KR20220089023A

KR20220089023A - 전자 장치 및 그의 사용자 시선을 추적하고 증강 현실 서비스를 제공하는 방법

Info

Publication number: KR20220089023A
Application number: KR1020200179278A
Authority: KR
Inventors: 송덕영; 곽호근; 전진아
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2022-06-28
Also published as: WO2022139424A1

Abstract

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 프레임, 상기 프레임에 의해 지지되는 글래스 모듈, 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 지지부 모듈, 상기 글래스 모듈로 화상을 투영하는 디스플레이 모듈, 상기 프레임의 전방을 촬영하도록 상기 프레임 및 상기 지지부 모듈 중 적어도 하나에 배치되는 전방 카메라, 상기 프레임의 후방을 향하여 광을 조사하는 발광부, 및 상기 프레임의 후방을 촬영하도록 상기 프레임에 배치되고, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 포함하는 시선 추적 카메라를 포함하고, 상기 시선 추적 카메라는, 상기 렌즈 어셈블리와 물체 사이의 거리인 물체 거리가, 상기 렌즈 어셈블리와 상기 전자 장치를 착용한 사용자의 좌안 및/또는 우안과의 거리에 대응하는 제1거리일 경우, 상기 사용자의 좌안 및 우안을 모두 포함하도록 시야각(field of view, FOV)을 형성하고, 상기 시야각에 대응되는 영역 중 최외곽으로부터 내측으로 일정 범위 이내인 관심 영역으로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값(distortion value)의 절대값이 상기 좌안 및 우안의 눈동자 움직임을 추적 가능한 임계값 이하일 수 있다.

Description

전자 장치 및 그의 사용자 시선을 추적하고 증강 현실 서비스를 제공하는 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR EYE-TRACKING OF USER AND PROVIDING AUGMENTED REALITY SERVICE THEREOF}

본 문서는 전자 장치에 관한 것이며, 증강 현실(augmented reality; AR)을 구현하기 위한 카메라를 포함하는 웨어러블 전자 장치에 관한 것이다.

전자 장치는 컴퓨터로 만들어 놓은 가상의 세계에서 사용자가 실제와 같은 체험을 할 수 있도록 하는 가상 현실(virtual reality; VR)을 제공할 수 있다. 또한, 전자 장치는 현실 세계에 가상 정보(또는 객체)를 더해 보여주는 증강 현실(augmented reality; AR), 가상 현실과 증강 현실을 혼합한 혼합 현실(mixed reality; MR)을 제공할 수 있다. 전자 장치는 이러한, 가상 현실, 증강 현실을 제공하기 위한 헤드업 디스플레이(head up display)가 포함될 수 있다.

증강 현실(augmented reality; AR)은, 사용자가 인식하는 실제 현실에 컴퓨터그래픽 처리를 통해 생성되는 요소를 추가하여 표현하는 기술을 의미할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 기술을 이용하여 현실 상에 존재하는 객체에 그 객체의 관련 정보를 포함하는 가상 객체를 추가하여 함께 표시할 수 있다.

다양한 장치를 통해 증강 현실을 구현할 수 있다. 대표적으로 안경형 웨어러블 전자 장치, HMD(head mounted display)와 같은 착용형 전자 장치를 통해 증강 현실을 구현할 수 있다.

이 중 안경형 웨어러블 전자 장치에서 증강 현실을 구현하기 위하여 안경의 렌즈에 화상을 표시할 수 있다. 안경의 렌즈에 빛의 프로젝트함으로써, 렌즈에 화상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 크기가 매우 작은(예: 마이크로 프로젝터, 피코 프로젝터)의 프로젝터를 이용할 수 있다. 이러한 프로젝터의 예로는 LSD(laser scanning display), RSD(raster/retinal scanning display), DMD(digital micro-mirror display) 및 LCoS(liquid crystal on silicon)등을 들 수 있다. 또한, 투명 디스플레이(transparent display)를 이용하여 렌즈에 화상을 표시할 수도 있다.

증강 현실을 구현하기 위하여, 전자 장치에는 복수의 카메라들이 포함될 수 있다. 예를 들어, 전방의 영상을 촬영하기 위한 카메라와 사용자의 눈동자 움직임을 추적하기 위하여 후방의 영상을 촬영하기 위한 카메라가 각각 구비될 수 있고, 예를 들면, 사용자의 눈동자 움직임을 추적하기 위한 카메라의 경우 양안 각각을 촬영하기 위한 카메라가 복수 개 필요할 수 있다.

이와 같이, 카메라의 개수가 늘어나면, 전자 장치의 부피와 무게가 증가하여 착용감이 떨어지고 단가가 상승하는 문제가 있을 수 있다. 또한, 복수의 카메라들을 구동하는데 소요되는 전력으로 인하여 러닝 타임이 줄어드는 문제도 발생할 수 있다. 게다가, 복수의 카메라들을 배치하기 위한 공간이 낭비되는 문제도 있을 수 있다. 카메라를 통합하기 위하여 프리즘, 또는 거울 등의 구성요소를 추가하는 경우, 공간과 무게 측면에서 비슷한 문제가 발생할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예는, 서로 다른 기능을 담당하기 위해 각각 존재하던 카메라를 통합하여 카메라의 개수 증가로 인한 문제점을 해결할 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 프레임, 상기 프레임에 의해 지지되는 글래스 모듈, 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 지지부 모듈, 상기 글래스 모듈로 화상을 투영하는 디스플레이 모듈, 상기 프레임의 전방을 촬영하도록 상기 프레임 및 상기 지지부 모듈 중 적어도 하나에 배치되는 전방 카메라, 상기 프레임의 후방을 향하여 광을 조사하는 발광부, 및 상기 프레임의 후방을 촬영하도록 상기 프레임에 배치되고, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 포함하는 시선 추적 카메라를 포함하고, 상기 시선 추적 카메라는, 상기 렌즈 어셈블리와 물체 사이의 거리인 물체 거리가, 상기 렌즈 어셈블리와 상기 전자 장치를 착용한 사용자의 좌안 및/또는 우안과의 거리에 대응하는 제1거리일 경우, 상기 사용자의 좌안 및 우안을 모두 포함하도록 시야각(field of view, FOV)을 형성하고, 상기 시야각에 대응되는 영역 중 최외곽으로부터 내측으로 일정 범위 이내인 관심 영역으로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값(distortion value)의 절대값이 상기 좌안 및 우안의 눈동자 움직임을 추적 가능한 임계값 이하일 수 있다.본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 사용자 시선 추적 및 AR(augmented reality) 영상 출력 방법은, 전방으로부터 입사되는 광을 수광하여 전방 이미지 정보를 생성하는 단계, 및 시선 추적 카메라를 이용해 상기 사용자 좌안 및 우안 방향으로부터 입사되는 광을 수광하여 상기 좌안의 이미지 정보 및 상기 우안의 이미지 정보를 포함하는 양안 이미지 정보를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 시선 추적 카메라는, 상기 시선 추적 카메라에 포함된 렌즈 어셈블리와 물체 사이의 물체 거리가 상기 전자 장치를 착용한 사용자의 좌안 및/또는 우안과의 거리에 대응하는 거리에서, 상기 사용자의 좌안 및 우안을 모두 포함하도록 시야각(field of view, FOV)을 형성하고, 상기 시야각에 대응되는 영역 중 최외곽으로부터 내측으로 일정 범위 이내인 관심 영역으로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값(distortion value)의 절대값이 상기 좌안 및 우안의 눈동자 움직임을 추적 가능한 임계값 이하일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치에 포함된 카메라의 개수를 감소시켜, 전자 장치의 단가를 낮추고, 무게와 부피를 줄일 수 있고, 전자 장치의 러닝 타임을 증가시킬 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 다양한 실시예들에 따른 복수의 카메라들이 포함된 전자 장치의 구성도이다.
도 2b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 후면 예시도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 사용자의 시선을 추적하고 AR(augmented reality) 환경을 제공하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 전방 이미지 정보 및 사용자 양안 이미지 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 시선을 추적하고 AR(augmented reality) 환경을 제공하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 시선 추적 카메라의 관심 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 시선 추적 카메라의 시야각(field of view, FOV) 및 관심 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성에 따른 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 사용자의 시선을 추적하고 AR(augmented reality) 환경을 제공하기 위한 동작 흐름도이다.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)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(176)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(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)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(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(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(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(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(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.

무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 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))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 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.

도 2a는 본 문서의 다양한 실시예에 따른 복수의 카메라들이 포함된 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 구성도이다. 도 2b는 본 문서의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 후면 예시도이고, 내부 구성은 도 2a에 도시된 구성과 동일할 수 있다.

다양한 실시예에서, 전자 장치(101)는 사용자의 머리 부분에 착용되어, 사용자에게 증강현실 서비스와 관련된 영상을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 시야각(FoV, field of view)으로 판단되는 영역에 적어도 하나의 가상 객체가 겹쳐 보이도록 출력하는 증강 현실 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 시야각으로 판단되는 영역은 전자 장치(101)를 착용한 사용자가 전자 장치(101)를 통해 인지할 수 있다고 판단되는 영역으로, 전자 장치(101)의 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))의 전체 또는 적어도 일부를 포함하는 영역일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 양안(예: 좌안 및/또는 우안), 각각에 대응하는 복수 개의 글래스들(예: 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230))를 포함할 수 있다. 복수 개의 글래스들은 디스플레이 모듈(예: 도 3의 제 1 디스플레이 모듈(351) 및/또는 제 2 디스플레이 모듈(353))의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 좌안에 대응되는 제 1 글래스(220)에는 제 1 디스플레이 모듈(351)이 포함되고, 사용자의 우안에 대응되는 제 2 글래스(230)에는 제 2 디스플레이 모듈(353)이 포함될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 안경(glass), 고글(goggles), 헬멧 또는 모자 중 적어도 하나의 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는 디스플레이 모듈(214)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160)), 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 오디오 모듈(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 제 1 지지부(221), 및/또는 제 2 지지부(222)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 제 1 디스플레이(예: 제 1 글래스(220))(예: 도 3의 제 1 디스플레이 모듈(351)) 및/또는 제 2 디스플레이(예: 제 2 글래스(230))(예: 도 3의 제 2 디스플레이 모듈(353))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 카메라는 사용자의 시야각에 대응되는 영상을 촬영하거나 및/또는 객체와의 거리를 측정하기 위한 전방 카메라(213), 사용자가 바라보는 시선의 방향을 확인하기 위한 시선 추적 카메라(eye tracking camera)(212), 및/또는 일정 공간을 인식하기 위한 인식용 카메라(gesture camera)(211-1, 211-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전방 카메라(213)는 전방, 즉, 전자 장치(101)의 전면 방향을 촬영할 수 있고, 시선 추적 카메라(212)는 후방, 즉, 상기 전방 카메라(213)의 촬영 방향과 반대되는 방향을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(212)는 전자 장치(101)의 후방에 존재하는, 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 좌안 및 우안을 포함하는 사용자의 양안을 적어도 부분적으로 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 지지부(221) 및/또는 제 2 지지부(222)는 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(231-1, 231-2), 스피커(speaker)(232-1, 232-2), 및/또는 배터리(233-1, 233-2)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)(예: 도 2a의 디스플레이 모듈(214))은 전자 장치(101)의 프레임(예: 도 2b의 프레임(223))에 배치될 수 있고, 글래스(예: 제 1 글래스(220) 및 제 2 글래스(230))에 집광 렌즈(미도시) 및/또는 투명 도파관(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 도파관은 글래스의 일부에 적어도 부분적으로 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)에서 방출된 광은 상기 제 1 글래스(220) 및 상기 제 2 글래스(230)를 통해, 글래스의 일단으로 입광될 수 있고, 상기 입광된 광이 글래스 내에 형성된 도파관 및/또는 도파로(예: waveguide)를 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 도파관은 글래스, 플라스틱, 또는 폴리머로 제작될 수 있으며, 내부 또는 외부의 일표면에 형성된 나노 패턴, 예를 들어, 다각형 또는 곡면 형상의 격자 구조(grating structure)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 입광된 광은 나노 패턴에 의해 도파관 내부에서 전파 또는 반사되어 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파로(waveguide)는 적어도 하나의 회절 요소(예: DOE(diffractive optical element), HOE(holographic optical element)) 또는 반사 요소(예: 반사 거울) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파로는 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 광원부로부터 방출된 디스플레이 광을 사용자의 눈으로 유도할 수 있다.

도 2a를 참조하면, 제 1 지지부(221) 및/또는 제 2 지지부(222)는 전자 장치(101)의 각 구성요소에 전기적 신호를 전달하기 위한 인쇄 회로 기판(231-1, 231-2), 오디오 신호를 출력하기 위한 스피커(232-1, 232-2), 배터리(233-1, 233-2) 및/또는 전자 장치(101)의 프레임(223)에 적어도 부분적으로 결합하기 위한 힌지부(240-1, 240-2)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스피커(232-1, 232-2)는 사용자의 좌측 귀에 오디오 신호를 전달하기 위한 제 1 스피커(232-1) 및 사용자의 우측 귀에 오디오 신호를 전달하기 위한 제 2 스피커(232-2)를 포함할 수 있다. 스피커(232-1, 232-2)는 도 1의 오디오 모듈(170)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 복수 개의 배터리들(233-1, 233-2)이 구비될 수 있고, 전력 관리 모듈(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188))을 통해, 인쇄 회로 기판(231-1, 231-2)에 전력을 공급할 수 있다.

도 2a를 참조하면, 전자 장치(101)는 사용자의 음성 및/또는 주변 소리를 수신하기 위한 마이크(241)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크(241)는 도 1의 오디오 모듈(170)에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 적어도 하나의 카메라(예: 전방 카메라(213), 시선 추적 카메라(212) 및/또는 인식용 카메라(211-1, 211-2))의 정확도를 높이기 위한 적어도 하나의 발광 장치(illumination LED)(242)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 장치(242)는 시선 추적 카메라(212)로 사용자의 동공을 촬영할 때 정확도를 높이기 위한 보조 수단으로 사용될 수 있으며, 발광 장치(242)는 가시광 파장보다 적외선 파장의 IR LED(infrared light emitting diode)를 사용할 수 있다. 다른 예를 들어, 발광 장치(242)는 인식용 카메라(211-1, 211-2)로 사용자의 제스처를 촬영할 때 어두운 환경이나 여러 광원의 혼입 및/또는 반사 빛 때문에 촬영하고자 하는 피사체 검출이 용이하지 않을 때 보조 수단으로 사용될 수 있다.

도 2a 및 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는 프레임(223)과 지지부(예: 제 1 지지부(221), 및/또는 제 2 지지부(222))로 구성될 수 있고, 프레임(223)과 지지부(221, 222)는 작동적으로 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 프레임(223)과 지지부(221, 222)는 힌지부(240-1, 240-2)를 통해 작동적으로 연결될 수 있다. 프레임(223)은 사용자의 코에 적어도 부분적으로 거치될 수 있고, 디스플레이 모듈(160) 및 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180))을 포함할 수 있다. 지지부(221, 222)는 사용자의 귀에 거치되는 지지 부재를 포함하고, 왼쪽 귀에 거치되는 제 1 지지부(221) 및/또는 오른쪽 귀에 거치되는 제 2 지지부(222)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 지지부(221) 또는 제 2 지지부(222)는 적어도 부분적으로 인쇄 회로 기판(231-1, 231-2), 스피커(232-1, 232-2), 및/또는 배터리(233-1, 233-2)(예: 도 1의 배터리(189), 도 3의 제1 배터리(333) 및/또는 제2 배터리(343))를 포함할 수 있다. 배터리는 전력 관리 모듈(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188))과 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230)를 포함할 수 있고, 상기 제 1 글래스(220) 및 상기 제 2 글래스(230)를 통해 사용자에게 시각적인 정보를 제공할 수 있다. 전자 장치(101)는 좌안에 대응하는 제 1 글래스(220) 및/또는 우안에 대응하는 제 2 글래스(230)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 디스플레이 패널 및/또는 렌즈(예: 글래스)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 재질을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 투명 소자로 구성될 수 있고, 사용자가 디스플레이 모듈(160)을 투과하여, 상기 디스플레이 모듈(160)의 후면의 실제 공간을 인지할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은 사용자에게 실제 공간의 적어도 일부에 가상 객체가 덧붙여진 것으로 보여지도록 투명 소자의 적어도 일부 영역에 가상 객체를 표시할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 가상 객체를 포함하는 AR(augmented reality) 영상을 출력하여 표시할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)에 포함된 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230)는 사용자의 양안(예: 좌안(left eye) 및/또는 우안(right eye)), 각각에 대응되는 복수의 디스플레이 패널들을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 VR(virtual reality) 장치(예: 가상 현실 장치)를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)가 VR 장치인 경우 제 1 글래스(220)는 제 1 디스플레이 모듈(351)일 수 있고, 제 2 글래스(230)는 제 2 디스플레이 모듈(353)일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)을 통해 출력되는 가상 객체는 전자 장치(101)에서 실행되는 어플리케이션 프로그램과 관련된 정보 및/또는 사용자의 시야각으로 판단되는 영역에 대응하는 실제 공간에 위치한 외부 객체와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 카메라(예: 전방 카메라(213))를 통해 획득한 실제 공간과 관련된 영상 정보 중 사용자의 시야각으로 판단되는 영역에 대응하는 적어도 일부에 포함되는 외부 객체를 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는 적어도 일부에서 확인한 외부 객체와 관련된 가상 객체를 전자 장치(101)의 표시 영역 중, 사용자의 시야각으로 판단되는 영역을 통해 출력(또는 표시)할 수 있다. 상기 외부 객체는 실제 공간에 존재하는 사물을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 가상 객체를 표시하는 표시 영역은 디스플레이 모듈(예: 제 1 디스플레이 모듈(351) 또는 제 2 디스플레이 모듈(353))의 일부(예: 디스플레이 패널의 적어도 일부)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 영역은 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230)의 적어도 일부분에 대응되는 영역일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 시야각에 대응되는 영상을 촬영하거나 및/또는 객체와의 거리를 측정하기 위한 전방 카메라(213)(예: RGB 카메라), 사용자가 바라보는 시선 방향을 확인하기 위한 시선 추적 카메라(212)(eye tracking camera), 및/또는 일정 공간을 인식하기 위한 인식용 카메라(211-1, 211-2)(예: 제스처 카메라(gesture camera))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 전방 카메라(213)를 사용하여, 상기 전자 장치(101)의 전면 방향에 위치한 객체와의 거리를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 양안에 대응하여 복수 개의 시선 추적 카메라(212)들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(212)는 상기 전방 카메라(213)의 촬영 방향과 반대되는 방향을 촬영할 수 있다. 시선 추적 카메라(212)는 사용자의 시선 방향(예: 눈동자 움직임)을 감지할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(212)는 사용자의 좌안 및 사용자의 우안을 모두 촬영하여 양안 각각의 시선 방향을 추적할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 인식용 카메라(211-1, 211-2)를 사용하여, 기 설정된 거리 이내(예: 일정 공간)에서의 사용자 제스처를 감지할 수 있다. 예를 들어, 인식용 카메라(211-1, 211-2)는 복수 개로 구성될 수 있고, 전자 장치(101)의 양 측면에 배치될 수 있다. 전자 장치(101)는 적어도 하나의 카메라를 사용하여, 좌안 및/또는 우안 중에서 주시안 및/또는 보조시안에 대응되는 눈을 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 외부 객체 및/또는 가상 객체에 대한 사용자의 시선 방향에 기반하여, 주시안 및/또는 보조시안에 대응되는 눈을 감지할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전방 카메라(213)는 HR(high resolution) 카메라 및/또는 PV(photo video) 카메라와 같은 고해상도의 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(212)는 사용자의 눈동자를 검출하여, 시선 방향을 추적할 수 있고, 가상 영상의 중심이 상기 시선 방향에 대응하여 이동하도록 활용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인식용 카메라(211-1, 211-2)는 사용자의 손(제스처) 검출 및/또는 공간 인식을 위해 사용될 수 있고, GS(global shutter) 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인식용 카메라(211-1, 211-2)는 빠른 손동작 및/또는 손가락 등의 미세한 움직임을 검출 및 추적하기 위해, 화면 끌림이 적은 GS 카메라를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 카메라(예: 도 1의 카메라 모듈(180))를 통해 획득한 실제 공간과 관련된 영상 정보에 기반하여 증강 현실 서비스와 관련된 가상 객체를 함께 표시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 양안에 대응하여 배치된 디스플레이 모듈(예: 좌안에 대응되는 제 1 디스플레이 모듈(351), 및/또는 우안에 대응되는 제 2 디스플레이 모듈(353))을 기반으로 상기 가상 객체를 표시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 기 설정된 설정 정보(예: 해상도(resolution), 프레임 레이트(frame rate), 밝기, 및/또는 표시 영역)를 기반으로 상기 가상 객체를 표시할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제 1 글래스(220)에 포함된 제 1 디스플레이 패널과 제 2 글래스(230)에 포함된 제 2 디스플레이 패널을 각각 독립된 구성부로 동작할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 제 1 설정 정보를 기반으로 제 1 디스플레이 패널의 표시 성능을 결정할 수 있고, 제 2 설정 정보를 기반으로 제 2 디스플레이 패널의 표시 성능을 결정할 수 있다.

도 2a, 2b에 도시된 전자 장치(101)에 포함되는 적어도 하나의 카메라(예: 전방 카메라(213), 시선 추적 카메라(212) 및/또는 인식용 카메라(211-1, 211-2))의 개수 및 위치는 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)의 형태(예: 모양 또는 크기)에 기반하여 적어도 하나의 카메라(예: 전방 카메라(213), 시선 추적 카메라(212) 및/또는 인식용 카메라(211-1, 211-2))의 개수 및 위치는 다양할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(212)는 하나이고, 양안 각각을 동시에 또는 각각 촬영할 수 있다

도 3은 다양한 실시예들에 따른 사용자의 시선을 추적하고 AR(augmented reality) 환경을 제공하기 위한 전자 장치(101)(예: 도 1의 전자 장치(101))의 블록도이다.

도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는 프로세서(120)(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(130)(예: 도 1의 메모리(130)), 디스플레이 모듈(160)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160)), 오디오 모듈(170)(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 센서 모듈(176)(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 카메라 모듈(180)(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 전력 관리 모듈(188)(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188)), 배터리(189)(예: 도 1의 배터리(189)), 및/또는 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 연결 단자(330)(예: USB TYPE-C)(예: 도 1의 연결 단자(178))를 통해, 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102))와 연결될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)의 전력 관리 모듈(188)은 연결 단자(330)를 통해 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 다른 예를 들어, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 연결 단자(330)를 통해 외부 전자 장치와 전력선 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프레임(예: 도 2b의 프레임(223))과 지지부(예: 도 2b의 제 1 지지부(221), 및/또는 제 2 지지부(222))로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 구성 요소들은 프레임(223) 또는 지지부(221, 222)에 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 프로그램(예: 도 1의 프로그램(140))을 실행하여, 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 사용자에게 증강 현실 서비스를 제공할 수 있다. 프로세서(120)는 디스플레이 모듈(160)을 통해, 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 시야각에 대응하는 실제 공간에, 적어도 하나의 가상 객체가 덧붙여 보여지도록 적어도 하나의 가상 객체를 출력할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 디스플레이 모듈(160)은 적어도 하나의 글래스(예: 제 1 글래스(예: 도 2a의 제 1 글래스(220)) 및/또는 제 2 글래스(예: 도 2a의 제 2 글래스(230)))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 글래스(220)는 제 1 디스플레이 모듈(351)의 적어도 일부를 포함하고, 제 2 글래스(230)는 제 2 디스플레이 모듈(353)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 디스플레이 모듈(351) 및/또는 제 2 디스플레이 모듈(353)은 각각 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널은 사용자가 디스플레이 모듈(160)을 통해 실제 공간을 인지할 수 있도록 투명 소자로 구성될 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)를 착용한 사용자가 실제 공간에 가상 객체가 덧붙여진 것으로 보여지도록 디스플레이 패널의 적어도 일부에 적어도 하나의 가상 객체를 표시할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 시야각은 사용자가 사물을 인식할 수 있는 각도 및/또는 범위를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 사용자의 양안 중 좌안에 대응되는 제 1 디스플레이 모듈(351) 및/또는 우안에 대응되는 제 2 디스플레이 모듈(353)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 디스플레이 모듈(160)의 성능과 관련된 설정 정보(예: 해상도(resolution), 프레임 레이트(frame rate), 표시 영역의 크기, 및/또는 선명도(sharpness))를 메모리(130)로부터 로딩할 수 있고, 상기 설정 정보를 기반으로 디스플레이 모듈(160)의 성능을 조정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)에 포함된 각각의 디스플레이 패널은 개별적으로 설정 정보가 결정될 수 있다. 예를 들어, 좌안에 대응되는 제 1 디스플레이 패널은 제 1 설정 정보를 기반으로 설정될 수 있고, 우안에 대응되는 제 2 디스플레이 패널은 제 2 설정 정보를 기반으로 설정될 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 상기 설정 정보는 디스플레이 모듈(160)에 포함된 하나의 디스플레이 패널의 적어도 일부를 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 디스플레이 모듈(160)에 대한 해상도(resolution), 프레임 레이트(frame rate), 및/또는 선명도(sharpness) 중 적어도 하나를 다르게 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 디스플레이 모듈(160)의 설정을 적어도 부분적으로 변경함으로써, 소모 전력을 줄일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은 프로세서(120)의 제어에 기반하여, 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 오디오 모듈(170)은 도 2a의 스피커(232-1, 232-2) 및/또는 도 2a의 마이크(241)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 센서 모듈(176)은 근접 센서(321), 조도 센서(322), 및/또는 자이로 센서(323)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 근접 센서(321)는 전자 장치(101)에 인접하는 객체를 감지할 수 있다. 조도 센서(322)는 전자 장치(101) 주변의 밝기 정도를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 조도 센서(322)를 사용하여 전자 장치(101) 주변의 밝기 정도를 확인하고, 상기 밝기 정도를 기반으로 디스플레이 모듈(160)의 밝기 관련 설정 정보를 변경할 수 있다. 예를 들어, 주변의 밝기가 기 설정된 밝기보다 더 밝으면, 프로세서(120)는 사용자의 시인성이 높아지도록 디스플레이 모듈(160)의 밝기 정도를 보다 높게 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 자이로 센서(323)는 전자 장치(101)의 자세 및/또는 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 자이로 센서(323)는 전자 장치(101)가 사용자의 머리에 올바르게 착용되었는지 여부를 감지할 수 있다. 다른 예를 들어, 자이로 센서(323)는 전자 장치(101) 또는 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 움직임을 감지할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 회로)을 통해, 다른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102, 104))와 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 휴대 전자 장치(예: 스마트폰)와 무선 통신을 수행할 수 있고, 서로 명령어 및/또는 데이터를 교환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 외부의 다른 전자 장치(예: 휴대 전자 장치)에 의해, 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 외부의 다른 전자 장치의 제어 하에, 적어도 하나의 기능이 수행될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 무선 및/또는 유선으로 연결된 다른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102, 104))의 제어에 기반하여, 디스플레이 패널의 설정의 적어도 일부를 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 카메라(예: 도 1의 카메라 모듈(180))를 통해 획득한 주시안/보조시안 관련 정보(예: 실제 공간에 위치한 객체와의 거리 정보, 사용자의 시선 추적 정보, 또는 사용자의 제스처 정보)를 다른 전자 장치로 전송할 수 있다. 다른 전자 장치는 전자 장치(101)로부터 수신한 주시안/보조시안 관련 정보에 기반하여, 검출한 주시안 또는 보조시안에 대응되는 글래스(예: 제 1 글래스(220), 및/또는 제 2 글래스(230))에 포함된 디스플레이 패널의 설정 정보를 전자 장치(101)로 전송할 수 있다. 전자 장치(101)는 다른 전자 장치로부터 수신한 디스플레이 패널의 설정 정보를 기반으로, 디스플레이 패널의 설정의 적어도 일부를 변경할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널의 설정은 디스플레이 패널의 품질을 낮추도록 변경될 수 있고, 사용자가 체감하지 못할 정도로 설정의 적어도 일부가 변경될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 디스플레이 패널의 해상도를 줄이거나, 프레임 레이트를 줄이거나, 또는 디스플레이 패널의 표시 영역의 크기 및/또는 위치를 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 카메라 모듈(180)은 제스처 카메라(gesture camera)(311), 시선 추적 카메라(eye tracking camera)(313), 거리 측정 카메라(depth camera)(315), 및/또는 RGB 카메라(317)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제스처 카메라(311)는 사용자의 움직임을 감지할 수 있다. 도 2a의 인식용 카메라(211-1, 211-2)는 제스처 카메라(311)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제스처 카메라(311)는 전자 장치(101)에 적어도 하나 이상 배치될 수 있고, 기 설정된 거리 내에서 사용자의 손 움직임을 감지할 수 있다. 제스처 카메라(311)는 전자 장치(101)의 주변 공간과 관련된 정보(예: 위치 및/또는 방향)를 인식하기 위한 SLAM 카메라(simultaneous localization and mapping camera)를 포함할 수 있다. 제스처 카메라(311)의 제스처 인식 영역은 제스처 카메라(311)의 촬영 가능 범위에 기반하여 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(313)(예: 도 2a의 시선 추적 카메라(212))는 사용자의 좌안 및 우안의 움직임을 추적할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 시선 추적 카메라(313)를 사용하여, 좌안의 시선 방향 및 우안의 시선 방향을 확인할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(313)는 사용자의 좌안 및 사용자의 우안을 모두 촬영하여 양안 각각의 시선 방향을 추적할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 좌안의 시선 방향 및 우안의 시선 방향을 기반으로 주시안 및 보조시안을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 거리 측정 카메라(315)는 전자 장치(101)의 전면에 위치한 객체와의 거리를 측정할 수 있다. 도 2a의 전방 카메라(213)는 거리 측정 카메라(315)를 포함할 수 있다. 거리 측정 카메라(315)는 TOF(time of flight) 카메라 및/또는 depth 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 거리 측정 카메라(315)는 전자 장치(101)의 전면 방향을 촬영할 수 있고, 시선 추적 카메라(313)는 거리 측정 카메라(315)의 촬영 방향과 반대되는 방향을 촬영할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 거리 측정 카메라(315)를 사용하여 객체와의 거리를 측정할 수 있고, 상기 거리가 임계값 이상인 경우에 디스플레이 패널의 설정을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 객체와의 거리가 임계값 이하로 가까운 경우 디스플레이 패널의 표시 성능을 유지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 시선 추적 카메라(313)로 사용자가 바라보고 있는 시선 방향(예: FOV)에 위치하는 객체 중 하나를 인지하고, 해당 객체와의 거리를 depth 카메라를 통해 depth를 계산하거나 또는 해당 객체와의 거리를 TOF 카메라를 통해 거리를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, RGB(red green blue) 카메라(317)는 객체의 색상 관련 정보 및/또는 객체와의 거리 정보를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 거리 측정 카메라(315)와 RGB 카메라(317)를 통합하여, 한 종류의 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a의 전방 카메라(213)는 거리 측정 카메라(315) 및/또는 RGB 카메라(317)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)에 포함된 제스처 카메라(311), 시선 추적 카메라(313), 거리 측정 카메라(315), 및/또는 RGB 카메라(317)는 각각 전자 장치(101)에 포함되거나 또는 일부는 통합된 형태의 카메라로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 거리 측정 카메라(315)와 RGB 카메라(317)는 하나의 통합된 카메라로 구현될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188) 은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 복수 개의 전력 관리 모듈들(예: 제 1 전력 관리 모듈(331), 제 2 전력 관리 모듈(332))을 포함할 수 있다. 제 1 전력 관리 모듈(331) 또는 제 2 전력 관리 모듈(332) 중 적어도 일부는 프로세서(120)에 직접적으로(directly) 연결되어 전력을 공급할 수 있다. 제 1 전력 관리 모듈(331) 또는 제2 전력 관리 모듈(332) 중 적어도 일부는 연결 단자(330)(예: TYPE-C)를 통해 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하여 배터리(189)를 충전하거나 전자 장치(101)의 다른 구성 요소들로 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 무선 충전 방식을 통하여 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)의 구성 요소들(예: 메모리(130), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 및/또는 통신 모듈(190))과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 모듈(188)은 프로세서(120)의 제어에 기반하여 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)의 구성 요소들로 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제 1 전력 관리 모듈(331)을 통해, 제 1 배터리(333)로부터 전력을 공급받을 수 있고, 제 2 전력 관리 모듈(332)을 통해, 제 2 배터리(334)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 카메라 모듈(180)에 포함된 상기 적어도 하나의 카메라(311, 313, 315, 317)를 사용하여 획득한 정보를 기반으로 디스플레이 모듈(160)의 설정을 적어도 부분적으로 변경함으로써, 소모되는 전력을 관리할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 배터리(189)는 전력 관리 모듈(188)의 제어 하에, 전력을 공급 받아 충전되거나 전력을 제공하여 방전될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는 복수 개의 배터리들(예: 제1 배터리(333), 제2 배터리(343))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 배터리들(예: 제1 배터리(333), 제2 배터리(343))은 프레임(223)과 지지부(예: 제 1 지지부(221), 및/또는 제 2 지지부(222))에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 배터리(333)는 제1 지지부(221)에 배치될 수 있고, 제2 배터리(343)는 제2 지지부(222)에 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 상기 전자 장치(101)의 전면을 촬영하는 제 1 카메라(예: 도 3의 거리 측정 카메라(315)), 사용자의 좌안 및 우안의 시선 방향을 확인하기 위하여 상기 제 1 카메라의 촬영 방향과 반대되는 방향을 촬영하는 제 2 카메라(예: 도 3의 시선 추적 카메라(313)), 상기 좌안에 대응되는 제 1 디스플레이 패널(예: 도 3의 제 1 디스플레이 모듈(351)), 상기 우안에 대응되는 제 2 디스플레이 패널(예: 도 3의 제 2 디스플레이 모듈(353)), 메모리(130), 및 상기 제 1 카메라(315), 상기 제 2 카메라(313), 상기 제 1 디스플레이 패널, 상기 제 2 디스플레이 패널 및 상기 메모리(130)에 작동적으로 연결된 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 좌안 및 상기 우안 중에서 주시안 및/또는 보조시안을 확인하고, 상기 제1 디스플레이 패널 및 상기 제2 디스플레이 패널 중 상기 확인된 보조시안에 대응되는 디스플레이 패널의 설정을 상기 확인된 주시안에 대응되는 디스플레이 패널의 설정과 적어도 일부 다르게 변경할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 제 1 카메라(315) 및 상기 제 2 카메라(313) 중 적어도 하나를 사용하여, 상기 좌안 및 상기 우안의 시선 방향을 확인하고, 상기 확인된 시선 방향을 기반으로 상기 좌안 및 상기 우안 중 상기 주시안 및 상기 보조시안을 확인할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 제 1 카메라(315)를 사용하여 상기 객체와의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리가 임계값을 초과하는 경우 상기 제 2 카메라(313)를 이용하여, 사용자의 좌안 및 우안의 시선 방향을 확인할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 주변의 밝기를 감지하는 조도 센서(예: 도 3의 조도 센서(322))를 더 포함하고, 상기 프로세서(120)는 상기 조도 센서(322)를 사용하여 측정된 밝기 값이 임계값 이하인지 여부를 확인하고, 상기 밝기 값이 상기 임계값 이하인 경우 상기 보조시안에 대응되는 디스플레이 패널의 해상도를 낮게 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 시선 방향을 기반으로 사용자가 응시하는 객체의 움직임을 확인하고, 상기 객체의 움직임이 기 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 확인하고, 상기 움직임이 상기 기준값을 초과하는 경우 상기 보조시안에 대응되는 디스플레이 패널의 프레임 레이트를 낮게 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 기 설정된 시간 간격을 기반으로 상기 해상도를 낮게 조정하고, 기 설정된 시간 간격을 기반으로 상기 프레임 레이트를 낮게 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 좌안 및 상기 우안의 움직임을 확인하고, 눈의 움직임이 기 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 확인하고, 상기 움직임이 상기 기준값을 초과하는 경우 상기 보조시안에 대응되는 디스플레이 패널의 표시 영역을 작게 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 제 1 디스플레이 패널 및 상기 제 2 디스플레이 패널에 적어도 부분적으로 가상 객체를 생성하고, 상기 제 2 카메라를 사용하여, 상기 가상 객체를 통과하여 상기 객체를 응시하는 사용자의 좌안의 시선 방향 및 우안의 시선 방향을 확인하고, 상기 확인된 시선 방향을 기반으로 상기 좌안 및 상기 우안 중 보조시안을 확인할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 제스처를 감지하는 제 3 카메라(예: 도 3의 제스처 카메라(311))를 더 포함하고, 상기 프로세서(120)는 상기 제 3 카메라를 사용하여, 임의의 원을 생성한 사용자의 손 위치를 감지하고, 상기 제 2 카메라를 사용하여, 상기 원을 통과하면서 상기 객체를 응시하는 사용자의 좌안의 시선 방향 및 우안의 시선 방향을 확인하고, 상기 확인된 시선 방향을 기반으로 상기 좌안 및 상기 우안 중 보조시안을 확인할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 보조시안에 대응되는 좌안 및 주시안에 대응되는 우안을 확인하고, 상기 좌안의 시선 방향 및 상기 우안의 시선 방향을 기반으로 주시안의 변경 여부를 확인하고, 상기 주시안이 좌안으로 변경되었음을 확인하는 경우 상기 보조시안으로 변경된 우안에 대응되는 디스플레이 패널의 설정을 적어도 일부 변경할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 주시안이 좌안으로 변경되었음을 확인하는 경우 상기 주시안으로 변경된 좌안에 대응되는 디스플레이 패널의 표시 성능을 최초 설정으로 복원할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 제1 카메라(315)를 사용하여 상기 객체와의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리가 임계값을 초과하는 경우 상기 보조시안에 대응되는 디스플레이 패널의 설정을 적어도 일부 변경할 수 있다.

도 4는 다양한 실시예들에 따른 전방 이미지 정보 및 사용자 양안 이미지 정보를 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로 도 4의 (a)는 사용자 양안 이미지 정보(420)를 설명하기 위한 도면이며, 도 4의 (b)는 전방 이미지 정보(410)를 설명하기 위한 도면이다.

도 4의 (b)를 참조하면, 전방 이미지 정보(410)는 프레임(예: 도 2a의 프레임(223)) 전방의 물체를 촬영한 이미지 정보를 포함할 수 있다. 전방 이미지 정보(410)는 프레임 전방에 존재하는 물체를 인식하기 위해 사용될 수 있고, 사용자의 손이나 프레임 전방에 존재하는 물체의 움직임을 추적하는데 활용될 수 있다. 예를 들어, 전방 카메라(예: 도 2a의 전방 카메라(213))는 전방의 물체를 촬영할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전방 카메라(213)는 전방의 물체를 촬영하고, 전방 이미지 정보를 생성할 수 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 시선 추적 카메라(212)는 후방의 물체, 예를 들면, 사용자의 양안을 촬영하고, 양안 이미지 정보(420)를 생성할 수 있다. 도 4를 참조하면, 양안 이미지 정보(420)는, 편의상 양안 중 하나의 눈(예: 사용자 좌안 또는 사용자 우안)을 기준으로 설명하나, 이에 구애 받지 않고 양안 모두를 촬영하여 획득한 이미지 정보일 수 있다. 양안 이미지 정보(420)는, 전자 장치(예: 도 1 도 2a, 및/또는 도 2b의 전자 장치(101))를 착용한 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 이미지 정보 및 사용자의 우안에 대응하는 우안 이미지 정보를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 양안 이미지 정보(420)는 사용자의 눈동자(401) 움직임을 추적하는데 활용될 수 있다. 사용자의 눈동자(401) 움직임은 사용자의 눈에 투영된 발광부(예: 도 2의 발광 장치(242))의 발광점(402)과 눈동자(401) 간의 상대 거리를 통해 추적될 수 있다. 발광점(402)은 발광부에서 빛의 강도가 가장 강한 지점이 사용자의 눈에 투영된 지점을 의미할 수 있다. 복수의 발광점들(402)과 눈동자(401) 간의 상대 거리 변화를 이용하면, 눈동자(401)의 움직임을 추적할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 양안 이미지 정보(420)를 통한 사용자의 눈동자(401) 움직임을 추적하여 사용자의 시선 방향을 획득할 수 있다. 프로세서는 시선 방향을 이용하여 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))을 제어할 수 있다.

예를 들어, 프로세서는 사용자의 시선 방향과 글래스 부재(예: 도 2a의 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230))에 투영되는 영상의 중심이 일치하게 되도록 디스플레이 모듈을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서는 사용자의 시선 방향을 중심으로 일정 영역에 대응하는 AR 영상의 해상도가 나머지 영역에 비해 높게 조절되도록 디스플레이 모듈을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서는 사용자의 시선 방향을 중심으로 일정 영역을 타겟 영역으로 설정하고 이 영역에 AR 객체가 위치되도록 AR 영상을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 양안 이미지 정보(420)를 통해 획득된 시선 방향을 이용하여, 다양한 방식으로 디스플레이 모듈을 제어하거나, AR 영상을 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))은 프로세서(120)에서 생성된 AR 영상을 출력할 수 있다. 디스플레이 모듈에서 AR 영상을 생성하여 글래스 모듈에 투영하면, 글래스 모듈을 통해 입사되는 전방의 가시광에 AR 영상에 포함된 객체가 합쳐져 AR이 구현될 수 있다. 디스플레이 모듈은 크기가 매우 작은(예: 마이크로 프로젝터, 피코 프로젝터)의 프로젝터일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈은 LSD(laser scanning display), RSD(raster/retinal scanning display), DMD(digital micro-mirror display) 및 LCoS(liquid crystal on silicon)일 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈은 투명 디스플레이일 수 있다. 이 경우, 디스플레이 모듈에 포함된 발광 소자는 글래스 모듈에 직접 배치될 수 있다. 이 밖에도 디스플레이 모듈은 AR을 구현하기 위한 다양한 디스플레이 장치일 수 있다.

도 5는 시선을 추적하고 AR(augmented reality) 환경을 제공하기 위한 전자 장치의 블록도이다.

도 5를 참조하면, 전자 장치(500)는 시선 추적 카메라(510), 전방 카메라(520), 디스플레이 모듈(530), 및 프로세서(540)를 포함할 수 있다. 전자 장치(500)는 도 1의 전자 장치(101)의 구성 및/또는 기능의 적어도 일부를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(510)(예: 도 2a의 시선 추적 카메라(212))는 프레임(예: 도 2b의 프레임(223))의 후방을 촬영할 수 있다. 예를 들면, 시선 추적 카메라(510)는 전자 장치(500)를 착용한 사용자의 양안을 촬영하고 양안 이미지 정보(예: 도 4의 양안 이미지 정보(420))를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(510)는 사용자의 시선 방향(예: 눈동자 움직임)을 감지할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(510)는 사용자의 좌안 및 사용자의 우안을 모두 촬영하여 양안 각각의 시선 방향을 추적할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(510)는 렌즈 어셈블리(511), 렌즈 홀더(512) 및 이미지 센서(513)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(511)는 입사되는 광을 굴절시켜 투과할 수 있다. 렌즈 어셈블리(511)에 입사되는 광은, 예를 들면, 전자 장치(500)를 착용한 사용자의 양안 및/또는 그 주변부를 포함한 영역에서 반사된 광일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 사용자의 양안 및/또는 그 주변부를 포함한 영역에서 반사되는 광은 가시광을 포함한 자연광일 수 있고, 및/또는 발광 모듈(예: 도 2의 발광 장치(242))로부터 방출된 적외선 파장의 IR(infra-red) 광(적외광)일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(511)는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(511)에 포함된 복수의 렌즈들을, 서로 다른 광학적 특성에 따른 물리량(예: 굴절률, 초점거리, 곡률, 배율, 또는 왜곡값(distortion value))을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(511)에 포함된 복수의 렌즈들을 렌즈 어셈블리(511)에 광이 입사되는 방향으로 순차적으로 적층되어 배치될 수 있다. 렌즈 어셈블리(511)의 시야각은 렌즈 어셈블리(511)와 사용자 양안과의 거리(예: 물체 거리)에 비하여 넓은 각에 걸쳐 형성될 수 있고, 넓은 시야각에 불구하고 충분한 해상력을 가지기 위한 광학적 특성을 가져야 할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(511)는 상기한 광학적 특성을 갖도록 하는 물리량을 가질 수 있고, 상기한 물리량은 렌즈 어셈블리(511)에 포함되는 복수의 렌즈들 각각이 가지는 물리량의 조합으로 구현될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 렌즈들은 렌즈 어셈블리(511)가 물체 거리에 비해 넓은 FOV를 갖도록 하는 광학적 특성을 만족할 수 있도록 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리를 구성하는 복수개 렌즈들은 다양한 소재로 구성될 수 있다. 예를 들면, 유리, 플라스틱, 수정, 또는 폴리카보네이트의 소재로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 가장 외측에 배치되는 제1렌즈의 경우, 유리 소재로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1렌즈는 크라운 글라스, 플린트 글라스, 또는 티탄 글라스 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 웨어러블 장치일 수 있고, 착용에 따른 손상, 이물질 오염이 보다 용이하게 발생할 수 있다. 제1렌즈의 경우 렌즈 어셈블리의 가장 외측에 존재하므로, 손상 및/또는 오염 방지에 용이한 소재로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 렌즈들 중 제1렌즈를 제외한 나머지 렌즈는 플라스틱 렌즈일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 렌즈 홀더(512)는 렌즈 어셈블리(511)에 포함된 복수의 렌즈들을 지지할 수 있다. 렌즈 홀더(512)는 복수의 렌즈들 각각이 일정한 거리 및/또는 위치를 가지며 배치될 수 있도록 복수의 렌즈들을 지지할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 홀더(512)는 구동부(미도시)를 포함하고, 구동부는 복수의 렌즈들 간의 거리 및 위치를 조정하여 렌즈 어셈블리(511)의 광학적 특성(예: 배율)을 변경할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(513)는 렌즈 어셈블리(511)를 통하여 입사한 광을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(513)는 복수의 픽셀(pixel)들을 포함할 수 있고, 각 픽셀은 입사되는 광을 전기적인 신호로 변환하는 수광 소자를 포함할 수 있다. 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device), 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)와 같은 반도체 소자로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(520)에 포함된 각 다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(513)는 입사한 광을 전기적 신호로 변환하여 이미지 정보를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 양안 이미지 정보는 사용자 양안 및/또는 그 주변부를 포함하는 영역에서 반사된 가시광 또는 적외광을 수광하여 생성된 이미지 정보일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전방 카메라(520)는 전자 장치(500)의 전방에 있는 물체를 촬영할 수 있다. 전방은, 예를 들면, 프레임(예: 도 2a의 프레임(223))의 전면을 의미할 수 있다. 전방 카메라(520)는 도 2a의 전방 카메라(213)의 기능 및/또는 구성의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전방 카메라(213)는 전방의 물체를 촬영하고, 전방 이미지 정보를 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(530)은 사용자에게 시각적인 정보를 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(530)은 도 1의 디스플레이 모듈(160)의 기능 및/또는 구성 가운데 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(530)은 디스플레이 패널 및/또는 렌즈(예: 글래스)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 재질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(530)(예: 도 2a의 디스플레이 모듈(214))은 전자 장치의 프레임(예: 도 2b의 프레임(223))에 배치될 수 있고, 글래스(예: 도 2a의 제 1 글래스(220) 및 제 2 글래스(230))에 집광 렌즈(미도시) 및/또는 투명 도파관(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 도파관은 글래스의 일부에 적어도 부분적으로 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파로는 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 광원부로부터 방출된 디스플레이 광을 사용자의 눈으로 유도할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(530)은 프로세서(540)가 생성한 AR 영상을 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(530)은 크기가 매우 작은(예: 마이크로 프로젝터, 피코 프로젝터)의 프로젝터일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(530)은 LSD(laser scanning display), RSD(raster/retinal scanning display), DMD(digital micro-mirror display) 및 LCoS(liquid crystal on silicon)일 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(530)은 투명 디스플레이일 수 있다. 이 경우, 디스플레이 모듈(530)에 포함된 발광 소자는 글래스 모듈(예: 도 2a의 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230))에 직접 배치될 수 있다. 이 밖에도 디스플레이 모듈(530)은 AR을 구현하기 위한 다양한 디스플레이 장치일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는, 전자 장치(500) 내에서 데이터를 처리하고, 단말 장치의 기능과 관련된 적어도 하나의 다른 구성요소를 제어할 수 있고, 기능 수행에 필요한 데이터 처리 및/또는 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(540)는 도 1의 프로세서(120)의 기능 및/또는 구성의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 프로세서(540)는 시선 추적 카메라(510), 전방 카메라(520) 및 디스플레이 모듈(530)과 같은 전자 장치(500)의 구성요소와 전기적 및/또는 기능적으로 연결될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)가 전자 장치 내에서 구현할 수 있는 연산 및 데이터 처리 기능에는 한정됨이 없을 것이나, 본 문서에서는 사용자의 시선을 추적하고 AR 영상을 출력하여 AR 서비스를 제공하는 기능을 중심으로 설명하기로 한다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 전방 카메라(520)로부터 전방 이미지 정보를 수신할 수 있다. 전방 카메라(520)는 전자 장치(500)의 전방, 예를 들면, 프레임(예: 도 2a의 프레임(223))의 전면에 존재하는 물체를 촬영할 수 있고, 촬영한 영상에 대한 전방 이미지 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(540)는 전방 이미지 정보를 이용하여 프레임 전방에 존재하는 물체를 인식할 수 있고, 사용자의 손이나 프레임 전방에 존재하는 물체를 추적할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 전방 이미지 정보를 기초로 AR(augmented reality) 영상을 생성할 수 있다. 프로세서(540)는 전방 이미지 정보를 분석하여 전방에 존재하는 객체를 인식할 수 있고, 전방에 존재하는 객체에 대응하여 가상 객체를 생성할 수 있다. 프로세서(540)는 가상 객체를 포함하는 AR 영상을 생성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 시선 추적 카메라(510)로부터 양안 이미지 정보를 수신할 수 있다. 시선 추적 카메라(510)는 전자 장치(500)의 후방, 예를 들면, 프레임(예: 도 2a의 프레임(223))의 후면 방향을 촬영할 수 있고, 전자 장치를 착용한 사용자의 양안을 촬영할 수 있다. 프로세서(540)는 시선 추적 카메라(510)로부터 전자 장치(500)를 착용한 사용자의 좌안 및 우안을 포함하는 사용자의 양안을 적어도 부분적으로 촬영하여 생성된 양안 이미지 정보를 수신할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 양안 이미지 정보를 기초로 시선 방향을 검출할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 프로세서(540)는 양안 이미지 정보를 이용하여 사용자의 눈동자 움직임을 추적할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 양안 이미지 정보를 통한 사용자의 눈동자 움직임을 추적하여 사용자의 시선 방향을 획득할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 시선 방향을 기초로 AR 영상의 위치를 결정하고, AR 영상을 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 디스플레이 모듈(530)을 제어하여 글래스 모듈(예: 도 2a의 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230))에 광을 투영하여 AR 영상을 출력하도록 할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 디스플레이 모듈(530)을 제어하여 생성된 AR 영상을 출력할 수 있다. 디스플레이 모듈(530)에서 AR 영상을 출력하여 글래스 모듈에 투영하면, 글래스 모듈을 통해 입사되는 전방의 가시광에 AR 영상에 포함된 가상 객체가 합쳐져 AR이 구현될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 시선 방향을 기초로 AR 영상의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(540)는 사용자의 시선 방향과 글래스 모듈(예: 도 2a의 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230))에 투영되는 영상의 중심이 일치하게 되도록 디스플레이 모듈(530)을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(540)는 사용자의 시선 방향을 중심으로 일정 영역에 대응하는 AR 영상의 해상도가 나머지 영역에 비해 높게 조절되도록 디스플레이 모듈(530)을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(540)는 사용자의 시선 방향을 중심으로 일정 영역에 AR 객체가 위치되도록 AR 영상을 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(540)는 출력된 AR 영상의 위치를 시선 방향에 기초하여 변경하여 출력할 수 있다. 이 밖에도 프로세서는 양안 이미지 정보를 통해 획득된 시선 방향을 이용하여, 다양한 방식으로 디스플레이 모듈을 제어하거나, AR 영상을 생성할 수 있다.

도 6은 다양한 실시예들에 따른 시선 추적 카메라의 관심 영역을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 시선 추적 카메라(예: 도 5의 시선 추적 카메라(510))의 촬영 범위(시야각)(600)를 나타낸 예시일 수 있다. 예를 들면, 촬영 범위(600)는 시야각(field of view, FOV)으로 정의될 수 있다. 시야각은, 예를 들면, 시선 추적 카메라(510)가 촬영 가능한 각도를 의미할 수 있고, 또는, 촬영 대상이 되는 물체와의 거리에 대하여, 특정 각도를 이용하면 길이 단위로 환산할 수 있다. 길이 단위로 환산하는 경우, 시야각은 촬영 범위(600)의 가로 및/또는 세로 길이(거리)를 의미할 수 있다. 시야각은 각도 및/또는 길이로 정의될 수 있으며, 각도 및/또는 길이의 방향에 제한이 없으나, 본 문서에서는 편의상 가로 방향의 각도 및/또는 길이를 기준으로 시야각을 설명하도록 한다.

도 6을 참조하면, 좌안(부호 미표기) 및 우안(부호 미표기)을 포함하는 양안(610)은 동공(620) 및 흰자위(630)를 각각 포함할 수 있다. 선 A는 양안 사이의 최단 거리일 수 있다. 선 B는 동공(620)의 중심 사이 거리(동공 간 거리, inter-pupillary distance, IPD)일 수 있다. 선 C는 양안(610) 사이의 최장 거리와, 동공(620) 간 거리 사이의 어떤 값을 가지는 거리일 수 있고, 선 D는 양안(610) 사이의 최장 거리일 수 있으며, 선 E는 양안(610) 사이의 최장 거리를 일정 길이만큼 초과하는 거리일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상하 방향으로 형성된 선 F 및 선 G에 있어서, 선 F는 양안(610)의 상하 길이를 일정 길이만큼 초과하는 거리일 수 있고, 선 E는 동공(620)의 직경 또는 동공(620)의 상하 길이를 일정 길이만큼 초과하는 거리일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 시야각(또는 촬영 범위)(600)은 사용자의 양안(610) 및/또는 그 주변 부위를 포함하는 범위에서 형성될 수 있다. 시선 추적은, 동공(620)의 움직임을 지속적으로 확인하여 수행될 수 있고, 따라서 동공의 움직임을 판단할 수 있는 영역이 시야각(600)에 포함되어야 할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 동공(620)의 움직임을 포착하기 위하여, 흰자위(630)를 일정 부분 포함할 수 있다. 양안 이미지 상에서 동공(620)을 인식하기 위하여 흰자위(630) 영역이 일정 부분 시야각(600)에 포함되어야 할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 시야각(600)의 범위는 동공(620) 전체를 포함하는 영역에 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 시야각(600)은 양안(610)의 모든 범위를 포함하는 영역에 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 시야각(600)은 다양한 사용자의 양안 크기, 전자 장치(예: 도 5의 전자 장치(500))와 사용자 안면과의 거리(예: 물체 거리), 및/또는 사용자 양안 간 거리는 상이할 수 있으므로, 이를 고려하여 양안(610)을 모두 포함하는 범위를 초과하는 범위에서 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 시야각(600)은, 양안의 동공(620)을 적어도 포함하는 거리에 대하여 형성되어야 할 수 있고, 선 B, 선 C, 선 D 및 선 E 가운데 적어도 하나의 길이 이상이 되는 것을 만족하는 거리 및/또는, 해당 길이를 물체 거리를 이용하여 환산한 각도 범위를 포함하는 길이 및/또는 거리일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(510)의 시야각(600)은 위아래로 펼쳐지는 범위에서 고려될 수 있고, 상하로 펼쳐지는 영역의 시야각은 양안(610)을 포함할 수 있는 범위, 예를 들면, 선 F를 적어도 포함하는 범위에서 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상하로 펼쳐지는 영역의 시야각은 동공(620)을 적어도 포함하는 범위, 예를 들면, 선 G를 적어도 포함하는 범위에서 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(예: 도 5의 시선 추적 카메라(510))의 시야각(600)은 관심 영역(region of interest, ROI)을 포함할 수 있다. 관심 영역은, 예를 들면, 시선 추적 카메라(510)로부터 획득된 양안 이미지의 전체 영역 중 양안 이미지 분석에 필요한 영역일 수 있다. 시선 추적 카메라(510)의 관심 영역은, 사용자의 양안(610) 모두 포함하는, 사용자 양안(610)을 둘러싼 일정 영역에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(510)의 관심 영역은, 사용자의 양안(610) 영역만을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(510)의 관심 영역은, 양안의 동공(620)을 둘러싼 일정 영역에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 관심 영역은, 양안의 동공(620) 영역만을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 관심 영역은 시야각(600) 내의 영역 가운데, 사용자의 동공(620)을 적어도 포함하는 시야각(600)의 외곽 영역의 적어도 일부 영역에 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 시야각이 선 D를 포함하는 범위에서 형성되는 경우, 시야각의 최대 범위는 안구의 평균적인 거리 및/또는 크기를 고려한 약 85-95mm 로 하여 형성될 수 있다. 또한, 안면과 시선 추적 카메라와의 거리를 약 26-50mm 범위 내인 것으로 설정하는 경우, 시야각의 범위는 최대 각도 범위를 약 85°-120°로 하여 형성될 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 위의 거리 및 각도 범위에 한정되지 않으나, 편의상 26mm 물체 거리 내에서 120°내의 범위 및 이를 거리로 환산한 90mm 이내의 거리 범위의 FOV를 기준으로 설명한다. 일 실시예에 따르면, 상하 방향을 기준으로, 시야각이 선 F를 포함하는 범위에서 형성되는 경우, 상하 방향의 시야각의 최대 범위는 안구의 평균적인 크기 및/또는 높이인 약 20mm로 하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상하 방향을 기준으로, 시야각이 선 G를 포함하는 범위에서 형성되는 경우, 상하 방향의 시야각의 최대 범위는 동공의 평균적인 크기인 약 10-13mm로 하여 형성될 수 있다.

도 7은 다양한 실시예들에 따른 시선 추적 카메라의 시야각(field of view, FOV) 및 관심 영역을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 7의 (a)는 전자 장치(101)를 안면에 착용한 사용자를 정면에서 바라본 것을 나타낸 도면이고, 도 7의 (b)는 전자 장치(101)를 안면에 착용한 사용자를 상측에서 바라본 도면이다.

도 7의 (a)를 참조하면, 사용자는 전자 장치(101)을 안면에 착용할 수 있다. 사용자 안면의 윤곽 및 요철을 고려하는 경우, 도 7의 (a) 및 (b)의 음영 처리된 부분과 같이 전자 장치(101) 내에 포함된 시선 추적 카메라(212)의 시야각(710)은 사용자의 양안(720)을 포함하는 범위에 형성될 수 있다. 도 6에서 상술한 바와 같이, 시야각(710)의 범위는 이에 한정되지 않고, 양안의 동공만을 포함하는 범위 및/또는 동공만을 포함하는 범위와 사용자의 양안을 포함하는 범위 사이의 적어도 일부 영역을 포함하는 범위와 같이 다양한 범위에서 형성될 수 있으나, 본 문서에서는 편의상 양안이 모두 포함된 일정 범위에서 시야각이 형성되는 것으로 설명한다. 다양한 실시예에 따르면, 시야각(710) 내의 일정 범위가 관심 영역이 될 수 있다. 관심 영역은 시야각(710)과 같이 특정 각도로 이해될 수 있다. 예를 들면, 관심 영역은 사용자의 양안(720)을 포함하는 영역에 대응되는 각도 범위를 의미할 수 있다. 도 7의 (b)를 참조하면, 시선 추적 카메라(212)의 시야각(710)은, 각

에 대응하는 영역일 수 있다. 도 7을 참조하면, 시선 추적 카메라(212)의 관심 영역은, 각

및 각

의 적어도 일부 대응하는 영역일 수 있다. 또는, 다양한 실시예에 따르면, 시야각(710)은 각

및 안면과 시선 추적 카메라 간의 물체 거리(선 D)의 관계로 도출된 일정 거리일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 시야각은 각도와 물체 거리의 곱을 이용한 거리로 나타낼 수 있고, 양안을 포함하는 길이 범위로 표현될 수 있다.

도 8은 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성에 따른 시야각을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면 시야각은 각각 도 8의 도면 부호 800A, 800B 및 800C 에서 도시된 영역과 같이 형성될 수 있고, 모두 동일한 양안을 대상으로, 다른 광학적 특성을 가진 시선 추적 카메라(예: 도 2a의 시선 추적 카메라(212) 및/또는 도 5의 시선 추적 카메라(510))를 이용하여 촬영한 이미지일 수 있다. 도 8은, 비정상적인 촬영의 제1예(800A), 비정상적 촬영의 제2예(800B) 및 정상 촬영 예(800C)를 도시한 예시도이다. 제1예(800A)의 경우, 사용자의 양안 및 그에 포함된 동공에 일그러짐(왜곡, distortion)이 발생한 것을 확인할 수 있다. 본 문서에 개시된 시선 추적 카메라는, 단일한 카메라 구성으로 이루어질 수 있다. 따라서 단일한 카메라로 양안을 모두 촬영하며, 물체 거리(예: 시선 추적 카메라와 안면과의 거리 또는 전자 장치(101)와 안면과의 거리)에 비하여 상대적으로 넓은 시야각을 가져야 할 수 있다. 넓은 각을 촬영하기 위한 광각 카메라의 광학적 특성은 barrel 형 왜곡(barrel distortion)을 포함할 수 있다. 도면 부호 800A를 참조하면, barrel 형 왜곡은 시야각의 외곽 범위에서 상의 지점 간 거리를 실제 거리에 비하여 축소하는 효과를 가질 수 있고, 시야각 외곽 영역의 촬영 이미지는 축소된 형태로 획득되므로, 양안의 외곽 및 동공이 찌그러진 이미지를 획득할 수 있다. 이러한 찌그러진 이미지를 획득하는 경우 동공의 상대적 위치의 확인이 어려울 수 있고, 정확한 시선 추적이 용이하지 않을 수 있다. 도면 부호 800B를 참조하면, barrel 형 왜곡이 존재하지 않으나, 시야각이 작은 범위에 형성될 수 있다. Barrel 형 왜곡을 제거하기 위하여 시야각이 다소 축소되는 효과가 발생할 수 있다. 이러한 경우 양안의 일부만을 촬영하게 될 수 있고, 정확한 시선 추적이 어려울 수 있다. 본 문서의 다양한 실시예에 따르면, 물체 거리에 비하여 상대적으로 큰 값의 시야각을 형성하고, barrel 형 왜곡에 의한 시야각 외곽 영역에서 촬영된 이미지의 찌그러짐을 방지하기 위하여 시선 추적 카메라가 포함하는 렌즈 어셈블리(예: 도 5의 렌즈 어셈블리(511))는 일정한 광학적 특성을 가질 수 있다. 예를 들면, 렌즈 어셈블리는 물체 거리에 비하여 넓은 시야각(810)을 형성하며, 양안을 포함하는 관심 영역(820) 범위에서 일정 수준 이하의 왜곡 값(distortion value)을 가질 수 있다.

도 9는 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 도 9는 렌즈의 일반적 왜곡 특성(distortion property)를 예시한 예시도 및 본 문서에서 개시하는 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 반영하기 위한 렌즈의 왜곡 값(distortion value)의 범위를 설명하는 예시도일 수 있다.

도 9를 참조하면, 렌즈의 왜곡 특성은 barrel 형 왜곡, pincushion 형 왜곡 또는 그 혼합 형태를 이룰 수 있다.

도 9를 참조하면, 렌즈의 광학적 특성 중 왜곡 특성에 따라서 실제 이미지와 렌즈에 맺힌 상의 이미지는 왜곡에 의한 차이가 발생할 수 있다. 왜곡은 렌즈를 통과하는 광선의 파장 범위, 렌즈와 물체와의 거리, 및 렌즈의 배율에 의하여 변할 수 있다.

도 9의 (a)를 참조하면, barrel 형 왜곡의 경우 왜곡되지 않은 실제 이미지(910)에 비교하여 측정 이미지(920)가 축소되는 형태를 보일 수 있다. 렌즈 중심으로부터 최외곽을 기준으로 설명하는 경우, barrel distortion의 렌즈는 실제 거리(921)(actual distance, AD)가 측정 거리(911)(predicted distance, PD)에 비하여 짧아질 수 있다. 왜곡의 정도를 나타내는 왜곡 값(distortion value)는 다음 수학식 1과 같이 퍼센트(%) 정보로써 표현될 수 있다. barrel 형 왜곡이 발생하는 경우 왜곡 값은 음수가 될 수 있다.

barrel 형 왜곡이 발생하는 경우 왜곡 곡선이 도면 부호 940에 도시된 그래프와 같이 나타날 수 있다. barrel 형 왜곡이 발생하는 경우 시야각(angle(degree))이 증가함에 따라 왜곡 값이 음(negative)의 방향으로 절대값이 증가하는 방향으로 왜곡 곡선이 형성될 수 있다.

도 9의 (b)를 참조하면, pincushion 형 왜곡이 발생하는 경우 왜곡되지 않은 실제 이미지(950)에 비교하여 측정 이미지(960)가 확대되는 형태를 보일 수 있다. 중심에서 먼 지점을 기준으로 설명하는 경우, pincushion distortion의 렌즈는 실제 거리(961)(actual distance, AD)가 측정 거리(951)(predicted distance, PD)에 비하여 길어질 수 있다. 수학식 1에 따르면, pincushion 형 왜곡이 발생하는 경우 왜곡 값은 양수가 될 수 있다. pincushion 형 왜곡이 발생하는 경우 왜곡 곡선이 도면 부호 980에 도시된 그래프와 같이 나타날 수 있다. pincushion 형 왜곡이 발생하는 경우 시야각(angle(degree))이 증가함에 따라 왜곡 값이 양(positive)의 방향으로 절대값이 증가하는 방향으로 왜곡 곡선이 형성될 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(예: 도 5의 렌즈 어셈블리(511))는 비교적 짧은 물체 거리에서 넓은 시야각(FOV)을 형성해야할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리의 관심 영역(ROI)는 시야각의 외곽에 형성될 수 있다. barrel 형 왜곡의 경우 외곽 범위를 기준으로, 맺히는 상의 실제 거리(AD)가 측정 거리(PD)에 비하여 짧을 수 있고, 그에 따라 비교적 넓은 영역을 시야각에 포함하여 촬영할 수 있다. 그러나 렌즈 외곽 영역으로 진행하면서 동시에 측정 거리와 실제 거리의 차이로 인하여 시야각 당 화소수(pixel per degree, PPD)가 감소할 수 있다. PPD의 감소로 인하여 시야각 외곽 범위에서 촬영되는 양안 이미지의 해상력이 낮아질 수 있고, 이는 시선 추적을 수행하기에 적합하지 않을 수 있다. pincushion 형 왜곡의 경우 barrel 형 왜곡에 비하여 좁은 영역의 시야각을 가질 수 있다. 반면, 시야각 당 화소수(PPD)는 증가할 수 있으나, 왜곡 값의 절대값이 일정 수준 이상 증가하는 경우, 이미지 상의 오차가 과다하여 적합한 양안 이미지를 획득하기 어려울 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 시선 추적을 수행하기 위하여 적합한 왜곡 특성은, 관심 영역 상의 각에서 왜곡 값이 0%에 가까운 값을 가질 때일 수 있다.

도 9의 (c)를 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 왜곡 특성은 적정 왜곡값 그래프 영역(990)의 빗금 영역(991)에서 형성되어야 할 수 있다. 적정 왜곡값을 나타낸 그래프(990)의 빗금 영역의 세로 축 범위(F)는 관심 영역이 형성하는 시야각 내의 각도 범위일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 적정 왜곡값을 나타낸 그래프(990)의 빗금 영역이 가지는 가로축 범위(D)는 왜곡 값의 범위일 수 있다. 예를 들면, 시야각 내에서 양안이 위치할 수 있는 관심 영역의 각은 F 범위 내로 예상될 때, F 범위에서 양안 이미지의 충분한 해상력을 얻기 위한 왜곡의 범위가 D로 정의될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(예: 도 5의 렌즈 어셈블리(511))는 왜곡 곡선이 빗금 영역(991)을 지나가도록 왜곡 특성을 형성할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리에 포함된 복수의 렌즈들 각각은 상기한 빗금 영역(991)을 지나는 왜곡 곡선을 형성할 수 있도록 하는 각각의 광학적 특성(예: 배율) 및/또는 거리를 가지고 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 시야각의 관심 영역이 가지는 범위를 FOV에 대한 비율로써 나타낼 수 있다. 예를 들면, 최대 FOV 각을 1.0F(FOV)라고 하며, FOV 내의 영역이 0.0F를 중심값으로 하여 -1.0F 내지 1.0F 범위에 포함된다고 할 때, 양안이 가질 수 있는 범위, 즉 관심 영역의 범위는 0.5F 내지 0.9F 및 -0.5F 내지 -0.9F 범위일 수 있다. 도 9를 참조하면 빗금 영역(991)의 세로 길이 F는 0.5F 내지 0.9F 범위에서 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리는 관심 영역에서 왜곡 값이 특정 범위 내에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

도 10은 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 렌즈 어셈블리(1010)는 복수개의 렌즈들을 포함할 수 있다. 도 10의 렌즈 어셈블리(1010)는, 도 5의 렌즈 어셈블리(511)의 구성 및/또는 기능의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(1010)를 구성하는 복수의 렌즈들을 광의 입사 방향으로부터 일정 거리를 형성하며 순차적으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(1011)는 렌즈 어셈블리(1010)를 구성하는 렌즈 중 가장 외곽에 위치하는 렌즈일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1010)는 제1렌즈(1011), 제2렌즈(1012), 제3렌즈(1013), 제4렌즈(1014), 제5렌즈(1015) 및 제6렌즈(1016)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(예: 도 5의 이미지 센서(513))는 가시광선 및/또는 적외광을 수광할 수 있고, 렌즈 어셈블리(1010)는 가시광 또는 적외광만을 투과하는 필터(1017)를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 전자 장치(예: 도 5의 전자 장치(500))는 웨어러블 장치일 수 있고, 웨어러블 장치의 특성 상 최외곽에 구비되는 제1렌즈(1011)는 신체 접촉이 빈번할 수 있다. 최외곽에 존재하는 제1렌즈(1011)의 경우 이물질 부착, 긁힘과 같은 렌즈의 손상을 방지할 필요가 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1010)를 구성하는 복수개 렌즈들을 다양한 소재로 구성될 수 있다. 예를 들면, 유리, 플라스틱, 수정, 또는 폴리카보네이트의 소재로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 가장 외측에 배치되는 제1렌즈의 경우, 유리 소재로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1렌즈는 크라운 글라스, 플린트 글라스, 또는 티탄 글라스 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 렌즈들 중 제1렌즈를 제외한 나머지 렌즈는 플라스틱 렌즈일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1010)는 렌즈 어셈블리와 물체 사이의 간격이 약 26-50mm 범위 내이고, 거리 기준의 시야각은 최대 거리가 약 85-95mm 가 되도록 형성되기 위하여 각도 기준의 시야각은 최대 각도가 약 85°-120°가 되도록 형성될 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 위의 거리 및 각도 범위에 한정되지 않으나, 편의상 26mm 물체 거리 내에서 120° 및 이를 거리로 환산한 90mm의 거리의 FOV를 기준으로 설명한다. 다양한 실시예에 따르면, 26mm의 물체 거리에 비하여 상대적으로 큰 120°(또는 90mm)의 FOV를 형성하기 위하여 렌즈 어셈블리(1010)는 해당 물체 거리 및 시야각을 만족하는 광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 렌즈 어셈블리는 FOV 외곽부에 형성되는 관심 영역에서 충분한 해상력을 가질 수 있도록 외곽부에 해당하는 FOV 영역에서 입사하는 광의 왜곡 값을 0에 가까운 값으로 하도록 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 렌즈 어셈블리(1010)의 왜곡 특성에 대한 왜곡 곡선(1020)의 예시를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 도 10의 왜곡 곡선(1020)은 FOV 중심을 기준으로 절반의 FOV 영역에 대한 그래프일 수 있다. 예를 들면, 동일한 그래프가 가로 축을 기준으로, 선대칭 형태로 형성되어, 세로 축은 -60° 내지 0° 범위에서 형성되는 것을 생략한 그래프일 수 있다. 도 10을 참조하면, 왜곡 곡선(1020)의 세로 축은 FOV 영역 내의 각(angle(degree))을 의미할 수 있고, 가로 축은 왜곡 값(%)을 의미할 수 있다. 선 F는 FOV 내에서 관심 영역이 형성하는 각도 범위일 수 있고, 선 D는 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 만족하는 왜곡 값의 범위일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, FOV 내에서 관심 영역은 양안 이미지 정보 내에서 사용자 양안이 위치할 부분, 즉, FOV의 외곽에서 형성될 수 있고, 이는 FOV 전체 영역의 0.5 내지 0.9 비율의 범위 내에서 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(1010)의 왜곡 값은 관심 영역의 내에서 왜곡 값의 절대값이 0에 가까운 값, 예를 들면 0-2.5% 범위 내에서 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리에 포함된 복수의 렌즈들을 왜곡 곡선(1020)을 만족하는 광학적 특성을 갖도록 설계되고 배치될 수 있다. 렌즈 어셈블리에 포함된 복수의 렌즈들을 왜곡 곡선을 만족하도록 하는 각각의 광학적 특성(예: 배율)을 갖도록 형성될 수 있다. 본 문서의 다양한 실시예에 따른 FOV 조건을 만족하기 위한 렌즈 어셈블리는 광각 렌즈의 특성을 가질 수 있고, 왜곡 값이 음수인 경향성을 가지는 일반적인 광각 렌즈와 달리, 왜곡 값이 양수인 경향성을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리는 관심 영역에서 입사하는 광에 대하여 양의 값을 갖거나, 절대값이 0과 가까운 일정 범위 내(예: 0-2.5%)에 형성되도록 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성은 위의 수치에 한정되지 않고 본 개시의 물체 거리 및 FOV 조건, 관심 영역 조건 및/또는 왜곡 값 조건을 만족하기 위한 다양한 수치를 갖도록 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1010)의 광학적 특성을 만족하기 위하여 렌즈 어셈블리(1010)에 포함된 복수의 렌즈들은 다음과 같은 광학적 특성 값을 가질 수 있다. 복수의 렌즈들 및 필터 각각은 제1렌즈(1011)에서 제6렌즈(1016)로 진행하는 방향(예: 입사광의 진행 방향)을 기준으로, 각각 2개의 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(1011)는 제1면(S101) 및 제2면(S102)을 가질 수 있고, 제2렌즈(1012)는 제3면(S103) 및 제4면(S104), 제3렌즈(1013)는 제5면(S105) 및 제6면(S106), 제4렌즈(1014)는 제7면(S107) 및 제8면(S108), 제5렌즈(1015)는 제9면(S109) 및 제10면(S110), 제6렌즈(1016)는 제11면(S111) 및 제12면(S112)을 가질 수 있다. 필터(1017)는 제13면(S113) 및 제14면(S114)을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(1010)에 포함된 렌즈의 표면은 입사광의 진행 방향을 기준으로 곡률 반경(radius), 중심 두께(또는 중심 거리)(thickness), 굴절률(refractive index, nd), 분산율(Abbe's number, vd) 및 각 표면의 비구면계수(예: K(conic), A, B, C, D, E, F, G, H, J, K(22th), L, M, N, O)를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 각 렌즈는 비구면 렌즈를 포함할 수 있고, 비구면 렌즈의 형상은 다음 수학식 1과 같이 정의될 수 있다. 비구면의 형상은 광축 방향의 Z 축, 광축과 실질적으로 수직 방향으로 X 축을 취할 수 있고, Z를 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리, h를 광축에 수직 방향으로의 거리, r을 렌즈 정점에서의 곡률 반경, K를 코닉(conic) 상수, 및 A, B, C, D, E, F, G, H, J, K(22th), L, M, N, O를 비구면계수라 하였을 때, 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 각 복수의 렌즈들 및 필터의 광학적 특성 값은 바람직한 값에서 약 5% 범위 이내의 값을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(1010)의 복수의 렌즈들 및 필터가 가질 수 있는 바람직한 광학적 특성값에 대하여 표 1, 표 2 및 표 3에 나타난 값을 가질 수 있다. 표 1은 곡률 반경, 두께, 굴절률 및 분산율을 나타낸 표일 수 있고, 표 2 및 표 3은 각 표면의 비구면계수를 나타내는 표일 수 있다. 필터(1017)의 경우 평면 형태이므로, 비구면계수가 존재하지 않을 수 있다.

렌즈	표면	곡률 반경(mm)	두께 (mm)	굴절률(nd)	분산율(vd)
제1렌즈(1011)	제1면(S101)	13.88013	0.30814	1.58375	59.1
	제2면(S102)	1.54494	0.77453
제2렌즈(1012)	제3면(S103)	1.71790	0.30000	1.61444	25.94
	제4면(S104)	2.18102	0.27511
제3렌즈(1013)	제5면(S105)	3.55564	0.60918	1.54410	56.09
	제6면(S106)	-1.78678	0.26284
제4렌즈(1014)	제7면(S107)	7.52946	0.20703	1.67074	19.23
	제8면(S108)	2.87121	0.15030
제5렌즈(1015)	제9면(S109)	-17.57924	1.07788	1.54410	56.09
	제10면(S110)	-0.70913	0.10000
제6렌즈(1016)	제11면(S111)	2.54671	0.52611	1.63915	23.51
	제12면(S112)	0.67355	0.39500
필터(1017)	제13면(S113)	무한대	0.11000	1.51680	64.2
	제14면(S114)	무한대	0.34540

계수	제1면 (S101)	제2면 (S102)	제3면 (S103)	제4면 (S104)	제5면 (S105)	제6면 (S106)
K	0.00000E+00	-3.92685E-01	-2.08673E+00	7.84761E+00	-6.87641E+00	3.38058E+00
A	2.14224E-01	3.07698E-01	8.30580E-03	-3.04965E-02	-4.38882E-02	-1.34880E-01
B	-1.99831E-01	-1.89169E-01	1.85050E-01	1.42644E-01	1.55602E-02	-5.74697E-01
C	1.52143E-01	-1.81577E-01	-9.22815E-01	-1.36499E+00	-8.89895E-02	4.06933E+00
D	-8.37460E-02	1.11381E+00	2.04600E+00	4.91224E+00	-2.18596E+00	-1.47051E+01
E	3.01617E-02	-2.14016E+00	-2.16755E+00	-7.74055E+00	5.29978E+00	3.16785E+01
F	-6.32146E-03	2.11823E+00	9.09286E-01	4.64263E+00	-9.11969E-01	-4.27357E+01
G	6.13195E-04	-1.08241E+00	0.00000E+00	0.00000E+00	0.00000E+00	3.31263E+01
H	-1.15249E-05	2.23447E-01	0.00000E+00	0.00000E+00	0.00000E+00	-9.79591E+00

계수	제7면 (S107)	제8면 (S108)	제9면 (S109)	제10면 (S110)	제11면 (S111)	제12면 (S112)
K	-2.01235E+02	0.00000E+00	-1.13375E+03	-1.55768E+00	-6.50603E+01	-5.32687E+00
A	-5.14634E-01	-2.90038E-01	6.96639E-02	3.23323E-01	1.03288E-01	-4.19826E-02
B	3.95291E-01	1.79308E-01	-4.59013E-02	-7.69646E-01	-3.62182E-01	-2.18221E-02
C	-1.88846E+00	-7.93029E-01	-3.17996E-01	9.53164E-01	4.04940E-01	3.09398E-02
D	2.96566E+00	2.77031E+00	8.13243E-01	-6.79278E-01	-2.65026E-01	-1.61203E-02
E	8.92296E+00	-4.15049E+00	-8.46696E-01	2.64849E-01	1.05547E-01	4.46648E-03
F	-3.48203E+01	3.08768E+00	4.66729E-01	-6.02462E-02	-2.50420E-02	-6.90068E-04
G	4.01612E+01	-1.12636E+00	-1.33836E-01	1.94672E-02	3.26626E-03	5.59642E-05
H	-1.56188E+01	1.58763E-01	1.56656E-02	-5.01745E-03	-1.80682E-04	-1.85295E-06

도 11은 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 렌즈 어셈블리(1110)는 복수개의 렌즈들을 포함할 수 있다. 도 11의 렌즈 어셈블리(1110)는, 도 5의 렌즈 어셈블리(511)의 구성 및/또는 기능의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(1110)를 구성하는 복수의 렌즈들은 광의 입사 방향으로부터 일정 거리를 형성하며 순차적으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(1111)는 렌즈 어셈블리(1110)를 구성하는 렌즈 중 가장 외곽에 위치하는 렌즈일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1110)는 제1렌즈(1111), 제2렌즈(1112), 제3렌즈(1113), 제4렌즈(1114) 및 제5렌즈(1115)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(예: 도 5의 이미지 센서(513))는 가시광선 및/또는 적외광을 수광할 수 있고, 렌즈 어셈블리(1110)는 가시광 또는 적외광만을 투과하는 필터(1116) 및 광을 차단하는 조리개(1117)를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 전자 장치(예: 도 5의 전자 장치(500))는 웨어러블 장치일 수 있고, 웨어러블 장치의 특성 상 최외곽에 구비되는 제1렌즈(1111)는 신체 접촉이 빈번할 수 있다. 최외곽에 존재하는 제1렌즈(1111)의 경우 이물질 부착, 긁힘과 같은 렌즈의 손상을 방지할 필요가 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1110)를 구성하는 복수개 렌즈는 다양한 소재로 구성될 수 있다. 예를 들면, 유리, 플라스틱, 수정, 폴리카보네이트의 소재로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 가장 외측에 배치되는 제1렌즈의 경우, 유리 소재로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1렌즈는 크라운 글라스, 플린트 글라스, 티탄 글라스 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 렌즈 중 제1렌즈를 제외한 나머지 렌즈는 플라스틱 렌즈일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1110)는 렌즈 어셈블리와 물체 사이의 간격이 26-50mm 범위 내이고, 거리 기준의 시야각은 최대 거리가 85-95mm 가 되도록 형성되기 위하여 각도 기준의 시야각은 최대 각도가 85°-120°가 되도록 형성될 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 위의 거리 및 각도 범위에 한정되지 않으나, 편의상 26mm 물체 거리 내에서 120° 및 이를 거리로 환산한 90mm의 거리의 FOV를 기준으로 설명한다. 다양한 실시예에 따르면, 26mm의 물체 거리에 비하여 상대적으로 큰 120°(또는 90mm)의 FOV를 형성하기 위하여 렌즈 어셈블리(1110)는 해당 물체 거리 및 시야각을 만족하는 광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 렌즈 어셈블리는 FOV 외곽부에 형성되는 관심 영역에서 충분한 해상력을 가질 수 있도록 외곽부에 해당하는 FOV 영역에서 입사하는 광의 왜곡 값을 0에 가까운 값으로 하도록 형성될 수 있다. 도 11을 참조하면, 렌즈 어셈블리(1110)의 왜곡 특성에 대한 왜곡 곡선(1120)의 예시를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 도 11의 왜곡 곡선(1120)은 FOV 중심을 기준으로 절반의 FOV 영역에 대한 그래프일 수 있다. 예를 들면, 동일한 그래프가 가로 축을 기준으로, 선대칭 형태로 형성되어, 세로 축은 -60° 내지 0° 범위에서 형성되는 것을 생략한 그래프일 수 있다. 도 11을 참조하면, 왜곡 곡선(1120)의 세로 축은 FOV 영역 내의 각을 의미할 수 있고, 가로 축은 왜곡 값(%)을 의미할 수 있다. 선 F는 FOV 내에서 관심 영역이 형성하는 각도 범위일 수 있고, 선 D는 렌즈 어셈블리의 광학적 특성을 만족하는 왜곡 값의 범위일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, FOV 내에서 관심 영역은 양안 이미지 정보 내에서 사용자 양안이 위치할 부분, 즉, FOV의 외곽에서 형성될 수 있고, 이는 FOV 전체 영역의 0.5 내지 0.9 비율의 범위 내에서 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(1110)의 왜곡 값은 관심 영역의 내에서 왜곡 값의 절대값이 0에 가까운 값, 예를 들면 0-2.0% 범위 내에서 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리에 포함된 복수의 렌즈는 왜곡 곡선(1120)을 만족하는 광학적 특성을 갖도록 설계되고 배치될 수 있다. 렌즈 어셈블리에 포함된 복수의 렌즈는 왜곡 곡선을 만족하도록 하는 각각의 광학적 특성(예: 배율)을 갖도록 형성될 수 있다. 본 문서의 다양한 실시예에 따른 FOV 조건을 만족하기 위한 렌즈 어셈블리는 광각 렌즈의 특성을 가질 수 있고, 왜곡 값이 음수인 경향성을 가지는 일반적인 광각 렌즈와 달리, 왜곡 값이 양수인 경향성을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리는 60°와 가까운 FOV 영역(예: 약 57°내지 60°)에서, 음의 왜곡 값을 가질 수 있으나, 음의 왜곡 값을 갖는 영역은 FOV의 가장 외측 영역으로서, 관심 영역(ROI)에 속하지 않는 부분일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리가 음의 왜곡 값을 갖는 FOV 영역에서, 왜곡 값은 최대 약 -3.0%까지 낮아질 수 있으나, 이러한 수치는 일반적인 광각 렌즈가 음의 왜곡 값을 갖는 특성에 비하여 절댓값 측면에서 매우 작은 수치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리는 관심 영역에서 입사하는 광에 대하여 양의 값을 갖거나, 절대값이 0과 가까운 일정 범위 내(예: 0-2.0%)에 형성되도록 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리의 광학적 특성은 위의 수치에 한정되지 않고 본 개시의 물체 거리 및 FOV 조건, 관심 영역 조건 및 왜곡 값 조건을 만족하기 위한 다양한 수치를 갖도록 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1110)의 광학적 특성을 만족하기 위하여 렌즈 어셈블리(1110)에 포함된 복수의 렌즈는 다음과 같은 광학적 특성 값을 가질 수 있다. 복수의 렌즈 및 필터 각각은 제1렌즈(1111)에서 제5렌즈(1115)로 진행하는 방향(예: 입사광의 진행 방향)을 기준으로, 각각 2개의 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(1111)는 제1면(S201) 및 제2면(S202)을 가질 수 있고, 제2렌즈(1112)는 제3면(S203) 및 제4면(S204), 제3렌즈(1113)는 제5면(S205) 및 제6면(S206), 제4렌즈(1114)는 제7면(S207) 및 제8면(S208), 제5렌즈(1115)는 제9면(S209) 및 제10면(S210)을 가질 수 있다. 필터(1116)는 제11면(S211) 및 제12면(S212)을 가질 수 있고, 조리개(1117)는 빛을 차단하므로 stop으로 표현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 조리개(1117)의 표면(stop)은 제3면(S203) 위에 형성될 수 있다. 렌즈 어셈블리(1110)에 포함된 렌즈의 표면은 입사광의 진행 방향을 기준으로 곡률 반경(radius), 중심 두께(또는 중심 거리)(thickness), 굴절률(refractive index, nd), 분산율(Abbe's number, vd) 및 각 표면의 비구면계수(예: K(conic), A, B, C, D, E, F, G, H, J, K(22th), L, M, N, O)를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 각 렌즈는 비구면 렌즈를 포함할 수 있고, 비구면 렌즈의 형상은 다음 수학식 1과 같이 정의될 수 있다. 비구면의 형상은 광축 방향의 Z 축, 광축과 수직 방향으로 X 축을 취할 수 있고, Z를 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리, h를 광축에 수직 방향으로의 거리, r을 렌즈 정점에서의 곡률 반경, K를 코닉(conic) 상수, 및 A, B, C, D, E, F, G, H, J, K(22th), L, M, N, O를 비구면계수라 하였을 때, 수학식 3와 같이 표현될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 각 복수의 렌즈 및 필터의 광학적 특성 값은 바람직한 값에서 4% 범위 이내의 값을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(1110)의 복수의 렌즈 및 필터가 가질 수 있는 바람직한 광학적 특성값에 대하여 표 4, 표 5 및 표 6에 나타난 값을 가질 수 있다. 표 4는 곡률 반경, 두께, 굴절률 및 분산율을 나타낸 표일 수 있고, 표 5 및 표 6은 각 표면의 비구면계수를 나타내는 표일 수 있다. 조리개(1117) 및 필터(1116)의 경우 평면 형태이므로, 비구면계수가 존재하지 않을 수 있다.

렌즈	표면	곡률 반경(mm)	두께 (mm)	굴절률(nd)	분산율(vd)
제1렌즈(1111)	제1면(S201)	-5.31864	0.45649	1.54410	56.09
	제2면(S202)	6.13031	0.67888
조리개(1117)	stop	무한대	0.02672
제2렌즈(1112)	제3면(S203)	7.39550	0.62855	1.54410	56.09
	제4면(S204)	-0.85955	0.07844
제3렌즈(1113)	제5면(S205)	2.95914	0.23461	1.67975	18.41
	제6면(S206)	1.32967	0.46188
제4렌즈(1114)	제7면(S207)	-14.43739	0.71099	1.54410	56.09
	제8면(S208)	-0.96771	0.08246
제5렌즈(1115)	제9면(S209)	0.94805	0.34070	1.67074	19.23
	제10면(S210)	0.49440	0.39779
필터(1116)	제13면(S213)	무한대	0.11000	1.51680	64.2
	제14면(S214)	무한대	0.08574

계수	제1면 (S201)	제2면 (S202)	제3면 (S203)	제4면 (S204)	제5면 (S205)
K(conic)	-1.05783E+01	-6.23660E+02	3.00497E+02	-9.57384E-02	-8.51429E+00
A	2.84407E-01	1.01024E+00	4.75341E-01	1.63428E-01	-7.46526E-01
B	1.19324E-01	-7.72763E+00	-1.17059E+02	-2.45438E+01	2.69100E+00
C	-1.77894E+00	1.18650E+02	9.12693E+03	9.07801E+02	3.23787E+01
D	6.19498E+00	-1.29140E+03	-4.42219E+05	-1.94106E+04	-8.31660E+02
E	-1.32398E+01	9.49057E+03	1.41758E+07	2.75198E+05	9.42509E+03
F	1.93167E+01	-4.80050E+04	-3.14830E+08	-2.72826E+06	-6.82067E+04
G	-1.97326E+01	1.69892E+05	4.98384E+09	1.94002E+07	3.39795E+05
H	1.41029E+01	-4.22007E+05	-5.70904E+10	-1.00125E+08	-1.19770E+06
J	-6.90635E+00	7.26049E+05	4.74775E+11	3.75389E+08	3.01116E+06
K(22th)	2.20770E+00	-8.32301E+05	-2.84005E+12	-1.01140E+09	-5.36400E+06
L	-4.15087E-01	5.78494E+05	1.19126E+13	1.90697E+09	6.61096E+06
M	3.48249E-02	-1.79192E+05	-3.32657E+13	-2.38733E+09	-5.35834E+06
N	0.00000E+00	-2.66324E+04	5.55595E+13	1.78191E+09	2.56803E+06
O	0.00000E+00	2.55681E+04	-4.20042E+13	-5.99950E+08	-5.51080E+05

계수	제6면 (S206)	제7면 (S207)	제8면 (S208)	제9면 (S209)	제10면 (S210)
K(conic)	-1.96043E+00	6.13703E+01	-9.79079E-01	-1.35524E+01	-4.06735E+00
A	-6.59358E-01	3.71421E-01	2.52810E-01	1.74198E-01	-3.84432E-03
B	3.15446E+00	-1.10964E+00	2.85681E+00	-9.64086E-01	-7.20700E-01
C	-2.08182E+01	-4.31522E+00	-2.92746E+01	-3.01986E+00	1.49118E+00
D	1.39272E+02	4.94495E+01	1.36549E+02	1.77616E+01	-1.58377E+00
E	-7.05690E+02	-2.23801E+02	-4.11867E+02	-3.88101E+01	1.03812E+00
F	2.49687E+03	6.41458E+02	8.83192E+02	5.07170E+01	-4.46246E-01
G	-6.12028E+03	-1.28750E+03	-1.39355E+03	-4.43475E+01	1.28237E-01
H	1.03553E+04	1.87636E+03	1.63282E+03	2.70931E+01	-2.44221E-02
J	-1.18732E+04	-2.00446E+03	-1.41333E+03	-1.17425E+01	2.95913E-03
K(22th)	8.81024E+03	1.55613E+03	8.88647E+02	3.59913E+00	-2.06558E-04
L	-3.81782E+03	-8.54275E+02	-3.93336E+02	-7.63130E-01	6.32329E-06
M	7.33648E+02	3.13965E+02	1.15866E+02	1.06507E-01	0.00000E+00
N	0.00000E+00	-6.91879E+01	-2.03461E+01	-8.80295E-03	0.00000E+00
O	0.00000E+00	6.89951E+00	1.60865E+00	3.26436E-04	0.00000E+00

도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 사용자의 시선을 추적하고 AR(augmented reality) 환경을 제공하기 위한 동작 흐름도이다.

도 12의 각 동작은 사용자의 시선을 추적하고 AR 서비스를 제공하기 위한, 전자 장치(예: 도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 3의 전자 장치(101) 및/또는 도 5의 전자 장치(500))에 포함된 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120) 및/또는 도 5의 프로세서(540))의 동작을 나타낸 것일 수 있다.

동작 1410을 참조하면, 프로세서(540)는 전방 카메라(예: 도 5의 전방 카메라(520))로부터 전방 이미지 정보를 수신할 수 있다. 전방 카메라(520)는 전자 장치(500)의 전방, 예를 들면, 프레임(예: 도 2a의 프레임(223))의 전면에 존재하는 물체를 촬영할 수 있고, 촬영한 영상에 대한 전방 이미지 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(540)는 전방 이미지 정보를 이용하여 프레임 전방에 존재하는 물체를 인식할 수 있고, 사용자의 손이나 프레임 전방에 존재하는 물체를 추적할 수 있다.

동작 1420을 참조하면, 프로세서(540)는 전방 이미지 정보를 기초로 AR(augmented reality) 영상을 생성할 수 있다. 프로세서(540)는 전방 이미지 정보를 분석하여 전방에 존재하는 객체를 인식할 수 있고, 전방에 존재하는 객체에 대응하여 가상 객체를 생성할 수 있다. 프로세서(540)는 가상 객체를 포함하는 AR 영상을 생성할 수 있다.

동작 1430을 참조하면, 프로세서(540)는 시선 추적 카메라(510)로부터 양안 이미지 정보를 수신할 수 있다. 시선 추적 카메라(510)는 전자 장치(500)의 후방, 예를 들면, 프레임(예: 도 2a의 프레임(223))의 후면 방향을 촬영할 수 있고, 전자 장치를 착용한 사용자의 양안을 촬영할 수 있다. 프로세서(540)는 시선 추적 카메라(510)로부터 전자 장치(500)를 착용한 사용자의 좌안 및 우안을 포함하는 사용자의 양안을 적어도 부분적으로 촬영하여 생성된 양안 이미지 정보를 수신할 수 있다.

동작 1440을 참조하면, 프로세서(540)는 양안 이미지 정보를 기초로 시선 방향을 검출할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 프로세서(540)는 양안 이미지 정보를 이용하여 사용자의 눈동자 움직임을 추적할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 양안 이미지 정보를 통한 사용자의 눈동자 움직임을 추적하여 사용자의 시선 방향을 획득할 수 있다.

동작 1450을 참조하면, 프로세서(540)는 시선 방향을 기초로 AR 영상의 위치를 결정하고, AR 영상을 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 디스플레이 모듈(530)을 제어하여 글래스 모듈(예: 도 2a의 제 1 글래스(220) 및/또는 제 2 글래스(230))에 광을 투영하여 AR 영상을 출력하도록 할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(540)는 디스플레이 모듈(530)을 제어하여 생성된 AR 영상을 출력할 수 있다. 디스플레이 모듈(530)에서 AR 영상을 출력하여 글래스 모듈에 투영하면, 글래스 모듈을 통해 입사되는 전방의 가시광에 AR 영상에 포함된 가상 객체가 합쳐져 AR이 구현될 수 있다.

또한, 상기 글래스 모듈은, 제1글래스 및 제2글래스를 포함하고, 상기 제1글래스 및 상기 제2글래스는, 사용자가 착용 시, 상기 사용자 좌안 및 우안 각각에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 시선 추적 카메라는, 상기 프레임 상의 상기 제1글래스 및 상기 제2글래스 사이에 위치하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 렌즈 어셈블리는 복수개의 렌즈를 포함하고, 상기 복수개의 렌즈는, 상기 입사되는 광의 입사 방향으로 순차적으로 적층되어 배치될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 렌즈 중 최외곽에 배치되는 최외곽 렌즈는, 유리 소재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 렌즈는, 상기 관심 영역으로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값의 절대값이 상기 임계값 이하가 되도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 관심 영역은 상기 사용자 좌안의 동공 및 상기 사용자 우안의 동공에 대응하는 영역을 포함할 수 있다.

또한, 상기 관심 영역은 상기 시야각이 -1.0F(field) 내지 1.0F 범위에서 형성될 때, -0.9F 내지 -0.5F 범위 및/또는 0.5F 내지 0.9F에 대응하는 영역을 포함할 수 있다

또한, 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값은 양의 값을 가질 수 있다.

또한, 상기 임계값은 3.0% 이하일 수 있다.

또한, 상기 디스플레이 모듈, 상기 전방 카메라 및 상기 시선 추적 카메라와 동작적으로 연결되는 프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전방 카메라가 상기 프레임의 전방으로부터 입사되는 광을 수광하여 전방 이미지 정보를 생성하고, 상기 시선 추적 카메라가 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 광을 수광하여 상기 좌안의 이미지 정보 및 상기 우안의 이미지 정보를 포함하는 양안 이미지 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 상기 전방 카메라로부터 전방 이미지 정보를 수신하고, 상기 전방 이미지 정보를 기초로 AR(augmented reality) 영상을 생성하고, 상기 시선 추적 카메라로부터 상기 양안 이미지 정보를 수신하고, 상기 양안 이미지 정보를 기초로 시선 방향을 검출하고, 상기 시선 방향을 기초로 AR 영상의 위치를 결정하고, 상기 결정된 위치에 AR 영상을 출력하도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 상기 시선 방향에 따라 상기 AR 영상의 해상도를 조절하도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 상기 시선 방향에 따라 상기 AR 영상에 포함되는 객체의 위치를 조절하도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 시야각은 110° 내지 130°에서 형성될 수 있다

또한, 상기 렌즈 어셈블리는, 상기 물체 거리가 20 내지 35mm에서 형성될 때, 상기 시야각이 120° 이상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 발광부가 조사하는 광은 가시광 및 적외광 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 사용자 시선 추적 및 AR(augmented reality) 영상 출력 방법은, 전방으로부터 입사되는 광을 수광하여 전방 이미지 정보를 생성하는 단계, 및 시선 추적 카메라를 이용해 상기 사용자 좌안 및 우안 방향으로부터 입사되는 광을 수광하여 상기 좌안의 이미지 정보 및 상기 우안의 이미지 정보를 포함하는 양안 이미지 정보를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 시선 추적 카메라는, 상기 시선 추적 카메라에 포함된 렌즈 어셈블리와 물체 사이의 물체 거리가 상기 전자 장치를 착용한 사용자의 좌안 및/또는 우안과의 거리에 대응하는 거리에서, 상기 사용자의 좌안 및 우안을 모두 포함하도록 시야각(field of view, FOV)을 형성하고, 상기 시야각에 대응되는 영역 중 최외곽으로부터 내측으로 일정 범위 이내인 관심 영역으로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값(distortion value)의 절대값이 상기 좌안 및 우안의 눈동자 움직임을 추적 가능한 임계값 이하일 수 있다.

또한, 상기 전방 이미지 정보를 기초로 AR(augmented reality) 영상을 생성하는 단계, 상기 양안 이미지 정보를 기초로 시선 방향을 검출하는 단계, 상기 시선 방향을 기초로 AR 영상의 위치를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 위치에 AR 영상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 시선 방향에 따라 상기 AR 영상의 해상도를 부분적으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 시선 방향에 따라 상기 AR 영상에 포함되는 객체의 위치를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

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 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 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 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(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 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 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 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 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 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.

510: 시선 추적 카메라 511: 렌즈 어셈블리

Claims

전자 장치에 있어서,
프레임;
상기 프레임에 의해 지지되는 글래스 모듈;
상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 지지부 모듈;
상기 글래스 모듈로 화상을 투영하는 디스플레이 모듈;
상기 프레임의 전방을 촬영하도록 상기 프레임 및 상기 지지부 모듈 중 적어도 하나에 배치되는 전방 카메라;
상기 프레임의 후방을 향하여 광을 조사하는 발광부; 및
상기 프레임의 후방을 촬영하도록 상기 프레임에 배치되고, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 포함하는 시선 추적 카메라를 포함하고,
상기 시선 추적 카메라는,
상기 렌즈 어셈블리와 물체 사이의 거리인 물체 거리가, 상기 렌즈 어셈블리와 상기 전자 장치를 착용한 사용자의 좌안 및/또는 우안과의 거리에 대응하는 제1거리일 경우, 상기 사용자의 좌안 및 우안을 모두 포함하도록 시야각(field of view, FOV)을 형성하고,
상기 시야각에 대응되는 영역 중 최외곽으로부터 내측으로 일정 범위 이내인 관심 영역으로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값(distortion value)의 절대값이 상기 좌안 및 우안의 눈동자 움직임을 추적 가능한 임계값 이하인 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 글래스 모듈은,
제1글래스 및 제2글래스를 포함하고,
상기 제1글래스 및 상기 제2글래스는, 사용자가 착용 시, 상기 사용자 좌안 및 우안 각각에 대응하는 위치에 배치되고,
상기 시선 추적 카메라는,
상기 프레임 상의 상기 제1글래스 및 상기 제2글래스 사이에 위치하도록 배치되는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈 어셈블리는 복수개의 렌즈를 포함하고,
상기 복수개의 렌즈는,
상기 입사되는 광의 입사 방향으로 순차적으로 적층되어 배치되는 전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 복수개의 렌즈 중 최외곽에 배치되는 최외곽 렌즈는,
유리 소재를 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 렌즈는,
상기 관심 영역으로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값의 절대값이 상기 임계값 이하가 되도록 배치되는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 관심 영역은 상기 사용자 좌안의 동공 및 상기 사용자 우안의 동공에 대응하는 영역을 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 관심 영역은 상기 시야각이 -1.0F(field) 내지 1.0F 범위에서 형성될 때, -0.9F 내지 -0.5F 범위 및/또는 0.5F 내지 0.9F에 대응하는 영역을 포함하는 전자 장치
제1항에 있어서,
상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값은 양의 값을 가지는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 임계값은 3.0% 이하인 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 모듈, 상기 전방 카메라 및 상기 시선 추적 카메라와 동작적으로 연결되는 프로세서를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 전방 카메라가 상기 프레임의 전방으로부터 입사되는 광을 수광하여 전방 이미지 정보를 생성하고,
상기 시선 추적 카메라가 상기 렌즈 어셈블리로 입사되는 광을 수광하여 상기 좌안의 이미지 정보 및 상기 우안의 이미지 정보를 포함하는 양안 이미지 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 전방 카메라로부터 전방 이미지 정보를 수신하고,
상기 전방 이미지 정보를 기초로 AR(augmented reality) 영상을 생성하고,
상기 시선 추적 카메라로부터 상기 양안 이미지 정보를 수신하고,
상기 양안 이미지 정보를 기초로 시선 방향을 검출하고,
상기 시선 방향을 기초로 AR 영상의 위치를 결정하고,
상기 결정된 위치에 AR 영상을 출력하도록 설정된 전자 장치.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 시선 방향에 따라 상기 AR 영상의 해상도를 조절하도록 설정된 전자 장치.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 시선 방향에 따라 상기 AR 영상에 포함되는 객체의 위치를 조절하도록 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 시야각은 110° 내지 130°에서 형성되는 전자 장치
제1항에 있어서,
상기 렌즈 어셈블리는,
상기 물체 거리가 20 내지 35mm에서 형성될 때, 상기 시야각이 120° 이상으로 형성되는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 발광부가 조사하는 광은 가시광 및 적외광 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
전자 장치의 사용자 시선 추적 및 AR(augmented reality) 영상 출력방법에 있어서,
전방으로부터 입사되는 광을 수광하여 전방 이미지 정보를 생성하는 단계; 및
시선 추적 카메라를 이용해 상기 사용자 좌안 및 우안 방향으로부터 입사되는 광을 수광하여 상기 좌안의 이미지 정보 및 상기 우안의 이미지 정보를 포함하는 양안 이미지 정보를 생성하는 단계를 포함하며,
상기 시선 추적 카메라는,
상기 시선 추적 카메라에 포함된 렌즈 어셈블리와 물체 사이의 물체 거리가 상기 전자 장치를 착용한 사용자의 좌안 및/또는 우안과의 거리에 대응하는 거리에서, 상기 사용자의 좌안 및 우안을 모두 포함하도록 시야각(field of view, FOV)을 형성하고,
상기 시야각에 대응되는 영역 중 최외곽으로부터 내측으로 일정 범위 이내인 관심 영역으로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈 어셈블리의 왜곡값(distortion value)의 절대값이 상기 좌안 및 우안의 눈동자 움직임을 추적 가능한 임계값 이하인 방법.
제17항에 있어서,
상기 전방 이미지 정보를 기초로 AR(augmented reality) 영상을 생성하는 단계;
상기 양안 이미지 정보를 기초로 시선 방향을 검출하는 단계;
상기 시선 방향을 기초로 AR 영상의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 위치에 AR 영상을 출력하는 단계를 포함하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 시선 방향에 따라 상기 AR 영상의 해상도를 부분적으로 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 시선 방향에 따라 상기 AR 영상에 포함되는 객체의 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.