KR20180037909A - 스마트 안경 - Google Patents

Abstract

디스플레이 장치를 구비하는 스마트 안경이 개시된다. 스마트 안경은, 안경테 형태를 구비하는 메인 프레임; 메인 프레임의 중앙부에 결합하는 지지 프레임; 지지 프레임에 의해 지지되며 제1 영상을 표시하는 제1 디스플레이; 지지 프레임에 의해 지지되며 제2 영상을 표시하는 제2 디스플레이; 제1 영상을 반사하는 제1 미러; 제2 영상을 반사하는 제2 미러; 제1 미러에서 반사되는 제1 영상에 기초하여 제1 메인영상을 중앙부에서 메인 프레임의 안쪽으로 제공하는 제1 메인렌즈; 및 제2 미러에서 반사되는 제2 영상에 기초하여 제2 메인영상을 중앙부에서 메인 프레임의 안쪽으로 제공하는 제2 메인렌즈를 포함한다.

Description

스마트 안경{SMART GLASSES}

본 발명의 실시예는 스마트 안경에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이 장치를 구비하는 스마트 안경에 관한 것이다.

일반적으로 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD)는 안경처럼 머리에 착용하고 안구에 근접한 위치에서 가상의 영상을 디스플레이하는 디지털 디바이스를 말한다. 최근 HMD는 단순한 디스플레이 기능을 넘어 증강현실(Augmented Reality) 기술 등과 조합하는 형태로 발전하고 있다. 일례로, HMD는 사용자 눈 앞의 화면을 통해 사용자에게 다양한 편의를 제공해 주고, 외부 디지털 디바이스와 통신을 수행하여 해당 콘텐츠를 출력할 뿐만 아니라 외부 디지털 디바이스를 위한 사용자 입력을 수신하거나 해당 외부 디지털 디바이스와 연동한 작업을 수행하기도 한다.

증강현실은 실세계에 3차원의 가상 물체를 중첩하여 보여주는 기술을 활용하는 것으로, 현실과 가상환경을 융합하는 복합형 가상현실(Virtual Reality)을 지칭한다. 이러한 복합형 가상현실은 군사, 오락, 의료, 학습, 영화, 건축설계, 관광 등 다양한 분야에 활용되고 있으며 공상과학 소설이나 영화에서 묘사되는 상상적 단계를 벗어나 점차 실생활에 적용되고 있다.

가상현실 시스템들은 창문형 시스템(Window Systems), 거울형 시스템(Mirror Systems), 탑승형 시스템(Vehicle-based Systems), 증강현실 시스템(Aumented Reality Systems) 등이 있다. 이러한 시스템들은 기본적으로 출력장치와 입력장치로 구분된다. 출력장치는 가상현실 시스템의 사용자들이 감각채널을 통해 시각, 청각, 촉각, 움직임 등을 지각하게 해 주는 장치들이다. 이러한 출력장치에는 시각 디스플레이 장치, 청각 디스플레이 장치, 촉각 디스플레이 장치, 움직임 피드백 및 디스플레이 장치들이 포함된다. 시각 디스플레이(Visual Display) 장치 중 대표적인 하드웨어는 HMD와 스마트 안경이 있다.

가상현실이 추구하는 목표는 사용자로 하여금 원격현전(Telepresence)을 경험하도록 하는 것이다. 원래 현전(Presence)은 어떤 환경 속에서 느끼는 실재감(Sense of being)을 뜻하는데 이런 점에서 원격현전은 커뮤니케이션 매체에 의해 어떤 환경 속에서 사용자가 실재하고 있음을 경험하게 한다.

그러나 종래의 스마트 안경은 좌측이나 우측 중에서 하나의 안구로 이미지를 공급하고 사용자는 일측 안구로만 멀티미디어 콘텐츠를 시청함에 따라 소정 시간 동안만 시청을 하여도 어지럼증이나 피로감이 급격히 증가하는 등 여러 부작용이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 디스플레이부에서 제공하는 멀티미디어 콘텐츠를 양방향으로 반사하며 확대렌즈부에서 확대된 콘텐츠를 양측 안구로 반사하여 양측안구에서 동일한 콘텐츠를 관측할 수 있게 하고 필요에 따라 3D 콘텐츠를 이용하여 증강현실과 가상현실을 선택적으로 구현할 수 있는 스마트 안경을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 디스플레이부에서 구현되는 멀티미디어 콘텐츠를 양측 안구에서 동시에 시청하거나 상호작용할 수 있는 스마트 안경을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 헤드업 디스플레이 장치에서 증강현실과 가상현실을 함께 구현할 수 있는 스마트 안경을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 안경은, 안경테 형태를 구비하는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 중앙부에 결합하는 지지 프레임; 상기 지지 프레임에 의해 지지되며 제1 영상을 표시하는 제1 디스플레이; 상기 지지 프레임에 의해 지지되며 제2 영상을 표시하는 제2 디스플레이; 상기 제1 영상을 반사하는 제1 미러; 상기 제2 영상을 반사하는 제2 미러; 상기 제1 미러에서 반사되는 제1 영상에 기초하여 제1 메인영상을 상기 중앙부에서 상기 메인 프레임의 안쪽으로 제공하는 제1 메인렌즈; 및 상기 제2 미러에서 반사되는 제2 영상에 기초하여 제2 메인영상을 상기 중앙부에서 상기 메인 프레임의 안쪽으로 제공하는 제2 메인렌즈를 포함한다.

일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 제1 미러와 상기 제1 메인렌즈 사이에 배치되는 제1 보조렌즈; 및 상기 제2 미러와 상기 제2 메인렌즈 사이에 배치되는 제2 보조렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 보조렌즈와 상기 제2 보조렌즈 각각은 상기 제1 영상과 상기 제2 영상을 확대한다.

일실시예에서, 상기 제1 또는 제2 보조렌즈는 복수의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 제1 메인렌즈 및 상기 제2 메인렌즈는 판상의 반사 및 투과 부재로 이루어지며, 상기 제1 보조렌즈 및 상기 제2 보조렌즈 각각의 중심축과 일정 각도 경사지도록 배치된다.

일실시예에서, 상기 제1 메인렌즈 또는 상기 제2 메인렌즈의 두께는 수 밀리미터 이하이다.

일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 좌측 또는 우측 프레임 부분에 수납되며 상기 제1 및 제2 디스플레이들 중 어느 하나 이상에 연결되는 통신 및 전원 보드를 더 포함할 수 있다. 상기 통신 및 전원 보드는 유선으로 외부의 제어 및 전원 장치와 연결되고 상기 제어 및 전원 장치와 상기 제1 및 제2 디스플레이들 간의 신호 및 데이터 통신을 전달한다.

일실시예에서, 상기 제어 및 전원 장치에 포함되는 어플리케이션 프로세서와 배터리 모두를 스마트 안경의 외부에 배치한다.

일실시예에서, 상기 제1 디스플레이와 상기 제2 디스플레이는 제어하기 위한 디스플레이 인터페이스를 내장한다.

일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 중앙부 외측면에 설치되어 전방을 촬영하며 상기 통신 및 전원 보드를 통해 상기 제어 및 전원 장치에 연결되는 전면 카메라를 더 포함한다.

일실시예에서, 상기 전면 카메라는 일정 간격 이격된 제1 전면 카메라 및 제2 전면 카메라를 포함한다.

일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 중앙부 내측면에 설치되어 후방측을 촬영하며 상기 통신 및 전원 보드를 통해 상기 제어 및 전원 장치에 연결되는 후면 카메라 또는 센서를 더 포함한다.

일실시예에서, 상기 후면 카메라 또는 센서는 상기 사용자의 눈꺼풀을 감지한다.

일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 좌측 프레임 부분 및 우측 프레임 부분 중 어느 하나 이상에 수납되고 상기 후면 카메라, 상기 센서 또는 상기 제어 및 전원 장치로부터의 신호에 응하여 동작하는 액추에이터 또는 구동기를 더 포함한다.

일실시예에서, 스마트 안경은, 상기 메인 프레임의 좌측 프레임 부분 및 우측 프레임 부분 중 어느 하나 이상에 수납되고 상기 후면 카메라, 상기 센서 또는 상기 제어 및 전원 장치로부터의 신호에 응하여 알람을 출력하는 스피커를 더 포함한다.

일실시예에서, 상기 제어 및 전원 장치는 제어장치와 전원장치를 포함하고, 상기 제어장치와 전원장치 중 어느 하나 이상은 메인 프레임에 의해 지지되거나 외부 장치에 탑재되고 상기 외부 장치에 탑재되는 데이터 및 전원 라인을 통해 상기 통신 및 전원 보드에 연결된다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 스마트 안경은, 안경테 형태를 구비하는 메인 프레임; 메인 프레임의 중앙부에 결합하는 지지 프레임; 지지 프레임에 의해 지지되며 제1 영상을 제1 방향으로 출력하는 제1 디스플레이; 제1 영상을 제1 방향과 직교하는 제2a 방향으로 반사하는 제1 미러; 제1 미러에서 반사되는 제1 영상을 사용자의 눈 측으로 반사하는 제1 메인렌즈; 제1 디스플레이와 제1 메인렌즈 사이에서 제1 메인렌즈를 통해 보이는 제1 영상의 허상에 대한 초점 거리를 조정하도록 설치되는 제1 볼록렌즈; 지지 프레임에 의해 지지되며 제2 영상을 제1 방향으로 출력하는 제2 디스플레이; 제2 영상을 제1 방향과 직교하고 제2a 방향의 반대 방향인 제2b 방향으로 반사하는 제2 미러; 제2 미러에서 반사되는 제2 영상을 사용자의 눈 측으로 반사하는 제2 메인렌즈; 및 제2 디스플레이와 제2 메인렌즈 사이에서 제2 메인렌즈를 통해 보이는 제2 영상의 허상에 대한 초점 거리를 조정하도록 설치되는 제2 볼록렌즈를 포함한다.

일실시예에서, 상기 제1 볼록렌즈는 상기 제1 디스플레이와 상기 제1 미러 사이에 배치되고, 상기 제2 볼록렌즈는 상기 제2 디스플레이와 상기 제2 미러 사이에 배치될 수 있다.

*일실시예에서, 상기 제1 볼록렌즈는 상기 제1 미러와 상기 제1 메인렌즈 사이에 배치되고, 상기 제1 볼록렌즈는 상기 제2 미러와 상기 제2 메인렌즈 사이에 배치될 수 있다.

일실시예에서, 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러는 오목면 미러일 수 있다.

일실시예에서, 상기 제1 메인렌즈 및 상기 제2 메인렌즈는 판상의 반사 및 투과 부재로 이루어지며, 상기 제1 보조렌즈 및 상기 제2 보조렌즈 각각의 중심축과 일정 각도 경사지도록 배치될 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 스마트 안경은, 사용자의 한쪽 귀에 걸리는 형태와 상기 한쪽 귀에서 인접한 사용자의 한쪽 눈 전방까지 연장하는 길이를 구비하는 메인 프레임; 한쪽 눈 전방에 대응하는 메인 프레임의 전면부에 결합하는 지지 프레임; 지지 프레임에 의해 지지되며 영상을 제1 방향으로 출력하는 디스플레이; 영상을 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 반사하는 미러; 미러에서 반사되는 영상을 사용자의 눈으로 반사하는 메인렌즈; 및 디스플레이와 메인렌즈 사이에서 메인렌즈를 통해 보이는 영상의 허상에 대한 초점 거리를 조정하도록 설치되는 볼록렌즈를 포함한다.

일실시예에서, 상기 볼록렌즈는 디스플레이와 미러 사이에 배치되거나, 미러와 메인렌즈 사이에 배치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 스마트 안경의 전면 중앙에 배치되는 하나 또는 두 개의 디스플레이부에서 양쪽 눈으로 독립적인 영상을 제공하도록 구성함으로써 측면 시야각을 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 하나의 스마트 안경으로 2D, 3D 이미지를 효과적으로 구현하고, 증강현실과 가상현실을 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나 또는 두 개의 디스플레이에서 동일한 멀티미디어 콘텐츠를 양측 안구에 제공함으로써 장시간 사용에도 사용자가 불편을 느끼지 않는 효과가 있다.

또한, 정면의 메인렌즈의 두께를 줄여 장치를 경량화하고 사용감을 향상시킬 수 있다.

또한, 후면 카메라나 센서를 통해 사용자의 눈꺼풀을 인식하고 인식 결과에 따라 장치에 수납된 액추에이터나 구동기 또는 스피커를 통해 진동이나 알람을 발생시켜 사용자 특히, 졸음 운전 중인 운전자에게 위험을 경고할 수 있다.

또한, 장치를 장시간 사용할 때 발생할 수 있는 열을 메인 프레임의 정면 상단부에 배치되는 방열구조나 히트싱크로 효과적으로 배출하여 스마트 안경에 대한 동작 안정성과 신뢰성을 제공할 수 있다.

또한, 스마트 안경에서 배터리를 제거하고, 외부의 제어 및 전원 장치에 배터리를 통해 스마트 안경에 전원을 공급하는 경우, 스마트 안경을 효과적으로 경량화할 수 있고 착용감이나 사용편의성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다.
도 2는 도 1의 스마트 안경에 대한 측면도이다.
도 3은 도 1의 스마트 안경의 작동 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 스마트 안경에 대한 측면도이다.
도 5는 도 1의 스마트 안경의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다.
도 8은 도 7의 스마트 안경에 대한 정면도이다.
도 9는 도 8의 스마트 안경의 내부 구조를 설명하기 위한 부분 투영 정면도이다.
도 10은 도 7의 스마트 안경에 대한 우측면도이다.
도 11은 도 10의 스마트 안경의 내부 구조를 설명하기 위한 부분 투영 우측면도이다.
도 12는 도 7의 스마트 안경의 구성요소를 설명하기 위한 부분 분해사시도이다.
도 13 및 도 14는 도 7의 스마트 안경의 디스플레이 영상의 표시 경로를 설명하기 위한 도면들이다.
도 15는 도 7의 스마트 안경에 채용할 수 있는 제어보드에 대한 블록도이다.
도 16은 도 7의 스마트 안경에 채용할 수 있는 다른 제어보드와 전원공급장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경과 제어 시스템에 대한 사시도이다.
도 18은 도 17의 스마트 안경의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치의 동작을 설명하기 위한 순서도들이다.
도 22 내지 25는 도 7의 스마트 안경에 채용할 수 있는 광학계의 변형예들에 대한 도면들이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경을 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다. 도 2는 도 1의 스마트 안경에 대한 측면도이다. 도 3은 도 1의 스마트 안경의 작동 상태를 나타낸 사시도이다. 도 4는 도 3의 스마트 안경에 대한 측면도이다. 도 5는 도 1의 스마트 안경의 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은 제1 프레임(50) 및 제2 프레임(51)을 포함하고, 제1 프레임(50)은 제2 프레임(51)에 대하여 제1 힌지부(82) 및 제2 힌지부(83)를 이용하여 힌지 결합된 구조를 구비할 수 있다.

사용자가 일상생활 중에 스마트 안경을 안경으로만 사용하고자 하는 경우에는 제1 프레임(50)을 안경렌즈(137a, 137b)의 상방향에 위치시킨 상태에서 사용할 수 있다. 제1 프레임(50)은 디스플레이 장치, 미러, 렌즈 등을 구비하고, 디스플레이 장치의 영상을 반사 및 확대시켜 사용자의 눈에 전달할 수 있다.

사용자가 외부 디지털 디바이스에서 전송되는 콘텐츠를 이용하여 증강현실이나 가상현실을 구현하고자 하는 경우에는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 사용자는 제1 프레임(50)을 안경렌즈(137a, 138a)의 상방에서 하방향으로 회동시켜 제1 프레임(50)의 소정 부분이 안경렌즈(137a, 138a)의 전방에 위치하도록 조작하여 스마트 안경의 콘텐츠를 이용할 수 있다.

또한, 외부 디지털 디바이스로부터 전송받은 멀티미디어 콘텐츠는 디스플레이부(10)에서 그대로 출력되거나 조합 혹은 변환되어 출력될 수 있다. 디스플레이부(10)는 환경이나 사용자의 필요나 요구에 따라서 박막트랜지스터 액정표시장치(TFT LCD), 유기발광표시장치(OLED), LCoS(liquid crystal on silicon), DLP(digital light processing) 등의 디스플레이 장치 중 어느 하나를 선택하여 구성될 수 있다.

또한, 디스플레이부(10)에서 구현된 콘텐츠는 반사부(20)에 의해 양방향으로 반사된다. 콘텐츠를 양방향으로 반사하기 위하여 반사부(20)는 엑스프리즘(X-Prism)으로 구성될 수 있다. 콘텐츠가 반사되는 반사부(20)의 반사면에는 반사 및 투과가 동시에 이루어질 수 있는 하프미러 코팅이 구비될 수 있다. 이러한 반사부(20)는 엑스프리즘에 한정되는 것이 아니라 빔스플리터, 하프미러 또는 이들의 조합 등과 같이 반사와 투과가 동시에 일어날 수 있는 광학소자라면 사용 가능하다.

반사부(20)에서 반사된 콘텐츠는 확대렌즈부(30)를 통과하며 확대된다. 확대렌즈부(30)는 콘텐츠를 확대함과 동시에 구면 수차 등을 없애기 위하여 복수의 비구면 렌즈로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 콘텐츠를 확대하고 구면 수차를 없애기 위하여 3개의 비구면 렌즈를 사용한다. 3개의 비구면 렌즈는 디스플레이 장치에서 시작하는 광 경로 상에서 볼 때, 일면 볼록렌즈, 양면 볼록렌즈, 일면 볼록렌즈 형태의 광학소자들의 조합을 포함할 수 있다. 콘텐츠를 확대하고 구면수차를 없애기 위하여 비구면렌즈들을 이용하여 설계하는 기술은 이미 잘 알려져 있으므로 여기서는 구체적으로 언급하지 않는다.

확대렌즈부(30)를 통과하며 확대된 콘텐츠는 반사 및 투과부(40)에서 양측 안구방향으로 반사된다. 반사 및 투과부(40)는 확대된 콘텐츠를 안구방향으로 반사시킬 뿐만 아니라, 반사 및 투과부를 통하여 가상현실 및 증강현실을 구현하기 위한 콘텐츠를 관측할 수 있도록 설치되기 때문에 그 반사면은 반사 및 투과가 동시에 이루어질 수 있는 하프미러 코팅을 구비할 수 있다.

본 실시예에서는 반사 및 투과부(40)로서 투명 프리즘을 사용하였으나, 투명 프리즘에 한정되는 것이 아니라 빔스프리터나 하프미러 등의 반사와 투과가 동시에 일어날 수 있는 광학소자라면 사용 가능하다.

전술한 각 구성요소와 그 결합관계를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

디스플레이부(10), 반사부(20), 확대렌즈부(30), 반사 및 투과부(40)는 제1 프레임(50) 내에 안착되며, 구체적으로는, 제1 프레임(50)에 구비되는 프런트 케이스(52) 내에 안착된다.

디스플레이부(10)는 메인 PCB(printed circuit board, 70)로부터 FPCB(flexible PCB, 60)를 통하여 멀티미디어 콘텐츠를 전송받는다. FPCB(60)에는 배터리(61)가 연결되어 필요한 전원을 디스플레이부(10) 등에 공급한다. FPCB(60)는 메인 PCB(70)로부터 멀티미디어 콘텐츠를 디스플레이부(10)로 전송하도록 연결되며, 스마트 안경(100a)의 전원을 공급하도록 배터리(61)와 연결된다.

또한, 메인 PCB(70)에는 무선통신모듈(미도시)과 제어부(미도시)가 장착될 수 있다. 본 실시예에서 무선통신모듈은 외부 디지털 디바이스로부터 멀티미디어 콘텐츠를 전송받고, 제어부는 메인 PCB(70)과 디스플레이부(10) 등의 구동을 제어할 수 있다.

제1 프레임(50)은 제2 프레임(51)에 결합하는 제1 사이드 케이스(first side case, 80) 및 제2 사이드 케이스(second side case, 81)와 제1 힌지부(82) 및 제2 힌지부(83)를 통하여 각각 힌지 결합된다. 제1 프레임(50)은 제 1 및 제2 힌지부를 통하여 안경렌즈(137a, 138a)의 상방향 및 하방향(또는 안경렌즈 전방) 사이를 회동할 수 있다. 또한, 제1 사이드 케이스(80) 및 제2 사이드 케이스(81) 안측에는 메인 PCB(70)와 배터리(61)가 각각 안착 배치될 수 있다.

또한, 제1 프레임(50)에는 카메라부(90)이 더 구비될 수 있다. 그리고 제2 프레임(51)에는 전원 온오프버튼(91)과 발광다이오드(light emitting diode, LED) 등의 인디게이터(92)가 더 구비될 수 있다.

본 실시예의 스마트 안경의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.

사용자가 스마트 안경을 이용하여 증강현실이나 가상현실을 구현하고자 하는 경우, 사용자는 안경렌즈(137a, 138a)의 상방에 위치하는 스마트 안경의 제1 프레임(50)을 하방향으로 회동시켜 안경렌즈(101)의 전방에 위치하도록 조작할 수 있다. 그리고, 메인 PCB(70)의 제어부는 무선통신모듈을 통하여 외부 디지털 디바이스로부터 멀티미디어 콘텐츠를 전송받아 디스플레이부(10)에 전달할 수 있다.

디스플레이부(10)에서 영상 콘텐츠를 출력하면, 영상 콘텐츠는 반사부(20)에서 양방향으로 반사되어 확대렌즈부(30)로 전달된다. 반사부(20)는 하나의 콘텐츠를 양방향으로 전송하는 엑스 프리즘(X-Prism)을 포함할 수 있다. 확대렌즈부(30)를 통과하며 확대된 콘텐츠는 반사 및 투과부(40)에서 반사되어 양측 안구로 각각 전달된다.

디스플레이부(10)에서 출력되는 콘텐츠가 확대렌즈부(30)를 통해 확대되는 경우, 확대렌즈부(30)로부터 확대된 이미지까지의 거리는 필요에 따라 조절될 수 있다. 즉, 확대렌즈부(30)에 의해 확대된 이미지는 실상이 아닌 허상으로서 사용자에게 스마트 안경 너머로 보이도록 그 전달 경로의 길이가 조절될 수 있다.

확대렌즈부(30)로부터 사용자 또는 운전자가 느끼는 허상까지의 거리(li)는, 확대렌즈부(30)의 초점거리(f)와 디스플레이부(10)로부터 확대렌즈부(30)까지의 거리(lo) 사이의 관계에 의해 조절된다. 상기의 거리들 사이의 관계는 아래의 수학식 1을 만족한다.

본 실시예에 의하면, 사용자가 원하는 위치에 확대된 이미지가 형성되도록 스마트 안경을 설계하여 제작할 수 있다. 본 실시예에서는 스마트 안경으로부터 약 2.4 미터 전방에 20 인치 크기의 콘텐츠를 구현할 수 있다. 스마트 안경으로부터 약 2 미터 전방에 20 인치 정도의 콘텐츠를 제공할 수 있으면, 사용자는 필요에 따라 증강현실이나 가상현실을 편리하게 구현하여 이용할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 분해사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경은, 제2 프레임(51)의 센터 프레임(51c)에 안경렌즈(137a, 138a) 대신에 안경렌즈 겸용 메인렌즈(137, 138)를 구비할 수 있다. 이 메인렌즈(137, 138)는 디스플레이부(10)의 영상을 사용자의 눈으로 반사시키면서 눈 앞의 전방으로도 반사시키는 양방향 반사부로서 기능할 수 있으며, 그 경우 전술한 반사 및 투과부(40)는 반사 기능만을 수행하는 반사부재로서 설치되거나 대체될 수 있다.

본 실시예의 스마트 안경은 안경렌즈(137a, 138a) 대신에 메인렌즈(137, 138)를 사용하는 것을 제외하고 도 1 내지 도 5를 참조하여 앞서 설명한 실시예의 스마트 안경과 실질적으로 동일하므로 그 구체적인 구성요소들과 이들의 결합관계에 대한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 사시도이다. 도 8은 도 7의 스마트 안경에 대한 정면도이다. 도 9는 도 8의 스마트 안경의 내부 구조를 설명하기 위한 부분 투영 정면도이다. 도 10은 도 7의 스마트 안경에 대한 우측면도이다. 도 11은 도 10의 스마트 안경의 내부 구조를 설명하기 위한 부분 투영 우측면도이다. 도 12는 도 7의 스마트 안경의 구성요소를 설명하기 위한 부분 분해사시도이다.

본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은, 메인 프레임(110), 제1 디스플레이(131), 제2 디스플레이(132), 제1 미러(133), 제2 미러(134), 제1 메인렌즈(137) 및 제2 메인렌즈(138)를 포함한다. 또한, 스마트 안경(100)은 제1 보조렌즈(135) 및 제2 보조렌즈(136)를 더 구비할 수 있다.

또한, 스마트 안경(100)은 프로세서를 포함한 컨트롤러(도 16의 260 참조)와, 제1 및 제2 디스플레이(131, 132)를 위한 디스플레이 인터페이스(display interface, 160)와 이들 사이를 연결하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circit board, FPCB, 164)을 구비할 수 있다. 컨트롤러는 제어 및 전원 장치로서 지칭될 수 있고, 내장되거나 별도의 통신 및 전원 보드를 구비할 수 있다. 통신 및 전원 보드는 커넥터나 통신 또는 전원을 중계하거나 상호 연결하는 수단이나 구성부를 포함할 수 있다.

또한, 스마트 안경(100)은 하나 이상의 전면 카메라(151)와 하나 이상의 후면 카메라(153)를 구비할 수 있다. 전면 카메라(151)가 서로 일정 간격 이격되는 제1 전면 카메라와 제2 전면 카메라를 포함하는 경우, 3D 코텐츠에 대한 입력이나 적용을 용이하게 할 수 있다. 전면 또는 후면 카메라는 센서의 일종이거나 센서로서 기능할 수 있다. 특히, 후면 카메라(153)나 센서는 사용자의 눈꺼풀 동작을 감지하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 장치일 수 있다.

또한, 스마트 안경(100)은, 카메라나 센서 혹은 제어 및 전원 장치로부터의 신호에 따라 진동 동작하는 액추에이터나 구동기(194)를 더 구비하거나 혹은 상기 신호에 응하여 음향 신호를 출력하는 스피커를 더 구비할 수 있다. 구동기(194)는 진동 모터를 포함할 수 있다.

또한, 스마트 안경(100)은 제1 디스플레이(131), 제2 디스플레이(132), 디스플레이 인터페이스(160) 등에서 발생하는 열을 방출하는 방열구조 또는 히트싱크를 더 구비할 수 있다. 제1 디스플레이(131) 및 제2 디스플레이(132) 중 적어도 하나는 디스플레이부로 지칭될 수 있다.

각 구성요소를 좀더 구체적으로 설명하면, 메인 프레임(110)은 대략 U-자 모양을 구비한 단단한 재질로 형성하고 안경테 모양이나 안경테의 뼈대 모양을 가진다. 메인 프레임(110)은 단일 구조물로 형성될 수 있으며, 그 경우 메인 프레임(110)은 중앙 프레임 부분(110c)과 그 양단에 결합하여 안경테 형태를 형성하는 좌측 프레임 부분(110a) 및 우측 프레임 부분(110b)을 구비할 수 있다. 좌측 및 우측은 사용자 입장에서 반대측일 수 있다.

한편, 본 실시예에 메인 프레임(110)은 제조의 용이성과 경량화를 위해 중간부에 배치되는 지지 프레임과 지지 프레임의 좌측에 결합하는 제1 측면 프레임 및 우측에 결합하는 제2 측면 프레임의 결합 구조를 구비할 수 있다. 이 경우, 지지 프레임은 디스플레이, 미러, 보조렌즈 및 메인렌즈의 지지와 배치 그리고 조립을 용이하게 하기 위하여 제1 지지 프레임(120a) 및 제2 지지 프레임(120b)로 착탈가능하게 형성될 수 있다.

여기서, 설명의 편의상 좌측 프레임 부분 및 제1 측면 프레임을 단일 참조부호 110a로 표현하고, 우측 프레임 부분 및 제2 측면 프레임을 단일 참조부호 110b로 표현하기로 한다. 제1 지지 프레임(120a) 및 제2 지지 프레임(120b)이 결합된 형태의 지지 프레임(120)은 그 기능면에서 도 5의 프런트 케이스(50)에 대응될 수 있다.

지지 프레임(120)의 중앙부에는 디스플레이 인터페이스(160)가 삽입되고 중앙 상부측에 배치되는 FPCB(164)의 터미널을 통해 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 디스플레이 인터페이스(160)는 제1 디스플레이(131) 및 제2 디스플레이(132)에 연결된다.

FPCB(164)는 중앙 전면부의 터미널에서 메인 프레임(110) 또는 지지 프레임(120)의 상부면을 따라 제1 측면 프레임(110a)과 제2 측면 프레임(110b)까지 연장 설치될 수 있다.

지지 프레임(120)의 박스 형태의 중앙부의 양측면에는 제1 디스플레이(131)와 제2 디스플레이(132)가 배치되어 서로 반대방향으로 제1 영상 및 제2 영상을 출력한다. 제1 디스플레이(131) 또는 제2 디스플레이(132)는 박막트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transtor liquid crystal display, TFT LCD), 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED), LCoS(liquid crystal on silicon), 디지털 광원 처리(digital light processing, DLP) 기반 디스플레이에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

제1 디스플레이(131)의 전면에는 지지 프레임(120)의 좌측 경사면 지지구조부분에 의해 지지되는 제1 미러(133)가 설치되고 제1 디스플레이(131)의 제1 영상을 좌측 방향과 대략 직교하는 제1 하측 방향으로 반사할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 디스플레이(132)의 전면에는 지지 프레임(120)의 우측 경사면 지지구조부분에 의해 지지되는 제2 미러(134)가 설치되고 제2 디스플레이(132)의 제2 영상을 우측 방향과 대략 직교하는 제2 하측 방향으로 반사할 수 있다. 제2 하측 방향은 대략 사용자의 두 눈들 사이의 간격 정도의 거리를 두고 서로 평행한 방향일 수 있다.

제1 미러(133)에서 반사되는 제1 영상은 제1 보조렌즈(135)에서 확대된다. 제1 보조렌즈(135)는 지지 프레임(120)의 요철구조 형태의 지지구조에 삽입되어 지지될 수 있다. 제1 보조렌즈(135)는 제1 영상을 확대하여 제1 메인렌즈(137)에 전달한다.

이와 유사하게, 제2 미러(134)에서 반사되는 제2 영상은 제2 보조렌즈(136)에서 확대된다. 제2 보조렌즈(136)는 지지 프레임(120)의 요철구조 형태의 지지구조에 삽입되어 지지될 수 있다. 제2 보조렌즈(136)는 제2 영상을 확대하여 제2 메인렌즈(138)에 전달한다.

제1 보조렌즈(135) 또는 제2 보조렌즈(136)는, 영상이 입력단 측에서 볼 때를 기준으로, 일면 볼록 렌즈(타면 오목 렌즈), 양면 볼록 렌즈 및 일면 볼록면 렌즈의 적층 구조나 중첩 배열을 구비할 수 있다. 전술한 제1 및 제2 보조렌즈들(135, 136)은 제1 영상과 제2 영상을 원하는 크기로 확대하고 구면 수차를 제거하기 위한 것으로, 구현에 따라 다양한 변형이 가능하다.

제1 메인렌즈(137)는 제1 보조렌즈(135)의 하부에 배치된다. 제1 메인렌즈(137)은 상대적으로 얇은 판상의 렌즈 부재를 제1 보조렌즈(135)의 중심축과 경사지게 설치한 배치 구조를 구비할 수 있다. 제1 메인렌즈(137)는 제1 보조렌즈(135)의 하부측에서 지지 프레임(120)이나 중앙 프레임 부분(110c, 이하 간략히 중앙 프레임)의 하부에 결합될 수 있다. 제1 메인렌즈(137)는 빔 스플리터(beam splitter)로서 제1 영상 또는 제1 보조렌즈(135)를 통과한 제1 영상을 사용자의 눈을 향해 대략 직각으로 반사할 수 있다.

일례로 제1 미러(133)에서 대략 수직 방향으로 내려오는 제1 영상은 제1 메인렌즈(137)의 반사면을 중심으로 사용자의 눈을 향하는 영상과 사용자 눈의 전방을 향하는 허상을 형성한다. 반사면에서 하상이 맺히는 위치 혹은 영상면까지의 거리는 약 20미터일 수 있다.

유사하게, 제2 메인렌즈(138)는 제2 보조렌즈(136)의 하부에 배치된다. 제2 메인렌즈(138)은 상대적으로 얇은 판상의 렌즈 부재를 제2 보조렌즈(136)의 중심축과 경사지게 설치한 배치 구조를 구비할 수 있다. 제2 메인렌즈(138)는 제2 보조렌즈(136)의 하부측에서 지지 프레임(120)이나 중앙 프레임(110c)의 하부에 결합될 수 있다. 제2 메인렌즈(138)는 빔 스플리터(beam splitter)로서 제2 보조렌즈(136)를 통과한 제2 영상을 사용자의 눈을 향해 대략 직각으로 반사할 수 있다.

일례로 제2 미러(134)에서 대략 수직 방향으로 내려오는 제2 영상은 제2 메인렌즈(138)의 반사면을 중심으로 사용자의 눈을 향하는 영상과 사용자 눈의 전방을 향하는 허상을 형성한다.

전술한 보조렌즈(135, 136)의 볼록한 면은 영상 또는 콘텐츠를 확대하고 구면 수차를 없애기 위하여 3개의 비구면 렌즈를 포함하도록 설치될 수 있다.

또한, 지지 프레임(120)의 중앙 하부측에는 코걸이 부재(140)가 연결될 수 있다. 코걸이 부재(140)는 적어도 일부가 상대적인 연성 재질로 이루어질 수 있다. 연성 재질은 합성수지를 포함할 수 있다.

메인 프레임(110)의 중앙 상부측에는 상부 커버(113)가 결합하고, 중앙 전면상부측에는 전면상부커버(114)가 결합하고, 중앙 전면 최상부 중앙에는 전면보조커버(115)가 결합될 수 있다. 전면상부커버(114)는 제1 및 제2 지지 프레임(120a, 120b)을 게재하고 후면커버(112c)와 나사나 볼트 등의 체결수단에 의해 중앙 프레임(120c)에 결합할 수 있다. 전면보조커버(115)는 전면 카메라(151)의 노출 렌즈 부분을 덮을 수 있으며, 그 경우 전면보조커버(115)의 적어도 일부분은 투명 혹은 반투명 재질로 형성될 수 있다. 또한, 구현에 따라서 전면보조커버(115)는 전면 카메라(151)의 렌즈 노출을 위한 개구부나 관통홀을 구비할 수 있다.

제1 측면 프레임(110a)의 일단은 지지 프레임(120)의 좌측에 연결되고, 그 타단은 제1 측면 연결 프레임(121)에 연결될 수 있다. 제1 측면 연결 프레임(121)은 제1 측면 종단 프레임(a first side end frame, 122)에 연결될 수 있다. 제1 측면 종단 프레임(122)은 제1 배터리(172)를 수납하는 내부 공간을 구비하며, 후술하는 제2 측면 종단 프레임(125)과 마주하는 내부 공간의 개구부는 제1 연성 커버(123)에 의해 탈착가능하게 덮힐 수 있다. 제1 측면 연결 프레임(121)과 제1 연성 커버(123)는 적어도 그 표면 부분이 사용자의 귀와 그 뒤쪽에 접하는 부분으로 착용감을 좋게 하기 위해 고무나 연질의 합성수지 재질로 형성될 수 있다.

유사하게, 제2 측면 프레임(110b)의 일단은 지지 프레임(120)의 우측에 연결되고, 그 타단은 제2 측면 연결 프레임(124)에 연결될 수 있다. 제2 측면 연결 프레임(124)은 제2 측면 종단 프레임(a second side end frame, 125)에 연결될 수 있다. 제2 측면 종단 프레임(125)은 제2 배터리(171)를 수납하는 내부 공간을 구비하며, 전술한 제1 측면 종단 프레임(122)이나 제1 연성 커버(123)와 마주하는 내부 공간의 개구부는 제2 연성 커버(126)에 의해 탈착가능하게 폐쇄될 수 있다. 제2 측면 연결 프레임(124)과 제2 연성 커버(126)는 적어도 그 표면 부분이 사용자의 왼쪽 귀와 그 뒤쪽에 접하는 부분으로 착용감을 좋게 하기 위해 고무나 연질의 합성수지 재질로 형성될 수 있다. 제1 배터리(171) 및 제2 배터리(172)는 전원장치로 지칭될 수 있고, 구현에 따라서 하나의 배터리가 탑재되거나 하나의 배터리도 탑재되지 않고 모두 생략될 수 있다.

제1 측면 프레임(110a)의 외측면에는 제1 인쇄회로기판(a first PCB, 161)을 수용하도록 제1 측면 커버(112a)가 설치될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(161)은 제1 배터리(172)에 연결되고 FPCB(164)의 일단에 연결될 수 있다. 유사하게, 제2 측면 프레임(110b)의 외측면에는 제2 인쇄회로기판(a second PCB, 162)을 수납하도록 제2 측면 커버(112b)가 결합될 수 있다. 제2 인쇄회로기판(162)은 제2 배터리(171)에 연결되고 FPCB(164)의 다른 타단에 연결될 수 있다.

제1 측면 프레임(110a)과 제2 측면 프레임(110b)의 전면측에는 쉴드(도 17의 180 참조)의 결합에서 결합력 확보 및 위치 지정을 위한 돌기 혹은 요철부를 구비할 수 있다. 또한, 요철부 대신에 그 형성면 부근에는 자석이나 자석을 붙는 금속성 재질이 내재하여 구비될 수 있으며, 그에 의해 쉴드와의 결합을 용이하게 하고 안정적인 결합 상태를 유지하도록 할 수 있다.

제1 인쇄회로기판(161)은 외부와의 데이터 송수신이나 전원을 받기 위한 적어도 하나의 포트 혹은 제1 커넥터를 구비할 수 있다. 제2 인쇄회로기판(162)은 외부와의 데이터 송수신이나 전원을 받기 위한 적어도 하나의 포트 혹은 제2 커넥터를 구비할 수 있다. 또한, 제1 또는 제2 인쇄회로기판(161; 162)은 이어폰 단자를 구비할 수 있다.

전면 카메라(151)는 메인 프레임(110) 또는 중앙 프레임(120c)의 전면에 노출되는 렌즈를 구비할 수 있다. 전면 카메라(151)는 두 개가 설치될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 전면 카메라(151)의 렌즈나 그 주변 부분은 전면보조커버(115)에 보호될 수 있다. 전면 카메라(151)은 FPCB(164)의 또 다른 일단이나 연장부에 전기적으로 연결될 수 있다.

후면 카메라(153)는 메인 프레임(110) 또는 지지 프레임(120)의 후면에 노출되는 렌즈를 구비할 수 있다. 후면 카메라(153)는 하나가 설치될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 후면 카메라(153)은 FPCB(164)의 또 다른 일단이나 연장부에 전기적으로 연결될 수 있다.

프로세서(도 16의 260 참조)는 제1 또는 제2 인쇄회로기판(161, 162)에 배치될 수 있다. 프로세서는 스마트 안경(100)의 구성요소들을 제어하여 스마트 안경(100)의 동작이나 기능을 운영 및 관리할 수 있다. 프로세서는 어플리케이션 프로세서(application processor, AP)를 포함할 수 있다.

디스플레이 인터페이스(160)는 프로세서의 제어에 따라 제1 디스플레이(131) 및 제2 디스플레이(132)에 전달되는 신호의 타이밍을 제어할 수 있다. 신호는 영상 신호를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 디스플레이 인터페이스(160)로는 제1 및 제2 디스플레이들(131, 132)과 3D 콘텐츠에 적용하기 적합한 듀얼 및 3D MIPI DSI(Dual & 3D Mobile Industry Processor Interface Digital Serial Interface)(이하 간략히 DSI라고 한다) 또는 이와 유사한 기능을 수행하는 수단이나 장치일 수 있다.

또한, 제1 또는 제2 측면 프레임(110a, 110b)에는 구동기(194)가 내장될 수 있다. 구동기(194)는 제1 또는 제2 인쇄회로기판(161, 162)에 전기적으로 연결되고 전면 카메라(151), 후면 카메라(153), 센서 또는 프로세서의 신호에 따라 동작하여 진동을 발생시킬 수 있다. 일례로, 후면 카메라(153)를 통해 사용자의 눈꺼풀을 인식하고 눈꺼풀이 일정 시간 이상동안 안구를 덮고 있다고 인식되는 경우, 후면 카메라(153)의 신호에 따라 졸음 방지 알람용 진동을 발생시킬 수 있다.

또한, 지지 프레임(120)의 상부나 상부 커버(113)의 하부 또는 일부분에는 방열구조가 설치될 수 있다. 방열구조의 일단은 디스플레이 인터페이스(160), 제1 디스플레이(131), 제2 디스플레이(132), LCD용 백라이트 등에 연결되어 상기의 구성요소들 중 적어도 어느 하나에서 발생하는 열을 방출할 수 있다. 효과적인 열 방출을 위해, 방열구조는 중앙 프레임(120c)의 상단부의 길이 방향의 외곽선을 따라 연장할 수 있으며, 적어도 일면에 다수의 핀(fins)을 구비하여 단면적을 확장한 상태로 설치될 수 있다. 또한, 구현에 따라서, 방열구조는 상부 커버(113)의 길이 방향을 따라 일정 폭으로 설치되는 전도성이 우수한 재료에 연결되거나 상기의 고전도성 재료와 일체로 형성될 수 있다.

도 13 및 도 14는 도 7의 스마트 안경의 디스플레이 영상의 표시 경로를 설명하기 위한 도면들이다.

본 실시예에서는 제1 메인렌즈(137)를 포함하는 광학 시스템을 중심으로 설명하나 제2 메인렌즈(138)를 포함한 광학 시스템에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 메인렌즈(137)는 제1 보조렌즈와 마주하여 대략 30도 내지 60도 범위에서 경사져 배치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 제1 보조렌즈는 제1 일면볼록렌즈(135a), 제1 양면볼록렌즈(135b) 및 제1 볼록면렌즈(1372)를 구비한다.

제1 일면볼록렌즈(135a)의 일면은 볼록면을 구비하고, 타면은 오목면을 구비한다. 제1 일면볼록렌즈(135a)의 오목면의 곡률은 제1 양면볼록렌즈(135b)의 마주하는 볼록면의 곡률과 대략 유사하거나 동일하게 설정될 수 있다.

제1 양면볼록렌즈(135b)는 그 일면과 타면 모두에 볼록면을 구비한다. 일면의 볼록면과 타면의 볼록면의 곡률 반경을 동일할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

제1 볼록면렌즈(1372)는 제1 양면볼록렌즈(135b)의 타면 볼록면과 마주하는 볼록면을 구비하고 볼록면의 반대면은 평면 형태를 구비할 수 있다.

전술한 구성에 의하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경의 제1 및 제2 디스플레이들(131, 132)에서 출력되는 제1 영상과 제2 영상은 제1 미러(133) 및 제2 미러(134)에서 각각 반사된 후 제1 보조렌즈(135) 및 제2 보조렌즈(136) 각각의 볼록면의 조합에 의해 확대된 후 제1 메인렌즈(137)의 반사면과 제2 메인렌즈(138)의 반사면에서 분할 및 반사되어 메인렌즈들(137, 138) 각각의 후면과 전면으로 투사된다. 반사면은 빔 스플리트 면으로 지칭될 수 있다.

여기서, 제1 보조렌즈(135)의 볼록면의 조합과 제2 보조렌즈(136)의 볼록면의 조합에 의해 제1 영상과 제2 영상은 확대되고, 제1 보조렌즈(135)와 제2 보조렌즈(136)의 볼록면은 비구면으로 형성되며 그에 의해 구면 수차는 제거될 수 있다.

또한, 제1 및 제2 메인렌즈들(137, 138)의 전면의 소정 위치에서 초점이 맞춰지는 제1 영상 및 제2 영상은 소정의 단일 영상면 또는 허상면을 형성할 수 있다. 물론, 입체(3D) 영상, 가상현실영상, 증강현실 영상 등의 경우에는 다층 영상면/허상면을 구비할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 실시예의 스마트 안경에서 메인렌즈들(137, 138) 각각은 측면 프레임(도 7의 112b 참조)과의 사이에 빈 공간을 구비한다. 이와 같이, 각 메인렌즈(137, 138)의 측면 외측에 어떠한 구성요소도 배치하지 않음으로써 스마트 안경 착용자의 시야각을 제한하지 않고 최대한의 광시야각을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 디스플레이에서 구현된 콘텐츠는 보조렌즈를 이용하여 확대될 수 있다. 그러한 경우, 보조렌즈로부터 확대된 이미지까지의 거리는 필요에 따라 조절될 수 있다. 즉, 보조렌즈에 의해 확대된 이미지는 실상이 아닌 허상으로서 사용자에게 스마트 안경 너머로 보이도록 그 크기나 해상도가 용이하게 조절될 수 있다.

메인렌즈를 통해 사용자가 느끼는 허상까지의 거리(li)는, 메인렌즈의 초점거리(f)와 디스플레이로부터 메인렌즈의 반사면까지의 거리(lo) 사이의 관계에 의해 조절될 수 있다. 상기 거리들 사이의 관계는 수학식 1을 만족한다.

따라서 사용자가 원하는 위치에 확대된 이미지가 형성될 수 있도록 설계하여 제작할 수 있다. 본 실시예에서는 스마트 안경으로부터 약 2.4미터 전방에 약 20 인치 크기의 콘텐츠를 구현하도록 구성할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 스마트 안경으로부터 약 2미터 전방에 약 20 인치의 콘텐츠를 제공할 수 있으며, 사용자는 필요에 따라 증강현실이나 가상현실을 용이하게 구현하여 이용할 수 있다.

도 15는 도 7의 스마트 안경에 채용할 수 있는 제어보드에 대한 블록도이다.

도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은 제1 및 제2 디스플레이(D1, D2; 131, 132)에 연결되는 컨트롤러(210)를 구비할 수 있다. 또한, 스마트 안경(100)은 전원부(170)와 통신부(190)를 구비할 수 있다. 전원부(170)는 전원장치 혹은 전원공급장치로 지칭될 수 있고, 배터리나 전원공급용 단자를 포함할 수 있다. 그리고 통신부(190)는 유선 또는 무선 통신을 위한 서브시스템을 포함할 수 있다. 전술한 전원부(170)의 적어도 일부와 통신부(190)는 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 그 경우, 인쇄회로기판은 통신 및 전원 보드로 지칭될 수 있다.

컨트롤러(210)는 프로세서와 메모리(220)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(210)는 메모리(220)에 저장되는 프로그램에 의해 전원부(170)와 통신부(190)의 동작으로 제어하고, 스마트 안경(100)의 동작을 제어할 수 있다. 본 실시예에서 컨트롤러(210) 및 전원부(190)는 스마트 안경(100)에 수납 형태 등으로 일체로 형성되나 이에 한정되지는 않는다.

전술한 실시예에서는 디스플레이 인터페이스를 컨트롤러(210)와 별도의 구성인 듯이 설명하고 있으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 디스플레이 인터페이스가 컨트롤러에 일체로 형성되도록 구현될 수 있다.

도 16은 도 7의 스마트 안경에 채용할 수 있는 다른 제어보드와 전원공급장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은 전원부가 소형 배터리나 하나의 배터리를 포함하는 보조전원부(170)로 설치되고, 대형 또는 큰 용량의 배터리를 포함하는 메인전원공급장치(240)가 스마트 안경의 외부에서 데이터 및 전원 라인(192)을 통해 착탈가능하게 연결되도록 구현될 수 있다.

여기서, 메인전원공급장치(240)는 외부 장치(도 17의 300 참조)에 수납될 수 있으며, 그 경우 외부 장치(300)는 표시창을 통해 전원 공급을 모니터링하고 관리할 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경과 제어 시스템에 대한 사시도이다. 도 18은 도 17의 스마트 안경의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100)은 디스플레이 인터페이스를 구비하고, 디스플레이 인터페이스에 연결되는 제어장치를 스마트 안경(100)의 외부에 배치하도록 구현될 수 있다. 또한, 스마트 안경(100)은 실질적으로 모든 배터리를 스마트 안경(100)의 외부에 배치하도록 구현된다.

여기서, 디스플레이 인터페이스는 듀얼 및 3D MIPI DSI(Dual & 3D Mobile Industry Processor Interface Digital Serial Interface, 210a)(이하 간략히 DSI라고 한다) 또는 이와 유사한 기능을 수행하는 수단이나 장치일 수 있다. 이러한 디스플레이 인터페이스를 사용하면, 제1 및 제2 디스플레이들(131, 132)과 3D 콘텐츠를 구현하기에 적합하다.

전술한 구성을 위해, 스마트 안경(100)은 제1 디스플레이(131), 제2 디스플레이(132), 디스플레이 인터페이스(160), 카메라(150), 통신 및 전원 보드(164)를 포함한다.

카메라(150)는 전면 또는 후면 카메라를 포함할 수 있고, 통신 및 전원 보드(164)는 제1 또는 제2 인쇄회로기판의 설치 위치에 설치되면서 외부의 메인 전력 공급 장치(main power supply, MPS, 240)와 어플리케이션 프로세서(AP, 260)에 연결될 수 있다. 이 경우, 외부 장치(300)는 제어 및 전원 장치로서 스마트 안경(100)의 동작을 외부에서 제어하고 모니터링할 수 있다.

본 실시예의 경우, 컨트롤러나 제1 인쇄회로기판(161), 제2 인쇄회로기판(162)의 대부분과 함께 제1 배터리(172) 및 제2 배터리(171)가 생략될 수 있다. 즉, 제2 인쇄회로기판(162)의 위치에 상대적으로 단순한 구조를 갖는 통신 및 전원 보드(164)를 설치하여 스마트 안경(100)과 외부 장치(300) 간의 통신 및 전원 연결을 중계하고 나머지 전자부품에 대한 구성요소들 대부분을 생략할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 스마트 안경(100)의 무게를 상당히 감소시킬 수 있고, 사용편의성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 외부 배터리 사용에 따라 상대적으로 배터리 용량을 일정량 증대시킬 수 있고, 필요에 따라 전원단자를 통해 상용전원이나 다른 보조 배터리를 통해 전원을 공급받음으로써 스마트 안경의 장시간 사용에 따른 필요 전원을 원활하게 공급할 수 있는 장점이 있다.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치는, 애플리케이션 프로세서로 지칭될 수 있으며, 비디오 인터페이스(261), 트래킹 모듈(262), 랜더링 모듈(263) 및 측정 모듈(264)을 포함할 수 있다. 트래킹 모듈(262), 랜더링 모듈(263) 및 측정 모듈(264)은 사용자 인터페이스(user interface, U/I, 265)에 연결될 수 있다.

비디오 인터페이스(261)는 비디오 카메라(151; 152)로부터 입력되는 비디오 이미지 스트림을 받고 원하는 구간의 이미지를 트래킹 모듈(262)로 전달할 수 있다.

트래킹 모듈(262)는 비디오 인터페이스(261)로부터 이미지 데이터를 받고 측정 이미지 및 포즈 추정 결과를 랜더링 모듈로 전달할 수 있다. 이때, 트래킹 모듈(262)는 사용자 인터페이스(265)를 통해 조정 파라미터 등을 포함하는 조정 정보 등을 수신하고, 마커 정보 데이터베이스(266)에 저장된 마커 정보를 이용하여 마커를 인식할 수 있다. 마커는 실제 영상과 가상 물체 사이의 매개체로서 기능한다. 마커 정보는 마커의 사이즈, 패턴 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 마커 정보 데이터베이스(266)는 소정의 저장부에 저장된 마커 정보로 대체될 수 있다.

랜더링 모듈(263)은 가상 물체의 생성 및 제거를 담당한다. 랜더링 모듈(263)은 사용자 인터페이스(265)를 통해 조정 정보 등을 획득할 수 있다. 조정 정보는 로드(load) 또는 언로드(unload), 회전, 이동(좌표 이동 등), 스케일링 등을 포함할 수 있다. 랜더링 모듈(263)은 3차원(3D) 모델링을 지원하는 엔진(간략히, 3D 모델링 엔진, 268)이나 이러한 기능을 수행하는 수단과 콘텐츠 리소스 데이터베이스(267)를 통해 연동할 수 있다. 3D 모델링 엔진(268)은 가상 현실 모델링 언어(virtual reality modeling language, VRML) 기반으로 측정 이미지의 가상 오브젝트를 생성할 수 있다. 랜더링 모듈(263)은 콘텐츠 리소스 데이터베이스(267)에서 가상 오브젝트를 받아 측정 이미지에 대한 랜더링을 수행할 수 있다.

측정 모듈(264)은 가상 물체들 간의 거리 측정, 생성된 좌표계 간의 거리와 방향 측정, 가상물체들 간의 간섭 여부 등을 확인하여 처리할 수 있다. 측정 모듈(264)은 랜더링 모듈(263)로부터 증강 이미지를 받고, 사용자 인터페이스(265)를 통해 입력되는 오브젝트 정보에 따라 증강현실 영상을 디스플레이 장치에 제공할 수 있다. 오브젝트 정보는 포지티브 또는 네거티브 정합, 3차원 포인트, 충돌 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 20 및 도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치의 동작을 설명하기 위한 순서도들이다.

도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치는 카메라를 통해 스테레오스코픽 이미지를 획득할 수 있다(S201). 제어장치는 스테레오스코픽 이미지에 기초하여 깊이 맵 이미지를 생성할 수 있다.

다음, 제어장치는 손 이미지를 검출 또는 추출할 수 있다(S203). 제어장치는 깊이 맵 이미지에서 손 이미지를 추출할 수 있다.

다음, 제어장치는 일련의 손 이미지에 대응하는 명령을 저장부나 데이터베이스에서 추출할 수 있다(S205). 제어장치는 소정 시간 동안 추출된 손 이미지들에 의해 만들어지는 일련의 손 이미지가 가리키는 벡터 성분과 벡터 성분의 시작점과 끝점에 대응하는 이미지 영역이나 해당 이미지 영역에 위치하는 객체에 대응하여 미리 설정된 명령을 인식할 수 있다. 여기서 객체는 미리 설정된 명령에 대응하여 서로 다른 종류의 메뉴, 아이콘 등의 형태를 구비할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 스마트 안경의 제어장치는 손 동작을 영상 처리를 통해 감지하고 이를 토대로 스마트 안경에서 보이는 영상을 제어할 수 있다. 예컨대, 영상 제어는 영상 정방향 또는 역방향 넘김, 영상 빨리감기, 영상 되돌려 감기, 영상의 특정 영역에 대한 터치를 인식하여 미리 설정된 명령을 수행하기 등을 포함할 수 있다.

또한, 제어장치는 손 동작 인식을 위해 입력되는 영상 프레임에서 손을 인식하고 손이 위치한 영상을 감지하거나 손의 움직임 방향을 인식 또는 예측하고, 그에 따라 화면 상에 콘텐츠를 올려놓거나 현재 영상을 이동시키거나, 현재 영상을 다른 영상과 중첩하여 배치할 수 있다. 손의 움직임 예측은 손, 손가락, 또는 이들의 조합을 인식하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 제스처 인식은 영상처리와 미리 설정된 제스처 정보에 기초하여 수행될 있다.

본 실시예에 의하면, 증강현실(augmented reality)뿐만 아니라 가상현실(virtual reality), 융합현실(mixed reality) 등에서 손 동작을 사용하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있고, 그에 의해 스마트 안경의 다양한 콘텐츠를 효과적으로 이용할 수 있도록 할 수 있으며, 사용자 편의성을 크게 향상시킬 수 있다.

일례로, 본 실시예에 의하면, 모니터없이 책상에서 업무를 보거나, 쇼핑을 할 때 스마트 안경을 착용하고 증강현실을 통해 결재를 수행하거나, 증가현실을 통해 네비게이션 기능을 이용하거나, 증강현실 게임을 하거나, 가상현실 동영상을 감상하거나, 증강현실 또는 가상현실로 영상통화를 하거나, 작업자가 스마트 안경을 착용하고 증강현실로 현장에서 작업을 하거나, 스마트폰의 기능을 스마트 안경의 화면에서 간편하게 조작 및 사용할 수 있다.

또한, 도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경의 제어장치는, 카메라를 통해 스테레오스코픽 이미지를 획득하고(S201), 이에 기초하여 손 이미지를 검출 또는 추출하며(S203), 그 다음에 일련의 손 이미지에 대응하여 휴대 단말이나 노트북 등의 모바일 컴퓨팅 장치의 화면 미러링(mirroring)을 수행할 수 있다(S206).

화면 미러링은, 스크린 미러링으로 지칭될 수 있으며, 별도의 선(line)을 연결하지 않고 무선으로 모바일 컴퓨팅 장치의 화면을 스마트 안경의 화면에서 볼 수 있도록 하는 기능을 말한다.

화면 미러링을 위해 스마트 안경의 제어장치나 제어보드의 디스플레이 인터페이스는 모바일 컴퓨팅 장치에서 화면 정보를 인코딩하여 주파수로 송신할 때, 이러한 화면 정보를 수신하여 디코딩하고 디코딩된 영상을 디스플레이를 통해 스마트 안경의 화면에 출력할 수 있다. 무선은 블루투스를 포함하나, 이에 한정되지는 않고, 다른 근거리 무선 통신 방식이 사용될 수 있다.

화면 미러링을 이용하면, 스마트 안경에서 통신 기능을 가진 휴대 단말에서 전화 수신, 전화 통화, 영상 통화 등을 수행하거나, 문자 착신, 문자 내용 확인 등을 수행하여 휴대 단말의 전화, 문자 등의 서비스를 편리하게 이용할 수 있도록 할 수 있다.

도 22 내지 25는 도 7의 스마트 안경에 채용할 수 있는 광학계의 변형예들에 대한 도면들이다.

도 22를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경에서, 제1 디스플레이(131)와 메인렌즈 사이에는 제1 보조렌즈(135), 제2 보조렌즈(1372a) 및 제1 미러(133)가 배치될 수 있다. 제1 보조렌즈(135)와 제2 보조렌즈(1372a)는 제1 디스플레이(131)과 제1 미러(133) 사이에 배치되고 광경로상에서 순차적으로 배열될 수 있다.

제1 보조렌즈(135)와 제2 보조렌즈(1372a)는 동일한 형태와 구조의 볼록렌즈들일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 제1 보조렌즈(135)와 제2 보조렌즈(1372a)의 합성 초점 거리의 역수는 각 보조렌즈의 초점 거리의 역수들의 합과 같다.

상기의 합성 거리의 역수는 제1 보조렌즈(135)와 제2 보조렌즈(1372a)에서 제1 디스플레이(131)까지의 거리의 역수와 제1 보조렌즈(135)와 제2 보조렌즈(1372a)에서 제1 미러(133)를 경유하는 허상까지의 거리의 역수의 합과 같다.

또한, 도 23을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경에서, 제1 디스플레이(131)와 메인렌즈 사이에는 제1 미러(133), 제1 보조렌즈(135) 및 제2 보조렌즈(1372a)가 기재된 순서대로 광경로상에 순차적으로 배치될 수 있다. 제1 보조렌즈(135)와 제2 보조렌즈(1372a)는 제1 미러(133)와 메인렌즈 사이 또는 제1 미러(133)와 사용자의 눈 사이에 배치될 수 있다.

또한, 도 24를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경에서, 제1 디스플레이(131)와 메인렌즈 사이에는 제1 보조렌즈(135) 및 제1 오목면 미러(133a)가 광경로상에서 기재된 순서대로 순차적으로 배치될 수 있다. 제1 보조렌즈(135)는 제1 디스플레이(131)와 제1 오목면 미러(133a) 사이에 배치될 수 있다.

제1 오목면 미러(133a)는 사용자의 두 눈 중 어느 한쪽 눈으로 전달되는 영상을 하나의 볼록 렌즈와 미러의 조합된 형태 및 기능을 가진다. 제1 오목면 미러(133a)의 오목한 면은 빛 또는 영상의 반사면에 대응된다.

또한, 도 25를 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경에서, 제1 디스플레이(131)와 메인렌즈 사이에는 제1 오목면 미러(133a) 및 제1 보조렌즈(135)가 광경로상에서 기재된 순서대로 순차적으로 배치될 수 있다. 제1 보조렌즈(135)는 제1 오목면 미러(133a)와 메인렌즈 사이에 배치될 수 있다.

도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 안경을 나타낸 사시도이다.

도 26을 참조하면, 본 실시예에 따른 스마트 안경(100h)은, 사용자의 양쪽 눈에 독립적인 영상을 제공하는 구성으로 한정되지 않고, 사용자의 한쪽 눈에만 영상을 제공하는 형태와 구조를 구비할 수 있다. 본 실시예에서 스마트 안경(100h)은 사용자의 왼쪽 눈에 영상을 제공하는 장치로 구현되나 이에 한정되지 않고, 오른쪽 눈에 영상을 제공하는 장치로 구현될 수도 있다.

스마트 안경(100h)은 안경테 형태를 구비하는 메인 프레임, 메인 프레임의 중앙부에 결합하는 지지 프레임, 지지 프레임에 의해 지지되며 영상을 표시하는 디스플레이, 영상을 반사하는 미러, 미러에서 반사되는 영상을 사용자 눈 측으로 반사하는 메인렌즈(137)를 포함한다.

즉, 스마트 안경(100h)은 사용자의 한쪽 귀에 걸리는 형태와 상기 한쪽 귀에서 인접한 사용자의 한쪽 눈 전방까지 연장하는 길이를 구비하는 메인 프레임; 한쪽 눈 전방에 대응하는 메인 프레임의 전면부에 결합하는 지지 프레임; 지지 프레임에 의해 지지되며 영상을 제1 방향으로 출력하는 디스플레이; 영상을 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 반사하는 미러; 미러에서 반사되는 영상을 사용자의 눈으로 반사하는 메인렌즈; 및 디스플레이와 메인렌즈 사이에서 메인렌즈를 통해 보이는 영상의 허상에 대한 초점 거리를 조정하도록 설치되는 볼록렌즈를 포함하도록 구성될 수 있다.

메인 프레임의 중앙 상부측에는 상부 커버(113)가 결합하고, 중앙 전면에는 전면상부커버(114)가 결합하고, 전면상부커버(114) 상부에는 전면보조커버(115)가 결합될 수 있다. 메인 프레임의 하부에는 코걸이 부재(140)가 결합될 수 있다.

메인 프레임의 측면에는 측면 프레임이 결합될 수 있다. 측면 프레임 상에는 측면 커버(112b)가 인쇄회로기판을 게재하고 설치될 수 있다.

측면 프레임의 말단부에는 측면 연결 프레임(124)가 연결될 수 있고, 측면 연결 프레임의 일단부에는 측면 종단 프레임(125)이 결합될 수 있다. 측면 종단 프레임(125)의 내부 공간에는 배터리가 수납되고 그 개구부는 연성 커버(126)에 의해 탈착가능하게 덮일 수 있다.

본 실시예에 의하면, 한쪽 눈 핸디캡을 가진 사용자나 두 눈으로 스마트 안경 사용에 거부감을 가진 사용자에게 적합한 스마트 안경을 제공할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명에서 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

1. 안경테 형태를 구비하는 메인 프레임;
   상기 메인 프레임의 중앙부에 결합하는 지지 프레임;
   상기 지지 프레임에 의해 지지되며 제1 영상을 표시하는 제1 디스플레이;
   상기 지지 프레임에 의해 지지되며 제2 영상을 표시하는 제2 디스플레이;
   상기 제1 영상을 반사하는 제1 미러;
   상기 제2 영상을 반사하는 제2 미러;
   상기 제1 미러에서 반사되는 제1 영상에 기초하여 제1 메인영상을 상기 중앙부에서 상기 메인 프레임의 안쪽으로 제공하는 제1 메인렌즈; 및
   상기 제2 미러에서 반사되는 제2 영상에 기초하여 제2 메인영상을 상기 중앙부에서 상기 메인 프레임의 안쪽으로 제공하는 제2 메인렌즈
   를 포함하는 스마트 안경.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 미러와 상기 제1 메인렌즈 사이에 배치되는 제1 보조렌즈; 및
   상기 제2 미러와 상기 제2 메인렌즈 사이에 배치되는 제2 보조렌즈를 더 포함하며, 상기 제1 보조렌즈와 상기 제2 보조렌즈 각각은 상기 제1 영상과 상기 제2 영상을 확대하는 스마트 안경.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 또는 제2 보조렌즈는 복수의 비구면 렌즈를 포함하는 스마트 안경.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 메인렌즈 및 상기 제2 메인렌즈는 판상의 반사 및 투과 부재로 이루어지며, 상기 제1 보조렌즈 및 상기 제2 보조렌즈 각각의 중심축과 일정 각도 경사지도록 배치되는 스마트 안경.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 메인렌즈 또는 상기 제2 메인렌즈의 두께는 수 밀리미터 이하인 스마트 안경.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 메인 프레임의 좌측 또는 우측 프레임 부분에 수납되며 상기 제1 및 제2 디스플레이들 중 어느 하나 이상에 연결되는 통신 및 전원 보드를 더 포함하고, 상기 통신 및 전원 보드는 유선으로 외부의 제어 및 전원 장치와 연결되고 상기 제어 및 전원 장치와 상기 제1 및 제2 디스플레이들 간의 신호 및 데이터 통신을 전달하는 스마트 안경.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어 및 전원 장치에 포함되는 어플리케이션 프로세서와 배터리 모두를 스마트 안경의 외부에 배치하는, 스마트 안경.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1 디스플레이와 상기 제2 디스플레이는 제어하기 위한 디스플레이 인터페이스를 내장하는 스마트 안경.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 메인 프레임의 중앙부 외측면에 설치되어 전방을 촬영하며 상기 통신 및 전원 보드를 통해 상기 제어 및 전원 장치에 연결되는 전면 카메라를 더 포함하는 스마트 안경.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전면 카메라는 일정 간격 이격된 제1 전면 카메라 및 제2 전면 카메라를 포함하는 스마트 안경.
11. 청구항 6에 있어서,
    상기 메인 프레임의 중앙부 내측면에 설치되어 후방측을 촬영하며 상기 통신 및 전원 보드를 통해 상기 제어 및 전원 장치에 연결되는 후면 카메라 또는 센서를 더 포함하는 스마트 안경.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 후면 카메라 또는 센서는 상기 사용자의 눈꺼풀을 감지하는 스마트 안경.
13. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어 및 전원 장치는 제어장치와 전원장치를 포함하고, 상기 제어장치와 전원장치 중 어느 하나 이상은 메인 프레임에 의해 지지되거나 외부 장치에 탑재되고 상기 외부 장치에 탑재되는 데이터 및 전원 라인을 통해 상기 통신 및 전원 보드에 연결되는 스마트 안경.
14. 안경테 형태를 구비하는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임의 중앙부에 결합하는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임에 의해 지지되며 제1 영상을 제1 방향으로 출력하는 제1 디스플레이;
    상기 제1 영상을 상기 제1 방향과 직교하는 제2a 방향으로 반사하는 제1 미러;
    상기 제1 미러에서 반사되는 제1 영상을 사용자의 눈 측으로 반사하는 제1 메인렌즈;
    상기 제1 디스플레이와 제1 메인렌즈 사이에서 상기 제1 메인렌즈를 통해 보이는 상기 제1 영상의 허상에 대한 초점 거리를 조정하도록 설치되는 제1 볼록렌즈;
    상기 지지 프레임에 의해 지지되며 제2 영상을 제1 방향으로 출력하는 제2 디스플레이;
    상기 제2 영상을 상기 제1 방향과 직교하고 상기 제2a 방향의 반대 방향인 제2b 방향으로 반사하는 제2 미러;
    상기 제2 미러에서 반사되는 제2 영상을 사용자의 눈 측으로 반사하는 제2 메인렌즈; 및
    상기 제2 디스플레이와 제2 메인렌즈 사이에서 상기 제2 메인렌즈를 통해 보이는 상기 제2 영상의 허상에 대한 초점 거리를 조정하도록 설치되는 제2 볼록렌즈를 포함하는 스마트 안경.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 볼록렌즈는 상기 제1 디스플레이와 상기 제1 미러 사이에 배치되고, 상기 제2 볼록렌즈는 상기 제2 디스플레이와 상기 제2 미러 사이에 배치되는, 스마트 안경.
16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 볼록렌즈는 상기 제1 미러와 상기 제1 메인렌즈 사이에 배치되고, 상기 제1 볼록렌즈는 상기 제2 미러와 상기 제2 메인렌즈 사이에 배치되는, 스마트 안경.
17. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 미러 및 상기 제2 미러는 오목면 미러를 포함하는, 스마트 안경.
18. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 메인렌즈 및 상기 제2 메인렌즈는 판상의 반사 및 투과 부재로 이루어지며, 상기 제1 보조렌즈 및 상기 제2 보조렌즈 각각의 중심축과 일정 각도 경사지도록 배치되는 스마트 안경.
19. 사용자의 한쪽 귀에 걸리는 형태와 상기 한쪽 귀에서 인접한 상기 사용자의 한쪽 눈 전방까지 연장하는 길이를 구비하는 메인 프레임;
    상기 한쪽 눈 전방에 대응하는 상기 메인 프레임의 전면부에 결합하는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임에 의해 지지되며 영상을 제1 방향으로 출력하는 디스플레이;
    상기 영상을 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 반사하는 미러;
    상기 미러에서 반사되는 영상을 사용자의 눈으로 반사하는 메인렌즈; 및
    상기 디스플레이와 메인렌즈 사이에서 상기 메인렌즈를 통해 보이는 상기 영상의 허상에 대한 초점 거리를 조정하도록 설치되는 볼록렌즈;
    를 포함하는 스마트 안경.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 볼록렌즈는 상기 디스플레이와 상기 미러 사이에 배치되거나, 상기 미러와 상기 메인렌즈 사이에 배치되는, 스마트 안경.

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