KR-20260061447-A - HEAD-MOUNTED DEVICE FOR DISPLAYING PROJECTED IMAGES

Abstract

시스템은 관람 디바이스의 수신기 표면에 이미지를 투사하도록 구성된 투사 디바이스를 포함한다. 관람 디바이스는 수신기 표면 및 수신기 표면의 반대편에 있는 관람 표면을 갖는 스크린을 포함한다. 스크린은 이미지가 관람 표면 상에서 보이도록 수신기 표면으로부터 스크린을 통해 관람 표면으로 이미지의 전송을 허용하도록 구성된다. 관람 디바이스는 또한 사용자가 관람 디바이스를 착용할 때 이미지를 포커싱하도록 구성된 포커싱 렌즈를 포함한다. 또한, 시스템은 관람 디바이스의 수신기 표면의 위치 및 방향을 결정하도록 구성된 추적 시스템을 포함한다. 투사 디바이스는 수신기 표면의 결정된 위치 및 방향에 적어도 부분적으로 기초하여 이미지의 이미지 속성을 조정하도록 구성된다.

Inventors

• 제로민 애런 챈들러

Assignees

• 유니버셜 시티 스튜디오스 엘엘씨

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20201022

Priority Date

20200214

Claims (20)

1. 사용자에 의해 착용되도록 구성된 관람 디바이스로서, 스크린 및 포커싱 렌즈를 지지하는 프레임을 포함하되, 상기 스크린은 수신기 표면 및 관람 표면을 포함하고, 상기 스크린은, 복수의 투사 디바이스로부터 상기 수신기 표면으로 투사된 하나 이상의 고유 이미지로부터 혼합 이미지가 형성되고, 상기 혼합 이미지가 상기 관람 표면 상에서 보일 수 있도록, 상기 수신기 표면으로부터 상기 스크린을 통해 상기 관람 표면으로의 상기 혼합 이미지의 전송을 허용하여 구성되고, 상기 포커싱 렌즈는 상기 관람 디바이스와 연관된 상기 사용자를 위해 상기 혼합 이미지를 포커싱하도록 구성되며, 상기 프레임 상에 장착되고, 추적 시스템에 의해 검출되도록 구성된 수동(passive) 적외선 추적 특징부를 포함하는, 관람 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 스크린은 후방 투사 재료를 포함하고, 상기 후방 투사 재료는 상기 스크린이 상기 수신기 표면으로부터 상기 스크린을 통해 상기 관람 표면으로 상기 혼합 이미지의 전송을 허용하도록 적어도 부분적으로 반투명한 것인, 관람 디바이스.
3. 제1항에 있어서, 상기 스크린은 상기 관람 디바이스에 제거 가능하게 장착되는, 관람 디바이스.
4. 제1항에 있어서, 상기 스크린은 일회용인 것인, 관람 디바이스.
5. 제1항에 있어서, 상기 관람 디바이스는 일회용인 것인, 관람 디바이스.
6. 제1항에 있어서, 상기 수동 적외선 추적 특징부는 적외선 잉크 패턴, 적외선 LED 조명기, 또는 둘 다를 포함하는 것인, 관람 디바이스.
7. 방법으로서, 관람 디바이스의 위치 및 방향을 결정하는 단계 ― 상기 관람 디바이스는 사용자에 의해 착용되도록 구성되고, 스크린을 고정시키도록 구성된 프레임을 포함함 ― 와, 상기 관람 디바이스의 위치 및 방향에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 투사 디바이스를 통해 하나 이상의 이미지의 이미지 속성을 조정하는 단계와, 상기 하나 이상의 투사 디바이스를 통해 상기 관람 디바이스의 상기 스크린의 수신기 표면 상으로 상기 하나 이상의 이미지를 투사하는 단계를 포함하되, 상기 수신기 표면의 반대편에 상기 스크린의 관람 표면이 배치되고, 상기 스크린은 상기 수신기 표면 및 상기 관람 표면을 포함하는, 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 이미지 속성은 왜곡, 오프셋, 스케일, 또는 이들의 소정 조합을 포함하는, 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 관람 디바이스의 위치 및 방향은 카메라로부터의 정보에 기초하여 결정되는, 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 스크린은 후방 투사 재료를 포함하는, 방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 투사 디바이스를 통해 상기 이미지를 투사하는 단계는 둘 이상의 프로젝터로부터 상기 수신기 표면 상으로 동시에 투사하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 투사 디바이스를 통해 상기 이미지를 투사하는 단계는 상기 수신기 표면의 이동에 기초하여 상기 하나 이상의 투사 디바이스를 이동 또는 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 투사 디바이스를 통해 상기 이미지를 투사하는 단계는 상기 이미지를 상기 수신기 표면 상에 반사시키는 반사 표면 상으로 투사하는 단계를 포함하는, 방법.
14. 제7항에 있어서, 상기 관람 디바이스는 상기 이미지를 포커싱하도록 구성된 포커싱 렌즈를 포함하는, 방법.
15. 제7항에 있어서, 상기 관람 디바이스의 위치 및 방향은 상기 관람 디바이스와 분리된 추적 시스템을 통해 결정되는, 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 추적 시스템은 상기 위치 및 방향을 결정하기 위해 상기 관람 디바이스로부터 광학 신호를 수신하는, 방법.
17. 사용자에 의해 착용되도록 구성된 관람 디바이스로서, 수신기 표면 및 관람 표면을 포함하는 스크린 ― 상기 수신기 표면은 복수의 투사 디바이스로부터 하나 이상의 이미지를 수신하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 이미지는 상기 수신기 표면 상에서 결합하여 혼합 이미지를 형성하도록 구성됨 ― 과, 상기 관람 디바이스의 전방 부분에 배치된 추적 특징부 ― 상기 추적 특징부는 추적 시스템으로 하여금 상기 수신기 표면의 위치 및 방향을 결정하게 하도록 구성되고, 상기 수신기 표면은 상기 추적 시스템이 상기 수신기 표면의 위치 및 방향이 상기 하나 이상의 투사 디바이스 중의 투사 디바이스의 이미지 품질 손실 구역과 연관되어 있다고 결정하는 것에 응하여 상기 하나 이상의 이미지를 수신할 수 있음 ― 을 포함하는, 관람 디바이스.
18. 제17항에 있어서, 상기 추적 특징부는 역반사성 마커(retroreflective marker), 하나 이상의 역반사성 도트, QR 코드, 광학적으로 가시적인 잉크 패턴, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 관람 디바이스.
19. 제17항에 있어서, 상기 추적 시스템에 적외선 위치 신호를 출력하도록 구성된 적외선 송수신기를 포함하되, 상기 추적 시스템은 상기 적외선 위치 신호에 기초하여 상기 관람 디바이스의 위치 및 방향을 결정하도록 구성되는, 관람 디바이스.
20. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 투사 디바이스는 상기 관람 디바이스의 상기 수신기 표면의 위치 및 방향에 기초하여 상기 하나 이상의 이미지의 이미지 속성을 조정하도록 구성되는, 관람 디바이스.

Description

투사된 이미지를 디스플레이하는 머리 장착형 디바이스{HEAD-MOUNTED DEVICE FOR DISPLAYING PROJECTED IMAGES} 관련 출원에 대한 상호 참조 본 출원은 2019년 11월 5일에 출원된 발명의 명칭이 "투사된 이미지를 디스플레이하는 머리 장착형 디바이스(HEAD-MOUNTED DEVICE FOR DISPLAYING PROJECTED IMAGES)"인 미국 가특허 출원 제62/930,873호의 우선권을 주장하는데, 그 개시내용은 모든 목적을 위해 참조에 의해 본원에 통합된다. 배경 본 발명은 일반적으로 놀이공원 분야에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 실시예는 머리 장착형 디바이스를 착용한 사용자에게 투사된 영상을 디스플레이하는 머리 장착형 디바이스에 관한 것이다. 이 섹션은 아래에서 설명되는 본 개시내용의 다양한 양태와 관련될 수 있는 기술의 다양한 양태를 독자에게 소개하기 위한 것이다. 이 논의는 본 개시내용의 다양한 측면의 더 나은 이해를 가능하게 하는 배경 정보를 독자에게 제공하는 데 도움이 될 것이라 생각된다. 따라서, 이러한 설명은 이 관점에서 읽혀져야 하며 선행 기술의 인정으로 간주되어서는 안된다. 테마파크나 놀이공원 어트랙션은 점점 대중화되고 있으며, 국내외 관람객에게 특별한 몰입 경험을 제공하기 위해 다양한 놀이공원 어트랙션이 제작되어 왔다. 특정 놀이공원 어트랙션은 관람객에게 특별한 몰입 경험을 제공하는 데 도움이 되는 가상 현실 디바이스를 포함한다. 전통적으로, 가상 현실 경험을 위해 관람객에게 이미지(예컨대, 비디오 피드)를 제공하려면, 이미지를 생성하고 머리 장착형 디스플레이(head-mounted display: HMD)의 디스플레이에 전원을 공급하기 위해 온보드 전자 디바이스를 갖는 HMD가 필요하다. 그러나, 이러한 HMD는 일반적으로 비싸고 전력 소모가 많으며 무거운데, 이는 특별한 몰입 경험을 손상시킬 수 있다. 또한, 일부 머리 장착형 디스플레이는 머리 장착형 디스플레이의 위치 또는 방향을 결정하기 위한 온보드 카메라를 포함한다. 온보드 카메라는 전통적인 HMD의 비용, 전력 소비 및 무게를 증가시켜 특별한 몰입 경험을 더욱 손상시킬 수 있다. 따라서, 이제 이러한 머리 장착형 디스플레이를 개선하는 것이 바람직하다는 것을 인식할 수 있다. 최초 청구된 주제의 범위에 상응하는 특정 실시예가 아래에 요약되어 있다. 이들 실시예는 본 개시내용의 범위를 제한하도록 의도되지 않고, 오히려 이들 실시예는 단지 개시된 특정 실시예의 간략한 요약을 제공하도록 의도된다. 실제로, 본 개시내용은 아래에 설명된 실시예와 유사하거나 상이할 수 있는 다양한 형태를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시스템은 하나 이상의 이미지를 수신기 표면 상에 투사하도록 구성된 투사 디바이스를 포함한다. 시스템은 또한 사용자에 의해 착용되도록 구성된 관람 디바이스(viewing device)를 포함한다. 관람 디바이스는 스크린을 고정시키는 프레임 및 포커싱 렌즈를 갖는다. 관람 디바이스의 스크린은 수신기 표면과 수신기 표면의 반대편에 있는 관람 표면을 갖는다. 스크린은 관람 표면 상에 하나 이상의 이미지가 보이도록 수신기 표면으로부터 스크린을 통해 관람 표면으로 하나 이상의 이미지의 전송을 허용하도록 구성된다. 관람 디바이스의 포커싱 렌즈는 사용자가 관람 디바이스를 착용할 때 투사된 하나 이상의 이미지가 관람 표면 상에서 보일 수 있게 포커싱하도록 구성된다. 또한, 시스템은 관람 디바이스의 수신기 표면의 위치 및 방향을 결정하도록 구성된 추적 시스템을 포함한다. 투사 디바이스는 수신기 표면의 결정된 위치 및 방향에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 투사된 이미지의 이미지 속성을 조정하도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 시스템은 수신기 표면의 위치 및 방향에 적어도 부분적으로 기초하여 이미지 투사 명령어를 생성하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다. 시스템은 또한 복수의 투사 디바이스를 포함한다. 복수의 투사 디바이스의 각 투사 디바이스는 이미지 투사 명령어에 기초하여 수신기 표면의 적어도 일부에 고유 이미지를 투사하도록 구성된다. 또한, 시스템은 사용자에 의해 착용되도록 구성된 관람 디바이스를 포함하고, 스크린을 고정시키는 프레임 및 포커싱 렌즈를 포함한다. 관람 디바이스는 수신기 표면 및 관람 표면을 갖는 스크린을 포함한다. 스크린은 혼합 이미지(blended image)가 관람 표면에 보이도록 수신기 표면으로부터 스크린을 통해 관람 표면으로 혼합 이미지의 전송을 허용하도록 구성된다. 혼합 이미지는 복수의 투사 디바이스로부터 수신기 표면에 투사된 고유 이미지로부터 형성된다. 관람 디바이스는 또한 관람 디바이스와 연관된 사용자를 위해 혼합 이미지를 포커싱하도록 구성된 포커싱 렌즈를 포함한다. 또한, 시스템은 수신기 표면의 위치 및 방향을 결정하도록 구성된 추적 시스템을 포함한다. 복수의 투사 디바이스는 혼합 이미지를 형성하기 위해 이미지 투사 명령어에 적어도 부분적으로 기초하여 고유 이미지의 각각의 이미지 속성을 조정하도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 방법은 추적 시스템을 통해 관람 디바이스의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함한다. 관람 디바이스는 사용자에 의해 착용되도록 구성되고, 스크린을 고정시키도록 구성된 프레임 및 포커싱 렌즈를 포함한다. 방법은 관람 디바이스의 위치 및 방향에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 이미지의 이미지 속성을 조정하는 단계를 더 포함한다. 또한, 방법은 하나 이상의 투사 디바이스를 통해 관람 디바이스의 스크린의 수신기 표면 상에 하나 이상의 이미지를 투사하는 단계를 포함한다. 스크린의 관람 표면은 수신기 표면의 반대편에 배치되고, 스크린은 사용자가 포커싱 렌즈를 통해 관람 표면 상에서 하나 이상의 이미지를 볼 수 있도록 수신기 표면으로부터 스크린을 통해 관람 표면으로 하나 이상의 이미지의 전송을 허용하도록 구성된다. 본 개시내용의 이들 및 다른 특징, 양태 및 이점은 다음의 상세한 설명을 첨부 도면을 참조하여 읽을 때 더 잘 이해될 것인데, 첨부 도면에서 유사한 문자는 도면 전체에 걸쳐 유사한 부분을 나타낸다: 도 1은 본 개시내용의 양태에 따른, 투사된 이미지를 디스플레이하는 투사 시스템의 실시예의 사시도이다. 도 2는 본 개시내용의 양태에 따른, 투사된 이미지를 디스플레이하는 투사 시스템의 실시예의 사시도이다. 도 3은 본 개시내용의 양태에 따른, 관람 디바이스 상에 투사된 이미지를 디스플레이하는 투사 시스템의 제어 시스템의 실시예의 블록도이다. 도 4는 본 개시내용의 양태에 따른, 관람 디바이스 상에 이미지들을 동시에 투사하는 다수의 투사 디바이스를 갖는 실시예의 사시도이다. 도 5는 본 개시내용의 양태에 따른, 관람 디바이스의 외측 부분의 실시예의 사시도이다. 도 6은 본 개시내용의 양태에 따른, 관람 디바이스의 내측 부분의 실시예의 사시도이다. 도 7은 본 개시내용의 양태에 따른, 관람 디바이스를 사용하여 투사 디바이스로부터 투사된 이미지를 보는 방법의 실시예의 흐름도이다. 이하에서는 본 개시내용의 하나 이상의 특정 실시예가 설명될 것이다. 이들 실시예의 간결한 설명을 제공하기 위한 노력으로, 명세서에는 실제 구현의 모든 특징이 설명되지 않을 수도 있다. 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같은 임의의 실제 구현을 개발할 때, 구현마다 다를 수 있는 시스템 관련 및 비즈니스 관련 제약의 준수와 같은 개발자의 특정 목표를 달성하기 위해 수많은 구현 특정 결정이 이루어져야 함이 인식되어야 한다. 또한, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시내용의 이점을 갖는 통상의 기술자에게는 일상적인 설계, 제작 및 제조 작업일 것임이 이해되어야 한다. 본 개시내용의 다양한 실시예의 구성요소를 소개할 때, 관사 "a", "an" 및 "the"는 하나 이상의 구성요소가 존재하는 것을 의미하도록 의도된다. "포함하는", "내포하는" 및 "갖는"이라는 용어는 포괄적인 것으로 의도되며, 나열된 요소 이외의 추가 요소가 존재할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 개시내용의 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 인용된 특징을 또한 포함하는 추가 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도된 것이 아님이 이해되어야 한다. 본 명세서에는 전통적인 머리 장착형 디스플레이의 하드웨어 및 처리 회로를 포함하지 않으면서 사용자에게 이미지(예컨대, 비디오 피드)를 디스플레이하는 시스템 및 방법이 제공된다. 시스템 및 방법은 사용자에 의해 착용되도록 구성된 관람 디바이스(예컨대, 안경) 상에 이미지를 투사하도록 구성된 별도의 투사 디바이스를 포함한다. 구체적으로, 투사 디바이스는 관람 디바이스의 스크린의 수신기 표면 상에 이미지를 투사한다. 스크린은 수신기 표면 및 관람 표면을 포함하고, 스크린은 수신기 표면으로부터 관람 표면으로 이미지의 전송을 허용하도록 구성된다. 즉, 스크린은 이미지가 수신기 표면으로부터 관람 표면으로 통과하는 것을 허용하는 후방 투사 재료를 포함한다. 관람 디바이스는 또한 사용자가 관람 표면에서 이미지를 볼 수 있도록 관람 디바이스를 착용한 사용자를 위해 이미지를 포커싱하기 위한 포커싱 렌즈를 포함한다. 따라서, 계산상 복잡한 이미지 생성 및/또는 투사는 사용자에 의해 착용된 관람 디바이스에 상주하지 않고 투사 디바이스로 오프로딩된다. 이미지를 디스플레이하는 데 온보드 전자 디바이스가 필요하지 않기 때문에, 시스템 및 방법은 사용자에게 이미지를 디스플레이하기 위한 저렴하고 편안하며 절전형인 옵션을 제공한다. 도 1은 놀이공원 어트랙션(16)에서 투사 디바이스(12) 및 관람 디바이스(14)를 갖는 투사 시스템(10)의 일 실시예의 사시도이다. 위에서 설명된 바와 같이, 투사 디바이스(12)는 관람 디바이스(예컨대, 안경) 상으로 이미지를 투사하여 사용자(18)가 관람 디바이스(14)의 관람 표면(20) 상에서 이미지(예컨대, 비디오 피드)를 볼 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 놀이공원 어트랙션(16)의 각 사용자(18)는 이미지를 보기 위해 각자의