행하는 방향 즉, 사용자의 전방에 설치되어 외부광의 차단을 결정하는 제1,2 액정셔터(151,152)를 포함한다.

이때, 상기 양면 반사미러(140)는 포물선 형태의 전반사 미러가 배향되도록 결합되어 이루어진다. 또한, 상기 제1,2 액정셔터(151,152)는 도 3에 도시된 바와 같이 직사각형의 형태로 이루어지되, 화면이 형성되는 중앙부에는 블랙영역(A)이 형성되고, 상기 블랙영역(A)을 제외한 가장자리 부분은 외부의 사용자 입력에 따라 편광방향이 변경되어 외부광의 차단 또는 통과를 결정하는 셔터영역(B)이 형성된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 HMD의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 각 배면조명(121,122)에서 출사된 광이 각 액정패널(111,112)을 통과하면서 화상정보를 포함하면, 상기 화상을 포함하는 광은 각 하프미러(131,132)에서 일부가 투과되어 상기 양면 반사미러(140)로 진행하고, 상기 양면 반사미러(140)에서 반사된 광은 다시 각 하프미러(131,132)로 재반사되어 상기 각 하프미러(131,132)에서 반사된 광이 사용자의 눈으로 결상된다.

이때, 사용자는 상기 각 액정셔터(151,152)의 화면영역(A)에 형성되는 허상을 보게 되는데, 셔터영역(B)은 사용자의 입력에 따라 편광방향이 변경되어 외부광의 차단을 결정한다. 예를 들어, 사용자가 HMD를 착용하고 화상정보를 감상하는 중간에 주위의 상황을 확인하고자 하는 경우에는 상기 셔터영역(B)이 열려서 사용자가 전방을 볼 수 있도록 한다. 이때, 화상정보의 디스플레이 동작은 계속되거나, 정지되도록 사용자가 설정할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 헤드 장착형 디스플레이 장치는 사용자가 이동하면서 시스템을 동작시키는 경우에는 필요에 따라 주위의 상황을 감지할 수 있기 때문에 안전사고를 방지할 수 있으며, 사용자가 시스템의 화상정보를 감상하는 동시에 다른 행동을 할 수 있어서 사용의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

시스템 하우징의 양측면에 서로 대향되도록 설치되어 동일한 화상을 표시하는 제1,2 액정패널(LCD panel)과, 상기 제1,2 액정패널의 배면에 위치하여 광을 출사시키는 제1,2 배면조명(backlight)과, 상기 제1,2 액정패널을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 일부는 반사시키고 나머지 일부는 투과시키는 제1,2 하프미러(half mirror)와, 상기 제1,2 하프미러를 투과한 광을 다시 각 제1,2 하프미러의 방향으로 재반사시켜 상기 각 제1,2 하프미러에서 반사된 광이 사용자의 눈에 결상되도록 하는 양면 반사미러를 포함하는 헤드 장착형 디스플레이 장치에 있어서, 시스템 하우징에는 상기 제1,2 액정패널을 통과하여 화상을 포함하는 광에서 상기 제1,2 하프미러에서 반사된 광이 진행하는 방향 즉, 사용자의 전방에 외부광의 차단을 결정할 수 있도록, 화면이 형성되는 중앙부에는 블랙영역이 형성되고, 상기 블랙영역을 제외한 가장자리 부분은 외부의 사용자 입력에 따라 편광방향이 변경되어 외부광의 차단 또는 통과를 결정하는 셔터영역이 형성되는 제1,2 액정셔터(LCD shutter)가 설치된 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이 장치.