KR20150057122A - 두부 착용형 웨어러블 전자 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시의 실시 예들에 따르면, 프레임에 각각 장착되는 윈도우 부재들; 상기 프레임의 양단으로부터 서로 나란하게 연장된 한 쌍의 착용 부재들; 상기 윈도우 부재 상에 장착되어 화상 정보를 투사하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈의 구동 회로를 포함하는 적어도 하나의 회로 기판; 및 적어도 상기 회로 기판 및 디스플레이 모듈에 전원을 제공하는 적어도 하나의 배터리를 포함하고, 상기 회로 기판과 배터리는, 상기 착용 부재들이 연장된 방향을 따라 상기 착용 부재에 순차적으로 배치된 두부 착용형 웨어러블 전자 장치가 개시된다. 상기와 같은 전자 장치는 실시 예에 따라 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.

Description

두부 착용형 웨어러블 전자 장치 {HEAD MOUNTING TYPE WEARABLE ELECTRONIC DEVICE}

본 개시는 전자 장치에 관한 것으로서, 예를 들면, 신체의 일부분에 착용 가능한 웨어러블 전자 장치에 관한 것이다.

전자 장치라 함은, 가전제품으로부터, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC, 영상/음향 장치, 데스크톱 / 랩톱 컴퓨터, 차량용 내비게이션 등, 탑재된 프로그램에 따라 특정 기능을 수행하는 장치를 의미한다. 예를 들면, 이러한 전자 장치들은 저장된 정보를 음향이나 영상으로 출력할 수 있다. 전자 장치의 집적도가 높아지고, 초고속, 대용량 무선통신이 보편화되면서, 최근에는, 이동통신 단말기 하나에 다양한 기능이 탑재되고 있다. 예를 들면, 통신 기능뿐만 아니라, 게임과 같은 엔터테인먼트 기능, 음악/동영상 재생과 같은 멀티미디어 기능, 모바일 뱅킹 등을 위한 통신 및 보안 기능, 일정 관리나 전자 지갑 등의 기능이 하나의 전자 장치에 집약되고 있는 것이다.

휴대 목적의 전자 장치, 예컨대, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC 등은 일반적으로 평판형 디스플레이 장치와 배터리를 탑재하고 있으며, 디스플레이 장치나 배터리의 형상으로 인해 바형, 폴더형, 슬라이딩형의 외관을 가지고 있었다. 최근에는 디스플레이 장치와 배터리의 성능이 향상되면서 소형화되어, 손목(wrist)이나 두부(head)와 같은 신체의 일부에 착용할 수 있는 전자 장치가 등장하고 있다.

전자 장치를 휴대 하거나, 신체의 일부에 착용 가능하게 하기 위해서는, 전자 장치의 소형, 경량화, 착용에 적합한 형상 디자인, 충분한 용량의 배터리를 필요로 할 수 있다.

일부 상용화된 신체 착용 방식의 전자 장치는, 입, 출력 장치를 신체의 일부에 착용하게 구성하고, 주요 회로 장치나 배터리를 별도의 모듈 형태로 구성하기도 한다. 모듈 형태로 구성된 회로 장치와 배터리는 입, 출력 장치와 유선으로 연결될 수 있다. 이러한 방식의 전자 장치는 휴대와 사용이 불편하기 때문에 대체로 실내와 같은 제한된 환경에서 주로 사용되는 실정이다.

두부 착용형 전자 장치는 화상 정보(image information)를 출력하는 디스플레이의 구조에 따라 Video See-Through 방식과 Optical See-Through 방식으로 구분될 수 있다. Video See-Through 방식은 카메라를 통해 획득된 영상과 컴퓨터에서 제공되는 화상 정보를 합성하여 사용자에게 제공하는 방식으로서, 사용자는 카메라를 통해서 획득된 영상으로만 주변을 인식해야 하므로 실제 주변 환경에서 고립될 수 있다는 문제점이 있다. Optical See-Through 방식은 사용자가 직접 인지하는 주변 환경에 컴퓨터로부터 제공되는 가상 영상 정보를 투사하는 방식으로서, 사용자는 주변 환경과 조화를 이룰 수 있으나, 조도에 따라 가상 영상 정보의 선명도가 크게 변화하는 문제점이 있다. 물론, 가상 영상 정보의 해상도를 강제로 높게 설정할 수도 있지만, 이는 전력의 소모를 가속화하기 때문에 휴대 목적의 전자 장치에서는 바람직하지 못하다.

따라서 본 개시는 다양한 실시 예들을 통해 착용성이 개선된 두부 착용형 웨어러블 전자 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 개시는 다양한 실시 예들을 통해 주변 환경의 인식이 용이하면서도 선명한 영상 정보를 제공할 수 있는 두부 착용형 웨어러블 전자 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 개시는 다양한 실시 예들을 통해 주변 환경의 조도와 관계없이 선명한 영상 정보를 제공하면서도 소모 전력을 절감할 수 있는 두부 착용형 전자 장치를 제공하고자 한다.

본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 두부 착용형 웨어러블 전자 장치는,

프레임에 각각 장착되는 윈도우 부재들;

상기 프레임의 양단으로부터 서로 나란하게 연장된 한 쌍의 착용 부재들;

상기 프레임에 장착되어 상기 윈도우 부재 상에 위치하는 디스플레이 모듈;

적어도 상기 디스플레이 모듈을 제어하는 적어도 하나의 회로 기판; 및

적어도 상기 회로 기판 및 디스플레이 모듈에 전원을 제공하는 적어도 하나의 배터리를 포함할 수 있으며,

상기 회로 기판과 배터리는, 상기 착용 부재들이 연장된 방향을 따라 상기 착용 부재에 순차적으로 배치될 수 있다.

상기 전자 장치는 상기 윈도우 부재와 중첩하게 상기 프레임에 장착되는 보조 윈도우 부재를 더 구비할 수 있으며, 상기 보조 윈도우 부재는 상기 디스플레이 모듈의 적어도 일부분을 수용할 수 있다.

상기 전자 장치의 윈도우 부재는 조도에 따라 빛의 투과율이 조절될 수 있다.

상기 전자 장치는 상기 센서 모듈은 조도 센서를 포함할 수 있으며, 상기 조도 센서를 통해 검출되는 조도에 따라 상기 윈도우 부재의 빛의 투과율이 조절될 수 있다.

상기 윈도우 부재, 디스플레이 모듈, 회로 기판 및 배터리는 상기 전자 장치의 전, 후의 무게 비율이 5:5 내지 6:4를 이루게, 또한, 상기 프레임의 중앙부를 중심으로 좌우의 무게 비율이 5:5를 이루게 배열될 수 있다.

본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 두부 착용형 웨어러블 전자 장치에서 투과율을 조절하는 방법은,

상기 전자 장치의 주변 환경에 대한 조도를 측정하는 동작과,

미리 저장된 복수의 전압들 중에서 측정된 조도에 대응되는 전압을 선택하는 동작과,

윈도우 부재의 빛의 투과율을 조절하기 위해 상기 윈도우 부재에 선택된 전압을 인가하는 동작을 포함할 수 있다.

여기서,

상기 윈도우 부재는, 서로 마주보는 한 쌍의 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 글래스층들과 상기 ITO 글래스들 사이에 위치되는 전기변색 소재층을 포함할 수 있으며,

상기 방법은, 인가된 전압에 따라 상기 전기변색 소재층의 착색 농도가 변화함으로써, 상기 윈도우 부재의 빛의 투과율을 조절할 수 있다.

상기와 같은 두부 착용형 웨어러블 전자 장치는 윈도우 부재, 회로 기판, 배터리 팩 등의 구성요소들이 적절하게 분산, 배치됨에 따라 사용자에게 개선된 착용감을 제공할 수 있다. 또한, 윈도우 부재가 조도에 따라 빛의 투과율을 조절함으로써, 디스플레이 모듈의 밝기와 해상도를 낮게 유지하더라도 선명한 화상 정보를 제공할 수 있다. 따라서 디스플레이 모듈의 소모 전력을 절감할 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치의 윈도우 부재를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치의 디스플레이 모듈이 보조 윈도우 부재에 장착된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 개시의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 개시의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 개시의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 개시의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치의 블록 구성도이다.
도 10은 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치에서 조도에 따라 윈도우 부재의 투과율을 변경하는 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따라 투과율이 변경되는 웨어러블 전자 장치를 나타내는 정면도이다.

이하 본 발명의 다양한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 아울러, 후술되는 용어들은 구체적인 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 다른 용어로 대체될 수 있다. 따라서 이러한 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예들에 대한 설명에 따라 더욱 명확하게 정의될 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 '제1', '제2' 등의 서수를 사용한 것은 단지 동일한 명칭의 대상들을 서로 구분하기 위한 것으로서, 그 순서는 임의로 정해질 수 있는 것이다.

도 1은 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 분리 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전자 장치(100)는, 윈도우 부재(131)들이 장착된 프레임(101)으로부터 한 쌍의 착용 부재(102)들이 서로 나란하게 연장된 두부 착용 방식의 전자 장치로서, 디스플레이 모듈(104), 회로 기판(105)과 배터리(106)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따르면, 상기 윈도우 부재(131)의 착색 농도가 조절됨에 따라 빛의 투과율이 조절될 수 있다.

상기 프레임(101)은 상기 윈도우 부재(131)들 각각의 가장자리를 적어도 부분적으로 둘러싸는 형태로서, 일반적인 선글라스(sunglass)를 포함하는 안경 구조의 림(rim)의 역할을 제공할 수 있다. 하기에서 설명되겠지만, 실시 예에 따라, 상기 착용 부재(102) 각각에 배치되는 회로 기판(105)들을 연결하는 회로 배선(161, 163)이 상기 프레임(101)에 배치될 수 있다.

상기 프레임(101)은 전면 프레임(101a)과 후면 프레임(101b)이 마주보게 결합하여 구성될 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 프레임(101)은 전면, 후면 프레임(101a, 101b)의 결합이 아닌 하나의 부재(piece)로 이루어질 수도 있다. 사용자가 상기 전자 장치(100)를 착용했을 때, 상기 전면 프레임(101a)은 외측으로 드러나며, 상기 후면 프레임(101b)은 사용자의 안면에 마주보게 위치할 수 있다. 상기 윈도우 부재(131)는 상기 전면 프레임(101a)과 후면 프레임(101b) 사이에 고정될 수 있다. 예컨대, 상기 전면 프레임(101a)은 상기 윈도우 부재(131)의 외측면에서 가장자리를 감싸게, 상기 후면 프레임(101b)은 상기 윈도우 부재(131)의 내측면에서 가장자리를 감싸게 결합할 수 있다.

상기 착용 부재(102)들은 상기 프레임(101)의 양단에서 각각 서로 나란하게 연장되어 사용자가 상기 전자 장치(100)를 신체, 예를 들면, 두부(head)에 착용할 수 있는 수단을 제공할 수 있다. 상기 착용 부재(102)들은 일반적인 안경 구조의 템플(temple)의 역할을 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 프레임(102)은 사용자의 안면에 위치하여 상기 윈도우 부재(131)를 사용자의 눈에 대응하게 위치시키며, 상기 착용 부재(102)들은 각각 사용자의 두부 양 옆에서 사용자의 귀에 결착될 수 있다.

상기 회로 기판(105)과 배터리(106) 등을 배치함에 있어 상기 착용 부재(102)들이 활용될 수 있다. 예컨대, 상기 착용 부재(102)들 각각에는 상기 회로 기판(105)과 배터리(106)를 수용할 수 있는 하우징 구조가 제공될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 착용 부재(102)들 각각에는 제1, 제2 하우징(121, 125)이 각각 제공되어 있고, 상기 제1, 제2 하우징(121, 125)은 연결 부재(123)를 통해 서로 연결될 수 있다. 따라서 상기 전자 장치(100)는 한 쌍의 상기 제1, 제2 하우징(121, 125)을 구비하며, 사용자가 상기 전자 장치(100)를 착용했을 때, 상기 연결 부재(123)는 사용자의 귀에 상응하게 위치하고, 상기 제1 하우징(121)은 사용자의 귀와 상기 프레임(101) 사이에, 상기 제2 하우징(125)은 사용자의 귀보다 더 후방에 위치할 수 있다. 각각의 제1, 제2 하우징(121, 125)들을 이용하여 상기 회로 기판(105)과 배터리(106)를 분산, 배치할 수 있다. 예컨대, 상기 전자 장치(100)는 한 쌍의 상기 회로 기판(105)과 배터리(106)를 각각 구비할 수 있는 것이다. 복수의 회로 기판(105)과 배터리(105)를 배치함에 있어서, 어느 한 쪽의 착용 부재(102)에 형성된 제1, 제2 하우징(121, 125)에는 회로 기판(105)들을 각각 배치하고, 다른 한 쪽의 착용 부재(102)에 형성된 제1, 제2 하우징(121, 125)에는 배터리(106)들을 각각 배치할 수 있다. 이와 같이, 상기 회로 기판(105)들과 배터리(106)들을 배치함에 있어서는 상기 전자 장치(100)의 무게 분포와 착용감을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.

상기 회로 기판(105)들 중 하나는 상기 디스플레이 모듈(104)의 구동 회로, 상기 윈도우 부재(131)의 착색 농도 조절을 위한 제어 회로, 화상 정보 등의 처리를 위한 프로세서를 포함하는 주회로 기판으로 제공될 수 있다. 상기 회로 기판(105)들 중 다른 하나는, 사용자와의 인터페이스, 다른 전자 장치나 상용 통신망의 접속을 제공하는 통신회로 및 각종 커넥터, 센서 모듈(157, 159)이 탑재된 보조회로 기판으로 제공될 수 있다. 또한, 음향의 입출력을 위한 마이크로 폰, 스피커 폰 또한, 상기 회로 기판(105)들 중 하나에 배치되거나 상기 회로 기판(105)들 중 하나에 인접하게 배치될 수 있다. 물론, 상기 회로 기판(105)들의 회로 배치와 그에 따른 기능은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양하게 조정될 수 있다. 예컨대, 상기 센서 모듈(157, 159)은 상기 회로 기판(105)들 각각에 배치될 수 있다. 상기와 같은 회로 기판(105)들은 상기 제1 하우징(121)들 중 어느 하나에 각각 배치될 수 있다. 상기 센서 모듈(157, 159)은, 근접 센서, 조도 센서, 자이로 센서, 카메라 모듈, 시선 추적기, 지자기 센서, 가속도계 등을 포함할 수 있으며, 상기 센서 모듈(157, 159)을 구성하는 각종 센서들이 반드시 상기 회로 기판(105)들 중 하나에 배치될 필요는 없다. 예컨대, 카메라 모듈은 사용자의 시선에 근접할 수 있게 상기 프레임(101) 상에서 적절한 위치, 예를 들면, 상기 착용 부재(102)와 프레임(101)의 연결 부분에 인접하는 위치에서 상기 프레임(101)에 장착될 수 있다. 상기와 같은 센서 모듈(157, 159)은 상기 전자 장치(100)의 사용 환경 등을 감시하면서 최적의 사용 환경을 설정하는데 필요한 주변 환경에 대한 정보를 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 센서 모듈(157, 159)에 탑재된 조도 센서는 주변 조도를 검출하여 상기 윈도우 부재(131)의 착색 농도 또는 상기 디스플레이 모듈(104)의 밝기와 해상도를 조절하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다. 조도 센서를 배치함에 있어서, 사용자가 느끼는 주변의 조도와 가장 근접하는 조도를 검출할 수 있도록, 조도 센서는 사용자의 눈에 가장 근접하는 위치, 예를 들면, 상기 프레임(101) 상에서 윈도우 부재(103)의 둘레에 장착될 수 있다.

상기 전자 장치(100)는 물리적인 키나 터치 패드를 포함하는 입력 장치를 구비할 수 있다. 예를 들어, 전원 키나 터치 패드와 같은 입력 모듈은 사용자의 직접적인 접촉을 필요로 하는 장치들로서, 상기 전자 장치(100)의 외부로 노출될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 하우징(121)들 중 하나에 형성된 개구(127)에 상기 입력 모듈, 예컨대, 터치 패드(155)가 상기 개구(127)를 통해 노출될 수 있다. 상기 터치 패드(155)는 광학식 터치 패드 모듈로 구성될 수 있으며, 상기 터치 패드(155)로의 사용자의 접촉이나 제스쳐에 따라 사용자가 인식하는 화면에서 원하는 메뉴를 선택, 실행하거나 화면 이동 등 다양한 입력 신호를 발생할 수 있다.

상기 배터리(106)들은 상기 회로 기판(105), 디스플레이 모듈(104) 등에 전원을 제공하기 위한 것으로서, 상기 제2 하우징(125)들 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 하우징(125)들 중 하나 또는 상기 제2 하우징(125)들 모두에 배치될 수 있다.

상기 제1 하우징(121)들 각각에 배치된 회로 기판(105)들은 회로 배선(161, 163)을 통해 서로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 프레임(101)을 통해 상기 윈도우 부재(131)의 상측으로 배치된 제1 회로 배선(161)과 상기 윈도우 부재(131)의 하측으로 배치된 제2 회로 배선(163)이 각각 상기 제1 하우징(121)들에 각각 수용된 회로 기판(105)들을 서로 연결할 수 있다. 상기 제1 회로 배선(161)은 주회로 기판과 보조회로 기판 사이에서 각종 제어 신호와 데이터의 송수신 경로를 제공하고, 상기 제2 회로 배선(163)은 상기 윈도우 부재(131)나 디스플레이 모듈(104)의 제어 신호의 송수신 경로를 제공할 수 있다. 상기 제1, 제2 회로 배선(161, 163)의 기능과 역할은 다양하게 변경될 수 있으며, 그 수 또한 적절하게 조정될 수 있다. 상기 제1, 제2 회로 배선(161, 163)은 동축 케이블을 이용하여 구성될 수 있으며, 가요성 인쇄회로 기판(flexible printed circuit board; FPCB) 등 다른 다양한 형태의 전송 선로 구조를 가질 수 있다.

상기 윈도우 부재(131)들은 상기 프레임(101)에 장착되어 사용자의 시선 상에, 예를 들면, 사용자의 양 눈(eye) 앞에 각각 배치될 수 있다. 상기 윈도우 부재(131)는 일반적인 안경 구조의 렌즈의 역할을 제공할 수 있으며, 앞서 언급한 바와 같이, 주변 환경의 조도에 따라 착색 농도를 변화시킬 수 있다. 착색 농도와 빛의 투과율이 조절되는 상기 윈도우 부재(131)의 구조에 대하여 도 3을 통해 더 상세하게 살펴보기로 한다.

도 3은 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치의 윈도우 부재를 나타내는 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우 부재(131)는 서로 마주보는 한 쌍의 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 글래스층(131a)들과 상기 ITO 글래스층(131a)들 사이에 제공된 전기변색 소재층(Electrochromic material layer)(131c)을 포함할 수 있다. 상기 ITO 글래스층(131a)들은 투명 기판, 예컨대, 유리 기판에 인듐 주석 산화물을 이용하여 투명 전극들을 배열한 것으로서, 가장자리에 제공된 스페이서(131b)에 의해 일정 간격을 두고 서로 마주보게 결합한다. 상기 전기변색 소재층(131c)은 인가된 전압(V)에 따라 상기 윈도우 부재(131)의 착색 농도를 조절함으로써, 빛의 투과율을 조절할 수 있다.

상기 전기변색 소재층(131c)은 전류를 인가하면 색상이나 착색 농도가 변하는 성질을 가진 물질로 이루어지며, 색상이나 농도를 변화시키기 위한 신호나 전류를 필요로 하지만, 설정된 색상을 유지하기 위한 전력을 필요로하지 않는다. 따라서 상기 전기변색 소재층(131c)을 이용하여 주변 조도에 따라 상기 윈도우 부재(131)의 착색 농도를 용이하게 조절하면서도 그에 소요되는 전력을 절감할 수 있다. 이러한 전기변색 물질로는 텅스텐 산화물, 몰리브덴 산화물, 티타늄 산화물, 바나듐 산화물, 이리듐 산화물, 니오브 산화물, 니켈 산화물(WO_3, MoO_3, TiO_3, V_2O_5, IrO_2, NbO_5, NiO) 등이 있으며, 이러한 물질들을 적절하게 조합하여 상기 전기변색 소재층(131c)을 형성할 수 있다.

상기 윈도우 부재(131)는 전해질층(131d)을 더 구비할 수 있다. 상기 전해질층(131d)은 상기 전기변색 소재층(131c)과 ITO 글래스층(131a) 사이의 접합을 안정적으로 제공할 수 있다.

상기 전기변색 소재층(131c)을 이용하여 주변 조도에 따라 상기 윈도우 부재(131)의 착색 농도를 조절함으로써, 상기 디스플레이 모듈(104)이 투사하는 화상 정보의 밝기와 해상도를 일정하게 유지하더라도 사용자는 충분한 밝기와 해상도의 화상 정보를 볼 수 있게 된다. 따라서 화질을 일정하게 유지하면서도 그에 따른 소모 전력을 절감할 수 있다. 예컨대, 상기 윈도우 부재(131)가 일정한 착색 농도만 가진다면, 주변 조도가 높아질 경우 화상 정보의 밝기와 해상도를 높여야만 사용자에게 좀더 선명한 화면을 제공할 수 있다. 반면에, 주변 조도가 높아질 때 상기 윈도우 부재(131)의 착색 농도를 높여 투과율을 낮춘다면 화상 정보의 밝기와 해상도를 높이지 않더라도 충분히 선명한 화면을 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 상기 디스플레이 모듈(104)의 해상도 등을 조절하는 것보다 상기 윈도우 부재(131)의 착색 농도를 조절함으로써 더 적은 전력을 소모할 수 있다.

이와 같이, 상기 디스플레이 모듈(104)의 밝기와 해상도를 높일 경우 상당한 전력을 소모하지만, 상기 전기변색 소재층(131c)을 이용하여 착색 농도를 조절한 후에는 추가의 전력을 소모하지 않더라도 일정한 투과율 유지할 수 있다. 따라서 상기 윈도우 부재(131)를 이용하여 상기 전자 장치(100)의 소모 전력을 절감하고 사용자에게는 더 선명한 화상 정보를 제공할 수 있는 것이다.

다시 도 1과 도 2를 참조하면, 상기 디스플레이 모듈(104)은 사용자의 시선 상에, 예를 들면, 사용자의 눈으로 직접 화상 정보를 투사할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 디스플레이 모듈(104)은 상기 윈도우 부재(131)들 각각에 대응하게 한 쌍이 배치된 구성을 예시하고 있지만, 상기 디스플레이 모듈(104)은 하나만 배치될 수도 있다. 상기 디스플레이 모듈(104)은, 액정 디스플레이 소자나 유기발광 다오이드 등의 표시 소자와 광원 등을 구비함으로써, 화상 정보를 투사할 수 있다.

상기 디스플레이 모듈(104)을 상기 윈도우 부재(131) 상에 위치시키기 위해, 상기 전자 장치(100)는 고정 하우징(111, 119)들을 구비할 수 있다. 상기 고정 하우징(111, 119)들은 상기 프레임(101)에 형성되어 상기 디스플레이 모듈(104)의 일부분을 수용, 고정할 수 있다. 이로써, 상기 디스플레이 모듈(104)은 상기 프레임(101)에 장착될 수 있다. 상기 디스플레이 모듈(104)은 일부분이 상기 고정 하우징(111, 119)에 고정된 상태에서 다른 일부분이 상기 윈도우 부재(131) 상으로 연장될 수 있다. 상기 고정 하우징(111, 119)은 상기 후면 프레임(101b)에 형성되며, 상기 윈도우 부재(131)의 외측면에서 상기 전면 프레임(101a)에 의해 적어도 일부분이 은폐될 수 있다.

상기 디스플레이 모듈(104)은 상기 윈도우 부재(131)의 내측에서 또는 외측에서 적어도 부분적으로 돌출될 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치(100)는 보조 윈도우 부재(133)를 이용하여 상기 디스플레이 모듈(104)을 적어도 부분적으로 수용할 수 있다. 상기 보조 윈도우 부재(133)를 이용하여 상기 디스플레이 모듈(104)을 수용함으로써, 상기 디스플레이 모듈(104)이 외부로 돌출되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서 상기 전자 장치(100)는 상기 디스플레이 모듈(104)을 이용하여 사용자에게는 다양한 화상 정보를 제공하는 기기로 활용되면서도 외관 상 일반적인 선글라스 또는 안경으로 보여질 수 있다.

도 4는 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치의 디스플레이 모듈이 보조 윈도우 부재에 장착된 모습을 나타내는 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이 모듈(104)은 대체로 상기 보조 윈도우 부재(133)의 외측면과 일치하게 배치될 수 있다. 따라서 상기 디스플레이 모듈(104)이 장착되면서도 상기 윈도우 부재(131)와 보조 윈도우 부재(133)의 조합(103)은 일반적인 선글라스 또는 안경의 렌즈와 유사한 외관을 제공할 수 있다.

상기와 같은 전자 장치(100)를 구성함에 있어, 상기 윈도우 부재(131)들 사이의 상기 프레임(101)의 중앙부, 일반적인 안경 구조와 비교한다면 브릿지(bridge)를 중심으로 좌우의 무게 비율은 대칭, 예컨대 5:5를 이룰 수 있다. 아울러, 상기 프레임(101)이 상기 전자 장치(100)의 전방에 위치하고, 상기 제2 하우징(125)이 상기 전자 장치(100)의 후방에 위치한다고 할 때, 상기 전자 장치(100)의 전후 무게 비율은 5:5 내지 6:4를 이룰 수 있다. 이는 상기 윈도우 부재(131)들, 디스플레이 모듈(104)들, 회로 기판(105)들 및 배터리(105)들의 배치를 적절하게 분산함으로써 가능한 것이다. 이러한 무게 분산 구조를 통해 사용자가 상기 전자 장치(100)를 착용했을 때, 특정 위치에 상기 전자 장치(100)의 무게가 집중되는 것을 방지하여 상기 전자 장치(100)의 착용감을 개선할 수 있다.

도 5는 본 개시의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 사시도이다. 도 6은 본 개시의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 평면도이다. 도 7은 본 개시의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 정면도이다. 도 8은 본 개시의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 측면도이다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 전자 장치(200)는 프레임(201)에 장착된 한 쌍의 윈도우 부재(203)와, 상기 윈도우 부재(203)들 중 하나에 대응하게 장착된 디스플레이 모듈(204)을 구비할 수 있다. 상기 전자 장치(200)의 착용 부재(202)는 상기 프레임(201)의 양단으로부터 각각 서로 나란하게 연장될 수 있다. 상기 착용 부재(202)에는, 상기 윈도우 부재(203)와 인접하게 제1 하우징(221)들이 각각 제공되어 있고, 상기 착용 부재(202)의 단부에는 연결 부재(223)를 통해 상기 제1 하우징(221)에 연결된 제2 하우징(225)들이 각각 제공될 수 있다.

도 9는 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치의 블록 구성도이다. 도 10은 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따른 웨어러블 전자 장치에서 조도에 따라 윈도우 부재의 투과율을 변경하는 흐름도이다. 도 11은 본 개시의 실시 예들 중 하나에 따라 투과율이 변경되는 웨어러블 전자 장치를 나타내는 정면도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 전자 장치(100)는 제어 모듈(901)과 메모리(903)와 전원 모듈(905)과 입/출력 모듈(911)과 센서 모듈(917)과 통신 모듈(931)과 음향 처리 모듈(939)과 이어폰 모듈(941)과 제1 및 제2 비디오 신호 처리 모듈들(943, 951)과 제1 및 제2 디스플레이 드라이버들(945, 953)과 제1 및 제2 디스플레이 모듈들(947, 955)과 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)을 포함할 수 있다.

각 구성 요소를 살펴보면, 상기 통신 모듈(931)은 근거리 통신 모듈(933)과 모뎀(935)과 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, 이하 'GPS'라 한다) 모듈(937)을 포함할 수 있다. 상기 근거리 통신 모듈(933)은 근거리 통신 방식을 이용하여 외부 장치와 통신할 수 있다. 예를 들면, 상기 근거리 통신 방식은 블루투스(Blue Tooth) 또는 와이-파이(Wi-Fi) 등이 될 수 있다. 상기 GPS 모듈(937)은 인공위성을 이용하여 상기 전자 장치(100)의 위치를 확인할 수 있다.

상기 음향 처리 모듈(939)은 오디오 코덱을 이용하여 제어 모듈(901)에서 출력되는 오디오 신호를 처리한 후 이어폰 모듈(941)로 출력하거나 마이크로부터 발생되는 오디오 신호를 처리하여 제어 모듈(901)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 이어폰 모듈(941)은 이어폰과 연결할 수 있는 잭을 포함할 수 있다.

상기 입/출력 모듈(911)은 유에스비(Universal Serial Bus, 이하 'USB'라 한다) 모듈(913)과 OTP(Optical Touch Pad) 모듈(915)을 포함할 수 있다. 상기 전원 모듈(905)은 배터리(909)와 상기 배터리(909)에 저장된 전력을 관리하기 위한 전원 관리 모듈(907)을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 비디오 신호 처리 모듈들(943, 951)은 상기 제어 모듈(901)로부터 비디오 신호를 수신하고, 수신된 비디오 신호를 처리하여 상기 제1 및 제2 디스플레이 드라이버들(945, 953)로 출력할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 비디오 신호 처리 모듈들(943, 951)은 상기 제어 모듈(901)로부터 수신된 알지비(RGB) 신호를 저압 차동 신호(low voltage differential signalling, 이하 'LVDS'라 한다)로 변환하고, 상기 저압 차동 신호를 상기 제1 및 제2 디스플레이 드라이버들(945, 953)로 출력할 수 있다.

상기 제1 및 제2 디스플레이 드라이버들(945, 953)은 상기 제1 및 제2 비디오 신호 처리 모듈들(943, 951)로부터 저압 차동 신호를 수신하고, 상기 제1 및 제2 디스플레이 모듈들(947, 955)에 상기 수신된 저압 차동 신호에 따라 영상 정보를 표시할 수 있다. 상기 영상 정보는, 이미지, 기호, 문자 및 기호 등을 포함할 수 있다.

상기 센서 모듈(917)은 바이오 센서(919)와 조도 센서(921)와 자이로 센서(923)와 가속도 센서(925)와 카메라 모듈(927)과 시선 추적기(929)를 포함할 수 있다. 상기 조도 센서(921)는 전자 장치(100)의 주변 환경에 대한 빛의 밝기 값(조도)을 측정하고, 측정된 빛의 밝기 값을 상기 제어 모듈(901)로 출력할 수 있다.

상기 메모리(903)는 프로그램 메모리와 데이터 메모리를 포함한다. 상기 프로그램 메모리는 상기 전자 장치(100)의 일반적인 동작을 제어하기 위한 부팅(booting) 및 운영 시스템(Operating System, 이하 'OS'라 한다)을 저장하고, 상기 데이터 메모리는 상기 전자 장치(100)의 동작 중에 발생되는 각종 데이터들을 저장한다. 예를 들면, 상기 메모리(903)는 복수의 밝기 값들에 대응되는 복수의 전압 값들을 표 1과 같이 테이블화하여 저장할 수 있다.

빛의 밝기 값 (Lux)	전압 값 (V)	투과율 (%)
0	-1.8	90
50	-105	80
...	-1.0	70
100	...	50
200	0.3	20
300	...	10
...	0.6	0

상기 표 1은 하나의 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시 예는 이에 한정되지 않는다.

상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)은 상기 제어 모듈(901)로부터 인가되는 전압 값에 따라 착색하거나 소색함으로써 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 투과율을 변경할 수 있다.

상기 제어 모듈(901)은 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 예를 들면, 상기 제어 모듈(901)은 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 투과율을 변경하기 위해 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)에 상기 조도 센서(921)에서 측정된 밝기 값에 대응되는 전압 값을 인가할 수 있다.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 제어 모듈(901)은 상기 조도 센서(921)를 이용하여 상기 전자 장치(100)의 주변 환경에 대한 빛의 밝기 값을 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 모듈(901)은 빛의 밝기 값을 조도 단위(럭스, lux)로 측정할 수 있다.

그리고 상기 제어 모듈(901)은 상기 메모리(903)에 저장된 복수의 전압 값들 중에서 상기 측정된 빛의 밝기 값에 대응되는 전압 값을 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 측정된 빛의 밝기 값에 따라, 상기 제어 모듈(901)은 표 1을 고려하여 그에 대응하는 전압 값을 인가함으로써, 상기 제1, 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 투과율이 조절될 수 있다.

그리고 상기 제어 모듈(901)은 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)에 상기 선택된 전압 값을 인가함으로써 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 색상 또는 착색 농도를 변경할 수 있다. 예를 들면, 주변 조도가 높은 경우, 상기 제어 모듈(901)은 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)에 상기 주변 조도에 대응되는 전압 값을 인가함으로써 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 착색 농도를 변경할 수 있다.

이와 같이, 상기 제어 모듈(901)은 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)이 소색된 상태(1103)로부터 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)이 착색된 상태(1101)로 변경함으로써 상기 제1 및 제2 디스플레이 모듈들(947, 955)의 선명도를 높일 수 있다.

도 10을 참조하면, 1001 동작에서, 상기 제어 모듈(901)은 상기 조도 센서(921)를 이용하여 상기 전자 장치(100)의 주변 환경에 대한 빛의 밝기 값을 측정한 후, 1003 동작으로 진행할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 모듈(901)은 빛의 밝기 값을 조도 단위(럭스(lux))로 측정할 수 있다.

그리고 1003 동작에서, 상기 제어 모듈(901)은 상기 메모리(903)에 저장된 복수의 전압 값들 중에서 상기 측정된 빛의 밝기 값에 대응되는 전압 값을 선택한 후, 1005 동작으로 진행할 수 있다. 예를 들면, 상기 측정된 빛의 밝기 값이 xx lux인 경우, 상기 제어 모듈(901)은 표 1을 고려하여 상기 xx lux에 대응되는 전압 값인 aa V를 선택할 수 있다.

그리고 1005 동작에서, 상기 제어 모듈(901)은 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)에 상기 선택된 전압 값을 인가함으로써 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 색상 또는 착색 농도를 변경할 수 있다. 예를 들면, 주변 조도가 높은 경우, 상기 제어 모듈(901)은 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)에 상기 주변 조도에 대응되는 전압 값을 인가함으로써 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 착색 농도를 변경할 수 있다.

이러한 동작을 통해, 상기 전자 장치(100)는 주변 환경의 빛의 세기에 따라 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 색상 또는 착색 농도를 조절함으로써 상기 제1 및 제2 윈도우 부재들(949, 957)의 투과율을 조절할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따라 전자 장치에서 기능을 실행하는 장치 및 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.　 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

100: 웨어러블 전자 장치 101: 프레임
101: 착용 부재 121: 제1 하우징
123: 연결 부재 125: 제2 하우징
131: 윈도우 부재 133: 보조 윈도우 부재
104: 디스플레이 모듈 105: 회로 기판
106: 배터리

Claims (15)

1. 두부 착용형 웨어러블 전자 장치에 있어서,
   프레임에 각각 장착되는 윈도우 부재들;
   상기 프레임의 양단으로부터 서로 나란하게 연장된 한 쌍의 착용 부재들;
   상기 프레임에 장착되어 상기 윈도우 부재 상에 위치하는 디스플레이 모듈;
   적어도 상기 디스플레이 모듈을 제어하는 적어도 하나의 회로 기판; 및
   적어도 상기 회로 기판 및 디스플레이 모듈에 전원을 제공하는 적어도 하나의 배터리를 포함하고,
   상기 회로 기판과 배터리는, 상기 착용 부재들이 연장된 방향을 따라 상기 착용 부재에 순차적으로 배치된 웨어러블 전자 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 윈도우 부재와 중첩하게 상기 프레임에 장착되는 보조 윈도우 부재를 더 구비하고,
   상기 보조 윈도우 부재는 상기 디스플레이 모듈의 적어도 일부분을 수용하는 웨어러블 전자 장치.
   
3. 제1 항에 있어서, 상기 윈도우 부재는 조도에 따라 빛의 투과율이 조절되는 웨어러블 전자 장치.
   
4. 제1 항에 있어서, 상기 윈도우 부재는,
   서로 마주보는 한 쌍의 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 글래스층들;
   상기 ITO 글래스들 사이에 위치되는 전기변색 소재층; 및
   상기 ITO 글래스들 사이에 제공되는 전해질층을 포함하고,
   인가되는 전압에 따라 상기 전기변색 소재층의 착색 농도가 변화하는 웨어러블 전자 장치.
   
5. 제1 항에 있어서, 각각의 상기 착용 부재는,
   상기 프레임에 인접하게 배치된 제1 하우징;
   상기 제1 하우징으로부터 연장되는 연결 부재; 및
   상기 연결 부재의 단부에 제공되어 상기 연결 부재를 통해 상기 제1 하우징에 연결된 제2 하우징을 포함하는 웨어러블 전자 장치.
   
6. 제5 항에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 제1 하우징들 각각에, 상기 배터리는 상기 제2 하우징들 각각에 수용되는 웨어러블 전자 장치.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 프레임을 통해 배선되어 각각의 상기 제1 하우징에 수용된 회로 기판을 서로 연결하는 적어도 하나의 회로 배선을 더 구비하는 웨어러블 전자 장치.
   
8. 제6 항에 있어서,
   상기 회로 기판들에 탑재되는 센서 모듈 및 카메라 모듈을 더 구비하는 웨어러블 전자 장치.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 센서 모듈은 조도 센서를 포함하고,
   상기 조도 센서를 통해 검출되는 조도에 따라 상기 윈도우 부재의 빛의 투과율이 조절되는 웨어러블 전자 장치.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 회로 기판은 상기 윈도우 부재, 디스플레이 모듈 및 센서 모듈 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈을 포함하고,
    상기 제어 모듈은 상기 조도 센서로부터 검출된 조도에 대응되는 전압 값을 상기 윈도우 부재에 인가함으로써 상기 윈도우 부재의 빛의 투과율을 조절하는 웨어러블 전자 장치.
    
11. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 하우징들 중 적어도 하나에 배치되어 사용자의 접촉에 따라 입력 신호를 발생하는 터치 패드를 더 포함하는 웨어러블 전자 장치.
    
12. 제1 항에 있어서, 상기 프레임의 중앙부를 중심으로 좌우의 무게 비율은 5:5를 이루는 웨어러블 전자 장치.
    
13. 제1 항에 있어서, 상기 윈도우 부재, 디스플레이 모듈, 회로 기판 및 배터리는 상기 전자 장치의 전, 후의 무게 비율이 5:5 내지 6:4를 이루게 배열되는 웨어러블 전자 장치.
    
14. 두부 착용형 웨어러블 전자 장치에서 투과율을 조절하는 방법에 있어서,
    상기 전자 장치의 주변 환경에 대한 조도를 측정하는 동작과,
    미리 저장된 복수의 전압들 중에서 측정된 조도에 대응되는 전압을 선택하는 동작과,
    윈도우 부재의 빛의 투과율을 조절하기 위해 상기 윈도우 부재에 선택된 전압을 인가하는 동작을 포함하는 방법.
    
15. 제14 항에 있어서,
    상기 윈도우 부재는, 서로 마주보는 한 쌍의 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 글래스층들; 및 상기 ITO 글래스들 사이에 위치되는 전기변색 소재층을 포함하고,
    인가된 전압에 따라 상기 전기변색 소재층의 착색 농도가 변화함으로써, 상기 윈도우 부재의 빛의 투과율을 조절하는 방법.

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