KR20190115820A - 메타 표면이 형성된 투명 부재를 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

메타 표면이 형성된 투명 부재를 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치

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KR20190115820A
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Abstract

다양한 실시예들에 따른, 광원 모듈은 기판, 빛을 출력할 수 있는 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 일면에 배치된 발광부, 상기 기판의 상기 일면에 배치되고, 상기 발광부의 적어도 일부를 수용하는 지지 부재, 및 상기 지지 부재 위(over)에 배치된 투명 부재를 포함하고, 상기 투명 부재는, 상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 상기 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층, 및 상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 패턴층을 통해 상기 패턴이 변경된 상기 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)을 포함할 수 있다. 이 밖에 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

메타 표면이 형성된 투명 부재를 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치{OPTICAL SOURCE MODULE COMPRISING TRANSPARENT MENMBER FORMED META SURFACE AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명의 다양한 실시예들은 메타 표면이 형성된 투명 부재를 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
오늘 날 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet PC), PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistant), 랩탑 PC(Laptop Personal Computer) 및 손목 시계(Wrist watch), HMD(Head-Mounted Display)와 같은 웨어러블 기기(Wearable device)과 같은 다양한 휴대 가능한 전자 장치들이 등장하고 있다. 예를 들어, 전자 장치는 피사체를 촬영하여 이미지 또는 동영상을 생성 및 저장할 수 있도록 카메라 기능을 제공하고 있다. 또한, 최근에는 전자 장치가 다양한 종류의 카메라를 둘 이상 탑재하여 사용자 편의성을 증대시키고 있다.
전자 장치는 이러한 다양한 종류의 카메라를 이용하여 오브젝트의 정밀한 3차원 센싱을 제공할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트의 형상, 위치 또는 움직임을 정밀하게 센싱할 수 있다.
오브젝트의 정밀한 3차원 센싱을 위해, 구조광(structured light)을 이용할 있다. 구조광이란 광원으로부터 시작되는 빛에 고유한 특성(패턴)을 부가하고, 오브젝트의 인식 등에 이용하는 것을 의미할 수 있다.
구조광을 만들기 위해, 통상 회절형 광학 요소(diffractive optical element, DOE)와 같은 광원 모듈이 사용될 수 있다. 그러나, 최근에 등장하는 전자 장치는 점차 소형 및 경량화 추세에 있으며, 이로 인해 차지하는 부피가 큰 회절형 광학 요소(DOE)를 전자 장치에 실장하는 것에는 많은 어려움이 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 광원 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치는 소형 전자 장치에 적용할 수 있는 구조광용 광원 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 광원 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치는 광효율을 증가시킬 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 광원 모듈은 기판, 빛을 출력할 수 있는 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 일면에 배치된 발광부, 상기 기판의 상기 일면에 배치되고, 상기 발광부의 적어도 일부를 수용하는 지지 부재, 및 상기 지지 부재 위(over)에 배치된 투명 부재를 포함하고, 상기 투명 부재는, 상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 상기 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층, 및 상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 패턴층을 통해 상기 패턴이 변경된 상기 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 광원 모듈은 기판, 빛을 출력할 수 있는 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 일면에 배치된 발광부, 상기 기판의 상기 일면에 배치되고, 상기 발광부의 적어도 일부를 수용하는 지지 부재로, 상기 발광부는 상기 지지 부재의 적어도 일부를 향해 상기 빛을 출력하고, 및 상기 지지 부재 위(over)에 배치된 투명 부재를 포함하고, 상기 투명 부재는, 상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 상기 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층, 및 상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 패턴층을 통해 상기 패턴이 변경된 상기 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 광원 모듈은 기판, 제 1 적외선 파장 대역의 빛을 출력할 수 있는 제 1 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 일면의 제 1 영역에 배치된 제 1 발광부, 제 2 적외선 파장 대역의 빛을 출력할 수 있는 제 2 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 상기 일면의 제 2 영역에 배치된 제 2 발광부, 및 상기 기판의 상기 일면에 배치되고, 상기 제 1 발광부 및 제 2 발광부의 적어도 일부를 수용하는 지지 부재, 상기 지지 부재 위(over)에 배치된 투명 부재를 포함하고, 상기 투명 부재는, 상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 상기 제 1 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층, 및 상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 패턴층을 통해 상기 패턴이 변경된 상기 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 광원 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치는 소형 전자 장치에 적용할 수 있으며, 매우 작은 사이즈의 구조물을 이용하므로 보다 정밀한 3차원 센싱을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 광원 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치는 마스킹 패턴 레이어를 포함하지 않으므로, 빛의 투과/반사 시 발생하는 광손실을 줄일 수 있다.
도 1a 내지 1b는 다양한 실시예들에 따른 광원 모듈(100)을 나타내는 도면이다.
도 2는, 한 실시예에 따른, 제 1 메타 표면(160)을 나타내는 도면이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 광원 모듈(300)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 광원 모듈(400)을 나타내는 도면이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 광원 모듈(510)을 포함하는 전자 장치(500)를 나타내는 도면이다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(600) 내의 전자 장치(601)의 블럭도이다.
도 1a 내지 1b는 다양한 실시예들에 따른 광원 모듈(100)을 나타내는 도면이다.
다양한 실시예들에 따르면, 광원 모듈(100)은 기판(110), 발광부(120), 지지 부재(130), 투명 부재(140) 및 패턴층(150)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 광원 모듈(100)이 상기 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가하여 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기판(110)은, 발광부(120)와 전기적으로 연결되어 제어 신호를 전달할 수 있다. 기판(110)은, 예를 들어, 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB), 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB), 또는 경연성인쇄회로기판(rigid flexible printed circuit board, RFPCB) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(110)(예: 제 1 기판)은 또 다른 기판(예: 제 2 기판)과 적층되어 다층 회로 기판을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제 2 기판은 제 1 기판의 밑에 적층되고, 전기적으로 연결되어 제 1 기판에 실장된 광원 모듈(100)에 제어 신호를 전달할 수 있다. 또 어떤 실시예에서는, 제 2 기판이 제 1 기판과 분리된 제 3 기판을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제 2 기판은 광원 모듈 이외의 다른 전자 부품, 예를 들어, 카메라 모듈을 제어하기 위해 제 3 기판에도 제어 신호를 전달할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 발광부(120)는 빛을 출력할 수 있는 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 기판(110)의 일면에 배치될 수 있다. 발광부(120)는, 예를 들어, 발광 소자들 중 적어도 하나 이상의 발광 소자를 선택하여 광을 출력할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 발광 소자는 레이저 광원을 포함할 수 있다. 레이저 광원은, 예를 들어, 측면 발광 레이저(edge emitting laser), 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(vertical-cavity surface emitting laser, VCSEL), 분포궤환형 레이저 (distributed feedback laser) 중 하나를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 발광부(120)는 수직 캐비티 표면 광방출 레이저로 이루어지고, 패턴층(150)을 향해 직진성을 가진(collimated) 빛을 출력할 수 있다. 발광 소자들이 출력한 빛은 패턴층에서 대체적으로 균일한 밝기와 세기를 가지는 면광원을 형성할 수 있다. 예컨대, 도 1b를 참조하면, 상기 발광 소자들에서 출력된 빛이 상기 패턴층에서 면광원을 형성할 수 있도록 발광부(120)와 패턴층(150)은 지정된 거리(d1) 이격되어 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 발광부(120)와 패턴층(150)은 0.2 내지 0.3 mm 이격되어 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지지 부재(130)는 발광부(120)가 배치된 기판(110)의 일면에 발광부(120)와 분리되어 배치될 수 있다. 지지 부재(130)는 투명 부재(140)와 발광부(120)가 지정된 거리(d1) 서로 이격되어 배치될 수 있도록 투명 부재(140)를 지지하며, 발광부(120)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 부재(130)의 적어도 일부는 발광부(120)에서 출력된 빛을 반사시키고, 반사된 빛이 투명 부재(140)를 향하도록 경사 거울과 같은 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(130)의 적어도 일부는 발광부(120)와 지정된 각도의 경사를 가지도록 형성될 수 있다. 이와 관련된 자세한 설명은 후술한다.
다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(140)는 지지 부재(130) 위(over)에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 투명 부재(140)는 광원 모듈(100)의 일면 중 적어도 일부를 에워싸는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 부재(140)는 내외부로부터 가해지는 압력을 분산하거나 흡수하여 광원 모듈(100) 내부의 전자 부품(예: 발광부(120))를 보호하는 하우징으로 형상으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 투명 부재(140)는 굴절률이 작으며, 입사광이 투명 부재(140) 내부를 통과할 때 광 손실이 없거나 매우 적은 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 부재(140)는 유리(예: SiO2) 또는 플리머(예: PDMS, SU8, PC, PS, 또는 PMMA 등)로 형성될 수 있으며, 발광부(120)에서 출력된 빛은 투명 부재(140)를 통과하여 외부로 발산될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(140)의 두께는 제 1 메타 표면(160)의 특성에 따른 초점거리(f)에 따라 결정될 수 있다. 투명 부재(140)의 두께는 상측 초점거리(d2)를 의미할 수 있다. 도 1b를 참조하면, 패턴층(150)을 통과한 빛이 상측 초점(171)을 형성할 수 있음을 나타내고 있다. 상측 초점(171)으로부터 진행된 빛은 제 1 매질(예: 투명 부재(140))을 통과하면서 굴절되고, 제 1 메타 표면(160)을 지나 제 2 매질(예: 공기)을 통과하면서, 다시 물측 초점(172)을 형성할 수 있다. 이때 굴절 정도는 메타 구조체(예: 제 1 메타 표면(160))에 의해 위상조절로 구현될 수 있다. 투명 부재(140)의 두께는 상측 초점거리(d2)를 의미하며, 투명 부재(140)로부터 물측 초점까지의 거리는 물측 초점거리(d3)를 의미할 수 있다. 초점거리(f), 상측 초점거리(d2) 및 물측 초점거리(d3)는 다음의 관계를 가질 수 있다.
한 실시예에 따르면, 광원 모듈의 상측 초점거리(d2)는 0.9 내지 1.5 mm로 결정될 수 있다. 즉, 투명 부재(140)의 두께는 0.9 내지 1.5 mm로 구성될 수 있으며, 이는 소형화, 경량화 추세에 따른 전자 장치의 공간적인 제약을 극복할 수 있게 한다. 광원 모듈의 상측 초점거리(d2)가 0.9 내지 1.5 mm라면, 물측 초점거리(d3)는 700 내지 1000mm로 결정될 수 있다. 물측 초점거리(d3)에 따라, 상측 초점거리(d2)가 결정될 수도 있다. 또한, 상측 초점거리(d2) 및 물측 초점거리(d3)는 제 1 메타 표면(160)의 특성에 따른 초점거리(f)에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(140)는 상기 투명 부재(140)의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층(150)(pattern layer)을 포함할 수 있다. 패턴층(150)은 발광 소자들에서 출력된 빛의 일부를 투과시키고, 다른 일부를 흡수 또는 반사시킬 수 있다. 예컨대, 패턴층(150)은 투명 영역과 불투명 영역을 포함할 수 있다. 발광 소자들에서 출력된 빛 중 일부는 불투명 영역을 투과하지 못하여 어둡게 프로젝션될 수 있고, 출력된 빛 중 다른 일부는 투명 영역을 통과하여 밝게 프로젝션될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 패턴층(150)은 메탈 소재의 마스크(mask) 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 홀(hole)을 포함하는 금속판(metal sheet)은 상기 홀을 투명 영역으로 형성할 수 있고, 상기 홀을 통해 패턴층(150)을 통과한 빛은 지정된 패턴으로 출력될 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 패턴층(150)(예: 패턴층(350 또는 450))은 제 2 단위 구조체들을 포함하는 제 2 메타 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 2 단위 구조체들은 투명 부재(140)의 다른 일면에서 다양한 2차원적 배열로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 제 2 단위 구조체들은 발광 소자들에서 출력된 빛을 지정된 패턴으로 출력시키기 위해 지정된 배열로 배치될 수 있다. 발광소자들에서 출력된 빛은 상기 제 2 메타 표면을 통과하면서 패턴이 변경될 수 있다. 여기서 제 2 메타 표면(150) 및 제 2 단위 구조체는 제 1 메타 표면(160) 및 제 1 단위 구조체(161)와 유사한 구성으로 이해할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 2 단위 구조체들 각각은 서로 다른 높이, 직경 및 간격을 가질 수 있다. 또한, 제 2 단위 구조체들은 발광 소자들에서 출력되는 빛의 파장 대역 보다 작은 길이의 차원 요소를 가지도록 형성될 수 있다. 이와 관련된 자세한 설명은 제 1 메타 표면(160) 및 제 1 단위 구조체(161)에 대한 설명으로 대체한다.다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(140)는 상기 투명 부재(140)의 제 2 면에 형성되며, 패턴층(150)을 통해 패턴이 변경된 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)(160)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패턴층(150)과 제 1 메타 표면(160)의 위치는 선택적으로 서로 변경될 수 있다.
도 2는, 한 실시예에 따른, 제 1 메타 표면(160)을 나타내는 도면이다.
다양한 실시예들에 따르면, 복수의 제 1 단위 구조체(161)들은 투명 부재(140)의 일면에서 다양한 2차원적 배열로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 제 1 단위 구조체(161)들은 입사된 빛을 원하는 방향으로 굴절시키기 위해 지정된 배열로 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 복수의 제 1 단위 구조체(161)들 각각은 서로 다른 높이(예: h1 또는 h0)와 직경(예: d1 또는 d0)을 가지는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 제 1 단위 구조체(161)들의 형상은 원기둥 형상으로 한정되지 않으며, 예를 들어, 다각형, 십자형, 별형, 비대칭형 등 다양한 형상의 기둥 형태로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 1 단위 구조체(161)들 각각은 서로 다른 간격(예: a1 또는 a0)을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 단위 구조체(161)는 투명 부재(140)와의 굴절률 차이를 이용하여 입사된 광의 일부를 상기 제 1 단위 구조체(161) 내부에 일시적으로 포획할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 단위 구조체(161)는 발광 소자들에서 출력되는 빛의 파장 대역 보다 작은 길이의 차원 요소를 가지도록 형성될 수 있다. 차원 요소란, 제 1 단위 구조체(161)의 높이, 직경 등 제 1 단위 구조체의 3차원적 형상의 한 길이 요소를 의미할 수 있다. 또 어떤 실시예에서는, 차원 요소가 제 1 단위 구조체들 간의 간격을 의미할 수 있다. 예를 들어, 적외선이나 가시광선 영역의 광은 수백 nm의 파장을 가지므로, 적외선이나 가시광선을 송수신하기 위한 제 1 단위 구조체(161)의 차원 요소는 수백 nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 제 1 단위 구조체(161)는 적외선을 송수신하기 위하여 600 내지 700 nm의 높이를 가지며, 120nm내지 150nm의 직경을 가질 수 있다. 또 다른 예로, 제 1 단위 구조체(161)들 각각은 서로 350 내지 400 nm의 간격으로 이격될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 단위 구조체(161)는 투명 부재(140)의 굴절률 보다 높은 굴절률을 가지는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 단위 구조체(161)는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘(Poly Si), 비정질 실리콘(amorphous Si), Si3N4, TiO2, AlSb, AlAs, AlGaAs, AlGaInP, BP, ZnGeP2 c-Si, a-Si, p-Si, GaP, GaAs, SiC, TiO2, SiN, 또는 GaN 중 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 1 단위 구조체(161)의 표면은 패시베이션(paasivation) 막을 형성하여 평탄화시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 단위 구조체(161)의 표면에 1 내지 1.5um 두께의 패시베이션 막을 씌우고 표면을 평탕화시킬 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 복수의 제 1 단위 구조체(161)들을 포함하는 투명 부재(140)의 일면은 제 1 메타 표면(160)을 형성할 수 있다. 제 1 메타 표면(160)은 다양한 광학 소자로 기능할 수 있다. 예를 들어, 제 1 메타 표면(160)은 볼록렌즈, 오목렌즈, 프리즘, 또는 광편향기 등의 다양한 광학 소자로 기능할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 광원 모듈(300)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 광원 모듈(300)은 도 1에 도시된 광원 모듈(100) 또는 그 일부를 나타내는 것일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 광원 모듈(300)(예: 도 1의 광원 모듈(100))은 기판(310)(예: 도 1의 기판(110)), 발광부(320)(예: 도 1의 발광부(120)), 지지 부재(330)(예: 도 1의 지지 부재(130)), 투명 부재(340)(예: 도 1의 기판(140)) 패턴층(350)(예: 도 1 의 패턴층(150)) 및 제 1 메타 표면(360)(예: 도 1의 제 1 메타 표면(160))을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 광원 모듈(300)이 상기 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가하여 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 발광부(320)는 측면 발광 레이저(edge emitting laser) 또는 분포궤환형 레이저(distributed feedback laser) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 측면 발광 레이저 또는 분포궤환형 레이저는 기판(310)으로부터 제어 신호를 전달받아 발광부(320)의 측면에 배치된 지지 부재(330)를 향해 빛을 출력할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지지 부재(330)의 적어도 일부는 발광부(320)에서 출력된 빛을 반사시키고, 반사된 빛이 패턴층(350)을 향하도록 경사 거울과 같은 역할을 할 수 있다. 지지 부재(330)는, 예를 들어, 빛을 반사시킬 수 있는 금속 물질, 예를 들어, Ag, Al, Au, Pt, Ru, 또는 Ir 중 적어도 하나의 물질을 포함하고, 발광부(320)와 지정된 각도(θ)의 경사를 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(330)의 적어도 일부는 발광부(320)와 45°경사를 가지며, 발광부(320)로부터 출력된 빛을 지지 부재(330) 표면에서 전반사시켜 패턴층(350)으로 전달하도록 형성될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 지지 부재(330)는 상기 지지 부재(330)의 적어도 일면에서 전반사가 일어날 수 있도록 반사층(331)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(330)는 무지향성 반사막(omnidirectional reflective; ODR) 또는 분산 브래그 반사막(distributed bragg reflector, DBR) 중 적어도 하나의 고반사 물질로 이루어진 유전체 반사층(331)을 포함할 수 있다. 고반사 물질은, 예를 들어, TiN, AlN, TiO2, Al2O3, SnO2, WO3, 또는ZrO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 부재(330)는 금속 물질, 예를 들어, Ag, Al, Au, Pt, Ru, 또는 Ir 중 하나로 이루어진 반사층(331)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 패턴층(350)을 통해 패턴이 변경된 빛은 투명 부재(340)를 통과하여 제 1 메타 표면(360)에 입사되며, 제 1 메타 표면(360)은 입사된 빛의 각도를 변경할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 광원 모듈(400)을 나타내는 도면이다.
다양한 실시예들에 따르면, 광원 모듈(400)은 기판(410)(예: 도 1의 기판(110)), 제 1 발광부(421) (예: 도 1의 발광부(120)), 제 2 발광부(422), 지지 부재(430)(예: 도 1의 지지 부재(130)), 투명 부재(440)(예: 도 1의 투명 부재(140))를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 광원 모듈(400)이 상기 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가하여 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기판(410)은 제 1 발광부(421) 및/또는 제 2 발광부(421)와 전기적으로 연결되어 제어 신호를 전달할 수 있다. 기판(410)은, 예를 들어, 인쇄회로기판 (PCB), 연성인쇄회로기판 (FPCB), 또는 경연성인쇄회로기판(RFPCB) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(410)(예: 제 1 기판)은 또 다른 기판(예: 제 2 기판)과 적층되어 다층 회로 기판을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제 2 기판은 제 1 기판의 밑에 적층되고, 전기적으로 연결되어 제 1 기판에 실장된 광원 모듈(400)에 제어 신호를 전달할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 발광부(421)는 빛을 출력할 수 있는 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 기판(410)의 일면의 제 1 영역에 배치될 수 있다. 제 1 발광부(421)는, 예를 들어, 복수의 발광 소자들 중 적어도 하나 이상의 발광 소자를 선택하여 제 1 적외선 파장 대역의 빛을 출력할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 1 발광부(421)는 800 내지 850 nm 의 파장 대역을 갖는 빛을 출력할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 발광 소자는 레이저 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자는 측면 발광 레이저, 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(VCSEL), 분포궤환형 레이저 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 제 1 발광부(421)는 가시광선 대역의 빛을 출력할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 2 발광부(422)는 기판(410)의 일면의 제 2 영역에 배치될 수 있다. 제 2 발광부(422)는 제 2 적외선 파장 대역의 빛을 출력할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 2 발광부(422)는 900 내지 950 nm 의 파장 대역을 갖는 빛을 출력할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 발광부(421) 및/또는 제 2 발광부(422)는 주변의 다른 적외선 파장 대역의 빛을 필터링하기 위해 밴드 패스 필터(band pass filter)를 포함할 수 있다. 또 어떤 실시예세서는, 제 1 발광부(421) 및/또는 제 2 발광부(422)가 적외선 이미지 센서의 입력 프레임과 동기화되어 펄스로 빛을 발광하거나 지속파(continuous wave)로 빛을 발광할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지지 부재(430)는 제 1 발광부(421) 및/또는 제 2 발광부(422)가 배치된 기판(410)의 일면에 배치될 수 있다. 지지 부재(430)는 투명 부재(440)와 제 1 발광부(421) 또는 투명 부재(440)와 제 2 발광부(422)가 지정된 거리 서로 이격되어 배치될 수 있도록 투명 부재(440)를 지지하며, 제 1 발광부(421) 및/또는 제 2 발광부(422)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 부재(430)의 적어도 일부는 제 1 발광부(421)에서 출력된 빛을 반사시키고, 반사된 빛이 투명 부재(440)를 향하도록 경사 거울과 같은 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(430)의 적어도 일부는 제 1 발광부(421)와 지정된 각도의 경사를 가지도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(440)는 지지 부재(430) 위에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 투명 부재(440)는 광원 모듈(400)의 일면 중 적어도 일부를 에워싸는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 부재(440)는 내외부로부터 가해지는 압력을 분산하거나 흡수하여 광원 모듈(400) 내부의 전자 부품(예: 제 1 발광부(421) 또는 제 2 발광부(422))를 보호하는 하우징으로 형상으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 투명 부재(440)는 투명성을 갖는 유리 또는 플리머로 형성될 수 있으며, 발광부에서 출력된 빛은 투명 부재(440)를 통과하여 외부로 발산될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(440)는 상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층(450)(예: 도 1의 패턴층(150))을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패턴층(450)은 제 1 메타 표면(460)과 대면하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 투명 부재(440)는 제 1 면에 패턴층(450)을 포함하고, 제 2 면에 제 1 메타 표면(460)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(440)는 패턴층(450)을 통해 패턴이 변경된 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(460)(예: 도 1의 제 1 메타 표면(160))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 메타 표면(460)은 제 1 영역의 적어도 일부 위에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 메타 표면(460)은 제 1 발광부(421)에서 출력된 빛을 수신하고, 지정된 방향으로 굴절시킬 수 있도록 제 1 발광부(421)와 대면하여 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 1 발광부(421)가 측면 발광 레이저, 또는 분포궤환형 레이저를 포함할 수 있고, 이 경우 제 1 메타 표면(460)은 제 1 영역의 적어도 일부 위 또는 제 1 영역 및 제 2 영역과 다른 제 3 영역 위에 형성될 수 있다. 제 1 메타 표면(460)에 포함된 제 1 단위 구조체들 각각의 높이 및 직경은 제 1 적외선 파장 대역 보다 작은 길이의 차원 요소를 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 제 1 단위 구조체들 간의 간격은 제 1 적외선 파장 대역 보다 작은 길이의 차원 요소를 가지도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 2 메타 표면(470)은 제 2 영역의 적어도 일부 위에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 메타 표면(470)은 제 2 발광부(422)에서 출력된 빛을 수신하고, 지정된 방향으로 굴절시킬 수 있도록 제 2 발광부(422)와 대면하여 배치될 수 있다. 제 2 메타 표면(470)에 포함된 제 2 단위 구조체들 각각의 높이 및 직경은 적외선의 제 2 적외선 파장 대역 보다 작은 길이의 차원 요소를 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 제 2 단위 구조체들 간의 간격은 적외선의 제 2 적외선 파장 대역 보다 작은 길이의 차원 요소를 가지도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 2 메타 표면(470)은 제 1 메타 표면(460)이 형성된 투명부재(450)와 동일한 면에 형성될 수 있다. 또한, 제 2 메타 표면(470)은 제 1 메타 표면(460)이 형성된 영역(예: 제 1 영역)과 다른 영역(예: 제 2 영역)에 배치될 수 있다. 이 경우, 투명 부재(450)의 제1영역과 제2영역은 동일한 두께를 가지지만, 각각의 영역에 포함된 메타 단위 구조체들은 서로 다른 파장 대역의 빛을 굴절시키기 위하여 서로 다른 배치(예: 직경, 높이 및 간격)를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 패턴층(450)의 적어도 일부는 제 3 단위 구조체들을 포함하는 제 3 메타 표면으로 형성될 수 있다. 제 3 메타 표면(450)에 포함된 제 3 단위 구조체들 각각의 높이 및 직경은 제 1 적외선 파장 대역 보다 작은 길이의 차원 요소를 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 제 3 단위 구조체들 간의 간격은 제 1 적외선 파장 대역 보다 작은 길이의 차원 요소를 가지도록 형성될 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 광원 모듈(510)을 포함하는 전자 장치(500)를 나타내는 도면이다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(500)는 각종 전자 부품들(예: 카메라 모듈(520), 광원 모듈(510), 또는 프로세서 등)과, 이들을 보호하기 위한 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은, 예를 들어, 전면, 상기 전면과 대면하는 후면 및 상기 전면과 상기 후면 사이에 형성된 공간을 둘러싸는 측면을 포함하여 전자 장치(500)의 외관을 형성할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(500)는 전면 또는 후면의 적어도 일부 공간을 통해 카메라 모듈(520) 또는 광원 모듈(510) 중 적어도 하나의 부품을 노출시킬 수 있다. 도 5는 전자 장치(500)의 전면의 적어도 일부 공간을 통해 카메라 모듈(520) 및 광원 모듈(510)을 노출하는 실시예를 나타내고 있지만, 본 발명의 다양한 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 카메라 모듈(520) 또는 광원 모듈(510) 중 어느 하나의 부품은 전자 장치(500)의 측면을 통해 노출될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 광원 모듈(510)은 제 1 적외선 파장 대역의 빛을 출력하는 제 1 발광부(511) 또는 제 2 적외선 파장 대역의 빛을 출력하는 제 2 발광부(512) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 광원 모듈(510)이 하나의 발광부(예: 제 1 발광부(511))만을 포함할 수 있고, 또 다른 발광부를 더 포함할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 광원 모듈(510)은 투명 부재(예: 도 1 의 투명 부재(140) 또는 도 4의 투명 부재(440))를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 투명 부재는 제 1 발광부(511)(예: 도 1 의 발광부(120) 또는 도 4의 제 1 발광부(421))와 대응하는 제 1 메타 표면(예: 도 1 의 제 1 메타 표면(160) 또는 도 4의 제 1 메타 표면(460)) 및/또는 제 2 발광부(512)(예: 도 4의 제 2 발광부(422))와 대응하는 제 2 메타 표면(예: 도 4의 제 2 메타 표면(470))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 메타 표면은 제 1 발광부(511)에서 출력된 빛을 수신하고, 지정된 방향(예: 제 1 카메라(522)를 향하는 방향)으로 빛을 굴절시키며, 제 2 메타 표면은 제 2 발광부(512)에서 출력된 빛을 수신하고, 지정된 방향(예: 제 2 카메라(521)를 향하는 방향)으로 빛을 굴절시킬 수 있다.
한 실시예에 따르면, 투명 부재는 입사된 빛을 지정된 패턴으로 출력하는 패턴층(예: 도 1 의 패턴층(150) 또는 도 4의 패턴층(450))을 포함할 수 있다. 패턴층은 제 1 메타 표면과 대면하여 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 카메라 모듈(520)은 제 1 적외선 파장 대역을 이용하여 이미지를 획득하는 제 1 카메라(522)및 제 2 적외선 파장 대역을 이용하여 이미지를 획득하는 제 2 카메라(521)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 카메라 모듈(520)은 하나의 카메라를 이용하여 제 1 적외선 파장 대역 및 제 2 적외선 파장 대역의 이미지를 획득할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 카메라(522) 및/또는 제 2 카메라(521)는, CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 또는 CCD(charge-couple device) 센서 중 적어도 하나의 이미지 센서를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 1 카메라(522)는 제 1 발광부(511)에서 출력되어 오브젝트에서 반사되는 빛을 캡처할 수 있고, 제 2 카메라(521)는 제 2 발광부(512)에서 출력되어 오브젝트에서 반사되는 빛을 캡처할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치(500)는 제 1 카메라(522)로부터 획득한 이미지 정보를 이용하여 오브젝트의 3차원 정보(예: 형상 정보)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(500)는 제 1 발광부(511)를 이용하여 오브젝트에 지정된 패턴을 조사할 수 있고, 제 1 카메라(522)를 이용하여 오브젝트에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 전자 장치(500)는 상기 획득한 이미지에 기반하여 오브젝트에 의해 발생되는 지정된 패턴의 위치 변화 및/또는 왜곡을 확인하고, 오브젝트의 3차원 형상을 추정할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(500)는 제 1 카메라(522)로부터 획득한 이미지 정보를 이용하여 사용자의 생체 인증을 수행할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치(500)는 제 2 카메라(521)로부터 획득한 정보를 이용하여 사용자의 생체 인증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제 2 발광부(512)를 이용하여 사용자에 적외선 대역의 광을 조사하고, 제 2 카메라(521)를 이용하여 사용자에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 전자 장치(500)는 상기 획득한 이미지에 기반하여 사용자의 생체 정보(예: 홍채와 관련된 정보)를 확인하고, 사용자의 생체 인증을 수행할 수 있다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(600) 내의 전자 장치(601)의 블럭도이다. 도 6을 참조하면, 네트워크 환경(600)에서 전자 장치(601)는 제 1 네트워크(698)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(602)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(699)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(604) 또는 서버(608)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(601)는 서버(608)를 통하여 전자 장치(604)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(601)는 프로세서(620), 메모리(630), 입력 장치(650), 음향 출력 장치(655), 표시 장치(660), 오디오 모듈(670), 센서 모듈(676), 인터페이스(677), 햅틱 모듈(679), 카메라 모듈(680), 전력 관리 모듈(688), 배터리(689), 통신 모듈(690), 가입자 식별 모듈(696), 또는 안테나 모듈(697)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(601)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(660) 또는 카메라 모듈(680))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(676)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(660)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(620)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(640))를 실행하여 프로세서(620)에 연결된 전자 장치(601)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(620)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(676) 또는 통신 모듈(690))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(632)에 로드하고, 휘발성 메모리(632)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(634)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(620)는 메인 프로세서(621)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(623)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(623)은 메인 프로세서(621)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(623)는 메인 프로세서(621)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(623)는, 예를 들면, 메인 프로세서(621)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(621)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(621)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(621)와 함께, 전자 장치(601)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(660), 센서 모듈(676), 또는 통신 모듈(690))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(623)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(680) 또는 통신 모듈(690))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(630)는, 전자 장치(601)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(620) 또는 센서모듈(676))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(640)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(630)는, 휘발성 메모리(632) 또는 비휘발성 메모리(634)를 포함할 수 있다.
프로그램(640)은 메모리(630)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(642), 미들 웨어(644) 또는 어플리케이션(646)을 포함할 수 있다.
입력 장치(650)는, 전자 장치(601)의 구성요소(예: 프로세서(620))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(601)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(650)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(655)는 음향 신호를 전자 장치(601)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(655)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(660)는 전자 장치(601)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(660)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(660)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(670)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(670)은, 입력 장치(650)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(655), 또는 전자 장치(601)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(602)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(676)은 전자 장치(601)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(676)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(677)는 전자 장치(601)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(602))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(677)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(678)는, 그를 통해서 전자 장치(601)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(602))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(678)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(679)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(679)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(680)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(680)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(688)은 전자 장치(601)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(689)는 전자 장치(601)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(689)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(690)은 전자 장치(601)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(602), 전자 장치(604), 또는 서버(608))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(690)은 프로세서(620)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(690)은 무선 통신 모듈(692)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(694)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(698)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(699)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(692)은 가입자 식별 모듈(696)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(698) 또는 제 2 네트워크(699)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(601)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(697)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(697)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제 1 네트워크 698 또는 제 2 네트워크 699와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(690)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(690)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(699)에 연결된 서버(608)를 통해서 전자 장치(601)와 외부의 전자 장치(604)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(602, 604) 각각은 전자 장치(601)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(601)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(602, 604, or 608) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(601)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(601)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(601)로 전달할 수 있다. 전자 장치(601)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(601)는 제 1 적외선 파장 대역의 빛을 출력할 수 있는 제 1 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 일면의 제 1 영역에 배치된 제 1 발광부, 제 2 적외선 파장 대역의 빛을 출력할 수 있는 제 2 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 상기 일면의 제 2 영역에 배치된 제 2 발광부, 및 투명 부재를 포함하는 광원모듈로, 상기 투명 부재는 상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 상기 제 1 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층, 및 상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 패턴층을 통해 상기 패턴이 변경된 상기 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)을 포함할 수 있다. 전자 장치(601)는 제 1 적외선 파장 대역을 이용하여 이미지를 획득하는 제 1 카메라 및 제 2 적외선 파장 대역을 이용하여 이미지를 획득하는 제 2 카메라를 포함하는 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 전자 장치(601)는 프로세서(620)를 포함하고, 상기 프로세서(620)는, 상기 제 1 발광부를 이용하여 오브젝트에 지정된 패턴을 조사하고, 상기 제 1 카메라를 이용하여 상기 오브젝트에 대한 이미지를 획득하고, 상기 획득한 이미지에 기반하여 상기 지정된 패턴의 위치 변화 또는 왜곡 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 오브젝트의 3차원 형상을 추정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(601)의 상기 제 1 단위 구조체들은 상기 제 1 적외선 파장 대역 보다 작은 길이를 가지는 적어도 하나의 차원 요소를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(601)의 상기 패턴층은, 적어도 일부 홀(hole)을 포함하는 금속판(metal sheet)으로 이루어질 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(601)의 상기 프로세서(620)는, 상기 제 2 발광부를 이용하여 상기 오브젝트에 상기 적외선 대역의 빛을 조사하고, 상기 제 2 카메라를 이용하여 상기 오브젝트의 생체 정보를 획득하고, 상기 획득한 생체 정보에 기반하여 생체 인증을 수행할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(601)의 상기 투명 부재는, 상기 제 2 발광부와 대면하며, 상기 제 2 발광 소자들에서 출력된 빛의 각도를 변경하여 출력할 수 있도록 제 2 단위 구조체들을 포함하는 제 2 메타 표면을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(601)의 상기 제 2 단위 구조체들은 상기 제 2 적외선 파장 대역 보다 작은 길이를 가지는 적어도 하나의 차원 요소를 가질 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(601)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(636) 또는 외장 메모리(638))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(640))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(601))의 프로세서(예: 프로세서(620))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 광원 모듈에 있어서,
    기판;
    빛을 출력할 수 있는 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 일면에 배치된 발광부;
    상기 기판의 상기 일면에 배치되고, 상기 발광부의 적어도 일부를 수용하는 지지 부재; 및
    상기 지지 부재 위(over)에 배치된 투명 부재를 포함하고, 상기 투명 부재는,
    상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 상기 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층, 및
    상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 패턴층을 통해 상기 패턴이 변경된 상기 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)을 포함하는 광원 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 구조체들 간의 간격은 상기 빛의 파장보다 작은 간격으로 배치된 광원 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴층은, 적어도 일부 홀(hole)을 포함하는 금속판(metal sheet)으로 이루어진 광원 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴층은, 제 2 단위 구조체들을 포함하는 제 2 메타 표면으로 이루어진 광원 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자들에서 출력된 빛이 상기 패턴층에서 면광원을 형성할 수 있도록 상기 발광부와 상기 패턴층은 지정된 거리 이격되어 배치된 광원 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지정된 거리는 0.2 내지 0.3 mm인 광원 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 부재는 유리 또는 폴리머(polymer) 중 하나로 형성된 광원 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 부재의 두께는 0.9 내지 1.5 mm인 광원 모듈.
  9. 광원 모듈에 있어서,
    기판;
    빛을 출력할 수 있는 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 일면에 배치된 발광부;
    상기 기판의 상기 일면에 배치되고, 상기 발광부의 적어도 일부를 수용하는 지지 부재로, 상기 발광부는 상기 지지 부재의 적어도 일부를 향해 상기 빛을 출력하고; 및
    상기 지지 부재 위(over)에 배치된 투명 부재를 포함하고, 상기 투명 부재는,
    상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 상기 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층, 및
    상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 패턴층을 통해 상기 패턴이 변경된 상기 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)을 포함하는 광원 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 발광부는 측면 발광 레이저(edge emitting laser) 또는 분포궤환형 레이저(distributed feedback laser) 중 하나를 포함하는 광원 모듈.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지 부재의 상기 적어도 일부는 상기 발광부에서 출력된 빛을 반사시키고, 상기 반사된 빛이 상기 투명 부재를 향할 수 있도록 상기 발광부와 지정된 각도의 경사를 가지도록 형성된 광원 모듈.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 지지 부재의 적어도 일면에서 전반사가 일어날 수 있도록 반사층을 더 포함하는 광원 모듈.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 패턴층은, 적어도 일부 홀(hole)을 포함하는 금속판(metal sheet)으로 이루어진 광원 모듈.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 패턴층은, 제 2 단위 구조체들을 포함하는 제 2 메타 표면으로 이루어진 광원 모듈.
  15. 광원 모듈에 있어서,
    기판;
    제 1 적외선 파장 대역의 빛을 출력할 수 있는 제 1 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 일면의 제 1 영역에 배치된 제 1 발광부;
    제 2 적외선 파장 대역의 빛을 출력할 수 있는 제 2 발광 소자들이 배열된 어레이를 포함하고, 상기 기판의 상기 일면의 제 2 영역에 배치된 제 2 발광부; 및
    상기 기판의 상기 일면에 배치되고, 상기 제 1 발광부 및 제 2 발광부의 적어도 일부를 수용하는 지지 부재;
    상기 지지 부재 위(over)에 배치된 투명 부재를 포함하고, 상기 투명 부재는,
    상기 투명 부재의 제 1 면에 형성 또는 부착되며, 상기 제 1 발광 소자들에서 출력된 빛의 패턴을 변경할 수 있는 패턴층, 및
    상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 패턴층을 통해 상기 패턴이 변경된 상기 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 1 단위 구조체들을 포함하는 제 1 메타 표면(meta surface)을 포함하는 광원 모듈.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 패턴층 및 상기 제 1 메타 표면은 상기 제 1 영역의 적어도 일부 위에 형성되는 광원 모듈.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 패턴층은, 적어도 일부 홀(hole)을 포함하는 금속판(metal sheet)으로 이루어진 광원 모듈.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 패턴층은, 제 2 단위 구조체들을 포함하는 제 2 메타 표면으로 이루어진 광원 모듈.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 투명 부재의 제 2 면에 형성되며, 상기 제 2 발광 소자들에서 출력된 빛의 각도를 변경할 수 있는 복수의 제 3 단위 구조체들을 포함하는 제 3 메타 표면(meta surface)을 포함하는 광원 모듈.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 구조체들은 상기 제 1 적외선 파장 대역 보다 작은 길이를 가지는 적어도 하나의 차원 요소를 가지는 광원 모듈.
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