KR20210156613A - 증강 현실 글라스 및 그 동작 방법 - Google Patents

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정용희
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Abstract

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스(augmented reality(AR) glass)는 증강 현실 이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 광을 방출하는 제1 광원; 사용자의 눈에서 반사된 반사 광을 검출하는 시선 추적 센서(eye tracking(ET) sensor); 상기 제1 광원으로부터 방출된 디스플레이 광을 시스루(see-through) 디스플레이의 표시 영역으로 유도하는 디스플레이 도파관(display waveguide) 및 상기 반사 광을 상기 시선 추적 센서로 유도하는 시선 추적 도파관(ET waveguide)을 포함하는 글라스(glass); 상기 제1 광원 및 상기 시선 추적 센서와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고; 상기 프로세서는: 상기 디스플레이 광을 방출하도록 상기 제1 광원을 제어하고, 및 상기 시선 추적 센서를 통해서 상기 검출된 반사 광에 기초하여 상기 사용자의 시선을 추적하는 증강 현실 글라스일 수 있다.

Description

증강 현실 글라스 및 그 동작 방법{AUGMENTED REALITY GLASS AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들은 증강 현실 글라스(AR glass)에 관한 것으로, 증강 현실 글라스의 디스플레이 도파관(display waveguide)와 시선 추적 도파관(eye tracking waveguide)에 관한 것이다.
증강 현실(augmented reality, AR)은 가상현실(virtual reality, VR)의 한 분야이며, 실제로 존재하는 환경에 가상의 사물이나 정보를 합성하여 마치 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법을 말한다. 증강 현실은 사용자가 바라보는 현실 세계에 가상 물체를 겹쳐서 보여주는 디스플레이 기술이며, 이는 HMD(head mounted display) 장치 또는 AR glass와 같은 제품에 적용되어 사용자에게 다양한 사용자 경험을 제공할 수 있다. 또한, 사용자가 AR glass를 통해서 제공된 증강 현실과 상호작용을 할 수 있도록, 사용자의 눈으로부터 반사된 광에 기초하여 사용자의 시선을 추적(eye tracking, ET)하는 기술이 이용될 수 있다.
AR glass를 통해서 사용자에게 증강 현실을 제공하기 위해, 실제로 존재하는 세계에 가상 객체를 중첩하여 디스플레이할 수 있는 시스루 디스플레이(see through display), 디스플레이 도파관을 포함하는 디스플레이 광학계 및 사용자의 시선을 추적할 수 있는 시선 추적 모듈과 시선 추적 도파관을 포함하는 시선 추적 광학계가 필요할 수 있다. 다만, 디스플레이 도파관과 시선 추적 도파관이 겸용되는 경우, 디스플레이용(예: 가시광선 파장)과 시선 추적용(예: 적외선 파장) 빛을 구분하기 위해 별도 조명(예: 적외선 광원)이 필요할 수 있다. 또한, AR glass에 배치된 디스플레이 광학계와 시선 추적 광학계의 무게와 부피로 인해서 안경 타입의 AR glass는 제작이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 디스플레이 광학계와 시선 추적 광학계를 AR glass에 효율적으로 배치할 수 있는 기술이 필요할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은 디스플레이 광학계와 시선 추적 광학계를 AR glass에 효율적으로 배치하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스(augmented reality(AR) glass)는 증강 현실 이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 광을 방출하는 제1 광원; 사용자의 눈에서 반사된 반사 광을 검출하는 시선 추적 센서(eye tracking(ET) sensor); 상기 제1 광원으로부터 방출된 디스플레이 광을 시스루(see-through) 디스플레이의 표시 영역으로 유도하는 디스플레이 도파관(display waveguide) 및 상기 반사 광을 상기 시선 추적 센서로 유도하는 시선 추적 도파관(ET waveguide)을 포함하는 글라스(glass); 상기 제1 광원 및 상기 시선 추적 센서와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고; 상기 프로세서는: 상기 디스플레이 광을 방출하도록 상기 제1 광원을 제어하고, 및 상기 시선 추적 센서를 통해서 상기 검출된 반사 광에 기초하여 상기 사용자의 시선을 추적하는 증강 현실 글라스일 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스(augmented reality(AR) glass)의 동작 방법은 제1 광원을 통해서 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출하는 동작, 상기 제1 광원으로부터 방출된 디스플레이 광은 디스플레이 도파관(display waveguide)을 통해서 시스루(see-through) 디스플레이의 표시 영역으로 유도됨; 시선 추적 센서(eye tracking(ET) sensor)를 통해서 사용자의 눈에서 반사된 반사 광을 검출하는 동작, 시선 추적 도파관(ET waveguide)을 통해서 상기 반사 광은 상기 시선 추적 센서로 유도되고, 상기 디스플레이 도파관과 상기 시선 추적 도파관은 상기 증강 현실 글라스의 글라스(glass)에 포함됨; 및 상기 검출된 반사 광에 기초하여 상기 사용자의 시선을 추적하는 동작을 포함하는 동작 방법일 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예에 따르면, AR glass의 글라스(glass)의 일 영역에 디스플레이 도파관을 배치하고, 디스플레이 도파관의 하단 영역에 시선 추적 도파관을 배치하여 디스플레이용과 시선 추적용 빛을 구분하기 위한 별도의 프리즘이나 광학계를 생략할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예에 따르면, AR glass의 디스플레이 광학계와 시선 추적 광학계를 포함하는 세트를 소형화 할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 사용자에 의해 착용된 증강 현실 글라스를 도시한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 도 1의 증강 현실 글라스의 개략적인 모습을 도시한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스의 블록 구성도를 도시한다.
도 4는 일 실시 예에 따른 사용자의 눈에 반사된 광을 시선 추적 도파관을 통해 시선 추적 센서로 유도하는 증강 현실 글라스를 도시한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스에서 광이 이동하는 광학 경로를 도시한다.
도 6은 일 실시 예에 시선 추적 모듈의 블록 구성도를 도시한다.
도 7은 일 실시 예에 따른 사용자의 시선을 추적하기 위한 증강 현실 글라스의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스의 주변의 조도에 따른 증강 현실 글라스의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9는 일 실시 예에 따른 디스플레이 광의 광량에 따른 증강 현실 글라스의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 10는 일 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 특정한 실시 형태를 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 사용자(102)에 의해 착용된 증강 현실 글라스(100)를 도시한다.
도 1을 참조하면, 증강 현실 글라스(AR glass)(100)는 사용자(102)에 의해 착용될 수 있는 웨어러블 전자 장치(wearable electronic device)를 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 근안 디스플레이(near to eye display, NED) 또는 머리 착용 디스플레이(head mounted display, HMD)를 포함한 전자 장치들 중 하나일 수 있다. 근안 디스플레이는 디스플레이 패널이 사용자(102)의 눈에 매우 가깝게 위치하여 사용자(102)가 안경처럼 착용할 수 있는 형태의 디스플레이로 이해될 수 있다. 도 1은 사용자(102)가 근안 디스플레이를 포함한 증강 현실 글라스(100)를 착용한 실시 예를 나타낸다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 근안 디스플레이에 해당하는 시스루(see-through) 디스플레이(104)(예: 제1 시스루 디스플레이(104-1), 제2 시스루 디스플레이(104-2))를 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)의 글라스 중 적어도 일부에 시스루 디스플레이(104)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)는 상기 글라스 중 적어도 일부에 광 도파관(light waveguide)을 포함할 수 있고, 상기 광 도파관 중 일 영역은 시스루 디스플레이(104)에 해당할 수 있다. 시스루 디스플레이(104)는 사용자(102)의 눈에 매우 가깝게 위치할 수 있으며, 사용자(102)는 시스루 디스플레이(104)를 포함한 증강 현실 글라스(100)를 안경처럼 착용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 시스루 디스플레이(104)를 통해 증강 현실 이미지를 디스플레이 할 수 있다. 시스루 디스플레이(104)는 실제 환경(또는 현실 객체)의 광을 투과할 수 있다. 사용자(102)는 시스루 디스플레이(104)를 통해 투과된 실제 환경의 광을 인지하여, 실제 환경을 볼 수 있다. 시스루 디스플레이(104)는 현실 객체의 빛을 투과함과 동시에 가상 객체의 이미지를 디스플레이할 수 있는 투명 디스플레이로 이해될 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)는 시스루 디스플레이(104)를 통해서 가상 객체의 이미지를 디스플레이할 수 있다. 사용자(102)는 증강 현실 글라스(100)의 시스루 디스플레이(104)를 통해서 현실 객체를 인지할 수 있고, 이에 중첩된 가상 객체를 인지할 수 있다. 시스루 디스플레이(104)는 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 재질을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서의 다양한 실시 예들은 안경 형태의 증강 현실 글라스(100)를 주요 시나리오로 서술하고 있으나 이에 제한되지 않고, 본 문서의 다양한 실시 예들은 근안 디스플레이를 포함하는 다양한 전자 장치들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 문서의 다양한 실시 예들은 HMD 장치 또는 고글(goggle) 형태의 증강 현실 글라스에 적용될 수도 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 도 1의 증강 현실 글라스(100)의 개략적인 모습을 도시한다.
도 2를 참조하면, 증강 현실 글라스(100)는 제1 시스루 디스플레이(104-1)를 포함하는 제1 글라스(201), 제2 시스루 디스플레이(104-2)를 포함하는 제2 글라스(202), 제1 글라스(201)와 제2 글라스(202)를 연결하는 연결 부재(210), 제1 글라스(201)와 인접한 제1 부재(211), 제1 부재(211)로부터 연장된 제2 부재(221), 제2 글라스(202)와 인접한 제3 부재(212), 제3 부재(212)로부터 연장된 제4 부재(222)를 포함할 수 있다. 이하에서, 증강 현실 글라스(100)의 대칭적 구조로 인한 중복된 설명은 생략하도록 한다.
일 실시 예에 따르면, 제1 글라스(201) 및/또는 제2 글라스(202)는 글래스 플레이트(glass plate) 또는 폴리머(polymer)로 형성될 수 있으며, 투명 또는 반투명하게 제작될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 부재(211), 제3 부재(212) 및 연결 부재(210)는 일체로 구성될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)에 포함되는 구성요소들은 도 2에 도시된 구성요소들에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들면, 증강 현실 글라스(100)는 시선 추적 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 센서는 사용자(102)의 눈으로부터 반사된 광을 감지할 수 있고, 증강 현실 글라스(100)는 상기 시선 추적 센서를 통해 감지된 광에 기반하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 센서는 증강 현실 글라스(100)를 구성하는 구성요소의 내부 또는 외부의 적어도 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 시선 추적 센서는 연결 부재(210), 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212) 또는 제4 부재(222) 중 적어도 하나의 내부 또는 외부의 일면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 조도 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 조도 감지 센서는 사용자(102)의 눈 또는 증강 현실 글라스(100) 주변의 조도(또는 밝기)를 감지할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 조도 감지 센서를 통해 감지된 조도(또는 밝기)에 기반하여 후술할 제1 광원 및/또는 제2 광원을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 조도 감지 센서는 증강 현실 글라스(100)를 구성하는 구성요소의 내부 또는 외부의 적어도 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 조도 감지 센서는 연결 부재(210), 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212) 또는 제4 부재(222) 중 적어도 하나의 내부 또는 외부의 일면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 자발광 디스플레이(예: Micro LED, OLED) 또는 별도의 광원이 필요한 디스플레이(예: LCoS, DMD, LSD)를 포함할 수 있다. 상기 자발광 디스플레이는 디스플레이 자체로부터 빛을 방출하여 영상을 출력할 수 있는 디스플레이로 이해될 수 있다. 상기 별도의 광원이 필요한 디스플레이는 별도의 광원으로부터 방출된 광을 반사 및 방출하여 영상을 출력할 수 있는 디스플레이로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 별도의 광원이 필요한 디스플레이는 별도의 광원으로부터 방출된 광을 반사할 수 있고, 상기 반사된 광은 다양한 부재들(예: 편광판 빔 스플리터(polarizer beam splitter), 렌즈, 광 도파관)을 통해 사용자(102)의 눈으로 유도될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 디스플레이 광을 방출하는 제1 광원(231)을 포함할 수 있다. 제1 광원(231)은 디스플레이 자체에서 광을 방출하는 자발광 디스플레이 또는 별도의 광원으로부터 방출된 광을 반사 및 방출하는 디스플레이로 이해될 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)가 자발광 디스플레이를 포함한 경우, 상기 디스플레이 광은 상기 자발광 디스플레이 자체에서 방출되는 광으로 이해될 수 있다. 다른 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)가 별도의 광원이 필요한 디스플레이를 포함한 경우, 상기 디스플레이 광은 상기 별도의 광원으로부터 방출된 광을 반사하여 상기 디스플레이로부터 방출되는 광으로도 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 광원(231)은 증강 현실 글라스(100)를 구성하는 구성요소의 내부 또는 외부의 적어도 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 광원(231)은 연결 부재(210), 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212), 또는 제4 부재(222) 중 적어도 하나의 내부 또는 외부의 일면에 배치될 수 있다. 다른 예를 들면, 도 2에 도시된 증강 현실 글라스(100)는 제1 부재(211)의 내부에 좌측 제1 광원(231-1)을 포함하고, 제3 부재(212)의 내부에 우측 제1 광원(231-2)을 포함할 수 있다. 사용자(102)를 기준으로 상기 좌측 및 상기 우측이 구분된다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 광원(231)의 위치는 도 2에 도시된 예에 제한되지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 사용자(102)의 눈 주위의 밝기를 보강하기 위해 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광과 상이한 추가적인 광을 방출하는 제2 광원(232)을 포함할 수 있다. 제2 광원(232)은 디스플레이 영상에 해당하는 광을 방출하는 것이 아닌, 증강 현실 글라스(100)의 주변 또는 사용자(102)의 눈 주변의 밝기를 보강하기 위한 장치로 이해될 수 있다. 예를 들어, 제2 광원(232)은 백색 LED 또는 적외선 LED를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 광원(232)은 증강 현실 글라스(100)를 구성하는 구성요소의 내부 또는 외부의 적어도 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 광원은 연결 부재(210), 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212) 또는 제4 부재(222) 중 적어도 하나의 내부 또는 외부의 일면에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 광원(232)의 개수 및 배치되는 위치는 다양할 수 있다. 예를 들면, 제2 광원(232)으로부터 방출된 상기 추가적인 광이 사용자(102)의 눈 또는 눈 주위를 향하도록 제2 광원(232)이 연결 부재(210)의 내부의 일 면에 배치될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제2 광원(232)으로부터 방출된 상기 추가적인 광이 사용자(102)의 눈 또는 눈 주위를 향하도록 제2 광원(232)이 제1 부재(211)와 제3 부재(212)의 외부의 일 면에 각각 배치될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 광 도파관은 제1 글라스(201)와 제2 글라스(202)에 각각 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니한다. 예를 들면, 상기 광 도파관은 제1 글라스(201) 및 제2 글라스(202) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다. 상기 광 도파관은 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광이 전파(propagate)되는 경로에 해당하는 디스플레이 도파관 및 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광이 전파되는 경로에 해당하는 시선 추적 도파관을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 광은 자발광 디스플레이(예: Micro LED, OLED) 자체로부터 방출된 광 또는 별도의 광원으로부터 방출된 광을 반사 및 방출하는 디스플레이(예: LCos, DMD, LSD)로부터 방출된 광으로 이해될 수 있다. 상기 반사 광은 증강 현실 글라스(100)의 외부(예: 실제 환경)로부터 시스루 디스플레이(104)를 통해서 사용자(102)의 눈에 도달하는 외부 광(예: 실제 환경의 광) 및/또는 상기 디스플레이 장치로부터 방출된 광이 상기 디스플레이 도파관을 통해 사용자(102)의 눈에 도달한 광이 반사된 광으로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 부재(211)는 도 2에 도시된 형태에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 부재(211)는 제1 글라스(201)의 주위의 적어도 일부를 감싸고 있는 형태를 포함할 수 있다. 이는 제3 부재(212)에도 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 부재(221)는 도 2에 도시된 형태에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제2 부재(221)는 사용자(102)의 신체 일부(예: 귀 또는 머리)에 거치할 수 있는 형태를 포함할 수 있다. 이는 제4 부재(222)에도 동일하게 적용될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 부재(221)는 증강 현실 글라스(100)가 사용자(102)의 머리에 착용될 수 있도록 하는 형태를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 연결 부재(210), 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212), 및 제4 부재(222)는 일체로 연결되어 결합된 형태를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 제1 글라스(201)에 포함된 제1 시스루 디스플레이(104-1)와 제2 글라스(202)에 포함된 제2 시스루 디스플레이(104-2)를 포함할 수 있다. 제1 시스루 디스플레이(104-1) 및 제2 시스루 디스플레이(104-2)는 현실 객체의 광을 투과할 수 있고, 가상 객체 이미지를 표시할 수 있는 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자(102)는 시스루 디스플레이(104)를 통해서 현실 객체를 인지할 수 있고, 상기 현실 객체 및 가상 객체 이미지를 중첩하여 인지할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스(100)의 블록 구성도를 도시한다.
도 3을 참조하면, 증강 현실 글라스(100)는 프로세서(300), 디스플레이 모듈(310), 센서 모듈(320), 글라스(330), 배터리(또는 전원 공급 장치)(340), 카메라(350), 및 통신 인터페이스(360)를 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)에 포함되는 모듈은 증강 현실 글라스(100)에 포함되는 하드웨어 모듈(예: 회로)로 이해될 수 있다. 증강 현실 글라스(100)에 포함되는 구성요소들은 도 3의 블록 구성도에 도시된 구성요소들(예: 디스플레이 모듈(310), 센서 모듈(320), 글라스(330), 배터리(340), 카메라(350), 또는 통신 인터페이스(360))에 제한되지 않을 수 있다. 도 3에 도시된 증강 현실 글라스(100)의 구성요소들은 다른 구성요소들로 대체되거나 추가적인 구성요소들이 증강 현실 글라스(100)에 추가될 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)는 도 3에 도시된 구성요소들에 오디오 모듈, 및 메모리를 더 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 도 10에 도시된 전자 장치(1000)에 대한 설명 중 적어도 일부가 도 3의 증강 현실 글라스(100)에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(300)는 메모리에 저장된 명령어들을 실행하여 증강 현실 글라스(100)의 구성요소들(예: 디스플레이 모듈(310), 센서 모듈(320), 배터리(340), 카메라(350), 및 통신 인터페이스(360))의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(300)는 디스플레이 모듈(310), 센서 모듈(320), 배터리(340), 카메라(350), 및 통신 인터페이스(360)와 전기적으로 및/또는 작동적으로 연결될 수 있다. 프로세서(300)는 소프트웨어를 실행하여 프로세서(300)에 연결된 적어도 하나의 다른 구성요소들(예: 디스플레이 모듈(310), 센서 모듈(320), 배터리(340), 카메라(350), 및 통신 인터페이스(360))을 제어할 수 있다. 프로세서(300)는 증강 현실 글라스(100)에 포함된 구성요소들로부터 명령을 획득할 수 있고, 상기 획득된 명령을 해석할 수 있으며, 상기 해석된 명령에 따라 다양한 데이터를 처리 및/또는 연산할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 외부 장치(예: 휴대 단말, 도 10의 전자 장치(1001))에 내장된 프로세서를 통해 처리된 데이터를 상기 외부 장치로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)는 카메라(350)를 통해 객체(예: 현실 객체 또는 사용자(102)의 눈)를 촬영할 수 있고, 촬영한 영상을 통신 인터페이스(360)를 통해 외부 장치로 전송하고, 상기 외부 장치로부터 상기 전송한 영상에 기반한 데이터를 수신할 수 있다. 상기 외부 장치는 증강 현실 글라스(100)로부터 수신된 상기 촬영된 객체의 정보(예: 형태, 색상, 또는 위치)에 기반하여 증강 현실과 관련된 이미지 데이터를 생성하고, 증강 현실 글라스(100)로 전송할 수 있다. 다른 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)는 카메라(350)를 통해 객체(예: 현실 객체 또는 사용자(102)의 눈)를 촬영한 영상에 기반한 추가적인 정보를 외부 장치로 요청할 수 있고, 상기 외부 장치로부터 상기 추가적인 정보를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(310)은 제1 광원(231)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 광원(231)은 프로세서(300)의 제어에 기초하여 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출할 수 있다. 제1 광원(231)은 디스플레이 자체로부터 광을 방출하는 자발광 디스플레이 또는 별도의 광원으로부터 방출된 광을 반사 및 방출하는 디스플레이로 이해될 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)(예: 프로세서(300))는 제1 광원(231)을 통해서 시스루 디스플레이(104)의 표시 영역에 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출할 수 있다. 다른 예를 들어, 사용자(102)의 입력에 응답하여, 증강 현실 글라스(100)(예: 프로세서(300))는 시스루 디스플레이(104)의 표시 영역에 증강 현실 이미지를 디스플레이하기 위해 제1 광원(231)을 제어할 수 있다. 사용자(102)의 입력의 유형은 버튼 입력, 터치 입력, 음성 입력, 및/또는 제스처 입력을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 제1 광원(231)의 동작을 제어할 수 있는 다양한 입력 방법이 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)뿐 아니라 제1 광원(231)과 상이한 제2 광원(232)을 더 포함할 수 있다. 제2 광원(232)은 사용자(102)의 눈 주위의 밝기를 보강하기 위해 제1 광원(231)이 방출하는 디스플레이 광과 상이한 추가적인 광을 방출할 수 있다. 제2 광원(232)은 백색 LED 또는 적외선 LED를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 주변의 조도, 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광의 광량, 또는 사용자(102)의 눈에 반사된 반사 광의 광량이 기준 값 이하인 경우, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 통해서 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 광원(231)이 디스플레이 광을 방출한 때, 증강 현실 글라스(100)는 미리 설정된 조건이 만족되었는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 미리 설정된 조건은 상기 증강 현실 글라스(100)에 설정된 값 또는 사용자가 임의로 설정한 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 설정된 조건은 증강 현실 글라스(100)의 주변의 조도, 제1 광원(231)에서 방출된 디스플레이 광의 광량, 제1 광원(231)을 이용하여 디스플레이되는 이미지의 조도 값, 사용자(102)의 눈 주변의 밝기 또는 사용자(102)의 눈에 반사된 반사 광의 광량 중 적어도 하나가 기준 값 이하인지 여부를 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)의 주변의 조도는, 예를 들면, 증강 현실 글라스(100)에 구비된 조도 센서를 이용하여 획득될 수 있다. 제1 광원(231)을 이용하여 디스플레이되는 이미지의 조도 값은, 예를 들면, 프로세서(200)가 제1 광원(231)을 이용하여 출력하고자 하는 컨텐츠에 포함된 이미지 프레임의 픽셀 값들을 연산하여 획득될 수 있다. 상기 미리 설정된 조건은 상술한 예시에 한정되지 않으며, 증강 현실 글라스(100)를 착용한 사용자(102)의 주변의 조도가 낮은 이유로, 제2 광원(232)을 통해서 사용자(102)의 눈 주변의 밝기를 증가시킬 필요가 있는 상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)의 설정된 시간이 저녁이 된 때, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 통해서 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하도록 제어할 수도 있다. 미리 설정된 조건은 둘 이상의 요소를 조합하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 제1 광원(231)을 이용하여 디스플레이되는 이미지의 조도 값 및 주변의 조도 값을 조합하여 미리 설정된 조건이 만족되었는지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 글라스(330)는 디스플레이 도파관 또는 시선 추적 도파관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광이 시스루 디스플레이(104)의 표시 영역으로 방출되도록 광을 유도함으로써 광의 경로를 형성할 수 있다. 시스루 디스플레이(104)는 상기 디스플레이 도파관 중 적어도 일 영역에 대응될 수 있다. 예를 들어, 시스루 디스플레이(104)의 영역은 상기 디스플레이 도파관 중 상기 디스플레이 도파관 내부에서 전파되는 광이 방출되고, 동시에 외부 광이 투과되는 영역에 대응될 수 있다. 예를 들어, 시스루 디스플레이(104)는 글라스(330)에 포함된 상기 디스플레이 도파관의 일 단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소(예: 반사 거울) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 도파관은 상기 디스플레이 도파관에 포함된 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광을 사용자(102)의 눈으로 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 회절 요소는 IN/OUT Grating, 상기 반사 요소는 전반사(TIR(total internal reflection))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 광학용 소재(예: glass)를 웨이퍼 형태로 가공하여 상기 디스플레이 도파관으로 사용할 수 있으며, 상기 디스플레이 도파관의 굴절률은 1.5 내지 1.9로 다양할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 전반사를 통해서 도파관 내부를 이동하는 광이 외부로 방출되는 표시 영역(예: 시스루 디스플레이(104))을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역은 상기 디스플레이 도파관의 일부분에 배치될 수 있다. 상기 디스플레이 도파관의 적어도 일 영역은 상기 시스루 디스플레이를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 상기 디스플레이 광이 사용자(102)의 눈으로 유도되기 위해, 상기 디스플레이 광을 전 반사할 수 있는 소재(예: 유리 또는 플라스틱)를 포함할 수 있다. 상기 소재는 상술한 예시에 제한되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광을 파장(예: 파란색, 녹색, 또는 빨간색)에 따라 분광하여 각각 상기 디스플레이 도파관 내의 별도의 경로로 이동하게 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 글라스(330)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 글라스(330)의 중심점과 사용자(102)의 눈의 중심점이 일치되는 가상의 축 및 상기 가상의 축과 글라스(330)의 중심점에서 직교하는 가상의 선을 기준으로, 글라스(330)의 상단과 하단을 구분할 수 있고, 상기 디스플레이 도파관은 글라스(330)의 상단에 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 디스플레이 도파관은 글라스(330)의 상기 상단 및 상기 하단 중 상기 가상의 선부터 상기 하단 방향으로 3분의 1 지점까지의 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 상기 디스플레이 도파관이 배치되는 영역은 글라스(330)의 상술한 영역에 제한되지 않을 수 있으며, 상기 디스플레이 도파관이 배치되는 영역은 사용자(102)의 눈에 반사된 광의 광량이 기준 값 이상이 되도록 하는 글라스(330)의 영역 중 임의의 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(320)은 적어도 하나의 센서(예: 시선 추적 센서 및/또는 조도 센서)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 센서는 상술한 예시에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 센서는 사용자(102)가 증강 현실 글라스(100)를 착용했는지를 감지할 수 있는 근접 센서 또는 접촉 센서를 더 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 근접 센서 또는 상기 접촉 센서를 통해서 사용자(102)가 증강 현실 글라스(100)를 착용한 상태인지 감지할 수 있다. 사용자(102)가 증강 현실 글라스(100)를 착용한 상태로 감지한 경우, 증강 현실 글라스(100)는 다른 전자 장치(예: 스마트 폰)과 수동적으로 및/또는 자동적으로 페어링(pairing)할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 센서는 증강 현실 글라스(100)의 구성요소들의 내부 또는 외부의 적어도 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 센서는 글라스(330)와 인접한 제1 부재(211)의 내부 또는 외부의 일 면에 배치될 수 있다. 제1 부재(211)는 글라스(330)에 인접하고, 증강 현실 글라스(100)의 안경테로 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 센서는 제1 부재(211)에 대응되는 상기 안경테의 내부 또는 외부의 일 면에 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 적어도 하나의 센서는 제1 부재(211)로부터 연장된 제2 부재(221)의 내부 또는 외부의 일 면에 배치될 수 있다. 제2 부재(221)는 사용자(102)의 귀를 지지하는 증강 현실 글라스(100)의 안경 다리(temple)로 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 센서는 제2 부재(221)에 대응되는 상기 안경 다리의 내부 또는 외부의 일 면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 센서는 프로세서(300)의 제어에 기초하여 사용자(102)의 눈에 반사된 반사 광을 감지할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 시선 추적 센서를 통해서 감지된 반사 광을 전기 신호로 변환할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 변환된 전기 신호를 통해서 사용자(102)의 안구 이미지를 획득할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 획득된 사용자(102)의 안구 이미지를 이용하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 시선 추적 모듈은 상기 시선 추적 센서를 포함할 수 있고, 상기 시선 추적 모듈은 상기 시선 추적 센서를 통해서 감지한 반사 광을 이용하여 사용자(102)의 안구 이미지를 캡쳐(capture)할 수 있다. 상기 시선 추적 모듈은 프로세서(300)의 제어에 기반하여 사용자(102)의 상기 반사 광을 감지할 수 있고, 상기 감지된 반사 광의 위치 및 움직임에 기반하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다. 상기 시선 추적 모듈은 도 5에서 자세히 설명하도록 한다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(300)는 상기 시선 추적 센서를 통해서 감지된 반사 광에 기초하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는 상기 시선 추적 센서를 이용하여 캡쳐된 사용자(102)의 눈 이미지를 분석하여 동공의 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(300)는 상기 결정된 동공의 위치에 따른 사용자(102)의 시선 방향을 결정할 수 있다. 다만, 이는 시선 추적 센서를 이용하여 사용자의 시선을 추척하는 방법의 일 예일 뿐 이에 한정되지 아니한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 조도 센서는 프로세서(300)의 제어에 기초하여 증강 현실 글라스(100) 주변의 조도(또는 밝기), 상기 제1 광원에서 방출된 디스플레이 광의 광량, 사용자(102)의 눈 주위의 밝기 또는 사용자(102)의 눈에 반사된 반사 광의 광량을 감지할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 조도 센서를 통해서 감지한 조도(또는 밝기) 또는 광량에 기반하여 제2 광원(232)을 동작 할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)를 착용한 사용자(102) 주변의 조도(또는 밝기)가 기준 값 이하인 경우, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 제2 광원(232)을 통해서 사용자(102)의 눈을 향해 추가적인 광을 방출할 수 있다. 다른 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)를 착용한 사용자(102)의 눈 주변의 밝기가 기준 값 이하인 경우, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 제2 광원(232)을 통해서 사용자(102)의 눈을 향해 추가적인 광을 방출할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 사용자(102)의 눈의 반사 광의 광량이 기준 값 이하인 경우, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 제2 광원(232)을 통해서 사용자(102)의 눈을 향해 추가적인 광을 방출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 상기 조도 센서를 통해서 사용자(102) 주변의 조도(또는 밝기)를 감지할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 감지된 조도(또는 밝기)에 기초하여, 디스플레이(예: 제1 광원(231))의 광량(또는 밝기)을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 조도 센서가 증강 현실 글라스(100)에 배치되는 위치 또는 상기 조도 센서가 조도(또는 밝기)를 수신하는 위치에 따라 상기 조도 센서의 센싱 값은 다양할 수 있다. 상기 다양한 센싱 값은 증강 현실 글라스(100)의 디스플레이의 광량(또는 밝기)에 반영될 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 조도 센서의 다양한 센싱 값을 반영하여 상기 디스플레이의 광량(또는 밝기)를 조절할 수 있다.일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 상기 조도 센서를 복수 개 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조도 센서는 증강 현실 글라스(100)의 외부의 일 면과 내부의 일 면에 각각 하나씩 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 글라스(330)는 디스플레이 도파관 또는 시선 추적 도파관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 도파관은 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광이 센서 모듈(320)로 방출되도록 광을 유도함으로써 광의 경로를 형성할 수 있다. 상기 시선 추적 도파관은 상기 반사 광을 상기 시선 추적 센서로 전달하기 위해 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 도파관은 상기 디스플레이 도파관과 동일한 요소 또는 상이한 요소로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 도파관은 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소(예: 반사 거울) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 시선 추적 도파관은 상기 시선 추적 도파관에 포함된 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 상기 반사 광을 상기 시선 추적 센서로 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 회절 요소는 IN/OUT Grating을 포함하고, 상기 반사 요소는 TIR를 포함할 수 있다. 상기 시선 추적 도파관은 상기 IN Grating을 통해서 상기 반사 광을 집광할 수 있고, 상기 OUT Grating을 통해서 상기 반사 광을 방출할 수 있다. 상기 시선 추적 도파관은 상기 TIR을 통해서 상기 반사 광을 도파관 내부에서 전반사 할 수 있다. 상기 반사 광은 증강 현실 글라스(100)의 외부로부터 시스루 디스플레이(104)를 통해서 사용자(102)의 눈에 도달한 외부 광 및/또는 증강 현실 이미지를 표시하기 위한 디스플레이 광이 반사된 광을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 도파관은 전반사를 통해서 상기 시선 추적 도파관 내부를 이동하는 광이 외부로 방출되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 영역을 통해 방출된 광은 상기 시선 추적 센서로 유도될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 도파관은 상기 반사 광이 센서 모듈(320)로 유도되기 위해, 광을 전부 반사할 수 있는 소재(예: 유리 또는 플라스틱)를 포함할 수 있다. 상기 소재는 상술한 예시에 제한되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시선 추적 도파관은 글라스(330)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 글라스(330)의 중심점과 사용자(102)의 눈의 중심점이 일치되는 가상의 축 및 상기 가상의 축과 글라스(330)의 중심점에서 직교하는 가상의 선을 기준으로, 글라스(330)의 상단과 하단을 구분할 수 있고, 상기 시선 추적 도파관은 글라스(330)의 하단에 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 시선 추적 도파관은 상기 디스플레이 도파관의 아래에 배치될 수 있다. 상기 시선 추적 도파관과 상기 디스플레이 도파관은 글라스(330)에 중첩되지 않고 배치될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 시선 추적 도파관은 글라스(330)의 상기 하단 중 상기 가상의 선부터 상기 하단 방향으로 3분의 1 지점까지의 영역을 제외한 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 상기 시선 추적 도파관이 배치되는 영역은 글라스(330)의 상술한 영역에 제한되지 않을 수 있으며, 상기 시선 추적 도파관이 배치되는 영역은 상기 시선 추적 센서가 상기 시선 추적 도파관을 통해서 집광된 반사 광의 광량을 설정 값 이상으로 감지하도록 하는 글라스(330)의 영역 중 임의의 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 디스플레이 도파관과 시선 추적 도파관은 글라스(330)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 글라스(330)(예: 도 2의 제1 글라스(201) 및/또는 제2 글라스(202))는 상기 디스플레이 도파관과 상기 시선 추적 도파관을 포함할 수 있다. 글라스(330)의 재질(또는 소재)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 도파관과 상기 시선 추적 도파관의 재질은 글라스(330)의 재질과 동일하거나 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리(340)는 증강 현실 글라스(100)의 적어도 하나의 구성요소들에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(340)는 외부 전원과 유선 또는 무선으로 연결되어 충전될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 카메라(350)는 증강 현실 글라스(100)의 주변의 영상을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 카메라(350)는 사용자(102)의 눈 이미지를 촬영하거나 증강 현실 글라스(100) 외부의 현실 객체 이미지를 촬영할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 인터페이스(360)는 유선 인터페이스 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(360)는 증강 현실 글라스(100)와 외부 장치(예: 휴대 단말, 도 10의 전자 장치(1001), 도 10의 전자 장치(1002), 또는 도 10의 전자 장치(1004))간의 직접 통신(예: 유선 통신) 또는 간접 통신(예: 무선 통신)의 수행을 지원할 수 있다. 도 10에 도시된 전자 장치(1001)에 대한 설명 중 적어도 일부가 상기 외부 장치에 포함될 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 사용자(102)의 눈에 반사된 광을 시선 추적 도파관(413)을 통해 시선 추적 센서(421)로 유도하는 증강 현실 글라스(100)를 도시한다.
도 4의 (A)는 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광이 증강 현실 글라스(100)의 제2 영역(411)을 통해서 시선 추적 센서(421)로 유도되는 경로를 도시하고 있으며, 도 4의 (B)는 제2 영역(411)에 배치된 구성 및 경로에 대해 자세히 도시하고 있다.
도 4의 (A)에서, 증강 현실 글라스(100)는 제1 글라스(201), 제2 글라스(202), 제1 영역(401), 제2 영역(411), 제3 영역(402), 제4 영역(412), 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212), 연결 부재(210), 초점 렌즈(423), 및 시선 추적 센서(421)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시하지 않았으나, 도 2에서 도시한 바와 같이, 증강 현실 글라스(100)의 제3 부재(212)로부터 연장된 제4 부재(222) 및 다른 구성 요소들(예: 도 3의 구성 요소)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 영역(401) 및 제3 영역(402)은 디스플레이 도파관을 각각 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 도파관에 대해서는 도 5에서 자세히 설명하도록 한다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 제2 영역(411)을 통해서 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광을 획득할 수 있다. 상기 획득된 반사 광은 제2 영역(411)로부터 제2 부재(221)에 배치된 초점 렌즈(423)를 통해서 시선 추적 센서(421)로 향할 수 있다. 초점 렌즈(423)는 도 5 및 도 6에 도시된 ET Optic(531)과 렌즈(532)로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 시선 추적 센서(421)을 통해서 상기 반사 광을 감지할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 감지된 반사 광에 기반하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
도 4의 (B)에서, 제2 영역(411)은 시선 추적 도파관(413) 및 전반사 거울(425)를 포함할 수 있다. 전반사 거울(425)은 프리즘으로 대체될 수도 있다. 시선 추적 도파관(413)은 제2 영역(411)에 배치될 수 있다. 시선 추적 도파관(413)은 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광을 집광하는 스플리터(splitter)를 포함할 수 있다. 시선 추적 도파관(413)은 상기 집광된 반사 광이 도파관 내로 이동하거나 도파관 바깥으로 이동하도록 하나 이상의 회절 요소 또는 반사 요소(예: 반사 거울) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 도파관(413)은 상기 회절 요소에 해당하는 IN/OUT Grating 및 상기 반사 요소에 해당하는 전반사(TIR)를 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 IN Grating을 통해서 상기 반사 광을 시선 추적 도파관(413)으로 집광할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 OUT Grating을 통해서 상기 반사 광을 시선 추적 도파관(413)의 바깥으로 방출할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 TIR을 통해서 상기 반사 광을 시선 추적 도파관(413) 내에서 전반사 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 상기 IN Grating을 통해서 상기 반사 광을 제2 영역(411)에 포함된 시선 추적 도파관(413)에 집광할 수 있다. 상기 반사 광은 상기 TIR을 이용하여 시선 추적 도파관(413)의 내부에서 전반사될 수 있다. 상기 전반사를 이용하여 전파된 반사 광은 상기 전반사 거울(425)를 통해서 경로를 변경할 수 있다. 상기 경로가 변경된 반사 광은 시선 추적 센서(421)로 유도될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 영역(411) 및/또는 시선 추적 도파관(413)의 위치, 길이 및/또는 형태는 시선 추적 센서(421)의 위치에 기반하여 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 센서(421)가 제2 영역(411)이 위치한 제1 글라스(201)와 시선 추적 센서(421)가 위치한 제2 부재(221)가 인접하지 않은 경우, 제2 영역(411)은 복수 개의 영역을 포함할 수 있다.
미 도시 되었지만, 증강 현실 글라스(100)가 복수 개의 시선 추적 센서(421)를 포함하는 경우, 제2 글라스(202)는 제1 글라스(201)와 유사한 구조를 포함하고, 제3 부재(212)로부터 연장된 제4 부재(222)는 제2 부재(221)와 유사한 구조를 포함할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스(100)에서 광이 이동하는 광학 경로를 도시한다.
도 5를 참조하면, 제1 광원(231)에서 방출된 디스플레이 광은 제1 글라스(201)에 포함된 광 도파관들(예: 디스플레이 도파관(501), 시선 추적 도파관(502))을 경유하여 시선 추적 모듈(530)로 유도될 수 있다. 또한, 제1 광원(231)에서 방출된 광이 아닌 증강 현실 글라스(100)의 외부로부터 유입된 광은 제1 글라스(201)를 통해 사용자(102)의 안구로 유도될 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)의 외부로부터 유입된 외부 광(예: 현실 객체들에 반사된 광)은 제1 글라스(201)에 포함된 디스플레이 도파관(501)(또는 디스플레이 도파관(501) 중 시스루 디스플레이(104))을 통과하여 사용자(102)의 안구로 유도될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 5는 제1 글라스(201)에서 광이 이동하는 광학 경로를 측면에서 도시하고 있으며, 이는 제2 글라스(202)에서 광이 이동하는 광학 경로에 동일하게 적용될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 광원(231)의 위치에 따라 증강 현실 글라스(100)의 구성요소들(예: 디스플레이 도파관(501), 제1 스플리터(511), 또는 제2 스플리터(512))의 기능은 동일하나, 광이 이동되는 경로의 위치 또는 길이는 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 디스플레이 도파관(501), 시선 추적 도파관(502), 제1 광원(231), 프로젝션 렌즈(projection lens, 504), 제1 스플리터(511), 제2 스플리터(512), 제3 스플리터(513), 제4 스플리터(514), 시선 추적 모듈(530)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 도파관(501) 및 시선 추적 도파관(502)은 격자 구조물(grating structure)을 형성하는 글래스 또는 폴리머로 제작될 수 있으며, 상기 격자 구조물을 이용한 도파로 구조를 포함할 수 있다. 상기 격자 구조물은 다양한 형상의 돌기나 경사면을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 광원(231)은 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출하는 디스플레이 장치(예: 자발광 디스플레이) 또는 디스플레이가 광을 반사시켜 디스플레이 광을 방출하도록 상기 디스플레이로 반사 광을 방출하는 장치로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 광원(231)은 프로세서(300)의 제어에 기반하여 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광 또는 디스플레이가 디스플레이 광을 방출하도록 상기 디스플레이로 반사 광을 방출할 수 있다. 제1 광원(231)에서 방출된 상기 디스플레이 광 또는 반사 광은 프로젝션 렌즈(504)와 제1 스플리터(511)를 통해서 디스플레이 도파관(501)으로 유도될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 도파관(501) 및 시선 추적 도파관(502)는 글래스 또는 폴리머로 제작될 수 있으며, 내부 또는 외부의 일면에 형성된 나노 패턴, 예를 들어, 다각형 또는 곡면 형상의 격자 구조(grating structure)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 도파관(501)의 일단으로 입사된 광은 나노 패턴에 의해 디스플레이 도파관(501) 내부에서 전파될 수 있다(may be propagated). 디스플레이 도파관(501)은 제1 광원(231)으로부터 영상(또는 영상에 의해 발생된 광)을 입력 받아 디스플레이 도파관(501)의 길이 방향(L) 또는 폭 방향(W)으로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로젝션 렌즈(504)는 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광을 집광할 수 있다. 예를 들어, 프로젝션 렌즈(504)는 집광 렌즈(condenser lens)일 수 있다. 프로젝션 렌즈(504)는 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광을 제1 스플리터(511)를 통해서 디스플레이 도파관(501)으로 유도하도록 배치될 수 있다. 프로젝션 렌즈(504)를 통해서 집광된 디스플레이 광은 제1 스플리터(511)를 통해서 디스플레이 도파관(501)으로 유도될 수 있다. 제1 스플리터(511)는 프로젝션 렌즈(504)를 통과한 디스플레이 광을 디스플레이 도파관(501)으로 유도하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스플리터들(511, 512, 513, 514)은 광을 반사하여 경로를 변경할 수 있다. 스플리터들(511, 512, 513, 514)은 광의 경로를 변경하도록 증강 현실 글라스(100)의 구성요소로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 스플리터(511)는 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광을 디스플레이 도파관(501)으로 유도하도록 디스플레이 도파관(501)의 일 단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 스플리터(512)는 디스플레이 도파관(501)에 유도된 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광을 사용자(102)의 눈을 향하도록 디스플레이 도파관(501)의 일 단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 스플리터(513)는 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광을 시선 추적 도파관(502)으로 유도하도록 시선 추적 도파관(502)의 일 단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제4 스플리터(514)는 시선 추적 도파관(502)에 유도되고, 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광을 시선 추적 모듈(530)로 유도하도록 시선 추적 도파관(502)의 일 단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제4 스플리터(514)는 제2 스플리터(512)의 일 면을 공유하거나 별도로 추가될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 시선 추적 모듈(530)은 ET Optic(531), 렌즈(532), 및/또는 시선 추적 센서(533)를 포함할 수 있다. 시선 추적 모듈(530)의 구성요소들은 도 5에 도시된 구성요소들에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 모듈(530)은 도 6에 도시된 구성요소들을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, ET Optic(531)은 시선 추적 도파관(502)을 경유하여 방출된 반사 광의 경로를 변경 또는 유도할 수 있다. EP Optic(531)은 시선 추적 도파관(502)을 경유하여 방출된 반사 광이 시선 추적 센서(533)로 향하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 렌즈(532)는 상기 ET Optic(531)을 통해 변경 또는 유도된 반사 광을 집광할 수 있다. 렌즈(532)는 상기 변경 또는 유도된 광을 시선 추적 센서(533)로 향하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 시선 추적 센서(533)는 렌즈(532)를 통해 집광되고, 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광을 감지할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 센서(533)는 시선 추적 도파관(502)을 경유하여 제4 스플리터(514)를 통해 방출된 반사 광을 감지할 수 있다. 시선 추적 센서(533)는 ET Optic(531) 및 렌즈(532)를 통과한 반사 광을 감지하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 시선 추적 모듈(530)이 배치된 위치는 도 5에 도시된 위치에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 모듈(530)은 제1 글라스(201)와 사용자(102)의 눈 사이에 배치될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 초점 거리(eye relief, 541)는 사용자(102)의 눈으로부터 시선 추적 도파관(502)까지의 거리로 이해될 수 있으며, 아이 박스(eye box)는 디스플레이 도파관(501)을 통해 방출되는 디스플레이 광이 사용자(102)의 눈을 중심으로 생성되는 특정 영역(미도시)으로 이해될 수 있다. 상기 아이박스는 디스플레이 도파관(501)을 통해 방출되는 광의 세기를 기준으로 영역이 형성될 수 있으며, 화면 표시와 관련된 사용성에 대한 기준이 상기 아이박스의 크기를 결정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 광의 세기가 100% 내지 80%에 해당하는 영역에 아이박스가 형성될 수 있다. 초점 거리(541)과 상기 아이박스는 스플리터들(511, 512, 513, 514)의 배치 각도 및/또는 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 시선 추적 모듈(530)의 블록 구성도를 도시한다.
도 6을 참조하면, 시선 추적 모듈(530)은 ET Optic(531), 렌즈(532), 시선 추적 센서(533), 영상 처리부(ISP(image signal processor), 605), 메모리 제어부(memory controller, 607), ARM Core(609), 오디오/비디오 코덱(A/V Codec, 611), 디스플레이 프로세서(DP(display processor), 613), 주변장치(peripherals, 615)를 포함할 수 있다.일 실시 예에 따르면, 시선 추적 모듈(530)은 도 6에 도시된 구성에 제한되지 않는다. 예를 들어, 시선 추적 모듈(530)은 시선 추적 광학계를 더 포함할 수 있다. 상기 시선 추적 광학계는 시선 추적 도파관(502)을 통해 방출된 광을 렌즈(532)에 전달하기 위한 광학계로 이해될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, ET 카메라(603)은 렌즈(532), 시선 추적 센서(533), 및 영상 처리부(605)를 포함할 수 있다. ET 카메라(603)는 시선 추적 도파관(502)를 경유하여 유도된 광을 감지하여 영상 처리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, AP(application processor)(601)는 ET 카메라(603), 메모리 제어부(607), ARM Core(609), 오디오/비디오 코덱(611), 디스플레이 프로세서(613), 및 주변장치(615)를 포함할 수 있다. AP(601)의 구성 요소는 도 6에 도시된 구성에 제한되지 않는다. 예를 들어, AP(601)는 이미지 센서 인터페이스(image sensor interface), GUP/GUP를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 메모리 제어부(607), ARM Core(609), 비디오/오디오 코덱(611), 디스플레이 프로세서(DP, 613), 및 주변장치(615)는 Bus를 통해 작동적으로 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자(102)의 눈으로부터 반사된 반사 광은 시선 추적 도파관(502)을 경유하여 방출되고, ET Optic(531)과 렌즈(532)를 통과하여 시선 추적 센서(533)에 유도될 수 있다. 시선 추적 센서(533)는 사용자(102)의 눈으로부터 반사된 반사 광을 감지할 수 있고, 상기 반사 광을 광전변환(photoelectric transformation)에 의해 전기에너지(이하 “영상 신호”)로 변환할 수 있다. 시선 추적 센서(533)는 상기 변환된 영상 신호를 영상 처리부(605)에 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 영상 처리부(605)는 시선 추적 센서(533)로부터 제공받은 영상 신호를 시선 추적 검출에 적합하도록 영상 처리할 수 있다. 상기 영상 처리는 시선 추적 검출에 적합하도록 상기 영상 신호의 밝기, 색감, 또는 선명도를 조절하는 것을 포함하며, 화이트 밸런스(white balance)라 일컫는다. 상기 영상 처리된 영상 신호는 메모리 제어부(607)에 저장될 수 있다. ARM Core(609)는 메모리 제어부(607)에 저장된 영상 신호로부터 사용자(102)의 눈동자의 특징점을 추출하여 눈의 위치를 검출할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 추출된 특징점과 상기 검출된 눈의 위치를 비교하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다. 상기 검출된 눈의 위치 정보는 디스플레이 프로세서(613)로 제공될 수 있다. 상기 검출된 눈의 위치에 관한 이미지(예: 포인터)는 디스플레이 프로세서(613)로 제공되어 증강 현실 이미지에 합성될 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)통해서 상기 눈의 위치에 관한 이미지가 합성된 증강 현실 이미지의 광을 디스플레이 도파관(501)으로 방출할 수 있다. 상기 합성된 증강 현실 이미지의 광은 디스플레이 도파관(501)을 통해 사용자(102)의 눈으로 유도될 수 있다. 예를 들어, 사용자(102)는 디스플레이 도파관(501)으로부터 방출된 상기 눈의 위치에 관한 이미지가 합성된 증강 현실 이미지의 광을 인지할 수 있고, 이를 통해 사용자(102)의 눈의 위치 또는 궤적을 인지할 수 있다. 오디오/비디오 코덱(611)은 상기 영상 신호를 인코딩(encoding) 또는 디코딩(decoding)할 수 있다. 주변 장치(615)는 SIP(serial peripheral interface) 또는 USB(universal serial bus)를 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 사용자(102)의 시선을 추적하기 위한 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
이하에서 설명되는 일련의 동작들은 증강 현실 글라스(100)에 의해 동시에 수행되거나 순서가 바뀌어 수행될 수 있고, 일부 동작이 생략되거나 추가될 수 있다.
도 7을 참조하면, 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)을 통해서 디스플레이 광이 방출할 수 있고, 상기 방출된 디스플레이 광은 사용자(102)의 눈에서 반사될 수 있다. 또한 상기 반사된 광은 시선 추적 센서(533)로 유도될 수 있고, 증강 현실 글라스(100)는 시선 추적 센서(533)가 감지한 반사 광에 기반하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
일 실시 예에 따른 동작 701에서, 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)을 통해서 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출할 수 있다. 제1 광원(231)은 디스플레이 영상의 광을 방출하는 디스플레이 장치(예: 자발광 디스플레이 장치) 또는 별도의 광원으로부터 방출된 광을 반사시켜 디스플레이 영상의 광을 방출하는 디스플레이 장치로 이해될 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)을 통해서 가상 객체를 디스플레이하기 위한 광을 방출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자(102)의 입력에 응답하여, 증강 현실 글라스(100)는 디스플레이 광을 방출하도록 제1 광원(231)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 이미지를 포함한 증강 현실 콘텐트를 재생하는 사용자(102)의 입력에 응답하여, 증강 현실 글라스(100)는 상기 증강 현실 콘텐트의 광을 방출하도록 제1 광원(231)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 동작 703에서, 증강 현실 글라스(100)는 시선 추적 센서(533)를 통해서 검출된 반사 광에 기초하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 시선 추적 모듈(530)을 통해서 상기 검출된 반사 광에 기초하여 사용자(102)의 안구 이미지를 캡쳐(capture)할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 안구 이미지의 특징점을 추출하여, 사용자(102)의 시선의 위치를 검출할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 추출된 특징점과 상기 검출된 안구의 위치를 비교하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다. 상기 반사 광은 증강 현실 글라스(100)의 외부로부터 사용자(102)의 안구에 도달한 외부 광 및/또는 증강 현실 이미지를 나타내기 위한 디스플레이 광이 반사된 광을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 복수 개의 스플리터들 중 시선 추적 도파관(502)의 일 단에 배치된 제3 스플리터(513)를 통해서 상기 반사 광을 집광할 수 있다. 상기 집광된 반사 광은 상기 시선 추적 도파관(502)을 통해서 전파될 수 있다(may be propagated).
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 스플리터들 중 시선 추적 도파관(502)의 타 단에 제4 스플리터(514)를 통해서 상기 시선 추적 도파관(502)으로부터 방출되는 반사 광을 글라스(330)의 일 면으로 방출할 수 있다. 상기 방출된 반사 광은 시선 추적 센서(533)로 유도될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방출된 반사 광의 경로는 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소(예: 전반사 거울)을 통해서 변경될 수 있다. 상기 경로가 변경된 반사 광은 시선 추적 센서(533)로 유도될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 제2 부재(221)의 내부 또는 외부의 일 면에 시선 추적 센서(533)가 배치된 경우, 시선 추적 도파관(502)으로부터 방출된 반사 광은 상기 전반사 거울 또는 프리즘을 통해 변경된 광 경로에 기반하여 시선 추적 센서(533)로 유도될 수 있다. 상기 제2 부재(221)는 사용자(102)의 귀에 지지되는 증강 현실 글라스(100)의 안경 다리로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 제1 부재(211)의 내부 또는 외부의 일 면에 시선 추적 센서(533)가 배치된 경우, 시선 추적 도파관(502)으로부터 방출된 반사 광은 상기 전반사 거울 또는 상기 프리즘을 통하지 않고 시선 추적 센서(533)로 유도될 수 있다. 상기 제1 부재(211)는 글라스(330)에 인접한 증강 현실 글라스(100)의 안경테로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 통해서 추가적인 광을 방출할 수 있으며, 증강 현실 글라스(100)가 제2 광원(232)을 통해서 추가적인 광을 방출하는 동작에 대해서는 도 8 및 도 9에서 상세히 설명한다.
도 8은 일 실시 예에 따른 증강 현실 글라스(100)의 주변의 조도에 따른 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8을 참조하면, 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)을 통해디스플레이 광을 방출하는 동안 제2 광원(232)을 통해사용자(102)의 눈 또는 눈 주변의 방향으로 추가적인 광을 더 방출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 광원(231), 제2 광원(232), 및 조도 센서는 서로 작동적으로 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 조도 센서를 통해 감지된 밝기에 기반하여, 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)을 통해 방출하는 광의 조도(또는 밝기)를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 증강 현실 글라스(100) 주변의 조도(또는 밝기)에 기반하여, 제2 광원(232)을 통해 사용자(102)의 눈을 향해 추가적인 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100) 주변의 밝기가 기준 값 이하인 경우, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 통해 사용자(102)의 눈 또는 눈 주변의 방향을 향해 추가적인 광을 방출할 수 있다. 상기 추가적인 광의 광량(또는 밝기)는 사용자(102)의 눈 주변의 밝기가 상기 기준 값 이상이 될 수 있는 광량(또는 밝기)을 포함할 수 있다. 제2 광원(232)에서 방출되는 광이 사용자(102)의 눈 또는 눈 주변의 방향을 향하도록 증강 현실 글라스(100)의 내부 또는 외부 중 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 글라스(100)는 연결 부재(210)의 개구부(미도시)를 통해 제2 광원(232)의 렌즈가 노출되고, 상기 렌즈를 통해 방출된 광이 사용자(102)의 눈 또는 눈 주변을 향하도록 제2 광원(232)을 연결 부재(210)의 내부의 일 면에 배치할 수 있다.일 실시 예에 따른 동작 801에서, 증강 현실 글라스(100)는 증강 현실 글라스(100)의 주변의 조도(또는 밝기)가 기준 값 이하인지 판단할 수 있다. 상기 기준 값은 증강 현실 글라스(100)에 설정된 값이거나 사용자(102)가 설정한 값을 포함할 수 있다. 상기 주변은 범위는 사용자(102)의 눈에 반사되는 반사 광의 광량에 영향을 미치는 거리까지의 범위를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 조도 센서를 통해서 증강 현실 글라스(100)의 주변의 조도를 감지할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 감지된 조도와 기준 값을 비교할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 비교 결과에 기반하여 상기 감지된 조도가 상기 기준 값보다 이하인지 또는 이상인지 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 감지된 조도가 상기 기준 값 이하이면, 증강 현실 글라스(100)는 동작 803을 수행할 수 있고, 상기 감지된 조도가 상기 기준 값 이상이면, 증강 현실 글라스(100)는 동작 703을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 감지된 조도가 상기 기준 값 이상인 경우, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 통한 추가적인 광의 방출을 생략하고, 시선 추적 센서(533)를 통해서 검출한 반사 광에 기초하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
일 실시 예에 따른 동작 803에서, 상기 감지된 조도가 상기 기준 값 이하라고 판단한 것에 기반하여, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 통해서 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출할 수 있다. 제2 광원(232)은 상기 감지된 조도가 상기 기준 값 이하인 경우, 상기 감지된 조도의 밝기를 보상하기 위해 추가적인 광을 방출할 수 있으며, 백색 LED 또는 적외선 LED를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광, 증강 현실 글라스(100)의 외부로부터 시스루 디스플레이(140)를 통해 사용자(102)의 눈으로 유입된 외부 광, 및 제2 광원(232)으로부터 방출된 추가적인 광이 사용자(102)의 눈에 반사될 수 있고, 증강 현실 글라스(100)는 시선 추적 센서(533)를 통해서 감지한 상기 반사 광들에 기반하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 상기 감지한 반사 광들에 기반하여 사용자(102)의 안구 이미지를 획득할 수 있고, 상기 안구의 특징점을 추출하여 사용자의 시선 위치를 검출할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 추출된 특징점과 상기 검출된 안구의 위치를 비교하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 디스플레이 광의 광량에 따른 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9를 참조하면, 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)을 통해 디스플레이 광을 방출하는 동안 제2 광원(232)을 통해 사용자(102)의 눈 또는 눈 주변의 방향으로 추가적인 광을 더 방출할 수 있다. 이하에서, 설명하는 내용 중 도 8에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하도록 한다.
일 실시 예에 따르면, 동작 901에서, 증강 현실 글라스(100)는 제1 광원(231)이 방출하는 디스플레이 광의 광량이 기준 값 이하인지 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 조도 센서를 통해서 상기 디스플레이 광의 광량(또는 밝기)을 감지할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 감지된 광량과 기준 값을 비교할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)는 상기 비교 결과에 기반하여 상기 감지된 광량이 상기 기준 값 이하인지 이상인지 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 감지된 광량이 상기 기준 값 이하이면, 증강 현실 글라스(100)는 동작 903을 수행할 수 있고, 상기 감지된 광량이 상기 기준 값 이상이면, 증강 현실 글라스(100)는 동작 703을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 감지된 광량이 상기 기준 값 이상인 경우, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 통한 추가적인 광의 방출을 생략하고, 시선 추적 센서(533)를 통해서 검출한 반사 광에 기초하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
일 실시 예에 따른 동작 903에서, 상기 감지된 광량이 상기 기준 값 이하라고 판단한 것에 기반하여, 증강 현실 글라스(100)는 제2 광원(232)을 통해서 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출할 수 있다. 제2 광원(232)은 상기 기준 값 이하인 광량을 보상하기 위해 추가적인 광을 방출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자(102)의 눈으로 유입되는 디스플레이 광, 외부 광, 및 제2 광원(232)으로부터 방출된 추가적인 광이 사용자(102)의 눈에서 반사될 수 있고, 증강 현실 글라스(100)는 시선 추적 센서(533)를 통해서 감지한 상기 반사 광들에 기반하여 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
도 8 또는 도 9에 도시되지 않았지만, 다양한 실시예에 따르면, 제2 광원(232)을 통해 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하는 조건은 사용자(102)의 눈 주변의 밝기 또는 사용자(102)의 눈에 반사된 반사 광의 광량에 기반할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 모듈(530)이 수신한 사용자(102)의 눈에 반사된 반사 광의 광량이 지정된 조건(예: 밝기)을 만족하지 못하는 경우, 프로세서(300)는 제2 광원(232)이 추가적인 광을 방출하도록 제어할 수 있다.
도 10는 일 실시 예에 따른 네트워크 환경(1000) 내의 전자 장치(1001)의 블록 구성도를 도시한다.
도 10을 참조하면, 네트워크 환경(1000)에서 전자 장치(1001)(예: 전자 장치(100))는 제 1 네트워크(1098)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1002)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1099)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1004) 또는 서버(1008)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1001)는 서버(1008)를 통하여 전자 장치(1004)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1001)는 프로세서(1020)(예: 프로세서(300)), 메모리(1030), 입력 장치(1050), 음향 출력 장치(1055), 표시 장치(1060)(예: 디스플레이 모듈(310)), 오디오 모듈(1070), 센서 모듈(1076)(예: 센서 모듈(320)), 인터페이스(1077), 햅틱 모듈(1079), 카메라 모듈(1080)(예: 카메라(350)), 전력 관리 모듈(1088), 배터리(1089)(예: 배터리(340)), 통신 모듈(1090)(예: 통신 인터페이스(360)), 가입자 식별 모듈(1096), 또는 안테나 모듈(1097)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1001)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(1060) 또는 카메라 모듈(1080))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(1076)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(1060)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(1020)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1040))를 실행하여 프로세서(1020)에 연결된 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1020)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1076) 또는 통신 모듈(1090))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1032)에 로드하고, 휘발성 메모리(1032)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1034)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1020)는 메인 프로세서(1021)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1023)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(1023)은 메인 프로세서(1021)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1023)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1021)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1021)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)와 함께, 전자 장치(1001)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(1060), 센서 모듈(1076), 또는 통신 모듈(1090))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(1080) 또는 통신 모듈(1090))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(1030)는, 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1020) 또는 센서모듈(1076))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1040)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1030)는, 휘발성 메모리(1032) 또는 비휘발성 메모리(1034)를 포함할 수 있다.
프로그램(1040)은 메모리(1030)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1042), 미들 웨어(1044) 또는 어플리케이션(1046)을 포함할 수 있다.
입력 장치(1050)는, 전자 장치(1001)의 구성요소(예: 프로세서(1020))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(1050)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(1055)는 음향 신호를 전자 장치(1001)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(1055)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. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(1060)는 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(1060)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(1060)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(1070)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(1070)은, 입력 장치(1050)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(1055), 또는 전자 장치(1001)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1076)은 전자 장치(1001)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. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(1076)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(1077)는 전자 장치(1001)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(1077)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1078)는, 그를 통해서 전자 장치(1001)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(1078)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1079)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(1079)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1080)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(1080)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1088)은 전자 장치(1001)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1089)는 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(1089)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1090)은 전자 장치(1001)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002), 전자 장치(1004), 또는 서버(1008))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1090)은 프로세서(1020)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1090)은 무선 통신 모듈(1092)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1094)(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(1098)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1099)(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(1092)은 가입자 식별 모듈(1096)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1098) 또는 제 2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1001)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(1097)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1098) 또는 제 2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1090)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1090)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(1097)의 일부로 형성될 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.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1099)에 연결된 서버(1008)를 통해서 전자 장치(1001)와 외부의 전자 장치(1004)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(1002, 1004) 각각은 전자 장치(1001)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1001)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(1002, 1004, or 1008) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1001)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1001)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(1001)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1001)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.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예들 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 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1001)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1036) 또는 외장 메모리(1038))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1040))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1001))의 프로세서(예: 프로세서(1020))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 저장매체는, 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.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 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.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 증강 현실 이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 광을 방출하는 제1 광원(231), 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광을 검출하는 시선 추적 센서, 상기 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광을 시스루(see-through) 디스플레이(104)의 표시 영역으로 유도하는 디스플레이 도파관(display waveguide)(501) 및 상기 반사 광을 상기 시선 추적 센서로 유도하는 시선 추적 도파관(ET waveguide)(502)을 포함하는 글라스(glass)(330), 상기 제1 광원(231) 및 상기 시선 추적 센서와 전기적으로 연결된 프로세서(300)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(300)는 상기 디스플레이 광을 방출하도록 상기 제1 광원(231)을 제어하고, 및 상기 시선 추적 센서를 통해서 상기 검출된 반사 광에 기초하여 상기 사용자(102)의 시선을 추적할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관(501)은 상기 글라스(330)의 제1 영역(401)에 배치되고, 상기 시선 추적 도파관(502)은 상기 글라스의 상기 제1 영역(401)과 중첩되지 않는 제2 영역(411)에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역(401)은 상기 글라스(330)의 상단부에 배치되고, 상기 제2 영역(411)은 상기 제1 영역(401)의 하단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 글라스(330)는 상기 디스플레이 도파관(501)의 일 단 및 타 단에 배치된 복수 개의 스플리터(splitter)들과 상기 시선 추적 도파관(502)의 일 단 및 타 단에 배치된 복수 개의 스플리터들을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수 개의 스플리터들 중 상기 디스플레이 도파관(501)의 일 단에 배치된 제1 스플리터(511)는 상기 제1 광원(231)으로부터 방출된 상기 디스플레이 광이 상기 디스플레이 도파관(501)으로 집광하도록 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 스플리터들 중 상기 디스플레이 도파관(501)의 타 단에 배치된 제2 스플리터(512)는 상기 디스플레이 도파관(501)으로부터 방출되는 디스플레이 광이 상기 글라스(330)의 일면으로 방출되도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수 개의 스플리터들 중 상기 시선 추적 도파관(502)의 일 단에 배치된 제3 스플리터(513)는 상기 반사 광을 상기 시선 추적 도파관(502)으로 집광하도록 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 스플리터들 중 상기 시선 추적 도파관(502)의 타 단에 배치된 제4 스플리터(514)는 상기 시선 추적 도파관(502)으로부터 방출되는 반사 광을 상기 시선 추적 센서로 유도하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 상기 시선 추적 도파관(502)에 집광된 반사 광의 경로를 변경하는 전반사 거울을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 글라스(330)와 인접한 제1 부재(211)로부터 연장된 제2 부재(221)의 내부 또는 외부의 일 면에 상기 시선 추적 센서가 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 글라스(330)에 배치된 상기 시선 추적 도파관(502)에 집광된 반사 광의 경로를 변경하고, 상기 경로가 변경된 반사 광을 상기 제2 부재(221)의 내부 또는 외부의 일 면에 배치된 상기 시선 추적 센서로 유도하도록 상기 시선 추적 도파관(502)의 일 단에 배치된 전반사 거울을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 상기 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하는 제2 광원(232)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 상기 제2 광원(232)은 백색 LED 또는 적외선 LED를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(300)는 상기 표시 영역에 이미지 프레임이 디스플레이되도록 상기 제1 광원(231)을 제어하고, 상기 이미지 프레임에 포함된 픽셀 값에 기초하여 상기 디스플레이되는 이미지 프레임의 조도 값을 결정하고, 상기 이미지 프레임의 결정된 조도 값에 기초하여 제2 광원(232)이 출력하는 추가적인 광의 광량을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)는 광량을 감지하는 조도 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(300)는 상기 조도 센서를 통해서 상기 증강 현실 글라스(100)의 주변의 조도를 감지하고, 상기 조도가 기준 값 이하인 경우, 제2 광원(232)을 통해서 상기 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(300)는 상기 조도 센서를 통해서 상기 사용자(102)의 눈 주변의 밝기를 감지하고, 상기 밝기가 기준 값 이하인 경우, 제2 광원(232)을 통해서 상기 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 제1 광원(231)을 통해서 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제1 광원(231)으로부터 방출된 디스플레이 광은 디스플레이 도파관(501)을 통해서 시스루(see-through) 디스플레이(104)의 표시 영역으로 유도될 수 있다. 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 시선 추적 센서(eye tracking(ET) sensor)를 통해서 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광을 검출하는 동작을 포함할 수 있다. 시선 추적 도파관(ET waveguide)(502)을 통해서 상기 반사 광은 상기 시선 추적 센서로 유도될 수 있다. 상기 디스플레이 도파관(501)과 상기 시선 추적 도파관(502)은 상기 증강 현실 글라스(100)의 글라스(glass)(330)에 포함될 수 있다. 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 상기 검출된 반사 광에 기초하여 상기 사용자(102)의 시선을 추적하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 제2 광원(232)을 통해서 상기 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 상기 제1 광원(231)을 통해서 상기 디스플레이 광을 방출하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 상기 디스플레이 광이 방출된 상태에서, 상기 제2 광원(232)을 통해서 추가적인 광을 방출하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 조도 센서를 통해서 상기 증강 현실 글라스(100)의 주변의 조도를 감지하는 동작을 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 상기 조도가 기준 값 이하인 경우, 제2 광원(232)을 통해서 상기 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 조도 센서를 통해서 상기 제1 광원(231)으로부터 방출된 상기 디스플레이 광의 광량을 감지하는 동작을 포함할 수 있다. 증강 현실 글라스(100)의 동작 방법은 상기 광량이 기준 값 이하인 경우, 제2 광원(232)을 통해서 상기 사용자(102)의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하는 동작을 포함할 수 있다.

Claims (20)

  1. 증강 현실 글라스(augmented reality(AR) glass)에 있어서,
    증강 현실 이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 광을 방출하는 제1 광원;
    사용자의 눈에서 반사된 반사 광을 검출하는 시선 추적 센서(eye tracking(ET) sensor);
    상기 제1 광원으로부터 방출된 디스플레이 광을 시스루(see-through) 디스플레이의 표시 영역으로 유도하는 디스플레이 도파관(display waveguide) 및 상기 반사 광을 상기 시선 추적 센서로 유도하는 시선 추적 도파관(ET waveguide)을 포함하는 글라스(glass);
    상기 제1 광원 및 상기 시선 추적 센서와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고;
    상기 프로세서는:
    상기 디스플레이 광을 방출하도록 상기 제1 광원을 제어하고, 및
    상기 시선 추적 센서를 통해서 상기 검출된 반사 광에 기초하여 상기 사용자의 시선을 추적하는 증강 현실 글라스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 도파관은 상기 글라스의 제1 영역에 배치되고, 상기 시선 추적 도파관은 상기 글라스의 상기 제1 영역과 중첩되지 않는 제2 영역에 배치된 증강 현실 글라스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 글라스의 상단부에 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 하단에 배치된 증강 현실 글라스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 글라스는 상기 디스플레이 도파관의 일 단 및 타 단에 배치된 복수 개의 스플리터(splitter)들과 상기 시선 추적 도파관의 일 단 및 타 단에 배치된 복수 개의 스플리터들을 더 포함한 증강 현실 글라스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수 개의 스플리터들 중 상기 디스플레이 도파관의 일 단에 배치된 제1 스플리터는 상기 제1 광원으로부터 방출된 상기 디스플레이 광이 상기 디스플레이 도파관으로 집광하도록 배치되고,
    상기 복수 개의 스플리터들 중 상기 디스플레이 도파관의 타 단에 배치된 제2 스플리터는 상기 디스플레이 도파관으로부터 방출되는 디스플레이 광이 상기 글라스의 일면으로 방출되도록 배치된 증강 현실 글라스.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수 개의 스플리터들 중 상기 시선 추적 도파관의 일 단에 배치된 제3 스플리터는 상기 반사 광을 상기 시선 추적 도파관으로 집광하도록 배치되고,
    상기 복수 개의 스플리터들 중 상기 시선 추적 도파관의 타 단에 배치된 제4 스플리터는 상기 시선 추적 도파관으로부터 방출되는 반사 광을 상기 시선 추적 센서로 유도하도록 배치된 증강 현실 글라스.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 시선 추적 도파관에 집광된 반사 광의 경로를 변경하는 전반사 거울을 더 포함하는 증강 현실 글라스.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 글라스와 인접한 제1 부재로부터 연장된 제2 부재의 내부 또는 외부의 일면에 상기 시선 추적 센서가 배치된 증강 현실 글라스.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 글라스에 배치된 상기 시선 추적 도파관에 집광된 반사 광의 경로를 변경하고, 상기 경로가 변경된 반사 광을 상기 제2 부재의 내부 또는 외부의 일면에 배치된 상기 시선 추적 센서로 유도하도록 상기 시선 추적 도파관의 일 단에 배치된 전반사 거울을 더 포함하는 증강 현실 글라스.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하는 제2 광원을 더 포함하는 증강 현실 글라스.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 광원은 백색 LED 또는 적외선 LED를 포함하는 증강 현실 글라스.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 표시 영역에 이미지 프레임이 디스플레이되도록 상기 제1 광원을 제어하고,
    상기 이미지 프레임에 포함된 픽셀 값에 기초하여 상기 디스플레이되는 이미지 프레임의 조도 값을 결정하고,
    상기 이미지 프레임의 결정된 조도 값에 기초하여 제2 광원이 출력하는 추가적인 광의 광량을 제어하는 증강 현실 글라스.
  13. 청구항 1에 있어서,
    광량을 감지하는 조도 센서를 더 포함하는 증강 현실 글라스.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 조도 센서를 통해서 상기 증강 현실 글라스의 주변의 조도를 감지하고,
    상기 조도가 기준 값 이하인 경우, 제2 광원을 통해서 상기 사용자의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하도록 설정된 증강 현실 글라스.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 조도 센서를 통해서 상기 사용자의 눈 주변의 밝기를 감지하고,
    상기 밝기가 기준 값 이하인 경우, 제2 광원을 통해서 상기 사용자의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하도록 설정된 증강 현실 글라스.
  16. 증강 현실 글라스(augmented reality(AR) glass)의 동작 방법에 있어서,
    제1 광원을 통해서 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출하는 동작, 상기 제1 광원으로부터 방출된 디스플레이 광은 디스플레이 도파관(display waveguide)을 통해서 시스루(see-through) 디스플레이의 표시 영역으로 유도됨;
    시선 추적 센서(eye tracking(ET) sensor)를 통해서 사용자의 눈에서 반사된 반사 광을 검출하는 동작, 시선 추적 도파관(ET waveguide)을 통해서 상기 반사 광은 상기 시선 추적 센서로 유도되고, 상기 디스플레이 도파관과 상기 시선 추적 도파관은 상기 증강 현실 글라스의 글라스(glass)에 포함됨; 및
    상기 검출된 반사 광에 기초하여 상기 사용자의 시선을 추적하는 동작을 포함하는 동작 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    제2 광원을 통해서 상기 사용자의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하도록 제어하는 동작을 포함하는 동작 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 광원을 통해서 상기 디스플레이 광을 방출하도록 제어하는 동작; 및
    상기 디스플레이 광이 방출된 상태에서, 상기 제2 광원을 통해서 추가적인 광을 방출하는 동작을 포함하는 동작 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    조도 센서를 통해서 상기 증강 현실 글라스의 주변의 조도를 감지하는 동작; 및
    상기 조도가 기준 값 이하인 경우, 제2 광원을 통해서 상기 사용자의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하는 동작을 포함하는 동작 방법.
  20. 청구항 16에 있어서,
    조도 센서를 통해서 상기 제1 광원으로부터 방출된 상기 디스플레이 광의 광량을 감지하는 동작; 및
    상기 광량이 기준 값 이하인 경우, 제2 광원을 통해서 상기 사용자의 눈 방향으로 추가적인 광을 방출하는 동작을 포함하는 동작 방법.


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