KR20230037993A - 전자 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

전자 장치는, 가상 이미지의 광을 투사하는 프로젝션 렌즈를 포함하는 광학 엔진, 가상 이미지의 광이 입사되는 입력 영역을 포함하는 웨이브 가이드, 프로젝션 렌즈의 광축을 기준으로 프로젝션 렌즈의 위치를 조절하는 액추에이터, 입력 영역을 투과한 광을 검출하는 광 센싱 모듈, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리, 및 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 광 센싱 모듈에 의해 검출된 광의 평행도를 산출하고, 광의 평행도에 기초하여, 평행광이 검출되기 위한 프로젝션 렌즈의 위치 조절 값을 산출하고, 위치 조절 값에 기초하여, 프로젝션 렌즈와 웨이브 가이드 간의 거리를 조절하도록 액추에이터를 제어할 수 있다.

Description

전자 장치 및 그 동작 방법{ELECTRONIC APPARATUS AND OPERAINTG METHOD THEREOF}

다양한 실시 예들은, 프로젝션 렌즈의 초점을 자동으로 조절하여 높은 화질의 가상 이미지를 제공하는 전자 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

증강 현실(Augmented Reality)은 현실 세계의 물리적 환경 공간이나 현실 객체(real world object) 상에 가상 이미지를 투영시켜 하나의 이미지로 보여주는 기술이다. 증강 현실 장치는 사용자의 안면부나 두부에 착용된 상태에서 사용자의 눈앞에 배치되는 시스루(see-through) 형태의 디스플레이 모듈을 통해 현실 장면(real scene)과 가상 이미지를 함께 볼 수 있게 한다.

이러한 증강 현실 장치가 현실 장면 상에 가상 이미지를 선명하게 보여지도록 하는 등 가상 이미지를 활용한 다양한 증강 현실 서비스를 제공하기 위해서, 가상 이미지의 광을 제공하는 프로젝션 렌즈의 초점을 자동으로 조절하는 방법에 대한 연구가 요구되고 있다.

프로젝션 렌즈의 초점을 자동으로 조절하여 높은 화질의 가상 이미지를 제공하는 전자 장치 및 동작 방법을 제공하는 데 있다.

해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

일 측면에 따른 전자 장치는, 가상 이미지의 광을 투사하는 프로젝션 렌즈를 포함하는 광학 엔진, 가상 이미지의 광이 입사되는 입력 영역을 포함하는 웨이브 가이드, 프로젝션 렌즈의 광축을 기준으로 프로젝션 렌즈의 위치를 조절하는 액추에이터, 입력 영역을 투과한 광을 검출하는 광 센싱 모듈, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리, 및 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 광 센싱 모듈에 의해 검출된 광의 평행도를 산출하고, 광의 평행도에 기초하여, 평행광이 검출되기 위한 프로젝션 렌즈의 위치 조절 값을 산출하고, 위치 조절 값에 기초하여, 프로젝션 렌즈와 웨이브 가이드 간의 거리를 조절하도록 액추에이터를 제어할 수 있다.

일 측면에 따른, 가상 이미지의 광을 투사하는 프로젝션 렌즈를 포함하는 전자 장치의 동작 방법은, 광 센싱 모듈에 의해, 가상 이미지의 광이 입사되는 웨이브 가이드의 입력 영역을 투과한 광을 검출하는 단계, 광 센싱 모듈에 의해 검출된 광의 평행도를 산출하는 단계, 광의 평행도에 기초하여, 평행광이 검출되기 위한 프로젝션 렌즈의 위치 조절 값을 산출하는 단계, 및 위치 조절 값에 기초하여, 프로젝션 렌즈와 웨이브 가이드 간의 거리를 조절하도록 액추에이터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 측면에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 광학 엔진 및 웨이브 가이드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 프로젝션 렌즈로부터 투사되는 광을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 이미지 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 이미지 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 위상차 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 위상차 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 포토다이오드 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 포토다이오드 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 프로젝션 렌즈의 위치에 따른 광의 평행도의 예를 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 언급되는 기능을 고려하여 현재 사용되는 일반적인 용어로 기재되었으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 다양한 다른 용어를 의미할 수 있다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 용어의 명칭만으로 해석되어서는 안되며, 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 이 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다.

또한, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 개시를 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수를 뜻하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서, 특히, 특허 청구 범위에서 사용된 “상기” 및 이와 유사한 지시어는 단수 및 복수 모두를 지시하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 방법을 설명하는 단계들의 순서를 명백하게 지정하는 기재가 없다면, 기재된 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 기재된 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 다양한 곳에 등장하는 "일부 실시 예에서" 또는 "일 실시 예에서" 등의 어구는 반드시 모두 동일한 실시 예를 가리키는 것은 아니다.

본 개시의 일부 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단” 및 “구성”등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.

본 개시에서, '증강 현실(AR: Augmented Reality)'은 현실 세계의 물리적 환경 공간 내에 가상 이미지를 함께 보여주거나 현실 객체와 가상 이미지를 함께 보여주는 것을 의미한다.

아울러, '증강 현실 장치(Augmented Reality Device)'라 함은 '증강 현실(Augmented Reality)'을 표현할 수 있는 장치로서, 일반적으로 사용자가 안면부(顔面部)에 착용하는 안경 형상의 증강 현실 안경 장치(Augmented Reality Glasses) 뿐만 아니라, 두부(頭部)에 착용하는 헤드 마운트 디스플레이 장치 (HMD: Head Mounted Display Apparatus)나, 증강 현실 헬멧(Augmented Reality Helmet) 등을 포괄한다.

한편, '현실 장면(real scene)'이란 사용자가 증강 현실 장치를 통해서 보는 현실 세계의 장면으로서, 현실 객체(real world object)를 포함할 수 있다. 또한, '가상 이미지(virtual image)'는 광학 엔진을 통해 생성되는 이미지로 정적 이미지와 동적 이미지를 모두 포함할 수 있다. 이러한 가상 이미지는 현실 장면과 함께 관측되며, 현실 장면 속의 현실 객체에 대한 정보 또는 증강 현실 장치의 동작에 대한 정보나 제어 메뉴 등을 나타내는 이미지일 수 있다.

따라서, 일반적인 증강 현실 장치는 광원에서 생성된 광으로 구성되는 가상 이미지를 생성하기 위한 광학 엔진과 광학 엔진에서 생성된 가상 이미지를 사용자의 눈까지 안내하고 현실 세계의 장면도 함께 볼 수 있도록 투명한 재질로 형성된 도광판(Waveguide)을 구비한다. 전술한 바와 같이, 증강 현실 장치는 현실 세계의 장면도 함께 관측할 수 있어야 하므로 광학 엔진에서 생성된 광을 도광판을 통해 사용자의 눈까지 안내하기 위해서는 기본적으로 직진성을 가지는 광의 경로를 변경하기 위한 광학 소자(Optical element)가 필요하다. 이 때, 미러 등에 의한 반사를 이용하여 광 경로를 변경할 수도 있고, DOE(Diffractive optical element), HOE(Holographic optical element) 등과 같은 회절 소자에 의한 회절을 통해 광 경로를 변경할 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일 실시 예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에 따른 전자 장치(100, 도2, 도3)는 증강 현실 장치(Augmented Reality Device)일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는, 사용자의 안면부(顔面部)에 착용 가능한 안경 형상으로 구현된 장치일 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 사용자의 두부(頭部)에 착용 가능한 고글, 헬멧, 모자 등의 형상으로 구현된 장치일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 증강 현실 서비스를 제공하는 경우, 가상 이미지의 가상 객체를 디스플레이(140, 도2)를 통해 출력할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)를 착용한 사용자는 현실 세계의 장면과 가상 객체를 함께 관측하게 된다.

일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 디스플레이(140, 도2)는 웨이브 가이드(142)와 광학 엔진(141)을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 웨이브 가이드(142)는 광학 엔진(141)의 출사면에 마주하여 광학 엔진(141)으로부터 투사된 가상 이미지의 광을 입력 받을 수 있다. 가상 이미지의 광이 광학 엔진(141)으로부터 웨이브 가이드(142)의 입력 영역(148)(input grating)을 향해 투사되고, 웨이브 가이드(142) 내에서 회절된 회절광은 출력 영역(149)(output grating)을 통해 전자 장치(100)를 착용한 사용자의 눈(50)을 향해 출력될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)를 착용한 사용자는 웨이브 가이드(142)를 통해 가상 이미지를 관측할 수 있다.

광학 엔진(141)은 광을 출력하는 광원, 광원으로부터 출력되는 광을 이용하여 가상 이미지를 형성하는 화상 패널(146), 화상 패널(146)에서 형성되는 가상 이미지의 광을 투사하는 프로젝션 렌즈(147)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로젝션 렌즈(147)는 프로젝션 렌즈(147)로부터 투사된 광이 웨이브 가이드(142)의 입력 영역(148)으로 입사할 때 평행하게 입사될 수 있도록 배치될 수 있다. 프로젝션 렌즈(147)로부터 투사된 광이 웨이브 가이드(142)의 입력 영역(148)으로 평행하게 입사되는 경우, 웨이브 가이드(142) 내에서 회절된 회절광이 출력 영역(149)으로 평행광의 형태로 출력됨으로써, 사용자 눈(50)에 보여지는 가상 이미지는 선명하게 인식 될 수 있다.

한편, 전자 장치(100)의 내부, 외부의 온도 변화, 사용 환경 등에 따라, 프로젝션 렌즈(147)의 물리적인 틀어짐 등으로 배치 위치가 변경되거나, 프로젝션 렌즈(147)와 화상 패널(146) 사이의 후초점거리(back focal length, BFL)가 변경됨에 따라, 프로젝션 렌즈(147)로부터 입력 영역(148)으로 투사된 광이 평행하지 않게 될 수 있다. 이러한 경우, 웨이브 가이드(142) 내부에서 회절된 회절광이 출력 영역(149)으로 출력될 때 평행하지 않게 됨으로써, 사용자 눈에 보여지는 가상 이미지가 선명하지 않게 인식될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)가 광 센싱 모듈(143)을 이용하여 프로젝션 렌즈(147)로부터 입력 영역(148)으로 투사되는 광의 평행도를 모니터링하여, 광의 평행도가 유지되도록 프로젝션 렌즈(147)의 위치를 적응적으로 자동 조절할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)는 웨이브 가이드(142)를 통해 높은 화질의 선명한 가상 이미지를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 웨이브 가이드(142)의 투과 영역(155)의 외면에 배치된 광 센싱 모듈(143)은 투과 영역(155)을 투과한 광을 검출할 수 있다. 전자 장치(100)는 광 센싱 모듈(143)에 의해 검출된 광이 평행하게 입사 되었는지에 관한 광의 평행도를 산출할 수 있다.

전자 장치(100)는, 광 센싱 모듈(143)에 의해 검출된 광이 평행하게 입사 되지 않은 경우, 평행광이 검출될 수 있도록 액추에이터(144)를 제어하여 프로젝션 렌즈(147)의 위치를 광축을 기준으로 자동으로 조절함으로써 프로젝션 렌즈(147)와 웨이브 가이드(142) 간의 거리를 조절할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 프로젝션 렌즈(147)의 위치를 적응적으로 자동 조절함으로써, 전자 장치(100)를 착용한 사용자에게 선명도 높은 가상 이미지를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 미리 설정된 센싱 주기에 따라, 광 센싱 모듈(143)을 이용하여, 프로젝션 렌즈(147)로부터 웨이브 가이드(142)로 투사되는 광을 검출할 수 있다. 센싱 주기는, 전자 장치(100)의 제조 시 설정될 수 있다. 또한, 센싱 주기는, 전자 장치(100) 내외부의 온도 변화 감지 등을 통해 변경하여 설정될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 광 센싱 모듈(143)은 웨이브 가이드(142)의 전면에 배치될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 후술하는 도 12에서 도시한 바와 같이, 광 센싱 모듈(143)은 웨이브 가이드(142)의 후면에 배치될 수도 있다.

일 실시 예에 따라, 웨이브 가이드(142)의 입력 영역(148)(input grating)은, 입력 영역(148)을 통해 입사된 광이 웨이브 가이드(142) 내에서 광 경로를 변경하도록 소정의 회절 격자로 구성될 수 있다. 다만, 입력 영역(148)을 구성하는 회절 격자의 광의 회절율(예컨대, 20%)에 따라, 입력 영역(148)을 투과한 광 중에서 회절되지 않은 광(예컨대, 80%)은 광 경로를 변경하지 않고 웨이브 가이드(142)의 투과 영역(155)을 관통하게 된다.

일 실시 예에 따라, 투과 영역(155)은 웨이브 가이드(142) 전면의 입력 영역(148)에 대향하는 면을 의미할 수 있다. 투과 영역(155)은 입력 영역(148)을 투과한 광 중에서 회절되지 않은 광이 웨이브 가이드(142)의 전면을 관통할 때 통과하는 영역을 의미할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 웨이브 가이드(142)의 배면은 사용자가 전자 장치(100)를 착용할 때, 사용자의 눈(50)이 마주하는 면을 의미하고, 웨이브 가이드(142)의 전면은 상기 배면에 대향되는 면(즉, 사용자의 눈에서 먼 쪽)을 의미한다.

도 1은 일 실시 예를 설명하기 위해 도시한 것으로 이에 제한되지 않는다.

도 2는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는, 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한, 증강 현실(Augmented Reality) 영상을 제공하는 증강 현실 장치일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 메모리(130) 및 프로세서(120), 디스플레이(140), 가변 렌즈부(145), 센싱부(150), 카메라 모듈(175), 통신부(180), 음향 출력부(185), 진동 모터(187), 마이크(188), 사용자 입력부(189)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 2에 도시된 구성 요소 모두가 전자 장치(100)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 2에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 전자 장치(100)가 구현될 수도 있고, 도 2에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 전자 장치(100)가 구현될 수도 있다.

전자 장치(100)의 프로세서(120)는, 메모리(130)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 디스플레이(140), 가변 렌즈부(145), 센싱부(150), 카메라 모듈(175), 통신부(180), 음향 출력부(185), 진동 모터(187), 마이크(188), 사용자 입력부(189) 등을 전반적으로 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따른 메모리(130)는 프로세서(120)에 의해 실행될 프로그램을 저장할 수 있고, 전자 장치(100)로 입력되거나 전자 장치(100)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

메모리(130)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 소프트웨어 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, 광의 평행도 산출 모듈(131), 위치 조절 값 산출 모듈(131)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이 중 일부를 저장하거나 다른 소프트웨어 모듈을 더 포함할 수 있다.

프로세서(120)는 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(120)는, 메모리(130)에 저장된 명령어들이나 프로그램들을 실행함으로써, 전자 장치(100)가 수행하는 동작이나 기능을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 하나 또는 복수의 프로세서로 구성될 수 있다. 프로세서(120)는 예를 들어, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit), 마이크로 프로세서(microprocessor), 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit), ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), 및 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays) 중 적어도 하나의 하드웨어로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 광의 평행도 산출 모듈(131)을 실행함으로써, 광 센싱 모듈(143)에 의해 검출된 광의 평행도를 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 광의 평행도는, 입사되는 광의 평행한 정도를 의미할 수 있다. 광의 평행도가 높을수록 평행광이 입사된 것을 의미할 수 있다. 광의 평행도는, 미리 설정된 소정의 수학식 또는 알고리즘에 기초하여, 수치화될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 광 센싱 모듈(143)은 이미지 센서, 위상차 센서, 또는 포토다이오드 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 이미지 센서(161, 후술하는 도 8 참조)를 이용하여 가상 이미지의 소정 픽셀 영역의 콘트라스트 값을 검출하고, 검출된 콘트라스트 값에 기초하여 광의 평행도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 이미지 센서(161)를 이용하여 콘트라스트 값이 미리 설정된 값 이상으로 높게 검출되는 경우, 평행광이 입사된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 위상차 센서(162, 후술하는 도 10 참조)를 구성하는 두 개의 광 센서를 이용하여 위상차를 검출하고, 검출된 위상차에 기초하여, 광의 평행도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 위상차 센서(162)를 이용하여 검출된 위상차가 미리 설정된 값 이하로 낮게 검출되는 경우, 평행광이 입사된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 포토다이오드 센서(165, 후술하는 도 12 참조)를 이용하여, 입력 영역(148)을 투과한 광 중에서 웨이브 가이드(142) 내에서 회절되지 않은 광에 기초하여, 입력 영역(148)에 대향하는 면의 회절 영역(164, 도 12 참조)으로부터 회절된 광의 세기를 검출할 수 있다. 프로세서(120)는 검출된 광의 세기에 기초하여, 입력 영역(148)을 투과한 광의 평행도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 포토다이오드 센서를 이용하여 검출된 광의 세기가 미리 설정된 값 이상으로 높게 검출되는 경우, 평행광이 입사된 것으로 판단할 수 있다.

프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 위치 조절 값 산출 모듈(132)을 실행함으로써, 광의 평행도에 기초하여, 평행광이 검출되기 위한 프로젝션 렌즈(147)의 위치 조절 값을 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 프로젝션 렌즈(147)의 위치 조절 값은, 프로젝션 렌즈(147)로부터 투사된 광이 평행하게 웨이브 가이드(142)의 입력 영역(148)으로 입사되기 위해, 프로젝션 렌즈(147)와 웨이브 가이드(142) 간의 거리를 조절하기 위해 프로젝션 렌즈(147)의 현재 위치로부터 광축을 기준으로 이동해야 할 방향, 이동해야 할 거리를 포함하는 조절 값을 의미할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는, 광의 평행도 산출 모듈(131)에 의해 평행광이 입사되지 않은 것으로 판단되면, 프로젝션 렌즈(147)의 이동 방향, 이동 거리를 포함하는 위치 조절 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 위치 조절 값은, 프로젝션 렌즈(147)가 광축을 기준으로 위, 아래, 좌 또는 우 방향으로, 소정 mm 이동해야 하는 정보를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 위치 조절 값은, 소정의 프로젝션 렌즈의 위치 조절 알고리즘에 기초하여 산출될 수 있다. 예를 들어, 위치 조절 알고리즘은, 프로젝션 렌즈가 이동할 방향으로 대략적으로 이동한 후, 보다 좁은 간격으로 이동 거리를 조절하면서 최적의 위치를 찾아가는 방식일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 위치 조절 알고리즘은, 프로젝션 렌즈가 이동할 방향과 거리를 비교적 정교하게 산출하여 최적의 위치를 찾는 방식일 수 있다.

일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 산출된 위치 조절 값에 기초하여, 프로젝션 렌즈(147)의 위치가 조절되도록 액추에이터를 제어할 수 있다.

디스플레이(140)는 프로세서(120)에서 처리되는 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(140)는, 가상 객체를 표시할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 디스플레이(140)는 AR(Augmented Reality) 영상을 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따른 디스플레이(140)는 웨이브 가이드(142)와 광학 엔진(141)을 포함할 수 있다.

웨이브 가이드(142)는 사용자가 전자 장치(100)를 착용할 때, 배면의 일부 영역이 보이는 투명한 소재로 구성될 수 있다. 웨이브 가이드(142)는 광이 내부에서 반사되면서 전파될 수 있는 투명 재질의 단층 혹은 다층 구조의 평판으로 구성될 수 있다. 웨이브 가이드(142)는 광학 엔진(141)의 출사면에 마주하여 광학 엔진(141)으로부터 투사된 가상 이미지의 광을 입력 받을 수 있다. 여기서, 투명 재질이라 함은, 광이 통과될 수 있는 재질이라는 의미이며, 투명도가 100%가 아닐 수 있으며, 소정의 색상을 지닐 수도 있다.

일 실시 예에서, 웨이브 가이드(142)는 투명 재질로 형성됨에 따라, 사용자는 디스플레이(140)를 통해 가상 이미지의 가상 객체를 볼 수 있을 뿐만 아니라, 외부 실제 장면(scene)을 볼 수도 있으므로, 웨이브 가이드(142)는 시스루 디스플레이(see through display)로 지칭될 수 있다. 디스플레이(140)는 웨이브 가이드(142)를 통해 가상 이미지의 가상 객체를 출력함으로써, 증강 현실(augmented reality) 영상을 제공할 수 있다.

가변 렌즈부(145)는 사용자 눈의 시야 결함을 보조하기 위해 전자 장치(100)에 장착될 수 있다. 가변 렌즈부(145)는 사용자의 눈을 마주보도록 웨이브 가이드(142)와 중첩되게 배열될 수 있다. 가변 렌즈부(145)는 일반적으로 액체 렌즈 또는 액정 렌즈로 구현될 수 있다. 예를 들어, 가변 렌즈부(145)는 플렉시블한 플라스틱 막(flexible plastic membrane)이 투명한 유체(transparent fluid)를 감싸는 형태의 액체 렌즈로 구현될 수 있다. 가변 렌즈부(145)에 가해지는 전기적 신호에 따라 가변 렌즈부(145) 내의 유체가 이동함으로써, 가변 렌즈부(145)의 굴절력이 변경될 수 있다. 다른 예로, 가변 렌즈부(145)는 투명한 액정(Liquid crystal)층 양면에 투명한 전극을 설치하는 형태의 액정 렌즈로 구현될 수 있다. 투명한 전극에 가해지는 전기적 신호에 따라 액정층 내의 액정의 배열이 변경됨으로써, 액정 렌즈를 통과하는 광의 경로가 변경되고 이에 따라 가변 렌즈부(145)의 굴절력이 변경될 수 있다.

예를 들어, 가변 렌즈부(1350)의 굴절력이 디옵터 값(예를 들어,…-3D,-2D,-1D,0,1D,2D,3D…)에 대응되도록, 전극에 인가되는 전기적 신호 또는 전압값이 미리 설정될 수 있으며, 전기적 신호 또는 전압이 전극에 인가되면 대응되는 디옵터의 굴절력이 가변 렌즈부(145)에 적용될 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않으며, 예를 들어, 가변 렌즈부(145)의 굴절력이 연속적인 값으로 변경될 수 있도록 전극에 인가되는 전기적 신호 또는 전압 값이 미리 설정될 수도 있다.

전자 장치(100)가 안경 형태의 장치인 경우에, 가변 렌즈부(145)는 좌안용 가변 렌즈부 및 우안용 가변 렌즈부를 포함할 수 있다.

센싱부(150)는 움직임 센서(151), 시선 추적 센서(152), 깊이 센서(153)를 포함할 수 있다.

움직임 센서(151)는 IMU(Inertial Measurement Unit)일 수 있다. IMU는, 3차원 공간에서의 물체의 움직임 즉, 위치 및 배향 변화들을 감지하도록 구성되는 센서들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 센서들의 조합은, 가속도계, 각속도계, 지자기계, 및 자이로스코프를 포함할 수 있다.

또한, 움직임 센서(155)는 가속도 센서(Acceleration sensor), 지자기 센서(Magnetic sensor), 또는 자이로스코프 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

시선 추적 센서(152)는 사용자 눈의 시선 정보를 검출할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 시선 정보는, 사용자 눈이 바라보는 시선 방향, 사용자 눈의 동공 위치 또는 동공의 중심점 좌표 중 적어도 하나를 포함할 할 수 있다.

시선 추적 센서(152)는, 사용자의 눈(왼쪽 눈 또는 오른쪽 눈)에 광을 제공하고, 사용자의 눈으로부터 반사된 광량을 감지할 수 있다. 시선 추적 센서(152)는, 감지된 광량에 기초하여, 사용자의 눈의 시선 방향, 사용자 눈의 동공 위치, 동공의 중심점 좌표 등을 검출할 수 있다.

또는, 시선 추적 센서(152)는, 사용자의 눈에 광을 제공하고, 사용자의 눈을 촬영할 수 있다. 시선 추적 센서(152)는 촬영된 사용자의 눈 영상에 기초하여, 사용자의 눈의 시선 방향, 사용자 눈의 동공 위치, 동공의 중심점 좌표 등을 검출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 시선 추적 센서(152)는 사용자의 눈을 촬영함으로써 사용자 눈에 반사된 이미지를 획득할 수 있다.

깊이 센서(153)는 현실 세계에 포함되는 하나 이상의 객체들에 대한 깊이 정보를 획득할 수 있다. 깊이 정보는, 깊이 센서(153)로부터 특정 객체까지의 거리에 대응할 수 있다. 일 실시 예에 따른 깊이 센서(153)로부터 특정 객체까지의 거리가 멀수록 깊이 값은 커질 수 있다.

일 실시 예에 따른 깊이 센서(153)는 다양한 방식으로 객체의 깊이 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 깊이 센서(153)는 TOF(Time of flight) 방식, 구조화된 광(Structured Light) 방식, 스테레오 이미지(Stereo Image) 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여, 깊이 정보를 획득할 수 있다. 스테레오 이미지 방식의 깊이 센서(153)는 일반적으로 2개 이상의 복수의 카메라로 구성된다.

일 실시 예에 따라, 깊이 센서(153)는 전자 장치(100)를 착용한 사용자가 웨이브 가이드(142)를 통해 바라보는 현실 장면에 포함된 현실 객체의 깊이 정보를 센싱할 수 있다. 프로세서(120)는 깊이 센서(153)를 통해 센싱된 현실 객체의 깊이 정보에 기초하여 전자 장치(100) 전방의 현실 객체의 유무, 현실 객체의 방향, 거리 등을 획득할 수 있다.

또한, 깊이 센서(153)는 전자 장치(100)를 착용한 사용자 손의 손가락들의 깊이 정보를 센싱할 수 있다. 프로세서(120)는 깊이 센서(153)를 통해 센싱된 손가락들의 깊이 정보에 기초하여 사용자 손의 모양, 손이 움직이는 패턴 등을 인식함으로써 사용자 손의 제스처 입력을 획득할 수 있다.

카메라 모듈(175)은 전자 장치(100)의 주변을 촬영할 수 있다. 카메라 모듈(175)은 촬영 기능을 요구하는 애플리케이션이 실행되는 경우에 이미지 센서를 통해 정지 영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 획득할 수 있다.

이미지 센서를 통해 캡쳐된 이미지는 프로세서(120) 또는 별도의 이미지 처리부(미도시)를 통해 처리될 수 있다. 또한, 캡쳐된 이미지는 디스플레이(140)를 통해 표시될 수 있다.

또한, 프로세서(120) 또는 별도의 이미지 처리부(미도시)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(130)에 저장되거나 통신부(180)를 통하여 외부로 전송될 수 있다.

카메라 모듈(175)은 전자 장치(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

일 실시 예에 따라, 카메라 모듈(175)은 전자 장치(100)의 주변을 촬영함으로써, 현실 장면을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다.

통신부(180)는 전자 장치(100)와 외부 서버(200) 또는 외부 장치(미도시) 간의 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다.

예를 들어, 통신부(180)는, 근거리 통신부, 이동 통신부를 포함할 수 있다.

근거리 통신부는, 블루투스 통신부, 근거리 무선 통신부(NFC/RFID 부), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이동 통신부는, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

음향 출력부(185)는 통신부(180)로부터 수신되거나 메모리(130)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향 출력부(185)는 전자 장치(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음, 알림음)과 관련된 음향 신호를 출력한다.

일 실시 예에 따른 음향 출력부(185)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다. 일 실시 예에 따른 음향 출력부(185)는 전자 장치(100)에 장착되어 있거나 탈부착 가능한 이어폰 형태로 구현될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 음향 출력부(185)는 골전도 방식으로 음향을 출력할 수 있다.

진동 모터(187)는 진동 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 진동 모터(187)는 오디오 데이터 또는 비디오 데이터(예컨대, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)의 출력에 대응하는 진동 신호를 출력할 수 있다. 또한, 진동 모터(187)는 사용자 입력부(195)로부터 사용자 입력이 수신되는 경우 진동 신호를 출력할 수도 있다. 또한, 진동 모터(187)는 전자 장치(100)가 진동 모드로 동작할 때 알림을 진동으로 제공할 수 있다.

마이크(188)는 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 예를 들어, 마이크(188)은 외부 디바이스 또는 화자로부터의 음향 신호를 수신할 수 있다. 또한, 마이크(188)는 전자 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 음성 입력을 수신할 수 있다. 마이크(188)는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생 되는 잡음(noise)를 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘을 이용할 수 있다.

사용자 입력부(189)는, 사용자가 전자 장치(100)를 제어하기 위한 데이터를 입력하는 수단을 의미한다. 예를 들어, 사용자 입력부(189)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠 또는 조그 스위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 예시를 나타내는 도면이다.

도 3은 일 실시 예에 따른 증강 현실 장치의 예시를 나타내는 도면이다. 도 2의 전자 장치(100)는, 예를 들어, 도 3과 같은, 사용자가 착용할 수 있도록 구성된 안경형 몸체를 포함하는 안경형 디스플레이 장치로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

안경형 몸체는, 프레임(110) 및 안경 다리부(190)를 포함할 수 있다. 안경 다리부(190)는 좌측 다리부(190L)와 우측 다리부(190R)를 포함하며, 프레임(110)의 양 단부(end pieces)에 각각 연결될 수 있다.

또한, 프레임(110)에는 가변 렌즈부(145) 및 웨이브 가이드(142)가 배치될 수 있다. 가변 렌즈부(145)는 좌안용 가변 렌즈부(145L) 및 우안용 가변 렌즈부(145R)를 포함할 수 있다. 또한, 웨이브 가이드(142)는 투사된 광을 입력 영역에서 입력 받고 입력된 광의 적어도 일부를 출력 영역에서 출력하도록 구성될 수 있다. 이러한 웨이브 가이드(142)는 좌안용 웨이브 가이드(142L) 및 우안용 웨이브 가이드(142R)를 포함할 수 있다.

좌안용 가변 렌즈부(145L) 및 좌안용 웨이브 가이드(142L)가 사용자의 좌안에 대응되는 위치에 배치될 수 있으며, 우안용 가변 렌즈부(145R) 및 우안용 웨이브 가이드(142R)가 사용자의 우안에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 좌안용 가변 렌즈부(145L)와 좌안용 웨이브 가이드(142L)가 서로 부착되거나, 우안용 가변 렌즈부(145R) 및 우안용 웨이브 가이드(142R)가 서로 부착될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 화상을 담은 광을 투사하는 프로젝터를 포함하는 광학 엔진(141)은 좌안용 광학 엔진(141L) 및 우안용 광학 엔진(141R)을 포함할 수 있다. 좌안용 광학 엔진(141L) 및 우안용 광학 엔진(141R)은 프레임(110)의 양 단부(end pieces)에 위치할 수 있다. 광학 엔진(141)으로부터 출사된 광은 웨이브 가이드(142)을 통해 표시될 수 있다.

또한, 웨이브 가이드(142)의 후면에 배치된 광학 엔진(141)으로부터 웨이브 가이드(142)를 향해 투사된 광을 검출하기 위한 광 센싱 모듈(143)이 광학 엔진(141)에 대향하여 웨이브 가이드(142)의 전면에 배치될 수 있다. 광 센싱 모듈(143)은 광학 엔진(141)으로부터 투사된 광 중에서 웨이브 가이드(142) 내에서 회절되지 않고 웨이브 가이드(142)의 전면을 투과한 광을 검출할 수 있다. 광 센싱 모듈(143)은 좌안용 광 센싱 모듈(143L) 및 우안용 광 센싱 모듈(143R)을 포함할 수 있다.

또한, 전자 장치(100)는 사용자의 시선을 추적하기 위하여, 시선 추적 센서(152)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 시선 추적 센서(152)는 사용자의 왼쪽 눈의 시선을 추적하기 위한 제1 시선 추적 센서(152L) 및 오른쪽 눈의 시선을 추적하기 위한 제2 시선 추적 센서(152R)를 포함할 수 있다.

도 4는 일 실시 예에 따른 광학 엔진 및 웨이브 가이드를 설명하기 위한 도면이다.

광학 엔진(141)은 가상 이미지의 광을 생성하도록 구성되고, 화상 패널, 투사 광학계 등을 포함하는 프로젝터(projector)를 포함할 수 있다.

광학 엔진(141)은 광을 출력하는 광원, 광원으로부터 출력되는 광을 이용하여 2차원의 가상 이미지를 형성하는 화상 패널, 및 화상 패널에서 형성되는 가상 이미지의 광을 투사하는 투사 광학계를 포함할 수 있다. 광원은 광을 조명하는 광학 부품으로서, RGB의 컬러를 조절하여 광을 생성할 수 있다. 광원은 예를 들어, 발광 다이오드(LED)로 구성될 수 있다. 화상 패널은 광원에 의해 조명된 광을 2차원 이미지를 담은 광으로 변조하면서, 반사하는 반사형 화상 패널로 구성될 수 있다. 반사형 화상 패널은 예를 들어, DMD(Digital Micromirror Device) 패널 또는 LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 패널이나, 그 밖의 공지의 반사형 화상 패널일 수 있다. 투사 광학계는 화상 패널에 의해 반사된 이미지를 담은 광을 웨이브 가이드(142)에 투사하는 구성 요소로서, 하나 또는 복수의 투사 렌즈(프로젝션 렌즈)를 포함할 수 있다.

광학 엔진(141)은 프로세서(120)로부터 가상 이미지를 구성하는 이미지 데이터를 획득하고, 획득된 이미지 데이터에 기초하여 가상 이미지를 생성하고, 광원으로부터 출력된 가상 이미지를 구성하는 광을 출사면(1140)을 통해 웨이브 가이드(142)에 투사(project)할 수 있다. 프로세서(120)는 가상 이미지를 구성하는 복수의 픽셀의 RGB 컬러 및 휘도 값을 포함하는 이미지 데이터를 광학 엔진(141)에 제공하고, 광학 엔진(141)은 복수의 픽셀 각각의 RGB 컬러 값과 휘도 값에 따라, 광원을 제어함으로써 가상 이미지를 구성하는 광을 웨이브 가이드(142)에 투사할 수 있다. 광학 엔진(141)은 광원이 백색광으로 조명되는 광학적으로 활성인 물질에 의해 변조되는 투과성 투사 기술(transmissive projection technology)을 이용하여 가상 이미지를 투사할 수 있다.

웨이브 가이드(142)는 사용자가 전자 장치(100)를 착용할 때, 배면의 일부 영역이 보이는 투명한 소재로 구성될 수 있다. 웨이브 가이드(142)의 배면은 사용자가 전자 장치(100)를 착용할 때, 사용자의 눈이 마주하는 면을 의미하고, 웨이브 가이드(142)의 전면은 상기 배면에 대향되는 면(즉, 사용자의 눈에서 먼 쪽)을 의미한다.

일 실시 예에 따라, 웨이브 가이드(142)는 광이 내부에서 반사되면서 전파될 수 있는 투명 재질의 단층 혹은 다층 구조의 평판으로 구성될 수 있다. 웨이브 가이드(142)는 광학 엔진(141)의 출사면(1310)에 마주하여 투사된 가상 이미지(VI)를 구성하는 광을 입력 받는 제1 영역(1110), 제1 영역(1110)에 입사된 가상 이미지(VI)를 구성하는 광이 전파되는 제2 영역(1120), 및 제2 영역(1120)에서 전파되는 가상 이미지(VI)의 광을 사용자의 눈 방향으로 출력하는 제3 영역(1130)을 포함할 수 있다.

제1 영역(1110), 제2 영역(1120), 및 제3 영역(1130)에는 가상 이미지(VI)를 구성하는 광의 광 경로를 변경할 수 있도록 하는 회절 격자가 형성될 수 있다. 웨이브 가이드(142)는 제1 영역(1110), 제2 영역(1120), 및 제3 영역(1130)에 형성된 회절 격자를 이용하여, 가상 이미지(VI)의 광의 전파 경로를 변경하고, 최종적으로는 제3 영역(1130)을 통해 반사된 가상 이미지(VI)의 광이 사용자의 눈으로 출력될 수 있도록 도광판의 기능을 수행할 수 있다.

도 5는 일 실시 예에 따른 프로젝션 렌즈로부터 투사되는 광을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에 따르면, 프로젝션 렌즈(147)는 하나 또는 복수의 렌즈로 구성될 수 있다.

프로젝션 렌즈(147)는, 화상 패널(146)에서 형성된 가상 이미지의 광이 복수의 렌즈로 구성된 프로젝션 렌즈(147)를 통과하면서 굴절되어 웨이브 가이드(142)에 도달할 때 평행광(52)의 형태로 입사되도록 설계될 수 있다.

프로젝션 렌즈(147)를 구성하는 복수의 렌즈의 굴절력, 복수의 렌즈의 배치 간격, 프로젝션 렌즈(147)와 화상 패널(146) 사이의 후초점 거리 등의 설계에 따라, 가상 이미지를 구성하는 픽셀의 광선 다발이 평행하게 입사될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 광 센싱 모듈(143)을 통해 가상 이미지 전체를 구성하는 복수의 픽셀의 광을 검출할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 광 센싱 모듈(143)을 통해 가상 이미지의 소정 픽셀 영역(예컨대, 가상 이미지 중앙의 일부 영역)을 구성하는 하나 또는 복수의 픽셀의 광을 검출할 수 있다.

도 5는 일 실시 예를 설명하기 위해 도시한 것으로 이에 제한되지 않는다.

도 6은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6의 S601에서, 전자 장치(100)는 광 센싱 모듈(143)에 의해 검출된 광의 평행도를 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 광 센싱 모듈(143)은 이미지 센서 또는 위상차 센서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 광 센싱 모듈(143)을 이용하여, 웨이브 가이드(142)의 입력 영역(148)을 투과한 광 중에서 웨이브 가이드(142) 내에서 회절되지 않고 웨이브 가이드(142) 전면을 투과한 광을 검출할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(100)는 이미지 센서를 이용하여 검출된 광에 기초하여, 가상 이미지의 소정 픽셀 영역의 콘트라스트 값을 검출하고, 검출된 콘트라스트 값에 기초하여 광의 평행도를 산출할 수 있다.

또한, 예를 들어, 전자 장치(100)는 위상차 센서를 이용하여 검출된 위상차에 기초하여, 광의 평행도를 산출할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따라, 광 센싱 모듈(143)은 포토다이오드 센서를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 포토다이오드 센서를 이용하여, 입력 영역(148)을 투과한 광 중에서 웨이브 가이드(142) 내에서 회절되지 않은 광에 기초하여, 입력 영역(148)에 대향하는 면의 회절 영역(164, 도 12 참조)에서 회절된 광의 세기를 검출할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(100)는 포토다이오드 센서를 이용하여 검출된 광의 세기에 기초하여, 광의 평행도를 산출할 수 있다.

도 6의 S602에서, 전자 장치(100)는 광의 평행도에 기초하여, 평행광이 검출되기 위한 프로젝션 렌즈의 위치 조절 값을 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 광의 평행도에 기초하여 평행광이 입사된 것으로 판단되면, 프로젝션 렌즈(147)의 위치를 변경하지 않을 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 광의 평행도에 기초하여 평행광이 입사되지 않은 것으로 판단되면, 프로젝션 렌즈(147)와 웨이브 가이드(142) 간의 거리를 조절하기 위해 프로젝션 렌즈(147)가 광축을 기준으로 이동할 방향(예컨대, 위, 아래, 좌 또는 우), 이동할 거리(예컨대, 0.1mm)를 포함하는 위치 조절 값을 산출할 수 있다.

도 6의 S603에서, 전자 장치(100)는 위치 조절 값에 기초하여, 프로젝션 렌즈와 웨이브 가이드(142) 간의 거리를 조절하도록 액추에이터를 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 산출된 위치 조절 값에 포함된 이동 방향, 이동 거리에 기초하여, 프로젝션 렌즈(147)의 광축을 기준으로 프로젝션 렌즈(147)의 위치를 조절함으로써, 프로젝션 렌즈(147)와 웨이브 가이드(142) 간의 거리를 조절할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)는 프로젝션 렌즈(147)로부터 웨이브 가이드(142)로 평행광이 입사되도록 제어할 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 이미지 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 8은 일 실시 예에 따른 이미지 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 도면을 참조하여 도 7의 흐름도를 설명하기로 한다.

도 8을 참조하면, 광 센싱 모듈(143)은 이미지 센서(161)를 포함할 수 있다.

도 7의 S701에서, 전자 장치(100)는 이미지 센서를 이용하여, 입력 영역(148)을 투과한 광 중에서 웨이브 가이드(142) 내에서 회절되지 않고 투과 영역(155)을 투과한 광에 기초하여, 가상 이미지의 소정 픽셀 영역의 콘트라스트 값을 검출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 이미지 센서(161)를 이용하여 웨이브 가이드(142)를 관통한 광을 검출할 수 있다. 전자 장치(100)는 이미지 센서(161)를 이용하여, 웨이브 가이드(142)의 입력 영역(148)을 투과한 광 중에서 웨이브 가이드(142) 내에서 광 경로를 변경하지 않고 투과 영역(155)을 투과한 광에 기초하여, 콘트라스트 값을 검출할 수 있다.

도 8을 참조하면, 투과 영역(155)을 통해 입사되는 광이 평행하지 않으면, 이미지 센서(161)의 기준면에 도달한 광선 다발이 기준면 상의 한 지점에서 수렴되지 않으므로(81), 콘트라스트 값이 낮게 검출될 수 있다.

한편, 투과 영역(155)을 통해 입사되는 광이 평행하면, 이미지 센서(161)의 기준면에 도달한 광선 다발이 기준면 상의 한 지점에서 수렴(82)하게 되므로, 콘트라스트 값이 높게 검출될 수 있다.

도 7의 S702에서, 전자 장치(100)는 검출된 콘트라스트 값에 기초하여, 입력 영역(148)을 투과한 광의 평행도를 산출할 수 있다.

전자 장치(100)는 이미지 센서(161)를 이용하여 콘트라스트 값이 미리 설정된 값 이상으로 높게 검출되는 경우, 평행광이 입사된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 전자 장치(100)는 이미지 센서(161)를 이용하여 콘트라스트 값이 미리 설정된 값 이하로 낮게 검출되는 경우, 평행광이 입사되지 않은 것으로 판단하고 평행광이 입사되기 위해 프로젝션 렌즈(147)가 이동해야 할 위치 조절 값을 산출할 수 있다.

도 8은 일 실시 예를 설명하기 위해 도시한 것으로 이에 제한되지 않는다.

도 9는 일 실시 예에 따른 위상차 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10은 일 실시 예에 따른 위상차 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 10의 도면을 참조하여 도 9의 흐름도를 설명하기로 한다.

도 10을 참조하면, 광 센싱 모듈(143)은 소정 거리 이격되어 배치된 두 개의 광 센서(163a, 163b)를 포함하는 위상차 센서(162)를 포함할 수 있다.

도 9의 S901에서, 전자 장치(100)는 입력 영역을 투과한 광 중에서 웨이브 가이드(142) 내에서 회절되지 않고 투과 영역을 투과한 광에 기초하여, 두 개의 광 센서(163a, 163b)를 통해 위상차를 검출할 수 있다. S902에서, 전자 장치(100)는 검출된 위상차에 기초하여, 입력 영역을 투과한 광의 평행도를 산출할 수 있다.

도 10을 참조하면, 예를 들어, 제1 광 센서(163a)와 제2 광 센서(163b)는 광의 세기를 센싱하는 라인 센서를 포함할 수 있으며, 소정 거리 이격되어 일렬로 배치될 수 있다.

예를 들어, 제1 광 센서(163a)와 제2 광 센서(163b)에서 각각 광이 센싱되는 지점이 중앙 지점(95, 96)인 경우, 입력 영역(148)으로 입사된 광이 평행광인 것으로 판단될 수 있다.

또한, 예를 들어, 전자 장치(100)는, 제1 광 센서(163a)와 제2 광 센서(163b)에서 각각 광이 센싱되는 지점이 중앙 지점(91, 93)으로부터 소정 거리 이격된 지점(92, 94)인 경우, 이격된 거리에 기초하여 위상차를 검출하고, 입력 영역(148)으로 입사된 광이 평행하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 전자 장치(100)는 평행광이 입사되지 않은 것으로 판단하면, 평행광이 입사되기 위해 프로젝션 렌즈(147)가 이동해야 할 위치 조절 값을 산출할 수 있다.

도 10은 일 실시 예를 설명하기 위해 도시한 것으로 이에 제한되지 않는다.

도 11은 일 실시 예에 따른 포토다이오드 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 12는 일 실시 예에 따른 포토다이오드 센서를 이용하여 광의 평행도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12의 도면을 참조하여 도 11의 흐름도를 설명하기로 한다.

도 12를 참조하면, 광 센싱 모듈(143)은 포토다이오드 센서(165)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 포토다이오드 센서(165)는, 입력 영역(148)을 투과하여 웨이브 가이드(142) 내에서 회절되지 않은 광 중에서, 입력 영역(148)에 대향하는 회절 영역(164)에서 회절된 광을 수광하도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 포토다이오드 센서(165)는 웨이브 가이드(142) 전면의 회절 영역(164)에 대향하여, 웨이브 가이드(142) 후면의 입력 영역(148)으로부터 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 회절 영역(164)은 평행하게 입사되는 광의 경로를 변경시키는 회절 격자로 구성될 수 있다. 이에 따라, 입력 영역(148)으로부터 회절 영역(164)으로 평행하게 입사된 광 중 일부가 회절되어 포토다이오드 센서(165)에 의해 검출될 수 있다. 입력 영역(148)으로부터 회절 영역(164)으로 입사된 광이 평행하지 않으면, 회절 영역(164)에서 광의 경로가 변경되지 않는다.

도 11의 S1101에서, 전자 장치(100)는 포토다이오드 센서(165)를 이용하여, 입력 영역(148)을 투과한 광 중에서 웨이브 가이드(142) 내에서 회절되지 않은 광에 기초하여, 입력 영역(148)에 대향하는 회절 영역(164)으로부터 회절된 광의 세기를 검출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 입력 영역(148)으로부터 회절 영역(164)으로 투사된 평행광은 광의 경로가 변경되어 포토다이오드 센서(165)를 향해 투사될 수 있다.

한편, 회절 영역(164)은 평행광에 대해서만 광의 경로를 변경시키는 회절 격자로 구성되므로, 평행하지 않은 광이 입사 될 경우 입사되는 광을 회절시키지 않으므로, 포토다이오드 센서(165)에 의해 광이 검출되지 않는다.

도 11의 S1102에서, 전자 장치(100)는 검출된 광의 세기에 기초하여, 광의 평행도를 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 포토다이오드 센서(165)를 이용하여 검출된 광의 세기가 미리 설정된 값 이상인 경우, 입력 영역(148)으로 평행광이 입사된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 포토다이오드 센서(165)에 의해 광이 검출되지 않으면, 입력 영역(148)으로 투사된 광이 평행광이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 전자 장치(100)는 평행광이 입사되지 않은 것으로 판단하면, 평행광이 입사되기 위해 프로젝션 렌즈(147)가 이동해야 할 위치 조절 값을 산출할 수 있다.

도 12는 일 실시 예를 설명하기 위해 도시한 것으로 이에 제한되지 않는다.

도 13은 일 실시 예에 따른 프로젝션 렌즈의 위치에 따른 광의 평행도의 예를 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에 따라, 프로젝션 렌즈(147, 도1)의 위치에 따라 프로젝션 렌즈(147)로부터 웨이브 가이드(142)로 투사되는 광의 평행도가 달라질 수 있다. 일 실시 예에 따라, 프로젝션 렌즈(147)와 웨이브 가이드(142, 도1) 간의 이격 거리에 따라, 프로젝션 렌즈(147)로부터 웨이브 가이드(142)로 투사되는 광의 평행도가 달라질 수 있다.

도 13의 그래프를 참조하면, 예를 들어, 프로젝션 렌즈의 위치가 (0)의 위치일 때, 광의 평행도가 0.3으로 산출될 수 있다. 이 때, 웨이브 가이드(142)를 통해 선명한 가상 이미지가 제공될 수 있다.

또한, 예를 들어, 프로젝션 렌즈의 위치가 (+1)의 위치일 때, 광의 평행도가 0.1으로 산출될 수 있다. 이 때, 웨이브 가이드(142)를 통해 제공되는 가상 이미지는 초점이 맞지 않을 수 있다. 또한, 예를 들어, 프로젝션 렌즈의 위치가 (-3)의 위치일 때, 광의 평행도가 0.07으로 산출될 수 있다. 이 때, 웨이브 가이드(142)를 통해 제공되는 가상 이미지는 초점이 맞지 않는 흐릿한 영상일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)의 제조 시, 프로젝션 렌즈(147, 도1)는, 프로젝션 렌즈(147)로부터 웨이브 가이드(142)로 평행광을 투사할 수 있는 이격 거리를 갖는 위치에 배치될 수 있다. 사용 환경 상, 온도 변화 등의 요인으로 프로젝션 렌즈(147)의 위치가 변경됨으로써 프로젝션 렌즈(147)와 웨이브 가이드(142)간의 이격 거리가 변경될 수 있다. 전자 장치(100)는, 프로젝션 렌즈(147)로부터 웨이브 가이드(142)로 투사되는 광이 평행한지 판단하고, 평행하지 않은 경우, 평행광이 입사될 수 있는 위치로 프로젝션 렌즈(147)의 위치를 조절함으로써 프로젝션 렌즈(147)와 웨이브 가이드(142) 간의 이격 거리를 조절할 수 있다. 이에 따라, 사용자에게 고화질의 가상 이미지가 제공될 수 있다.

도 13은 일 실시 예를 설명하기 위해 도시한 것으로 이에 제한되지 않는다.

한편, 상술한 실시 예는, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 실시 예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 또한, 상술한 실시 예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 컴퓨터가 읽고 실행할 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 기록 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체, 예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등을 포함하고,) 광학적 판독 매체, 예를 들면, 시디롬, DVD 등과 같은 저장 매체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 복수의 기록 매체가 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어 있을 수 있으며, 분산된 기록 매체들에 저장된 데이터, 예를 들면 프로그램 명령어 및 코드가 적어도 하나의 컴퓨터에 의해 실행될 수 있다.

기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 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.

본 개시에서 설명된 특정 실행들은 일 실시 예 일 뿐이며, 어떠한 방법으로도 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 및 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다.

전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 개시에서 모든 예들 또는 예시적인 용어, 예를 들어, “등”의 사용은 단순히 본 개시를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 개시에 기재된 구성 요소들은 본 개시의 실행을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

본 개시의 실시 예들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 개시는 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 본 개시는 명세서에 기재된 특정한 실시 형태에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물이 본 개시에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로, 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 이해되어야 한다.

본 개시의 범위는 발명의 상세한 설명보다는 특허 청구 범위에 의하여 나타나며, 특허 청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

"부", "모듈"은 어드레싱될 수 있는 저장 매체에 저장되며 프로세서에 의해 실행될 수 있는 프로그램에 의해 구현될 수도 있다.

예를 들어, “부”, "모듈" 은 소프트웨어 구성 요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들에 의해 구현될 수 있다.

본 명세서에서, "A는 a1, a2 및 a3 중 하나를 포함할 수 있다"는 기재은, A라는 엘리먼트(element)에 포함될 수 있는 예시적인 엘리먼트가 a1, a2 또는 a3라는 넓은 의미이다.

상기 기재로 인해 엘리먼트 A를 구성할 수 있는 엘리먼트가 반드시 a1, a2 또는 a3로 국한된다는 것은 아니다. 따라서 A를 구성할 수 있는 엘리먼트가, a1, a2 및 a3 이외에 예시되지 않은 다른 엘리먼트들을 배제한다는 의미로, 배타적으로 해석되지 않음에 유의하여야 한다.

또한, 상기 기재는, A는 a1를 포함하거나, a2를 포함하거나, 또는 a3를 포함할 수 있다는 의미이다. 상기 기재가 A를 구성하는 엘리먼트들이 반드시 소정 집합 내에서 선택적으로 결정된다는 것을 의미하지는 않는다. 예를 들어 상기 기재가, 반드시 a1, a2 및 a3를 포함하는 집합으로부터 선택된 a1, a2, 또는 a3가 컴포넌트 A를 구성한다는 것으로, 제한적으로 해석되지 않음에 유의하여야 한다.

100: 전자 장치

Claims (13)

1. 전자 장치에 있어서,
   가상 이미지의 광을 투사하는 프로젝션 렌즈를 포함하는 광학 엔진;
   상기 가상 이미지의 광이 입사되는 입력 영역을 포함하는 웨이브 가이드;
   상기 프로젝션 렌즈의 광축을 기준으로 상기 프로젝션 렌즈의 위치를 조절하는 액추에이터;
   상기 입력 영역을 투과한 광을 검출하는 광 센싱 모듈;
   하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
   상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
   상기 광 센싱 모듈에 의해 검출된 광의 평행도를 산출하고,
   상기 광의 평행도에 기초하여, 평행광이 검출되기 위한 상기 프로젝션 렌즈의 위치 조절 값을 산출하고,
   상기 위치 조절 값에 기초하여, 상기 프로젝션 렌즈와 상기 웨이브 가이드 간의 거리를 조절하도록 상기 액추에이터를 제어하는, 전자 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 입력 영역은,
   상기 입력 영역을 통해 상기 웨이브 가이드로 입사된 광이 상기 웨이브 가이드 내에서 광 경로를 변경하도록 회절 격자로 구성되고,
   상기 광 센싱 모듈은,
   상기 웨이브 가이드 후면의 상기 입력 영역을 투과한 광 중에서 상기 웨이브 가이드 내에서 회절되지 않은 광을 수광하도록, 상기 입력 영역에 대향하여 상기 웨이브 가이드 전면에 배치되는, 전자 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 광 센싱 모듈은, 이미지 센서를 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 입력 영역을 투과한 광 중에서 상기 웨이브 가이드 내에서 회절되지 않고 투과 영역을 투과한 광에 기초하여, 상기 가상 이미지의 소정 픽셀 영역의 콘트라스트 값을 검출하고,
   상기 검출된 콘트라스트 값에 기초하여, 상기 입력 영역을 투과한 광의 평행도를 산출하는, 전자 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 광 센싱 모듈은,
   소정 거리 이격되어 배치된 두 개의 광 센서를 포함하는 위상차 센서를 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 입력 영역을 투과한 광 중에서 상기 웨이브 가이드 내에서 회절되지 않고 투과 영역을 투과한 광에 기초하여, 상기 두 개의 광 센서를 통해 위상차를 검출하고,
   상기 검출된 위상차에 기초하여, 상기 입력 영역을 투과한 광의 평행도를 산출하는, 전자 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 광 센싱 모듈은, 포토다이오드 센서를 포함하고,
   상기 포토다이오드 센서는,
   상기 입력 영역을 투과하여 상기 웨이브 가이드 내에서 회절되지 않은 광 중에서, 상기 입력 영역에 대향하는 회절 영역으로부터 회절된 광을 수광하도록 배치된, 전자 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 포토다이오드 센서를 이용하여, 상기 입력 영역에 대향하는 회절 영역으로부터 회절된 광의 세기를 검출하고,
   상기 검출된 광의 세기에 기초하여, 광의 평행도를 산출하는, 전자 장치.
7. 가상 이미지의 광을 투사하는 프로젝션 렌즈를 포함하는 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
   광 센싱 모듈에 의해, 상기 가상 이미지의 광이 입사되는 웨이브 가이드의 입력 영역을 투과한 광을 검출하는 단계;
   상기 광 센싱 모듈에 의해 검출된 광의 평행도를 산출하는 단계;
   상기 광의 평행도에 기초하여, 평행광이 검출되기 위한 상기 프로젝션 렌즈의 위치 조절 값을 산출하는 단계; 및
   상기 위치 조절 값에 기초하여, 상기 프로젝션 렌즈와 상기 웨이브 가이드 간의 거리를 조절하도록 액추에이터를 제어하는 단계;를 포함하는, 동작 방법.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 입력 영역은,
   상기 입력 영역을 통해 상기 웨이브 가이드로 입사된 광이 상기 웨이브 가이드 내에서 광 경로를 변경하도록 회절 격자로 구성되고,
   상기 광 센싱 모듈은,
   상기 웨이브 가이드 후면의 상기 입력 영역을 투과한 광 중에서 상기 웨이브 가이드 내에서 회절되지 않은 광을 수광하도록, 상기 입력 영역에 대향하여 상기 웨이브 가이드 전면에 배치되는, 동작 방법.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 광 센싱 모듈은, 이미지 센서를 포함하고,
   상기 광을 검출하는 단계는,
   상기 이미지 센서를 이용하여, 상기 입력 영역을 투과한 광 중에서 상기 웨이브 가이드 내에서 회절되지 않고 투과 영역을 투과한 광에 기초하여, 상기 가상 이미지의 소정 픽셀 영역의 콘트라스트 값을 검출하는 단계를 포함하고,
   상기 광의 평행도를 산출하는 단계는,
   상기 검출된 콘트라스트 값에 기초하여, 상기 입력 영역을 투과한 광의 평행도를 산출하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 광 센싱 모듈은,
    소정 거리 이격되어 배치된 두 개의 광 센서를 포함하는 위상차 센서를 포함하고,
    상기 광을 검출하는 단계는,
    상기 입력 영역을 투과한 광 중에서 상기 웨이브 가이드 내에서 회절되지 않고 투과 영역을 투과한 광에 기초하여, 상기 두 개의 광 센서를 통해 위상차를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 광의 평행도를 산출하는 단계는,
    상기 검출된 위상차에 기초하여, 상기 입력 영역을 투과한 광의 평행도를 산출하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
11. 제7 항에 있어서,
    상기 광 센싱 모듈은, 포토다이오드 센서를 포함하고,
    상기 포토다이오드 센서는,
    상기 입력 영역을 투과하여 상기 웨이브 가이드 내에서 회절되지 않은 광 중에서, 상기 입력 영역에 대향하는 회절 영역으로부터 회절된 광을 수광하도록 배치된, 동작 방법.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 광을 검출하는 단계는,
    상기 포토다이오드 센서를 이용하여, 상기 입력 영역에 대향하는 회절 영역으로부터 회절된 광의 세기를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 광의 평행도를 산출하는 단계는,
    상기 검출된 광의 세기에 기초하여, 광의 평행도를 산출하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
13. 제7 항의 방법을 컴퓨터에서 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.

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