KR20220117548A - 시선 추적 방법 및 전자 장치 - Google Patents

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KR20220117548A
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최동옥
송형일
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Abstract

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치에 있어서, 광원 모듈, 적어도 하나의 레이어를 포함하는 디스플레이 모듈, 카메라 모듈, 및 상기 광원 모듈, 상기 디스플레이 모듈 및 상기 카메라 모듈에 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 디스플레이 모듈의 상기 적어도 하나의 레이어에 형성된 도파관을 따라, 상기 광원 모듈을 통해 광을 방출하고, 상기 카메라 모듈을 사용하여, 상기 도파관 내에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조를 기반으로, 상기 광의 적어도 일부가 사용자의 안구로부터 반사된 빛을 검출하고, 상기 검출된 빛을 기반으로 사용자의 안구 움직임을 추적할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

시선 추적 방법 및 전자 장치 {METHOD AND ELECTRONIC DEVICE FOR TRACKING EYE}
본 발명의 다양한 실시 예는 시선을 추적하는 방법 및 전자 장치에 관한 것이다.
디지털 기술의 발달과 함께 이동통신 단말기, PDA(personal digital assistant), 전자수첩, 스마트 폰, 태블릿 PC(personal computer), 웨어러블 디바이스(wearable device)와 같은 다양한 유형의 전자 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한, 전자 장치는 기능 지지 및 증대를 위해, 전자 장치의 하드웨어적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분이 지속적으로 개량되고 있다.
일례로, 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.
헤드업 디스플레이와 같은 전자 장치는 사용자의 머리 부분에 착용이 가능하며, 사용자에게 가상 현실을 제공하기 위한 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다. 전자 장치는 디스플레이 모듈이 프레임(예: 하우징)에 포함될 수 있고, 상기 디스플레이 모듈은 적어도 하나의 레이어(layer)를 포함할 수 있다. 전자 장치는 디스플레이 모듈을 통해 가상 세계를 표시함에 있어서, 사용자의 안구의 움직임을 추적하고, 사용자의 시선에 기반하여, 가상 세계가 표시되도록 상기 디스플레이 모듈을 제어할 수 있다. 전자 장치는 광원 모듈로부터 방출된 적외선을 사용하여 사용자의 시선을 추적할 수 있다.
전자 장치는 광원 모듈로부터 방출된 적외선이 사용자의 안구를 향하도록, 상기 광원 모듈의 주변에 상기 적외선을 반사 시키기 위한 구성부가 추가적으로 배치될 수 있다. 전자 장치는 광원 모듈의 주변에 배치된 구성부로 인해, 전자 장치의 구조가 복잡하게 되고, 사이즈도 커질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 디스플레이 모듈 내에 형성된 도파관을 기반으로 광원 모듈로부터 방출된 적외선을 사용자의 안구 방향으로 반사시킬 수 있고, 사용자의 시선을 추적하는 방법 및 이를 구현하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치에 있어서, 광원 모듈, 적어도 하나의 레이어를 포함하는 디스플레이 모듈, 카메라 모듈, 및 상기 광원 모듈, 상기 디스플레이 모듈 및 상기 카메라 모듈에 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 디스플레이 모듈의 상기 적어도 하나의 레이어에 형성된 도파관을 따라, 상기 광원 모듈을 통해 광을 방출하고, 상기 카메라 모듈을 사용하여, 상기 도파관 내에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조를 기반으로, 상기 광의 적어도 일부가 사용자의 안구로부터 반사된 빛을 검출하고, 상기 검출된 빛을 기반으로 사용자의 안구 움직임을 추적할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치의 시선 추적 방법은, 광원 모듈을 통해, 디스플레이 모듈에 포함된 적어도 하나의 레이어에 형성된 도파관을 따라, 광이 방출되도록 상기 광원 모듈을 제어하는 동작, 카메라 모듈을 사용하여, 상기 도파관 내에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조를 기반으로, 상기 방출된 광의 적어도 일부가 사용자의 안구로부터 반사된 빛을 검출하는 동작, 및 상기 검출된 빛을 기반으로 사용자의 안구 움직임을 추적하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 광원(예: 적외선)을 이용하여 사용자의 시선을 추적할 수 있으며, 전자 장치는 상기 광원을 반사시키기 위한 도파관(예: IR 도파관)이 디스플레이 모듈에 적어도 부분적으로 포함되도록 설계될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 모듈에서 증강 현실 서비스와 관련된 적어도 하나의 객체가 표시되는 영역이 아닌 나머지 영역에 도파관이 형성될 수 있고, 상기 도파관을 따라 사용자의 시선을 추적하기 위한 광원이 방출될 수 있고, 상기 광원의 반사광을 이용하여 사용자의 시선을 추적할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 증강 현실 서비스에 대한 객체가 표시되는 영역이 아닌 나머지 영역에 도파관(예: IR 도파관)이 구현됨으로써, 전자 장치의 구조가 단순화될 수 있고, 사이즈가 작아질 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 카메라가 포함된 전자 장치의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 사용자의 시선을 추적하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 통한 사용자의 시선을 추적하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 사용자의 눈동자 구조를 도시한 예시도이다.
도 6a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 모듈 내에 형성된 도파관을 도시한 예시도이다.
도 6b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도파관을 따라 방출된 광원이 눈동자에 반사되는 상황을 도시한 예시도이다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 모듈 내에 형성된 도파관을 도시한 다른 예시도이다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도파관을 따라 방출된 광원이 눈동자에 반사되는 상황을 도시한 다른 예시도이다.
도 8a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도파관 내에 형성된 패턴을 기반으로 광원이 반사되는 과정을 도시한 예시도이다.
도 8b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 광원으로부터 떨어진 거리를 따라, 패턴의 크기가 다르게 형성된 예시도이다.
도 9a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 모듈에서 사용자의 눈동자에 가장 근접한 레이어에 도파관이 형성되는 제 1 예시도이다.
도 9b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 모듈에서 사용자의 눈동자에 가장 근접한 레이어에 도파관이 형성되는 제 2 예시도이다.
이하 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
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))과 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) 및/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.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 카메라가 포함된 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 웨어러블 장치(wearable device), 및/또는 웨어러블 안경(wearable glasses))의 전체 구성도이다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시예에서, 전자 장치(101)는 사용자의 머리 부분에 착용되어, 사용자에게 증강현실 서비스와 관련된 영상을 제공하는 형태로 제작된 전자 장치(101)일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 안경(glasses), 고글(goggles), 헬멧 또는 모자 중 적어도 하나의 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 시야각(FoV, field of view)으로 판단되는 영역을 기반으로 적어도 하나의 가상 객체가 겹쳐 보이도록 출력하는 증강 현실 서비스(augumented reality; AR)와 관련된 영상을 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 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 양안(예: 좌안 및/또는 우안), 각각에 대응하는 복수 개의 투명 부재(예: 제 1 투명 부재(220) 및/또는 제 2 투명 부재(230))를 포함할 수 있다. 복수 개의 투명 부재는 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 좌안에 대응되는 제 1 투명 부재(220)에는 제 1 디스플레이 모듈이 포함되고, 사용자의 우안에 대응되는 제 2 투명 부재(230)에는 제 2 디스플레이 모듈이 포함될 수 있다. 제 1 디스플레이 모듈 및 제 2 디스플레이 모듈은 실질적으로 동일하게 구성되며, 디스플레이 모듈(160)에 포함될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 적어도 하나의 투명 부재(예: 제 1 투명 부재(220), 제 2 투명 부재(230)), 적어도 하나의 디스플레이 모듈(예: 제 1 디스플레이 모듈(214-1), 제 2 디스플레이 모듈(214-2)), 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, 카메라 모듈(180)은 사용자의 시야각(FoV, field of view)에 대응되는 영상을 촬영하거나 및/또는 객체와의 거리를 측정하기 위한 촬영용 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. 일 실시예에 따르면, 제 1 지지부(221) 및/또는 제 2 지지부(222)는 적어도 부분적으로 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.
도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 본체부(223), 지지부(예: 제 1 지지부(221), 및/또는 제 2 지지부(222)), 및/또는 힌지부(예: 제1 힌지부(240-1), 제2 힌지부(240-2))로 구성될 수 있고, 본체부(223)와 지지부(221, 222)는 힌지부(240-1, 240-2)를 통해 작동적으로 연결될 수 있다. 본체부(223)는 제 1 투명 부재(220), 제 2 투명 부재(230) 및/또는 적어도 하나의 카메라(예: 인식용 카메라(211-1, 211-2), 시선 추적 카메라(212), 촬영용 카메라(213))를 포함할 수 있다. 본체부(223)는 사용자의 코에 적어도 부분적으로 거치될 수 있고, 디스플레이 모듈(160) 및 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180))을 적어도 부분적으로 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 배터리(233-1, 233-2)(예: 도 1의 배터리(189))를 포함할 수 있다. 배터리(233-1, 233-2)는 전력 관리 모듈(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188))과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 힌지부(240-1)은 제 1 지지부(221)가 본체부(223)에 대해 회전 가능하도록 제 1 지지부(221)와 본체부(223)를 연결할 수 있다. 제 2 힌지부(240-2)는 제 2 지지부(222)가 본체부(223)에 대해 회전 가능하도록 제 2 지지부(222)와 본체부(223)를 연결할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 힌지부(240-1, 240-2)는 생략될 수 있다. 예를 들어, 본체부(223)와 지지부(221, 222)는 바로 연결될 수도 있다.
도 2의 전자 장치(101)는 디스플레이 모듈(214-1, 214-2)에서 생성된 광이 투명 부재(예: 제 1 투명 부재(220), 제 2 투명 부재(230))에 투영되어 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 제1 디스플레이 모듈(214-1)에서 생성된 광은 제1 투명 부재(220)에 투영될 수 있고, 제2 디스플레이 모듈(214-2)에서 생성된 광은 제2 투명 부재(230)에 투영될 수 있다. 적어도 일부가 투명한 소재로 형성된 투명 부재(220, 230)에 가상 객체를 표시할 수 있는 광이 투영됨으로써, 사용자는 가상 객체가 중첩된 현실을 인지할 수 있다. 이 경우, 도 1에서 설명한 디스플레이 모듈(160)은 도 2에 도시된 전자 장치(200)에서 디스플레이 모듈(214-1, 214-2) 및 투명 부재(220, 230)를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 다만, 본 발명에서 설명되는 전자 장치(101)가 앞서 설명한 방식을 통해 정보를 표시하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 전자 장치(101)에 포함될 수 있는 디스플레이 모듈은 다양한 방식의 정보 표시 방법을 포함하는 디스플레이 모듈로 변경될 수 있다. 예를 들어, 투명 부재(220, 230) 자체에 투명 소재의 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널이 내장된 경우에는 별도의 디스플레이 모듈(예: 제1 디스플레이 모듈(214-1), 제2 디스플레이 모듈(214-2))없이 정보를 표시할 수도 있다. 이 경우, 도 1에서 설명한 디스플레이 모듈(160)은 투명 부재(220, 230)와 투명 부재(220, 230)포함되는 디스플레이 패널을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(214-1, 214-2)을 통해 출력되는 가상 객체는 전자 장치(101)에서 실행되는 어플리케이션 프로그램과 관련된 정보 및/또는 사용자가 투명 부재(220, 230)를 통해 인지하는 실제 공간에 위치한 외부 객체와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 외부 객체는 실제 공간에 존재하는 사물을 포함할 수 있다. 사용자가 투명 부재(220, 230)를 통해 인지하는 실제 공간을 이하에서는 사용자의 시야각(field of view; FoV) 영역으로 호칭하기로 한다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 전자 장치(200)의 카메라 모듈(예: 촬영용 카메라 모듈(213))을 통해 획득한 실제 공간과 관련된 영상 정보에서 사용자의 시야각(FoV)으로 판단되는 영역의 적어도 일부에 포함된 외부 객체를 확인할 수 있다. 전자 장치(200)는 확인한 외부 객체와 관련된 가상 객체를 디스플레이 모듈(214-1, 214-2)을 통해 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 제 1 투명 부재(220) 및 제 2 투명 부재(230)를 포함하고, 상기 제 1 투명 부재(220) 및 상기 제 2 투명 부재(230)를 통해 사용자에게 시각적인 정보를 제공할 수 있다. 전자 장치(101)는 좌안에 대응하는 제 1 투명 부재(220) 및/또는 우안에 대응하는 제 2 투명 부재(230)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 디스플레이 패널, 보호 패널(예: 보호 레이어(layer)) 및/또는 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 재질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 투명 부재(예: 제 1 투명 부재(220) 및 제 2 투명 부재(230))는 집광 렌즈(미도시) 및/또는 도파관(미도시)(예: 가상 객체의 표시를 위한 도파관(예: RGB 도파관), 및/또는, IR(infrared ray, 적외선) 광의 전달을 위한 도파관(예: IR 도파관)을 포함하고 가상 객체가 표시되는 표시 영역(예: 표시 영역(220-1) 및/또는 표시 영역(230-1))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(220-1)은 제1 투명 부재(220)에 부분적으로 위치할 수 있고, 표시 영역(230-1)은 제2 투명 부재(230)에 부분적으로 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(214-1, 214-2)에서 방출된 광은 투명 부재(220, 230)에 포함된 표시 영역(220-1, 230-1)의 일면으로 입사될 수 있다. 투명 부재(220, 230)에 포함된 표시 영역(220-1, 230-1)의 일면으로 입사된 광은 표시 영역(220-1, 230-1)내에 위치한 도파관(미도시)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(220-1, 230-1)에 포함된 도파관은 글래스, 플라스틱, 또는 폴리머로 제작될 수 있으며, 내부 또는 외부의 일표면에 형성된 나노 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노 패턴은 다각형 또는 곡면 형상의 격자 구조(grating structure)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투명 부재(220, 230)에 포함된 표시 영역(220-1, 230-1)의 일면으로 입사된 광은 나노 패턴에 의해 도파관 내부에서 전파 또는 반사되어 사용자에게 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 영역(220-1, 230-1)에 포함된 도파관은 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, 표시 영역(220-1, 230-1)에 포함된 도파관은 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 디스플레이 모듈(214-1, 214-2)로부터 방출된 광을 사용자의 눈동자로 유도할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)에 포함된 제 1 투명 부재(220) 및/또는 제 2 투명 부재(230)는 제 1 표시 영역 및 제 2 표시 영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 제 1 표시 영역은 사용자에게 증강 현실 서비스가 제공되는 영역으로 정의될 수 있고, 표시 영역(220-1, 230-1)을 포함할 수 있다. 제 2 표시 영역은 적어도 하나의 투명 부재(220, 230)에 포함되고, 상기 제 1 표시 영역(예: 표시 영역(220-1, 230-1))을 제외한 나머지 영역으로 정의될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자는 제 1 표시 영역 및 제 2 표시 영역을 기반으로, 증강 현실 서비스에 의해 생성된 가상 객체 및 실제 객체를 볼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도파관(waveguide)은 제 1 표시 영역을 기반으로, 증강 현실 서비스에 따른 가상 객체를 표시하기 위한 도파관(예: RGB 도파관) 및 제 2 표시 영역을 기반으로, IR광(예: 적외선)을 전달하기 위한 도파관(예: IR 도파관)으로 구분될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제 1 표시 영역에 배치되는 도파관을 통해, 사용자에게 가상 객체를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제 1 표시 영역은 가상 객체가 표시되는 영역일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제 2 표시 영역에 배치되는 도파관을 통해, 사용자의 시선을 추적할 수 있다. 예를 들어, 제 2 표시 영역은 가상 객체가 표시되지 않는 영역으로, 실제 객체가 표시될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 표시 영역(예: 표시 영역(220-1, 230-1))은 투명 부재(220, 230)의 적어도 일부에 위치하는 도파관(예: RGB 도파관)을 통해, 방출된 광을 기반으로, 증강 현실 서비스와 관련된 적어도 하나의 객체가 표시되는 영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광원 모듈(예: 도 3의 광원 모듈(310))로부터 생성된 광이 제 2 표시 영역에 위치하는 도파관(예: IR 도파관, 도 3의 도파관(320))에 형성된 패턴에 의해 반사되어, 사용자의 눈동자에서 반사되더라도, 실질적으로 사용자는 상기 방출된 광을 감지하지 못할 수 있다. 광원 모듈(310)로부터 방출된 광(예: 적외선, IR 광)은 제 2 표시 영역에 배치된 도파관(예: 도 3의 도파관(320))을 기반으로, 사용자의 눈동자에 전달되므로, 사용자는 상기 광이 전달되는 상황을 감지할 수 없다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 눈동자로 전달된 광을 기반으로, 사용자의 눈동자의 움직임(예: 시선)을 감지할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제 1 투명 부재(220) 및/또는 제 2 투명 부재(230)는 투명 소자로 구성될 수 있고, 사용자가 제 1 투명 부재(220) 및/또는 제 2 투명 부재(230)를 통해, 후면의 실제 공간을 인지할 수 있다. 제 1 투명 부재(220) 및/또는 제 2 투명 부재(230)는 사용자에게 실제 공간의 적어도 일부에 가상 객체가 덧붙여진 것으로 보여지도록 투명 소자의 적어도 일부 영역(예: 표시 영역(220-1, 230-1))에 가상 객체를 표시할 수 있다. 제 1 투명 부재(220) 및/또는 제 2 투명 부재(230)는 사용자의 양안(예: 좌안(left eye) 및/또는 우안(right eye)), 각각에 대응하여, 복수의 패널을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 투명 부재(220) 및/또는 제 2 투명 부재(230)가 투명 uLED인 경우 투명 부재 내에 도파관 구성이 생략될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 VR(virtual reality) 장치(예: 가상 현실 장치)를 포함할 수 있다.
도 2를 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 본체부(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 배터리(233-1, 233-2)가 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 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 사용자의 음성 및 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 주변 밝기를 확인하기 위한 조도 센서(242)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조도 센서(242)는 도 1의 센서 모듈(176)에 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)를 통해 출력되는 가상 객체는 전자 장치(101)에서 실행되는 어플리케이션 프로그램과 관련된 정보 및/또는 사용자의 시야각(FoV, field of view)으로 판단되는 영역(예: 가시 영역)에 대응하는 실제 공간에 위치한 외부 객체와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 카메라(예: 촬영용 카메라(213))를 통해 획득한 실제 공간과 관련된 영상 정보 중 사용자의 시야각(FoV)으로 판단되는 영역(예: 가시 영역)에 대응하는 적어도 일부에 포함되는 외부 객체(예: 피사체, 실제 객체)를 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 영역(예: 가시 영역, 도 3의 제 1 표시 영역(311))을 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 제 1 표시 영역(예: 표시 영역(220-1, 230-1))은 적어도 하나의 투명 부재(예: 제 1 투명 부재(220) 및 제 2 투명 부재(230))의 일부(예: 디스플레이 패널의 적어도 일부)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 표시 영역(예: 표시 영역(220-1, 230-1))은 제 1 투명 부재(220) 및/또는 제 2 투명 부재(230)의 일부분에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 표시 영역(예: 표시 영역(220-1, 230-1))은 가상 객체를 표시하기 위한 도파관(예: RGB 도파관)이 포함되는 영역을 포함할 수 있고, 제 2 표시 영역(예: 도 3의 제 2 표시 영역(312))은 사용자의 시선을 추적하기 위한 광원 모듈(예: 도 3의 광원 모듈(310), 적외선(예: IR 광)을 방출하는 광원 모듈) 및/또는 광원 모듈로부터 생성된 광을 사용자의 눈으로 전달하기 위한 도파관(예: 도 3의 도파관(320), IR 도파관)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 시야각(FoV)에 대응되는 영상을 촬영하거나 및/또는 객체와의 거리를 측정하기 위한 촬영용 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 촬영용 카메라(213)를 사용하여, 사용자의 정면 방향(예: A방향)에 위치한 객체와의 거리를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 양안에 대응하여 복수 개의 시선 추적 카메라(212)가 배치될 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 왼쪽 눈의 시선 방향을 추적하기 위한 제 1 시선 추적 카메라(212-1), 및 사용자의 오른쪽 눈의 시선 방향을 추적하기 위한 제 2 시선 추적 카메라(212-2)를 포함할 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 주시안 및 보조시안에 대응되는 눈을 감지할 수 있다. 예를 들어, 외부 객체 또는 가상 객체에 대한 사용자의 시선 방향에 기반하여 주시안 및 보조시안에 대응되는 눈을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 촬영용 카메라(213)는 HR(high resolution) 카메라 및 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. 예를 들어, 시선 추적 카메라(212)는 좌안에 대응되는 제 1 시선 추적 카메라(212-1) 및 우안에 대응되는 제 2 시선 추적 카메라(212-2)로 구분될 수 있고, 카메라의 성능 및 규격이 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인식용 카메라(211-1, 211-2)는 사용자의 손(제스처) 검출 및 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 손가락 등의 미세한 움직임을 검출 및 추적하기 위해, RS(rolling shutter) 카메라와 같이, 화면 끌림이 적은 GS 카메라를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 전자 장치(101)에 포함되는 적어도 하나의 카메라(예: RGB 카메라(213), 시선 추적 카메라(212) 및/또는 제스처 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: RGB 카메라(213), 시선 추적 카메라(212) 및/또는 제스처 카메라(211-1, 211-2))의 개수 및 위치는 다양할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 사용자의 시선을 추적하기 위한 전자 장치의 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), 도 2의 디스플레이 모듈(214-1, 214-2)), 카메라 모듈(180)(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 전력 관리 모듈(188)(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188)), 및/또는 광원 모듈(310)을 포함할 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 투명 부재(예: 제 1 투명 부재(예: 도 2의 제 1 투명 부재(220)) 및/또는 제 2 투명 부재(예: 도 2의 제 2 투명 부재(230)))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 적어도 하나의 레이어(layer)가 중첩되는 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 레이어는 디스플레이 패널, 보호 패널, 및/또는 렌즈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널은 사용자가 디스플레이 모듈(160)을 통해 실제 공간을 인지할 수 있도록 투명 소자로 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 모듈(160)을 통해 표시되는 영역을 제 1 표시 영역(311) 및 제 2 표시 영역(312)으로 구분할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 표시 영역(311)은 전자 장치(101)를 착용한 사용자가 실제 공간에 가상 객체가 덧붙여진 것으로 보여지도록 디스플레이 패널의 적어도 일부에 적어도 하나의 가상 객체가 표시되는 영역(예: 도 2의 표시 영역(220-1, 230-1))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 표시 영역(311)에는 가상 객체를 표시하기 위한 도파관(예: RGB 도파관)이 적어도 부분적으로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)는 상기 제 1 표시 영역(311)을 기반으로, 사용자에게 가상 객체를 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 표시 영역(312)은 디스플레이 모듈(160)을 통한 표시 영역 중에서 제 1 표시 영역(311)을 제외한 나머지 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 표시 영역(312)에는 사용자의 시선을 추적하기 위한 도파관(320)(예: IR 도파관)이 적어도 부분적으로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)는 상기 제 2 표시 영역(312)에 배치된 도파관(320)(예: IR 도파관)을 사용하여, 사용자의 시선을 추적할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 제 1 표시 영역(311) 및 제 2 표시 영역(312)으로 구분되며, 제 2 표시 영역(312)에는 사용자의 시선을 추적하기 위한 적어도 하나의 도파관(320)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(160)에 포함된 제 1 표시 영역(311)에는 가상 객체를 표시하기 위한 도파관(예: RGB 도파관)이 적어도 부분적으로 배치될 수 있고, 제 2 표시 영역(312)에는 사용자의 시선을 추적하기 위한 도파관(320)(예: IR 도파관)이 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 도파관(320)은 디스플레이 모듈(160)의 적어도 하나의 레이어에 대응하여 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 빛(예: 광)을 방출하는 광원 모듈(310)이 도파관(320)의 일단에 배치될 수 있고, 상기 도파관(320)을 따라, 빛(예: 적외선, IR(infrared radiation))을 방출시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광원 모듈(310)로부터 방출된 빛은 적어도 하나의 레이어에 배치된 도파관(320)의 일단으로 입광될 수 있고, 상기 입광된 광이 투명 부재 내에 형성된 도파관(320) 및/또는 도파로(예: waveguide)를 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 예를 들어, 도파관(320)은 투명 부재, 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(320) 내부에서 전파 또는 반사되어 사용자의 눈동자(예: 동공)를 향해, 방출될 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 및/또는 반사 요소를 이용하여 광원 모듈(310)로부터 방출된 광을 사용자의 눈동자로 유도할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광원 모듈(310)이 도파관(320)의 일단에 배치되는 경우, 도 2에 도시된 광원 모듈(242-1, 242-2)은 생략될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 제 1 표시 영역(311) 및 제 2 표시 영역(312)으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 제 1 표시 영역(311)은 사용자에게 증강 현실 서비스가 제공되는 영역으로 정의될 수 있고, 사용자에게 증강 현실 서비스와 관련된 객체를 제공하기 위한, RGB 광을 전파하는 도파관(미도시)(예: RGB 도파관)이 포함될 수 있다. 제 2 표시 영역(312)은 디스플레이 모듈(160)을 통해, 사용자에게 제공되는 표시 영역 중에서 상기 제 1 표시 영역(311)을 제외한 나머지 표시 영역으로 정의될 수 있고, 사용자의 눈동자 움직임(예: 시선)을 검출하기 위한, IR 광을 전파하는 도파관(320)(예: IR 도파관)이 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파관(320) 및/또는 도파로는 디스플레이 모듈(160)의 제 2 표시 영역(312)을 기반으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도파관(320)은 투명 도파관으로, 내부에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조가 적어도 부분적으로 외부로 노출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파관(320) 및/또는 도파로는 제 2 표시 영역(312)에 기반하여 형성됨에 따라, 증강 현실 서비스와 관련된 객체가 표시되는 제 1 표시 영역(311)을 가리지 않으면서, 사용자의 눈동자 움직임을 추적할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 표시 영역(311) 및 제 2 표시 영역(312)은 사용자의 시야에 포함될 수 있고, 제 1 표시 영역(311)은 RGB 광을 전파하는 도파관(미도시)이 적어도 부분적으로 포함된 영역일 수 있고, 제 2 표시 영역(312)은 IR 광을 전파하는 도파관(320)이 적어도 부분적으로 포함된 영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 광원 모듈(310), 도파관(320), 및/또는 도파로는 디스플레이 모듈(160)에 포함된 적어도 하나의 레이어에 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 레이어는 사용자의 눈동자에 가장 가깝게 배치된 레이어로 정의될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 눈동자에 가장 인접한 레이어에 적어도 하나의 광원 모듈(310), 도파관(320), 및/또는 도파로 중 적어도 하나의 구성부가 배치됨에 따라, 눈동자의 움직임을 추적하는 정확도가 향상될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도파관(320) 내부에 적어도 하나의 패턴 구조가 구현될 수 있고, 상기 적어도 하나의 패턴 구조는 광원 모듈(310)로부터 방출된 빛을 적어도 부분적으로 반사시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 광원 모듈(310)과의 떨어진 거리 및/또는 패턴 구조의 크기를 기반으로 반사량이 결정될 수 있다. 예를 들어, 광원 모듈(310)로부터 멀리 위치할수록, 및/또는 상기 패턴 구조의 크기가 작을수록, 상기 패턴 구조에 의한 반사량이 줄어들 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 광원 모듈(310)까지의 거리를 기반으로 크기가 결정될 수 있다. 예를 들어, 광원 모듈(310)로부터 가깝게 위치한 패턴 구조는 상대적으로 작게 구현될 수 있고, 상기 광원 모듈(310)로부터 멀게 위치한 패턴 구조는 상대적으로 크게 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 실질적으로 동일한 광량이 사용자의 눈동자로 유도되도록 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 카메라 모듈(180)은 시선 추적 카메라(eye tracking camera)(212)(예: 도 2의 시선 추적 카메라 모듈(212-1, 212-2))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(212)는 사용자의 좌안 및/또는 우안의 움직임(예: 동공의 움직임)을 추적할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 광원 모듈(310)로부터 방출된 광이 도파관(320) 내부에 구성된 적어도 하나의 패턴 구조를 통해, 적어도 부분적으로 반사될 수 있고, 상기 반사된 광이 사용자의 눈동자로 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(212)는 사용자의 눈동자로 전달된 빛(예: 적외선)을 감지할 수 있고, 상기 감지된 빛을 기반으로 사용자의 눈동자 움직임을 추적할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)의 구성 요소들(예: 메모리(130), 디스플레이 모듈(160), 카메라 모듈(180), 및/또는 광원 모듈(310))과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 모듈(188)은 프로세서(120)의 제어 하에, 광원 모듈(310)에 전력을 공급할 수 있고, 상기 광원 모듈(310)로부터, 사용자의 눈동자 움직임을 감지하기 위한 빛(예: 적외선)을 방출시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190), 무선 통신 회로)을 통해, 다른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102, 104))와 무선 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 통신 모듈을 통해, 외부의 다른 전자 장치(예: 휴대 전자 장치)와 서로 명령어 및/또는 데이터를 교환할 수 있고, 상기 외부의 다른 전자 장치에 의해, 적어도 부분적으로 제어될 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 외부의 다른 전자 장치의 제어 하에, 적어도 하나의 기능이 수행될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(101))에 있어서, 광원 모듈(예: 광원 모듈(310)), 적어도 하나의 레이어를 포함하는 디스플레이 모듈(예: 디스플레이 모듈(160)), 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(180)), 및 상기 광원 모듈(310), 상기 디스플레이 모듈(160) 및 상기 카메라 모듈(180)에 작동적으로 연결된 프로세서(예: 프로세서(120))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 디스플레이 모듈(160)의 상기 적어도 하나의 레이어에 형성된 도파관(예: 도파관(320))을 따라, 상기 광원 모듈(310)을 통해 광을 방출하고, 상기 카메라 모듈(180)을 사용하여 상기 도파관(320) 내에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조를 기반으로, 상기 광의 적어도 일부가 사용자의 안구로부터 반사된 빛을 검출하고, 상기 검출된 빛을 기반으로 사용자의 안구 움직임을 추적할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 적어도 하나의 적외선 카메라를 포함하고, 프로세서(120)는 상기 적어도 하나의 적외선 카메라(예: 시선 추적 카메라(212))를 사용하여, 상기 광원 모듈(310)로부터 방출된 적외선을 검출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광원 모듈(310)은 상기 디스플레이 모듈(160)의 일단에 배치되고, 상기 디스플레이 모듈(160)에 형성된 도파관(320)을 따라 적외선을 방출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도파관(320)은 상기 디스플레이 모듈(160)에 포함된 적어도 하나의 레이어 중에서 사용자의 안구에 상대적으로 가장 근접한 레이어에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 증강 현실 서비스와 관련된 적어도 하나의 객체가 표시되는 제 1 표시 영역(예: 제 1 표시 영역(311)) 및 상기 디스플레이 모듈(160)의 표시 영역 중에서 상기 제 1 표시 영역(311)이 제외된 나머지 영역에 대응되는 제 2 표시 영역(예: 제 2 표시 영역(312))으로 구분될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도파관(320)은 상기 디스플레이 모듈(160)의 상기 제 2 표시 영역(312)을 기반으로 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈(310)로부터 방출된 광을 상기 사용자의 안구 방향으로 반사시키도록 설계될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈(310)로부터 멀어질수록 상기 패턴 구조의 크기가 상대적으로 크게 형성되고, 상기 패턴 구조의 크기를 기반으로 상기 반사된 빛의 반사량이 커지도록 설계될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 패턴 구조의 형태, 상기 패턴 구조의 크기, 및 상기 패턴 구조의 간격 중 적어도 하나를 기반으로 상기 반사된 빛의 세기가 결정되도록 설계될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 안구로 반사되는 빛의 세기가 실질적으로 동일하도록 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 통한 사용자의 시선을 추적하는 방법을 도시한 흐름도이다. 이하 실시예에서 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 도 4의 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 2의 전자 장치(101)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 사용자의 양안, 각각에 대응하여 적어도 하나의 디스플레이 모듈(예: 도 3의 디스플레이 모듈(160))을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 디스플레이 모듈(160)은 증강 현실 서비스가 제공되는 영역인 제 1 표시 영역(예: 도 3의 제 1 표시 영역(311)) 및 증강 현실 서비스가 제공되지 않는 영역인 제 2 표시 영역(예: 도 3의 제 2 표시 영역(312))으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 제 2 표시 영역(312)은 디스플레이 모듈(160)의 표시 영역 중에서, 상기 제 1 표시 영역(311)이 제외된 나머지 영역일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 시선을 추적하기 위한 광원 모듈(예: 도 3의 광원 모듈(310))을 포함할 수 있고, 상기 광원 모듈(310)로부터 방출된 빛(예: 적외선)의 이동 경로인 도파관(예: 도 3의 도파관(320))이 상기 디스플레이 모듈(160) 내에 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파관(320)은 상기 디스플레이 모듈(160)의 제 2 표시 영역(312)에 기반하여 배치될 수 있고, 적어도 하나의 패턴 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 패턴 구조는 광원 모듈(310)로부터 방출된 빛(예: 적외선)이 적어도 부분적으로 사용자의 눈동자로 유도되도록 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 카메라 모듈(예: 도 3의 카메라 모듈(180))을 이용하여, 사용자의 눈동자에서 반사된 빛(예: 적외선)을 감지할 수 있고, 사용자의 눈동자 움직임(예: 시선 방향)을 추적할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 적어도 하나의 레이어(layer)로 구성될 수 있으며, 사용자의 눈동자에 가장 근접한 레이어에 기반하여, 상기 도파관(320)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 눈동자에 가장 근접한 레이어를 기반으로 도파관(320)이 배치됨에 따라, 눈동자의 움직임을 보다 정확하게 추적할 수 있다.
동작 401에서 전자 장치(101)의 프로세서(예: 도 3의 프로세서(120))는 디스플레이 모듈(160)에 형성된 도파관(320)을 따라 광원 모듈(310)로부터 광(예: 빛, 적외선)을 방출하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(160)은 제 1 표시 영역(311)(예: 증강 현실 서비스가 제공되는 영역) 및/또는 제 2 표시 영역(312)(예: 제 1 표시 영역(311) 외의 나머지 영역, 증강 현실 서비스가 제공되지 않는 영역)으로 구분될 수 있고, 상기 제 2 표시 영역(312)을 기반으로 상기 도파관(320)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 적어도 하나의 레이어(layer)가 적층되는 형태로 설계될 수 있고, 상기 적어도 하나의 레이어는 디스플레이 패널(예: RGB 패널), 보호 패널 및/또는 렌즈를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파관(320)은 적어도 하나의 레이어 중 사용자의 눈동자에 가장 인접한 레이어에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도파관(320)은 디스플레이 패널 및 보호 패널 중 적어도 하나에 배치되도록 설계될 수 있다.
동작 403에서 디스플레이 모듈(160)에 포함된 광원 모듈(310)로부터 방출된 광은 도파관(320) 내에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사될 수 있고, 사용자의 안구(예: 눈동자)에 입사된 광은 사용자의 안구에서 반사될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파관(320) 내부에 적어도 하나의 패턴 구조가 구현될 수 있고, 상기 적어도 하나의 패턴 구조는 광이 사용자의 눈동자로 유도되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 광원 모듈(310)로부터 방출된 광이 도파관(320)을 따라 전달되면서, 상기 도파관(320)의 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 적어도 부분적으로 반사될 수 있다. 상기 반사된 광은 사용자의 눈동자가 위치한 방향으로 유도될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈(310)로부터 멀어질수록 패턴의 크기가 크게 설계될 수 있다. 예를 들어, 패턴의 크기가 클수록 광의 반사량이 커질 수 있다. 광원 모듈(310)로부터 방출된 광의 세기는 상기 광원 모듈(310)로부터 멀어질수록 낮아질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 눈동자로 유도되는 광의 세기가 일정하도록 상기 적어도 하나의 패턴 구조에 대한 크기를 다르게 구현할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자의 눈동자로 유도되는 광의 세기는 일정하게 유지될 수 있고, 전자 장치(101)는 사용자의 눈동자의 움직임을 보다 정확하게 추적할 수 있다.
동작 405에서 프로세서(120)는 시선 추적 카메라(예: 도 3의 시선 추적 카메라(212))를 사용하여, 사용자의 안구에서 반사된 빛(예: 광)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(212)는 적외선(infrared radiation)을 검출하기 위한 적외선 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자의 안구에서 반사되는 빛은 적외선을 포함할 수 있고, 전자 장치(101)는 적외선 카메라에 해당되는 시선 추적 카메라(212)를 사용하여, 상기 반사되는 빛을 검출할 수 있다.
동작 407에서 프로세서(120)는 상기 검출된 빛을 기반으로 사용자의 시선(예: 사용자 눈동자의 움직임)을 추적할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 적어도 하나의 광원 모듈(310)을 포함할 수 있고, 광원 모듈(310)의 개수가 많아질수록 사용자의 시선 추적에 대한 정확성이 증가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 시선 추적 카메라(예: 도 3의 시선 추적 카메라(212))를 사용하여, 검출된 사용자의 시선 방향에 기반하여 가상 객체의 표시를 변경하거나 가상 객체에 대한 입력으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 가상 객체를 포함하는 가상 영상의 중심이 상기 시선 방향에 대응하여 이동시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(120)는 사용자의 시선 방향에 기반하여, 사용자의 시선 방향이 지정된 위치에 지정된 시간 동안 위치하는 경우, 지정된 위치에 표시되고 있는 가상 객체에 대한 입력으로 처리할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 사용자의 눈동자 구조를 도시한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 사용자의 눈동자(501)(예: 안구)는 각막(510) 및/또는 동공(520)으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 각막(510)은 안구의 최외각 표면에 위치하며, 반사된 빛이 가장 먼저 통과하는 부분이다. 각막(510)은 항상 외부 환경에 노출되어 있고, 동공(520)을 적어도 부분적으로 가리는 형태일 수 있다. 동공(520)은 안구로 유입되는 빛의 양을 조절할 수 있다. 예를 들어, 빛이 각막(510)을 통과한 후, 동공(520)을 통해 홍채로 유입되는 과정에서, 동공(520)은 상기 유입된 빛의 양을 조절할 수 있다. 도 5를 참조하면, 동공(520)의 외곽 경계와 각막(510)의 외곽 경계 사이에 위치한 영역을 제 1 영역(515)으로 설정하고, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 광원 모듈(예: 도 3의 광원 모듈(310))로부터 방출된 빛은 상기 제 1 영역(515)으로 유입될 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 제 1 영역(515)에서 반사된 적외선 반사광(511)을 도시한다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 광원 모듈(310)로부터 방출된 빛이 사용자의 눈동자(예: 제 1 영역(515))로 향하도록, 도파관(예: 도 3의 도파관(320)) 내부에 적어도 하나의 패턴 구조를 구현할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조를 통해, 반사된 빛은 상기 제 1 영역(515)에서 재차 반사될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 카메라 모듈(예: 도 3의 카메라 모듈(180))을 사용하여, 상기 제 1 영역(515)에서 반사된, 적외선 반사광(511)을 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 상기 검출된 적외선 반사광(511)을 기반으로, 사용자의 눈동자 움직임을 추적할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 광원 모듈(310)의 적어도 하나의 광원들을 지정된 패턴 또는 순서로 발광하도록 하고, 이에 따른 적외선 반사광(511)의 위치 및 위치 이동에 기반하여 사용자의 눈동자 움직임을 추적할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 모듈 내에 형성된 도파관을 도시한 예시도이다. 도 6b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도파관을 따라 방출된 광원이 눈동자에 반사되는 상황을 도시한 예시도이다. 도 6a는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))에 포함된 제 1 투명 부재(예: 도 2의 제 1 투명 부재(220))를 도시하고, 도 6b는 사용자의 눈동자(501)를 도시한다.
도 6a를 참조하면, 제 1 투명 부재(220)는 제 1 표시 영역(610) 및 제 2 표시 영역(620)으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 제 1 표시 영역(610)은 증강 현실 서비스가 제공되는 영역으로 정의될 수 있고, 사용자에게 증강 현실 서비스와 관련된 객체를 제공하기 위한, RGB 광을 전파하는 도파관이 포함될 수 있다. 제 2 표시 영역(620)은 제 1 투명 부재(220)의 표시 영역 중 제 1 표시 영역(610)을 제외한 나머지 영역으로 정의될 수 있고, 사용자의 눈동자 움직임을 검출하기 위한, IR 광을 전파하는 도파관(630-1, 630-2)이 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 눈동자 움직임을 검출하기 위해 빛(예: 적외선, IR 광)을 이용할 수 있고, 상기 빛을 방출하기 위한, 적어도 하나의 광원 모듈(예: 도 3의 광원 모듈(310), 제 1 광원 모듈(611-1), 및/또는 제 2 광원 모듈(611-2))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 광원 모듈(611-1)은 제 1 도파관(630-1)(예: 도 3의 도파관(320))을 따라, 빛을 방출시킬 수 있고, 제 2 광원 모듈(611-2)은 제 2 도파관(630-2)(예: 도 3의 도파관(320))을 따라, 빛을 방출시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원 모듈(611-1)은 제 1 도파관(630-1)의 일단에 배치될 수 있고, 상기 제 1 도파관(630-1)의 일단으로 입광시킬 수 있다. 제 1 광원 모듈(611-1)로부터 방출된 빛은 상기 제 1 도파관(630-1)을 따라, 제 1 방향(631)으로 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파관은 적어도 하나의 패턴 구조가 포함될 수 있고, 상기 적어도 하나의 패턴 구조를 기반으로 상기 입광된 빛을 적어도 부분적으로 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 도파관(630-1)은 적어도 하나의 패턴 구조(613-1, 613-2, 613-3, 613-4, 613-5)를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 제 1 광원 모듈(611-1)로부터 방출된 빛이 상기 제 1 도파관(630-1)의 내부에 구현된, 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사되어, 사용자의 안구로 향하도록 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제 2 광원 모듈(611-2)로부터 방출된 빛이 제 2 도파관(630-2)의 내부에 구현된, 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사되어, 사용자의 안구로 향하도록 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 광원 모듈(310)은 적어도 하나의 도파관(320)(예: 제 1 도파관(630-1), 제 2 도파관(630-2))의 일단에 배치될 수 있고, 프로세서(예: 도 3의 프로세서(120))에 작동적으로 연결되어, 상기 프로세서(120)에 의해, 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 광원 모듈(310)은 프레임(예: 도 2의 본체부(223))에 인접하여 위치하여 프로세서(120)와 작동적 또는 전기적으로 연결되거나 또는 제 1 투명 부재(예: 도 2의 제 1 투명 부재(220))에 위치하는 투명 전극을 통해 프로세서(120)와 작동적 또는 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 도파관(630-1) 및/또는 제 2 도파관(630-2)은 제 1 투명 부재(220)의 제 2 표시 영역(620)에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 제 1 도파관(630-1) 및/또는 제 2 도파관(630-2)의 내부에 구현된, 적어도 하나의 패턴 구조는 입광된 빛이 적어도 부분적으로 사용자의 안구로 향하도록 설계될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사된 빛은 사용자의 눈동자(501)에 전달될 수 있고, 재차 반사될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 눈동자(501)(예: 안구)는 각막(510) 및/또는 동공(520)으로 구분될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 동공(520)의 외곽 경계와 각막(510)의 외곽 경계 사이에 위치한 영역이 제 1 영역(515)으로 설정되고, 상기 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사된 빛은 상기 제 1 영역(515)에서 재차 반사될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 적어도 하나의 패턴 구조(613-1, 613-2, 613-3, 613-4, 613-5)에 의해 반사된 빛이 상기 제 1 영역(515)을 기반으로 재차 반사될 때의, 적어도 하나의 적외선 반사광(623-1, 623-2, 623-3, 623-4, 623-5)을 도시한다. 예를 들어, 제 1 패턴 구조(613-1)에 의해 반사된 빛은 상기 제 1 영역(515)의 제 1 적외선 반사광(623-1)으로 재차 반사될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 카메라 모듈(예: 도 3의 카메라 모듈(180))을 사용하여, 적어도 하나의 적외선 반사광(623-1, 623-2, 623-3, 623-4, 623-5)을 검출할 수 있고, 상기 검출된 적외선 반사광을 기반으로 사용자의 눈동자 움직임을 추적할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 모듈 내에 형성된 도파관을 도시한 다른 예시도이다. 도 7b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도파관을 따라 방출된 광원이 눈동자에 반사되는 상황을 도시한 다른 예시도이다. 도 7a는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))에 포함된 제 1 투명 부재(예: 도 2의 제 1 투명 부재(220))를 도시하고, 도 7b는 사용자의 눈동자(501)를 도시한다.
도 7a를 참조하면, 제 1 투명 부재(220)는 제 1 표시 영역(710) 및 제 2 표시 영역(720)으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 제 1 표시 영역(710)은 증강 현실 서비스가 제공되는 영역으로 정의될 수 있고, 사용자에게 증강 현실 서비스와 관련된 객체를 제공하기 위한, RGB 광을 전파하는 도파관이 포함될 수 있다. 제 2 표시 영역(720)은 제 1 투명 부재(220)의 표시 영역 중 제 1 표시 영역(710)을 제외한 나머지 영역으로 정의될 수 있고, 사용자의 눈동자 움직임을 검출하기 위한, IR 광을 전파하는 도파관(730-1, 730-2, 730-3)이 포함될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 전자 장치(101)는 복수 개의 광원 모듈(예: 도 3의 광원 모듈(310), 제 1 광원 모듈(711-1), 제 2 광원 모듈(711-2) 및/또는 제 3 광원 모듈(711-3))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 광원 모듈(711-1)은 제 1 도파관(730-1)(예: 도 3의 도파관(320))을 따라, 제 1 방향(731)으로 빛을 방출시킬 수 있고, 제 2 광원 모듈(711-2)은 제 2 도파관(730-2)을 따라, 제 1 방향(731)으로 빛을 방출시킬 수 있고, 제 3 광원 모듈(711-3)은 제 3 도파관(730-3)을 따라, 제 2 방향(732)으로 빛을 방출시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 도파관(730-1) 제 2 도파관(730-2), 및/또는 제 3 도파관(730-3)은 제 1 투명 부재(220)의 제 2 표시 영역(720)에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 제 1 도파관(730-1), 제 2 도파관(730-2), 및/또는 제 3 도파관(730-3)의 내부에 구현된, 적어도 하나의 패턴 구조는 입광된 빛이 적어도 부분적으로 사용자의 안구로 향하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제 3 도파관(730-3)의 내부에 구현된, 적어도 하나의 패턴 구조(713-1, 713-2, 713-3, 713-4)를 기반으로 반사된 빛은 사용자의 안구로 전달될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 도파관(730-1) 제 2 도파관(730-2), 및/또는 제 3 도파관(730-3)은 제1 표시 부재(220)의 외곽 부분에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 부재(220) 및 제2 표시 부재(230)가 위치하는 프레임(예: 도 2의 본체부(223))에 인접하여 위치할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 상기 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사된 빛은 사용자의 눈동자(501)에 전달될 수 있고, 재차 반사될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 눈동자(501)(예: 안구)는 각막(510) 및/또는 동공(520)으로 구분될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 동공(520)의 외곽 경계와 각막(510)의 외곽 경계 사이에 위치한 영역이 제 1 영역(515)으로 설정되고, 상기 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사된 빛은 상기 제 1 영역(515)에서 재차 반사될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 적어도 하나의 패턴 구조(713-1, 713-2, 713-3, 713-4)에 의해 반사된 빛이 상기 제 1 영역(515)을 기반으로 재차 반사될 때의, 적어도 하나의 적외선 반사광(723-1, 723-2, 723-3, 723-4)을 도시한다. 예를 들어, 제 1 패턴 구조(713-1)에 의해 반사된 빛은 상기 제 1 영역(515)의 제 1 적외선 반사광(723-1)으로 재차 반사될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 카메라 모듈(예: 도 3의 카메라 모듈(180))을 사용하여, 적어도 하나의 적외선 반사광(723-1, 723-2, 723-3, 723-4)을 검출할 수 있고, 상기 검출된 적외선 반사광을 기반으로 사용자의 눈동자 움직임을 추적할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도파관의 내부에 형성된 패턴 구조가 많을수록 눈동자 움직임의 추적 정확성이 향상될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 눈동자 움직임에 대한 추적 정확성이 향상되도록, 패턴 구조의 형태, 패턴 구조의 개수, 패턴 구조 간의 간격 및/또는 광원 모듈(310)의 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 패턴 구조 및/또는 광원 모듈(310)의 개수가 많을수록, 사용자의 눈동자 움직임에 대한 추적 정확성이 향상될 수 있다.
도 8a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도파관 내에 형성된 패턴을 기반으로 광원이 반사되는 과정을 도시한 예시도이다.
일 실시예에 따르면, 도파관(830)(예: 도 3의 도파관(320))은 내부에 적어도 하나의 패턴 구조가 구현될 수 있다. 도 8a를 참조하면, 광원 모듈(811)(예: 도 3의 광원 모듈(310))은 상기 도파관(830)을 따라, 제 1 방향(831)으로 빛을 방출할 수 있다. 상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈(811)로부터 방출된 빛이 사용자의 눈동자를 향하여, 적어도 부분적으로 반사되도록 설계될 수 있다.
도 8a를 참조하면, 적어도 하나의 패턴 구조에 포함될 수 있는 4가지 형태의 패턴(예: 제 1 패턴, 제 2 패턴, 제 3 패턴, 제 4 패턴)을 도시한다. 적어도 하나의 패턴 구조는 도 8a에 도시된 패턴에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 설계될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 패턴 구조는 돌출된 구조, 홀(hole) 구조, 및/또는 오목한 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 패턴은 적어도 하나의 돌출 패턴 구조(813-1, 813-2,813-3)로 구성되고, 제 2 패턴은 적어도 하나의 홀 구조로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 패턴의 홀 구조는 광원 모듈(811)과의 거리를 기반으로 크기가 결정될 수 있으며, 거리가 멀어질수록 홀 구조의 크기가 커질 수 있다. 제 3 패턴은 적어도 하나의 돌출 패턴 구조 및 적어도 하나의 홀 구조가 혼합되어 형성될 수 있다. 제 4 패턴은 크기가 서로 다른 돌출 패턴 구조로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조(예: 제 1 패턴, 제 2 패턴, 제 3 패턴, 및/또는 제 4 패턴)는 광원 모듈(811)로부터 방출된 빛이 실질적으로 동일한 세기로 반사될 수 있도록, 크기 및 형태가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광원 모듈(811)로부터 거리가 멀어질수록, 방출된 빛의 세기는 약해질 수 있다. 예를 들어, 제 1 패턴에 있어서, 제 1 돌출 패턴 구조(813-1)로 전달되는 빛의 세기가 제 3 돌출 패턴 구조(813-3)로 전달되는 빛의 세기보다 강할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 상기 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사된 빛이 실질적으로 동일한 세기를 갖도록, 상기 적어도 하나의 패턴 구조의 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 패턴 구조의 크기가 클수록 반사량이 커질 수 있고, 반사된 빛의 세기가 강해질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조의 크기는 광원 모듈(811)로부터 멀어질수록 작아질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사된 빛의 세기가 실질적으로 동일하도록, 상기 적어도 하나의 패턴 구조의 크기를 다르게 설계할 수 있다. 예를 들어, 광원 모듈(811)에 가깝게 위치한 패턴 구조(예: 제 1 돌출 패턴 구조(813-1))의 크기는 상대적으로 작게 설계되고, 광원 모듈(811)에 멀게 위치한 패턴 구조(예: 제 3 돌출 패턴 구조(813-3))의 크기는 상대적으로 크게 설계될 수 있다.
도 8b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 광원으로부터 떨어진 거리를 따라, 패턴의 크기가 다르게 형성된 예시도이다.
일 실시예에 따르면, 광원 모듈(811)(예: 도 3의 광원 모듈(310))로부터 방출된 빛의 세기는 상기 광원 모듈(811)로부터 멀어질수록 세기가 약해질 수 있다. 도 8b를 참조하면, 도파관(830)(예: 도 3의 도파관(320))의 일단에 광원 모듈(811)이 배치될 수 있고, 도파관(830)의 내부에 적어도 하나의 패턴 구조(예: 제 1 패턴 구조(813-1), 제 2 패턴 구조(813-2), 및/또는 제 3 패턴 구조(813-3))가 배치될 수 있다. 도 8b를 참조하면, 광원 모듈(811)로부터 방출된 빛은 도파관(830)을 따라, 제 1 방향(831)으로 전달될 수 있고, 적어도 하나의 패턴 구조에 의해, 적어도 부분적으로 반사될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 크기를 기반으로 빛에 대한 반사량이 결정될 수 있다. 예를 들어, 패턴 구조의 크기가 클수록 빛에 대한 반사량이 커질 수 있다. 도 8b를 참조하면, 적어도 하나의 패턴 구조(예: 제 1 패턴 구조(813-1), 제 2 패턴 구조(813-2), 및/또는 제 3 패턴 구조(813-3))는 상기 빛의 반사광(851, 853, 855)이 실질적으로 동일한 세기를 갖도록, 크기가 서로 다르게 설계될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 광원 모듈(811)에 가장 가깝게 위치한 제 1 패턴 구조(813-1)는 상대적으로 가장 작은 크기로 설계될 수 있고, 광원 모듈(811)에 가장 멀게 위치한 제 3 패턴 구조(813-3)는 상대적으로 가장 큰 크기로 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 적어도 하나의 패턴 구조에 의해 반사된 빛이 실질적으로 동일한 세기를 갖도록, 상기 적어도 하나의 패턴 구조의 크기를 조정할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 모듈에서 사용자의 눈동자에 가장 근접한 레이어에 도파관이 형성되는 제 1 예시도이다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 적어도 하나의 도파관(예: 도 3의 도파관(320))이 포함된 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은 적어도 하나의 레이어가 증축되는 형태로 설계될 수 있고, 상기 적어도 하나의 레이어는 디스플레이 패널, 및/또는 보호 패널을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자의 눈동자 움직임에 대한 추적 정확성을 높이기 위해, 도파관(320)은 상기 사용자의 눈동자에 가장 근접한 레이어에 배치될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 디스플레이 모듈(160)은 디스플레이 패널(940) 및/또는 보호 패널(950)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(940)은 RGB 패널(예: red, green, blue)로 구분될 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은 상기 디스플레이 패널(940)과 보호 패널(950)이 증축되는 형태로 구현될 수 있다. 도 9a를 참조하면, 디스플레이 모듈(160)의 보호 패널(950)이 사용자의 안구(901)에 상대적으로 가장 가깝게 배치되고, 상기 보호 패널(950)의 일단에 광원 모듈(911)(예: 도 3의 광원 모듈(310))이 배치될 수 있다. 보호 패널(950)에 적어도 부분적으로 도파관(320)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 광원 모듈(911)로부터 방출된 빛은 도파관(320)의 내부에 형성된 적어도 하나의 패턴(913-1, 913-2)에 의해 반사될 수 있고, 상기 반사된 빛은 사용자의 안구로 전달될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상대적으로 사용자의 안구에 가장 가깝게 위치한 레이어(layer)에 광원 모듈(911) 및/또는 도파관(320)이 배치될 수 있다. 사용자의 안구를 기준으로, 상대적으로 가장 가깝게 위치한 도파관(320)을 통해 빛이 반사되므로, 사용자의 안구 움직임을 추적하기 위한 정확도가 높아질 수 있다.
도 9b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 모듈에서 사용자의 눈동자에 가장 근접한 레이어에 도파관이 형성되는 제 2 예시도이다.
도 9b를 참조하면, 디스플레이 모듈(160)은 디스플레이 패널(940) 및/또는 보호 패널(950)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(940)은 RGB 패널(예: red, green, blue)로 구분될 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은 상기 디스플레이 패널(940)과 보호 패널(950)이 증축되는 형태로 구현될 수 있다. 도 9b를 참조하면, 디스플레이 모듈(160)의 디스플레이 패널(940)이 사용자의 안구(901)에 상대적으로 가장 가깝게 배치되고, 디스플레이 패널(940)에 포함된 레이어의 일단에 광원 모듈(911)(예: 도 3의 광원 모듈(310))이 배치될 수 있다. 디스플레이 패널(940)에 포함된 레이어에 적어도 부분적으로 도파관(320)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 광원 모듈(911)로부터 방출된 빛은 도파관(320)의 내부에 형성된 적어도 하나의 패턴(913-1, 913-2)에 의해 반사될 수 있고, 상기 반사된 빛은 사용자의 안구로 전달될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상대적으로 사용자의 안구에 가장 가깝게 위치한 레이어(layer)(예: RGB 패널 중 red)에 광원 모듈(911) 및/또는 도파관(320)이 배치될 수 있다. 사용자의 안구를 기준으로, 상대적으로 가장 가깝게 위치한 도파관(320)을 통해 빛이 반사되므로, 사용자의 안구 움직임을 추적하기 위한 정확도가 높아질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))의 시선 추적 방법은, 광원 모듈(예: 광원 모듈(310))을 통해, 디스플레이 모듈(예: 디스플레이 모듈(160))에 포함된 적어도 하나의 레이어에 형성된 도파관(예: 도파관(320))을 따라 광이 방출되도록 상기 광원 모듈(310)을 제어하는 동작, 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(180))을 사용하여 상기 도파관(320) 내에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조를 기반으로, 상기 방출된 광의 적어도 일부가 사용자의 안구로부터 반사된 빛을 검출하는 동작, 및 상기 검출된 빛을 기반으로 사용자의 안구 움직임을 추적하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 적어도 하나의 적외선 카메라를 포함하고, 상기 안구에 반사된 빛을 검출하는 동작은, 상기 적어도 하나의 적외선 카메라(예: 시선 추적 카메라(212))를 사용하여 상기 방출된 광에 포함된 적외선을 검출하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 광원 모듈(310)은 상기 디스플레이 모듈(160)의 일단에 배치되고, 상기 디스플레이 모듈(160)에 형성된 도파관을 따라 적외선을 방출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도파관(320)은 상기 디스플레이 모듈(160)에 포함된 적어도 하나의 레이어 중에서 사용자의 안구에 상대적으로 가장 근접한 레이어에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 증강 현실 서비스와 관련된 적어도 하나의 객체가 표시되는 제 1 표시 영역(예: 제 1 표시 영역(311)) 및 상기 디스플레이 모듈(160)의 표시 영역 중에서 상기 제 1 표시 영역(311)이 제외된 나머지 영역에 대응되는 제 2 표시 영역(예: 제 2 표시 영역(312))으로 구분될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도파관(320)은 상기 디스플레이 모듈(160)의 상기 제 2 표시 영역(312)을 기반으로 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈(310)로부터 방출된 광을 상기 사용자의 안구 방향으로 반사시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈(310)로부터 멀어질수록 상기 패턴 구조의 크기가 상대적으로 크게 형성될 수 있고, 상기 패턴 구조의 크기를 기반으로 상기 반사된 빛의 반사량이 커질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 패턴 구조의 형태, 상기 패턴 구조의 크기, 및 상기 패턴 구조의 간격 중 적어도 하나를 기반으로 상기 반사된 빛의 세기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 안구로 반사되는 빛의 세기가 실질적으로 동일하도록 구현될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 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.
일 실시예에 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.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101: 전자 장치 120: 프로세서
130: 메모리 160: 디스플레이 모듈
180: 카메라 모듈 188: 전력 관리 모듈
310: 광원 모듈 212: 시선 추적 카메라
311: 제 1 표시 영역 312: 제 2 표시 영역
320: 도파관

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    광원 모듈;
    적어도 하나의 레이어를 포함하는 디스플레이 모듈;
    카메라 모듈; 및
    상기 광원 모듈, 상기 디스플레이 모듈 및 상기 카메라 모듈에 작동적으로 연결된 프로세서; 를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이 모듈의 상기 적어도 하나의 레이어에 형성된 도파관을 따라, 상기 광원 모듈을 통해 광을 방출하고,
    상기 카메라 모듈을 사용하여, 상기 도파관 내에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조를 기반으로, 상기 광의 적어도 일부가 사용자의 안구로부터 반사된 빛을 검출하고,
    상기 검출된 빛을 기반으로 사용자의 안구 움직임을 추적하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은 적어도 하나의 적외선 카메라를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 적외선 카메라를 사용하여, 상기 광원 모듈로부터 방출된 적외선을 검출하는 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 모듈은 상기 디스플레이 모듈의 일단에 배치되고, 상기 디스플레이 모듈에 형성된 도파관을 따라 적외선을 방출하는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 디스플레이 모듈에 포함된 적어도 하나의 레이어 중에서 사용자의 안구에 상대적으로 가장 근접한 레이어에 형성되는 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 증강 현실 서비스와 관련된 적어도 하나의 객체가 표시되는 제 1 표시 영역 및 상기 디스플레이 모듈의 표시 영역 중에서 상기 제 1 표시 영역이 제외된 나머지 영역에 대응되는 제 2 표시 영역으로 구분되는 전자 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 디스플레이 모듈의 상기 제 2 표시 영역을 기반으로 적어도 부분적으로 형성되는 전자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈로부터 방출된 광을 상기 사용자의 안구 방향으로 반사시키도록 설계되는 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈로부터 멀어질수록 상기 패턴 구조의 크기가 상대적으로 크게 형성되고, 상기 패턴 구조의 크기를 기반으로 상기 반사된 빛의 반사량이 커지도록 설계되는 전자 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 패턴 구조의 형태, 상기 패턴 구조의 크기, 및 상기 패턴 구조의 간격 중 적어도 하나를 기반으로 상기 반사된 빛의 세기가 결정되도록 설계되는 전자 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 안구로 반사되는 빛의 세기가 실질적으로 동일하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 전자 장치의 시선 추적 방법에 있어서,
    광원 모듈을 통해, 디스플레이 모듈에 포함된 적어도 하나의 레이어에 형성된 도파관을 따라, 광이 방출되도록 상기 광원 모듈을 제어하는 동작;
    카메라 모듈을 사용하여, 상기 도파관 내에 형성된 적어도 하나의 패턴 구조를 기반으로, 상기 방출된 광의 적어도 일부가 사용자의 안구로부터 반사된 빛을 검출하는 동작; 및
    상기 검출된 빛을 기반으로 사용자의 안구 움직임을 추적하는 동작; 을 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은 적어도 하나의 적외선 카메라를 포함하고,
    상기 안구에 반사된 빛을 검출하는 동작은,
    상기 적어도 하나의 적외선 카메라를 사용하여 상기 방출된 광에 포함된 적외선을 검출하는 동작; 을 포함하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 광원 모듈은 상기 디스플레이 모듈의 일단에 배치되고, 상기 디스플레이 모듈에 형성된 도파관을 따라 적외선을 방출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 디스플레이 모듈에 포함된 적어도 하나의 레이어 중에서 사용자의 안구에 상대적으로 가장 근접한 레이어에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 증강 현실 서비스와 관련된 적어도 하나의 객체가 표시되는 제 1 표시 영역 및 상기 디스플레이 모듈의 표시 영역 중에서 상기 제 1 표시 영역이 제외된 나머지 영역에 대응되는 제 2 표시 영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 디스플레이 모듈의 상기 제 2 표시 영역을 기반으로 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈로부터 방출된 광을 상기 사용자의 안구 방향으로 반사시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 광원 모듈로부터 멀어질수록 상기 패턴 구조의 크기가 상대적으로 크게 형성되고, 상기 패턴 구조의 크기를 기반으로 상기 반사된 빛의 반사량이 커지는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 패턴 구조의 형태, 상기 패턴 구조의 크기, 및 상기 패턴 구조의 간격 중 적어도 하나를 기반으로 상기 반사된 빛의 세기가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패턴 구조는 상기 안구로 반사되는 빛의 세기가 실질적으로 동일하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
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