KR20230065845A - 가변형 그라운드를 포함하는 웨어러블 전자 장치 - Google Patents

Abstract

다양한 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치는, 렌즈가 연결되고, 제1 금속 부분을 포함하는 프론트, 상기 프론트의 일 단부와 제1 힌지를 통해 연결되고, 제2 금속 부분을 포함하는 제1 레그, 상기 프론트의 타 단부와 제2 힌지를 통해 연결되는 제2 레그, 상기 제1 금속 부분 또는 제2 금속 부분과 전기적으로 연결되는 그라운드부를 포함하는 인쇄 회로 기판, 방사체 및 상기 방사체와 전기적으로 연결되는 급전부를 포함하는 안테나 구조체, 상기 제1 금속 부분 및 제2 금속 부분을 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 상기 제1 금속 부분 및 제2 금속 부분을 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있는 제1 스위치 회로, 및 상기 제1 스위치 회로를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 이외에 다양한 실시 예들이 가능할 수 있다.

Description

가변형 그라운드를 포함하는 웨어러블 전자 장치{WEARABLE ELECTRONIC DEVICE COMPRISING VARIABLE GROUND}

본 발명의 다양한 실시 예들은 가변형 그라운드를 포함하는 웨어러블 전자 장치에 관한 것이다.

증강 현실(AR: augmented reality) 서비스를 제공하는 웨어러블 전자 장치가 출시되고 있다. 증강 현실 서비스는 사용자가 보는 현실 세계 이미지에 부가적인 정보를 갖는 가상 이미지를 겹쳐 보여주는 서비스로서, 현실 세계 이미지로부터 식별되는 현실 객체와 관련된 콘텐츠(content)를 포함하는 가상 객체 이미지를 사용자에게 제공할 수 있다. 증강 현실 서비스를 제공하는 전자 장치는 사용자에 착용된 상태로 작동할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치는 사용자의 머리에 장착되는 글래스형 전자 장치를 포함할 수 있다.

글래스형 웨어러블 전자 장치의 경우, 안경테를 활용하여 안테나를 구현할 수 있다. 일반적으로 안테나는 안경테에 고정적으로 연결되어 있기 때문에, 실질적으로 일정한 방사 패턴이 발생하게 된다. 방사 패턴이 일정한 경우, 사용자의 다양한 통신 환경에 대한 적응성이 부족할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 다양한 통신 환경에서의 적응성을 향상시키기 위하여, 다양한 방사 패턴을 발생시킬 수 있는 웨어러블 전자 장치를 제공할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 안경테의 금속 부분을 활용하여 가변형 그라운드를 구현할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(400)는, 렌즈(414)가 연결되고, 제1 금속 부분(4111)을 포함하는 프론트(411), 상기 프론트(411)의 일 단부와 제1 힌지(421)를 통해 연결되고, 제2 금속 부분(4121)을 포함하는 제1 레그(412), 상기 프론트(411)의 타 단부와 제2 힌지(422)를 통해 연결되는 제2 레그(413), 상기 제1 금속 부분(4111) 또는 제2 금속 부분(4121)과 전기적으로 연결되는 그라운드부(431)를 포함하는 인쇄 회로 기판(430), 방사체(441) 및 상기 방사체(441)와 전기적으로 연결되는 급전부(442)를 포함하는 안테나 구조체(440), 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있는 제1 스위치 회로(451), 및 상기 제1 스위치 회로(451)를 제어하는 제어부(460)를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(400)는, 렌즈(414)가 연결되고, 제1 금속 부분(4111)을 포함하는 프론트(411), 상기 프론트(411)의 일 단부와 제1 힌지(421)를 통해 연결되고, 제2 금속 부분(4121)을 포함하는 제1 레그(412), 상기 프론트(411)의 타 단부와 제2 힌지(422)를 통해 연결되는 제2 레그(413), 상기 제1 금속 부분(4111)과 전기적으로 연결되는 그라운드부(431)를 포함하고, 상기 제1 레그(412)의 내부에 위치되는 인쇄 회로 기판(430), 방사체(441) 및 상기 방사체(441)와 전기적으로 연결되는 급전부(442)를 포함하는 안테나 구조체(440), 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있는 제1 스위치 회로(451), 및 상기 제1 스위치 회로(451)를 제어하는 제어부(460)를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 안경테의 금속 부분을 활용하여 그라운드의 길이를 변경시킬 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 가변형 그라운드를 이용하여 다양한 방사 패턴을 발생시킬 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 다양한 통신 환경에서의 적응성을 향상시키고, 통신 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치에 포함된 눈추적 카메라의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략적인 사시도이다.
도 4b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치에 포함된 안테나 구조체를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4c는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 4d는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 펼쳐진 상태에서 제1 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.
도 4e는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 4f는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 펼쳐진 상태에서 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.
도 4g는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 펼쳐진 상태에서 제1 스위치 회로, 제2 스위치 회로, 제3 스위치 회로 및 제4 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.
도 4h는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 접힌 상태에서 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략적인 사시도이다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 5c는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 펼쳐진 상태에서 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.
도 5d는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 5e는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5f는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은, 다양한 실시 예들에 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) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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, 인공지능 모델이 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 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.

일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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 실시 예에 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. 일 실시 예에 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 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 웨어러블 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 전자 장치(102))는 사용자의 안면에 착용되어, 사용자에게 증강 현실 서비스 및/또는 가상 현실 서비스와 관련된 영상을 제공할 수 있다.

일 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(200)는 제1 디스플레이(205), 제2 디스플레이(210), 화면 표시부들(215a, 215b), 입력 광학 부재(220a, 220b), 제1 투명 부재(225a), 제2 투명 부재(225b), 조명부(230a, 230b), 제1 기판(235a), 제2 기판(235b), 제1 힌지(hinge)(240a), 제2 힌지(240b), 촬영용 카메라(245), 복수의 마이크(예: 제1 마이크(250a), 제2 마이크(250b), 제3 마이크(250c)), 복수의 스피커(예: 제1 스피커(255a), 제2 스피커(255b)), 배터리(260), 제1 인식용 카메라(265a), 제2 인식용 카메라(265b), 제1 눈추적(eye detection) 카메라(270a), 제2 눈추적 카메라(270b), 템플(temple)(271a, 271b), 림(rim)(272a, 272b) 및 브릿지(bridge)(273)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 디스플레이(예: 제1 디스플레이(205) 및 제2 디스플레이(210))는, 예를 들면, 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 디지털 미러 표시 장치(digital mirror device, DMD), 실리콘 액정 표시 장치(liquid crystal on silicon, LCoS), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 또는 마이크로 엘이디(micro light emitting diode, micro LED)를 포함할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 디스플레이(205, 210)가 액정 표시 장치, 디지털 미러 표시 장치, 또는 실리콘 액정 표시 장치 중 하나로 이루어지는 경우, 웨어러블 전자 장치(200)는 디스플레이(205, 210)의 화면 출력 영역으로 광을 조사하는 광원을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 디스플레이(205, 210)가 자체적으로 광을 발생시킬 수 있는 경우, 예를 들어, 유기 발광 다이오드 또는 마이크로 엘이디 중 하나로 이루어지는 경우, 웨어러블 전자 장치(200)는 별도의 광원을 포함하지 않더라도 사용자에게 양호한 품질의 가상 영상을 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(205, 210)가 유기 발광 다이오드 또는 마이크로 엘이디로 구현된다면 광원이 불필요하므로, 웨어러블 전자 장치(200)가 경량화될 수 있다. 이하에서, 자체적으로 광을 발생시킬 수 있는 디스플레이(205, 210)는 자발광 디스플레이로 지칭되며, 자발광 디스플레이를 전제로 설명한다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이(205, 210)는 적어도 하나의 마이크로 LED(micro light emitting diode)로 구성될 수 있다. 예컨대, 마이크로 LED는 자체 발광으로 적색(R, red), 녹색(G, green), 및 청색(B, blue)을 표현할 수 있으며, 크기가 작아(예: 100㎛ 이하), 칩 하나가 하나의 픽셀(예: R, G, 및 B 중 하나)을 구현할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이(205, 210)가 마이크로 LED로 구성되는 경우, 백 라이트 유닛(BLU: back light unit) 없이 높은 해상도를 제공할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 하나의 픽셀은 R, G, 및 B를 포함할 수 있으며, 하나의 칩은 R, G, 및 B를 포함하는 픽셀이 복수개로 구현될 수 있다. 디스플레이(205, 210)는 '광원부'라고도 불릴 수 있다.

일 실시 예에서, 디스플레이(205, 210)는 가상의 영상을 표시하기 위한 픽셀(pixel)들을 포함할 수 있다. 디스플레이(205, 210)는 적외선 광을 방출하는 적외선 픽셀들을 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라서, 디스플레이(205, 210)는 픽셀들 사이에 배치되는 사용자의 눈에서 반사되는 광을 수광하여 전기 에너지로 변환하고 출력하는 수광 픽셀(예: 포토 센서 픽셀(photo sensor pixel))들을 더 포함할 수 있다. 수광 픽셀(들)은 '시선 추적 센서'로 지칭될 수 있다. 시선 추적 센서(예: 도 3의 시선 추적 센서(315))는 디스플레이(205, 210)에 포함된 적외선 픽셀에 의해 방출된 광이 사용자의 눈에 의해 반사된 적외선 광을 감지할 수 있다.

웨어러블 전자 장치(200)는 수광 픽셀들(315)을 통해 사용자의 시선 방향(예: 눈동자 움직임)을 검출할 수 있다. 예컨대, 웨어러블 전자 장치(200)는 제1 디스플레이(205)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들(315) 및 제2 디스플레이(210)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들(315)을 통해 사용자의 좌안에 대한 시선 방향 및 사용자의 우안에 대한 시선 방향을 검출하고 추적할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(200)는 하나 이상의 수광 픽셀들(315)을 통해 검출되는 사용자의 좌안 및 우안의 시선 방향(예: 사용자의 좌안 및 우안의 눈동자가 응시하는 방향)에 따라 가상 영상의 중심의 위치를 결정할 수도 있다.

웨어러블 전자 장치(200)는 디스플레이(205, 210), 제1 투명 부재(225a) 및/또는 제2 투명 부재(225b)를 포함할 수 있으며, 사용자는 안면에 웨어러블 전자 장치(200)를 착용한 상태로 사용할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 제1 투명 부재(225a)는 사용자의 좌안에 대면하게 배치될 수 있고, 제2 투명 부재(225b)는 사용자의 우안에 대면하게 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 디스플레이(205, 210)가 투명인 경우, 사용자 눈과 대면하는 위치에 배치되어 화면 표시부들(215a, 215b)을 구성할 수 있다.

제1 디스플레이(205) 및 제2 디스플레이(210)는 각각 제1 제어 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 제어 회로는 제1 디스플레이(205) 및 제2 디스플레이(210)를 제어할 수 있다. 제1 제어 회로는 제1 디스플레이(205) 및 제2 디스플레이(210)에 포함된 투명 커버(미도시)의 액정 소자의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(205, 210)로부터 방출되는 광은 렌즈(미도시) 및 웨이브가이드(waveguide)(예: 도 3의 디스플레이 광 도파관(350), 눈추적 카메라 광 도파관(360)))를 거쳐 사용자의 좌안(left eye)에 대면하게 배치되는 제1 투명 부재(225a)에 형성된 화면 표시부들(215a) 및 사용자의 우안(right eye)에 대면하게 배치 제2 투명 부재(225b)에 형성된 화면 표시부들(215b)에 도달할 수 있다.

렌즈(미도시)는 디스플레이(205, 210)의 전면에 배치될 수 있다. 렌즈(미도시)는 오목 렌즈 및/또는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 예컨대, 렌즈(미도시)는 프로젝션 렌즈(projection lens)(예: 도 3의 프로젝션 렌즈(325)) 또는 콜리메이션 렌즈(collimation lens)(미도시)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 디스플레이(205, 210)로부터 방출되는 광은 입력 광학 부재(220a, 220b)를 통해 광 도파관(350, 360)으로 광 경로가 유도될 수 있다. 광 도파관(350, 360) 내부를 이동하는 광은 출력 광학 부재(예: 도 3의 출력 광학 부재(340))를 통해 사용자 눈 방향으로 유도될 수 있다. 화면 표시부들(215a, 215b)는 사용자의 눈(예: 도 3의 사용자의 눈(301)) 방향으로 방출되는 광에 기반하여 결정될 수 있다.

예컨대, 디스플레이(205, 210)로부터 방출되는 광은 입력 광학 부재(220a, 220b)와 화면 표시부들(215a, 215b)에 형성된 광 도파관(350, 360)의 그레이팅 영역(grating area)에 반사되어 사용자의 눈(301)에 전달될 수 있다.

일 실시 예에서, 화면 표시부들(215a, 215b) 또는 투명 부재(예: 제1 투명 부재(225a), 제2 투명 부재(225b))는 광 도파관350, 360)을 포함하는 렌즈, 반사형 렌즈를 포함할 수 있다. 광 도파관(350, 360)은 디스플레이(205, 210)에서 생성한 광원을 사용자 눈으로 전달하는 역할을 하며, '광 도파로' 또는 '웨이브 가이드'라고 불릴 수 있다. 이하, '광 도파로' 또는 '웨이브가이드'는 화면 표시부들(215a, 215b)에 해당할 수 있다.

화면 표시부들(215a, 215b)는 외부의 광이 입사되고 전반사되고 방출되는 경로이며, 단순히 외부의 광이 반사되거나 투과하는 제1 투명 부재(225a) 및 제2 투명 부재(225b)와 구별될 수 있다.

화면 표시부들(215a, 215b)는 글래스, 플라스틱 또는 폴리머로 제작될 수 있으며, 내부 또는 외부의 일표면에 형성된 나노 패턴, 예를 들어, 다각형 또는 곡면 형상의 그레이팅 구조(grating structure), 다시 말해 격자 구조를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 입력 광학 부재(220a, 220b)를 통하여 화면 표시부들(215a, 215b)의 일단으로 입사된 광은 나노 패턴에 의해 디스플레이 광 도파관(350) 내부에서 전파되어 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시 예에서, 프리폼(free-form)형 프리즘으로 구성된 화면 표시부들(215a, 215b)는 입사된 광을 반사 미러를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.

화면 표시부들(215a, 215b)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. 화면 표시부들(215a, 215b)는 화면 표시부들(215a, 215b)에 포함된 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 디스플레이(예: 제1 디스플레이(205) 및 제2 디스플레이(210))로부터 방출된 디스플레이 광을 사용자의 눈으로 유도할 수 있다.

다양한 실시예들에 따라, 회절 요소는 입력 광학 부재(220a, 220b)/출력 광학 부재(예: 도 3의 출력 광학 부재(340))를 포함할 수 있다. 예컨대, 입력 광학 부재(220a, 220b)는 입력 그레이팅 영역(input grating area)을 의미할 수 있으며, 출력 광학 부재(340)는 출력 그레이팅 영역(output grating area)을 의미할 수 있다. 입력 그레이팅 영역은 디스플레이(205, 210)(예: 마이크로 LED)로부터 출력되는 광을 화면 표시부들(215a, 215b)로 광을 전달하기 위해 회절(또는 반사)시키는 입력단 역할을 할 수 있다. 출력 그레이팅 영역은 광 도파관(350, 360)에 전달된 광을 사용자의 눈(301)으로 회절(또는 반사)시키는 출구 역할을 할 수 있다.

다양한 실시예들에 따라, 반사 요소는 전반사(total internal reflection, TIR)를 위한 전반사 광학 소자 또는 전반사 도파관을 포함할 수 있다. 예컨대, 전반사는 광을 유도하는 하나의 방식으로, 입력 그레이팅 영역을 통해 입력되는 광(예: 가상 영상)이 화면 표시부들(215a, 215b)의 일부분(예: 특정 면)에서 100% 또는 100%에 가깝게 반사되도록 입사각을 만들어, 출력 그레이팅 영역까지 100% 또는 100%에 가깝게 전달되도록 하는 것을 의미할 수 있다.

제1 투명 부재(225a) 및/또는 제2 투명 부재(225b)는 글래스 플레이트, 플라스틱 플레이트, 또는 폴리머로 형성될 수 있으며, 투명 또는 반투명하게 제작될 수 있다. 실시 예에 따르면, 제1 투명 부재(225a)는 사용자의 좌안에 대면하게 배치될 수 있고, 제2 투명 부재(225b)는 사용자의 우안에 대면하게 배치될 수 있다.

조명부(230a, 230b)는 부착되는 위치에 따라 용도가 다양해질 수 있다. 예를 들어, 조명부(230a, 230b)가 웨어러블 전자 장치(200)의 림(rim)(272a, 272b) 주변에 부착될 수 있다. 조명부(230a, 230b)는 눈추적 카메라(270a, 270b)로 동공을 촬영할 때 시선(eye gaze) 검출을 용이하게 하기 위한 보조 수단으로 사용될 수 있다. 조명부(230a, 230b)는 가시광 파장 또는 적외선 파장의 IR LED(infra-red light emitting device)를 사용할 수 있다.

또는 조명부(230a, 230b)는 웨어러블 전자 장치(200)의 림(rim)(272a, 272b)과 안경 다리 부분에 해당하는 템플(temple)(271a, 271b)을 이어주는 힌지(예: 제1 힌지(hinge)(240a), 제2 힌지(240b)) 주변이나 림(272a, 272b)을 연결해 주는 브릿지(bridge)(273)에 인접하게 장착된 카메라(예: 제1 인식용 카메라(265a), 제2 인식용 카메라(265b))의 주변에 부착될 수 있다. 이때, 카메라(265a, 265b)는 예를 들어, 글로벌 셔터(GS) 카메라일 수 있으며, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

이 경우, 조명부(230a, 230b)는 글로벌 셔터(GS) 카메라로 촬영 시에 주변 밝기를 보충하는 수단으로 사용될 수 있다. 조명부(230a, 230b)는 특히 어두운 환경이나 여러 광원들의 혼입 및 반사 빛 때문에 촬영하고자 하는 피사체 검출이 용이하지 않을 때 사용될 수 있다.

실시예에 따라서, 조명부(230a, 230b)는 생략될 수도 있다. 조명부(230a, 230b)는 제1 디스플레이(205), 제2 디스플레이(210)에 포함된 적외선 픽셀에 의해 대체될 수 있다. 다른 실시 예에서, 조명부(230a, 230b)는 웨어러블 전자 장치(200)에 포함되어 제1 디스플레이(205), 제2 디스플레이(210)에 포함된 적외선 픽셀을 보조할 수도 있다.

인쇄 회로 기판(PCB)(예: 제1 기판(235a), 제2 기판(235b))은 웨어러블 전자 장치(200)의 템플(271a, 271b) 부분에 배치될 수 있으며, FPCB(flexible printed circuit board)를 통해 각 모듈(예: camera, display, audio, 또는 sensor) 및 다른 인쇄 회로 기판에 전기 신호를 전달할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 적어도 하나의 인쇄 회로 기판은 제1 기판(235a), 제2 기판(235b) 및 제1 기판(235a)과 제2 기판(235b) 사이에 배치된 인터포저(interposer)(미도시)를 포함하는 형태일 수 있다.

일 실시 예에서, PCB(예: 제1 기판(235a), 제2 기판(235b))에는 제1 디스플레이(205), 제2 디스플레이(210)를 제외한 웨어러블 전자 장치(200)를 구성하는 구성요소를 제어하는 제어 회로(미도시)가 위치할 수 있다. 제어 회로는 제1 디스플레이(205), 제2 디스플레이(210) 이외의 다른 구성요소들을 제어하고 깊이값 추정과 같은 연산을 수행할 수 있다. 제어 회로는 통신 회로(예: 도 1의 통신 모듈(190)) 또는 메모리(예: 도 1의 메모리(130))를 포함할 수 있다. 제어 회로는, 제1 디스플레이(205), 제2 디스플레이 및/또는 다른 구성요소들을 제어할 수 있다.

힌지(240a, 240b)는 웨어러블 전자 장치(200)의 템플(271a, 271b)과 림(272a, 272b)이 결합되는 부분에 해당할 수 있다.

일 실시 예에서, 촬영용 카메라(245)는 HR(high resolution) 또는 PV(photo video)로 지칭될 수 있으며, 고해상도의 카메라를 포함할 수 있다. 촬영용 카메라(245)는 AF(auto focus) 기능과 떨림 보정(optical image stabilizer; ois)과 같은 고화질의 영상을 얻기 위한 기능들이 구비된 칼라(color) 카메라를 포함할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니며, 촬영용 카메라(245)는 GS(global shutter) 카메라 또는 RS(rolling shutter) 카메라를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 복수의 마이크(예: 제1 마이크(250a), 제2 마이크(250b), 제3 마이크(250c))는 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 음성 데이터는 웨어러블 전자 장치(200)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 어플리케이션)에 따라 다양하게 활용될 수 있다.

일 실시 예에서, 복수의 스피커(예: 제1 스피커(255a), 제2 스피커(255b))는 통신 회로(예: 도 1의 통신 모듈(190))로부터 수신되거나 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다.

일 실시 예에서, 배터리(260)는 하나 이상 포함할 수 있으며, 웨어러블 전자 장치(200)를 구성하는 구성요소들에 전원을 공급할 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 인식용 카메라(265a) 및 제2 인식용 카메라(265b)는 3DoF(3 degrees of freedom), 6DoF의 헤드 트래킹(head tracking), 핸드(hand) 검출과 트래킹(tracking), 제스처(gesture) 및/또는 공간 인식을 위해 사용되는 카메라를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 인식용 카메라(265a) 및 제2 인식용 카메라(265b)는 헤드 및 핸드의 움직임을 검출하고, 움직임을 추적하기 위해 GS(global shutter) 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 머리 추적과 공간 인식을 위해서는 스테레오(stereo) 카메라가 사용될 수 있으므로 동일 규격, 성능의 2대의 글로벌 셔터(GS) 카메라가 사용될 수 있고, 빠른 손동작과 손가락 등 미세한 움직임을 검출하고 움직임을 추적하는 데에는 롤링 셔터(rolling shutter; RS) 카메라 사용될 수 있다. 일 실시예에서는 카메라 대비 성능(예: 영상 끌림)이 우수한 글로벌 셔터(GS) 카메라가 주로 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 다양한 실시 예에 따라 롤링 셔터(RS) 카메라가 사용될 수도 있다. 제1 인식용 카메라(265a) 및 제2 인식용 카메라(265b)는 6DoF를 위한 공간 인식, 깊이(depth) 촬영을 통한 SLAM(simultaneous localization and mapping) 기능을 수행할 수 있다. 또한 제1 인식용 카메라(265a) 및 제2 인식용 카메라(265b)는 사용자 제스처 인식 기능을 수행할 수도 있다.

일 실시 예에서, 적어도 하나의 센서(미도시)(예: 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서, 및/또는 제스처 센서), 제1 인식용 카메라(265a), 및 제2 인식용 카메라(265b)는 6DoF를 위한 헤드 트래킹(head tracking), 움직임 감지와 예측(pose estimation & prediction), 제스처 및/또는 공간 인식, 및/또는 뎁스(depth) 촬영을 통한 슬램(slam) 기능 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

다른 실시 예에서, 제1 인식용 카메라(265a) 및 제2 인식용 카메라(265b)는 헤드 트래킹을 위한 카메라와 핸드 트래킹을 위한 카메라로 구분되어 사용될 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 눈추적 카메라(270a) 및 제2 눈추적 카메라(270b)는 눈동자를 검출하고 추적할 수 있다. 제1 눈추적 카메라(270a) 및 제2 눈추적 카메라(270b)는 웨어러블 전자 장치(200)에 투영되는 가상 영상의 중심이, 웨어러블 전자 장치(200)를 착용한 사용자의 눈동자가 응시하는 방향에 따라 위치하도록 하기 위해 사용될 수 있다. 제1 눈추적 카메라(270a) 및 제2 눈추적 카메라(270b)는 예를 들어, 눈동자(pupil)를 검출하고 빠른 눈동자 움직임을 추적할 수 있도록 글로벌 셔터(GS) 카메라가 주로 사용될 수 있다. 제1 눈추적 카메라(270a)는 사용자의 좌안에 대응하고, 제2 눈추적 카메라(270b)는 사용자의 우안에 대응하도록 설치될 수 있다. 이때, 제1 눈추적 카메라(270a) 및 제2 눈추적 카메라(270b)의 카메라 성능 및 규격은 동일할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 눈추적 카메라(예: 제1 눈추적 카메라(270a), 제2 눈추적 카메라(270b))의 동작은 아래의 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치에 포함된 눈추적 카메라의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(300)의 눈추적 카메라(310)(예: 도 2의 제1 눈추적 카메라(270a), 제2 눈추적 카메라(270b))가 디스플레이(320)(예: 도 2의 제1 디스플레이(205), 제2 디스플레이(210))로부터 출력된 광(예: 적외선 광)을 이용하여 사용자의 눈(301), 다시 말해 사용자의 시선을 추적하는 과정이 도시된다.

눈추적 카메라(310)는 시선 추적 센서(315)를 포함할 수 있다. 시선 추적 센서(315)는 눈추적 카메라(310)의 내부에 포함될 수 있다. 시선 추적 센서(315)는 적외선 반사광(303)에 의해 사용자의 눈(301)으로부터 반사된 제1 반사광을 감지할 수 있다. 눈추적 카메라(310)는 시선 추적 센서(315)의 감지 결과를 기초로 사용자의 눈(301), 다시 말해 사용자의 시선을 추적할 수 있다.

디스플레이(320)는 복수의 가시광선 픽셀 및 복수의 적외선 픽셀을 포함할 수 있다. 가시광선 픽셀은 R, G, B 픽셀을 포함할 수 있다. 가시광선 픽셀은 가상 객체 이미지에 대응하는 가시광선 광을 출력할 수 있다. 적외선 픽셀은 적외선 광을 출력할 수 있다. 디스플레이(320)는 예를 들어, 마이크로 LED(micro light emitting diodes) 또는 OLED(organic light emitting diodes)를 포함할 수 있다.

웨어러블 전자 장치(300)는 디스플레이(320)로부터 출력된 적외선 광을 이용하여 시선 추적을 수행할 수 있다. 디스플레이(320)와 입력 광학 부재(330)(예: 도 2의 입력 광학 부재((220a, 220b))) 사이에 프로젝션 렌즈(325)가 배치될 수 있다.

디스플레이(320)로부터 출력된 적외선 광은 프로젝션 렌즈(325)를 통해 입력 광학 부재(330)에 입사되고, 입력 광학 부재(330)에 포함된 하프 미러(half mirror)(미도시)에 의해 적외선 반사광(303) 및 적외선 투과광(305)으로 분리될 수 있다.

하프 미러는 입력 광학 부재(330)의 전부 또는 일부의 영역에 형성될 수 있다. 하프 미러가 입력 광학 부재(330)의 전부 영역에 형성될 경우, 입력 광학 부재(330)는 하프 미러로 지칭될 수도 있다. 하프 미러는 디스플레이 광 도파관(350)의 입력 광학 부재(330)에 배치될 수 있다. 하프 미러는 입력 광학 부재(330)의 내부 또는 하측에 배치될 수 있다. 하프 미러는 그레이팅 구조를 포함할 수 있다.

하프 미러는 디스플레이(320)로부터 출력된 적외선 광으로부터 적외선 반사광 및 적외선 투과광을 출력할 수 있다. 하프 미러는 그레이팅 구조를 포함할 수 있다. 그레이팅 구조는 출력된 적외선 광의 일부를 반사하여 직접 사용자의 눈(301)을 향하는 적외선 반사광 또는 디스플레이 광 도파관(350)을 거쳐 출력 광학 부재(340)를 통해 사용자의 눈(301)을 향하는 적외선 반사광(303)을 출력하고, 적외선 광의 다른 일부를 투과시켜 적외선 투과광(305)을 출력할 수 있다.

적외선 반사광(303)은 사용자의 눈(301) 쪽으로 직접 출력될 수 있다. 적외선 반사광(303)은 디스플레이 광 도파관(350)을 거친 후, 출력 광학 부재(340)를 통해 사용자의 눈(301) 쪽으로 출력될 수 있다. 적외선 투과광(305)은 현실 세계 쪽으로 출력될 수 있다. 적외선 투과광(305)은 현실 객체로 입사되고 일부는 현실 객체로부터 반사될 수 있다.

디스플레이 광 도파관(350) 및 눈추적 카메라 광 도파관(360)은 투명 부재(370)(예: 도 2의 제1 투명 부재(225a), 제2 투명 부재(225b))의 내부에 포함될 수 있다. 투명 부재(370)는 글래스 플레이트, 플라스틱 플레이트 또는 폴리머로 형성될 수 있으며, 투명 또는 반투명하게 제작될 수 있다. 투명 부재(370)는 사용자의 눈과 대면하게 배치될 수 있다. 이때, 투명 부재(370)와 사용자의 눈(301) 사이의 거리를 '눈동자 거리'(eye relief)(380)라고 부를 수 있다.

투명 부재(370)는 광 도파관들(350, 360)을 포함할 수 있다. 투명 부재(370)는 입력 광학 부재(330) 및 출력 광학 부재(340)를 포함할 수 있다. 또한, 투명 부재(370)는 입력 광을 여러 도파로 분리하는 눈추적용 스플리터(splitter)(375)를 포함할 수 있다.

도 3에서는 디스플레이 광 도파관(350)과 입력 광학 부재(330)가 분리된 것으로 표현되었지만, 이는 일 예시에 불과하며, 입력 광학 부재(330)는 디스플레이 광 도파관(350)의 내부에 포함될 수도 있다.

또한, 도 3에서는 출력 광학 부재(340)가 눈추적용 광 도파관(360)과 분리된 것으로 표현되었지만, 출력 광학 부재(340)는 광 도파관(360)의 내부에 포함될 수도 있다.

광 도파관(예: 디스플레이 광 도파관(350), 눈추적 카메라 광 도파관(360))은 가시광선 광의 경로를 조정하여 가상 객체 이미지를 출력할 수 있다. 디스플레이(320)로부터 출력된 가시광선 광 및 적외선 광은 프로젝션 렌즈(325)를 거쳐 입력 광학 부재(330)로 입사될 수 있다. 입력 광학 부재(330)로 입사된 광 중에서 가시광선 광은 디스플레이 광 도파관(350)을 통해 전반사되어 출력 광학 부재(340)로 유도될 수 있다. 출력 광학 부재(340)에서 가시광선 광은 사용자의 눈(301) 쪽으로 출력될 수 있다.

웨어러블 전자 장치(300)는 하프 미러를 통해 디스플레이(320)로부터 출력된 적외선 광을 반사하거나 투과할 수 있다. 일 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(300)는 하프 미러(미도시)에 의해 반사된 적외선 반사광(303)을 사용자의 눈(301) 쪽으로 직접 출력하거나 또는 디스플레이 광 도파관(350)을 경유한 적외선 반사광(303)을 사용자의 눈(301) 쪽으로 출력할 수 있다. 일 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(300)는 하프 미러를 투과하는 적외선 투과광(305)을 현실 객체 쪽으로 출력할 수 있다. 이때, 하프 미러의 반사율과 투과율은 조정될 수 있다. 하프 미러는 예를 들어, 적외선 광에 대해 30%의 반사율(예를 들어, 사용자의 눈 쪽으로 반사)과 70%의 투과율(예를 들어, 현실 객체 쪽으로 출력)을 가질 수 있다. 다만, 이러한 반사율과 투과율은 예시에 불과하며 다양한 비율로 조정될 수 있다.

일 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(300)는 디스플레이(320)에 포함된 적외선 픽셀과 하프 미러를 통해 사용자의 눈 쪽으로 적외선 반사광(303)을 출력할 수 있다. 적외선 반사광(303)은 사용자의 눈(301)에서 반사되고, 시선 추적 센서(315)는 반사된 광을 검출할 수 있다. 적외선 픽셀을 포함하는 디스플레이(320) 및 광 도파관(350)에 포함된 하프 미러는 시선 추적 및/또는 현실 객체의 탐지를 위한 별도의 적외선 광원을 대체할 수 있다. 별도의 적외선 광원을 생략함으로써 웨어러블 전자 장치(300)는 경량화될 수 있고 소비 전력을 줄일 수 있다. 또한, 적외선 픽셀을 포함하는 디스플레이(320)는 보조 광원으로서 역할을 하여 저조도 환경에서 스테레오 카메라(예: 도 2의 제1 인식용 카메라(265a) 및 제2 인식용 카메라(265b))의 화질을 높이고 깊이 정보의 정확도를 높일 수 있다.

또는, 웨어러블 전자 장치(300)는 디스플레이(320)를 통해 적외선 광을 출력하고 스테레오 카메라(예: 도 2의 제1 인식용 카메라(265a) 및 제2 인식용 카메라(265b))를 통해 현실 객체로부터 반사된 광을 검출할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(300)는 검출 결과를 기초로 현실 객체까지의 거리를 추정할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(300)는 깊이값을 측정하거나 ToF(time of flight) 방식을 이용하여 현실 객체까지의 거리를 추정할 수 있다.

웨어러블 전자 장치(300)(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(200))는 사용자에게 증강 현실을 제공할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(300)는 디스플레이(320)로부터 출력되는 가상 객체 이미지를 광 도파관(350)을 통해 사용자의 눈 쪽으로 전달하는 동시에 투명한 광 도파관(360)을 통해 현실 세계(real world)의 이미지를 제공할 수 있다.

웨어러블 전자 장치(300)는 예를 들어, 머리 착용 디스플레이(head mounted display; HMD), 얼굴 착용 디스플레이(face mounted display; FMD)일 수도 있고, 또는 AR(augmented reality) VR(virtual reality glass), 혼합 현실(mixed reality)과 같은 확장 현실(extended reality)을 제공하는 스마트 글래스(smart glass) 또는 헤드셋일 수도 있으며, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(300)는 적외선 픽셀을 포함하는 디스플레이(320)를 이용하여 적외선 광을 출력할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(300)는 디스플레이(320)로부터 출력된 적외선 광을 이용하여 사용자의 시선을 추적할 수 있다. 또한, 웨어러블 전자 장치(300)는 디스플레이(320)로부터 출력된 적외선 광을 이용하여 현실 객체까지의 거리를 추정할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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 실시 예들에서 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(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 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 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 실시 예들에 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 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

도 4a는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략적인 사시도이다. 도 4b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치에 포함된 안테나 구조체를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 4c는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다. 도 4d는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 펼쳐진 상태에서 제1 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.

도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(200))는 사용자의 신체(예를 들어, 머리)에 착용될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(400)는 실질적으로 안경 형태를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)는 프레임(410), 렌즈(414), 제1 힌지(421), 제2 힌지(422), 인쇄 회로 기판(430), 안테나 구조체(440), 제1 스위치 회로(451) 및/또는 제어부(460)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 프레임(410)은 웨어러블 전자 장치(400)의 외관을 형성할 수 있다. 프레임(410)은 웨어러블 전자 장치(400)의 다양한 부품이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 프레임(410)은 프론트(411), 제1 레그(412) 및 제2 레그(413)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 프론트(411)는 웨어러블 전자 장치(400)의 전면(예: +x 방향의 면)의 외관을 형성할 수 있다. 프론트(411)에는 렌즈(414)(예: 도 2의 제1 투명 부재(225a) 및/또는 제2 투명 부재(225b))가 배치될 수 있다. 예를 들어, 프론트(411)는 렌즈(414)가 배치되는 림(예: 도 2의 림(272a, 272b)) 및 한 쌍의 림(272a, 272b)을 연결하는 브릿지(예: 도 2의 브릿지(273))를 포함할 수 있다. 프론트(411)는 제1 금속 부분(4111)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프론트(411)의 적어도 일부는 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 프론트(411) 자체가 금속으로 형성되거나, 프론트(411)는 사출로 형성되고 내부에 금속 구조물이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 금속 부분(4111)은 프론트(411)의 적어도 일부 금속 부분, 프론트(411)에 배치되는 인쇄 회로 기판(예: FPCB 및/또는 PCB)(미도시)의 그라운드층, 및/또는 프론트(411)에 배치되는 금속 구조물(예: SUS 구조물)을 포함할 수 있다. 다만, 제1 금속 부분(4111)이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 금속 부분(4111)은 프론트(411)의 내부 및/또는 외부에 배치되는 임의의 금속 부분을 의미할 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 레그(412)(예: 도 2의 템플(271a)) 및 제2 레그(413) (예: 도 2의 템플(271b))는 웨어러블 전자 장치(400)의 다리 부분을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 레그(412) 및/또는 제2 레그(413)의 내부 및/또는 외부에는 다양한 부품이 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 레그(412)는 제2 금속 부분(4121)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 레그(412)의 적어도 일부는 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 레그(412) 자체가 금속으로 형성되거나, 제1 레그(412)는 사출로 형성되고 내부에 금속 구조물이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 금속 부분(4121)은 제1 레그(412)의 적어도 일부 금속 부분, 제1 레그(412)에 배치되는 인쇄 회로 기판(430)의 그라운드층(예: 그라운드부(431)), 및/또는 제1 레그(412)에 배치되는 금속 구조물(예: SUS 구조물)을 포함할 수 있다. 다만, 제2 금속 부분(4121)이 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 금속 부분(4121)은 제1 레그(412)의 내부 및/또는 외부에 배치되는 임의의 금속 부분을 의미할 수 있다.

일 실시 예에서, 제2 레그(413)는 제3 금속 부분(4131)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 레그(413)의 적어도 일부는 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 레그(413) 자체가 금속으로 형성되거나, 제2 레그(413)는 사출로 형성되고 내부에 금속 구조물이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 금속 부분(4131)은 제2 레그(413)의 적어도 일부 금속 부분, 제2 레그(413)에 배치되는 인쇄 회로 기판(예: FPCB 및/또는 PCB)(미도시)의 그라운드층, 및/또는 제2 레그(413)에 배치되는 금속 구조물(예: SUS 구조물)을 포함할 수 있다. 다만, 제3 금속 부분(4131)이 이에 제한되는 것은 아니며, 제3 금속 부분(4131)은 제2 레그(413)의 내부 및/또는 외부에 배치되는 임의의 금속 부분을 의미할 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 레그(412)는 프론트(411)의 일 단부(예: +y 방향 단부)와 제1 힌지(421)(예: 도 2의 제1 힌지(240a))를 통해 연결될 수 있다. 제1 레그(412)는 제1 힌지(421)를 통하여 프론트(411)에 대하여 상대적으로 접히거나 펼쳐질 수 있다. 제2 레그(413)는 프론트(411)의 타 단부(예: -y 방향 단부)와 제2 힌지(422)(예: 도 2의 제2 힌지(240b))를 통해 연결될 수 있다. 제2 레그(413)는 제2 힌지(422)를 통하여 프론트(411)에 대하여 상대적으로 접히거나 펼쳐질 수 있다. 제1 힌지(421) 및/또는 제2 힌지(422)는 적어도 일부가 금속으로 형성될 수 있다. 제1 힌지(421)는 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 힌지(421)는 연결 부재(예: C-Clip)를 통해 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 힌지(422)는 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)을 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제2 힌지(422)는 연결 부재(예: C-Clip)를 통해 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121) 사이의 전기적 연결 은 후술하는 제1 스위치 회로(예: 도 4c의 제1 스위치 회로(451))에 의하여 그 연결 상태가 변할 수 있으며, 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131) 사이의 전기적 연결은 후술하는 제2 스위치 회로(예: 도 4e의 제2 스위치 회로(452))에 의하여 그 연결 상태가 변할 수 있다. 제1 금속 부분(4111), 제2 금속 부분(4121) 및/또는 제3 금속 부분(4131)은 서로간 전기적 연결 상태에 따라서 실질적으로 안테나 구조체(440)의 그라운드로 기능할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

일 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(430)(예: 도 2의 제1 기판(235a) 및/또는 제2 기판(235b))은 프레임(410)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(430)은 제1 레그(412) 및/또는 제2 레그(413)의 내부에 배치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 인쇄 회로 기판(430)은 도 5a 내지 도 5 f와 같이 프론트(411)에 배치될 수도 있다. 인쇄 회로 기판(430)은 그라운드부(431)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그라운드부(431)는 도전성 부재로 이루어진 금속층을 의미할 수 있다. 그라운드부(431)는 제1 금속 부분(4111) 및/또는 제2 금속 부분(4121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 그라운드부(431)는 연결 부재(예: C-Clip)를 통해 제1 금속 부분(4111) 및/또는 제2 금속 부분(4121)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(430)이 제1 레그(412)의 내부에 배치되는 경우, 그라운드부(431)는 제1 레그(412)의 제2 금속 부분(4121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 인쇄 회로 기판(430)의 위치 및 그라운드부(431)가 전기적으로 연결되는 금속 부분이 이에 제한되는 것은 아니다. 그라운드부(431)와 전기적으로 연결되는 금속 부분에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

일 실시 예에서, 안테나 구조체(440)(예: 도 1의 안테나 모듈(197))는 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 안테나 구조체(440)의 적어도 일부는 인쇄 회로 기판(430)에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(430)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조체(440)는 인쇄 회로 기판(430)과 연결되어 일체로 형성되거나, 인쇄 회로 기판(430)과 별도의 구성으로 형성되어 인쇄 회로 기판(430)과 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 안테나 구조체(440)는 방사체(441), 급전부(442) 및/또는 매칭 회로(443)를 포함할 수 있다. 방사체(441)는 신호를 방사하기 위한 구성으로, 적어도 일부가 금속 부분으로 형성될 수 있다. 급전부(442)는 방사체(441)와 전기적으로 연결되어, 방사체(441)에 전기적인 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 급전부(442)는 연결 부재(예: C-Clip)를 통해 방사체(441)와 전기적으로 연결될 수 있다. 매칭 회로(443)는 임피던스 매칭을 위한 회로일 수 있다. 매칭 회로(443)는 두 연결단 사이의 임피던스 차이를 보정할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 안테나 구조체(440)의 구성이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 안테나 구조체(440)는 방사체(441)가 인쇄 회로 기판(430)의 그라운드부(431)와 전기적으로 연결되는 접지부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 후술하는 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)에 의해 접지부가 구현될 수 있다. 한편, 도 4b에 도시된 방사체(441)의 형상은 예시적인 것으로, 방사체(441)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 제1 스위치 회로(451)는 프론트(411)의 제1 금속 부분(4111) 및 제1 레그(412)의 제2 금속 부분(4121) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451)는 제1 힌지(421)와 제2 금속 부분(4121) 사이에 위치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제1 스위치 회로(451)는 제1 힌지(421)와 제1 금속 부분(4111) 사이에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451)는 연결 부재(예: C-Clip)를 통해 제1 힌지(421) 및/또는 제1 금속 부분(4111)과 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 스위치 회로(451)는 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있다. 제1 스위치 회로(451)는 적어도 하나 이상의 경로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451)는 단락 경로(4511), 개방 경로(4512) 및/또는 집중 소자 경로(4513)를 포함할 수 있다. 집중 소자 경로(4513)는 저항성 소자, 용량성 소자 및 유도성 소자 중 어느 하나 또는 이러한 소자들의 조합으로 형성될 수 있다. 집중 소자 경로(4513)는 하나 또는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 집중 소자 경로(4513a, 4513b)는 각기 다른 임피던스를 갖도록 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제1 스위치 회로(451)의 경로가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 4c에는 2개의 집중 소자 경로(4513a, 4513b)가 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 집중 소자 경로(4513)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 제어부(460)는 제1 스위치 회로(451)를 제어할 수 있다. 제어부(460)는 제1 스위치 회로(451)의 복수 개의 경로 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 제어부(460)는 제1 스위치 회로(451)를 제어하여, 그라운드부(431)와 연결된 금속 부분의 전기적 길이 및/또는 임피던스를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451)에서 개방 경로(4512)가 선택된 경우, 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)은 전기적으로 서로 분리될 수 있다. 이 경우, 그라운드부(431)는 제2 금속 부분(4121)과만 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451)에서 단락 경로(4511)가 선택된 경우, 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)은 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 이 경우, 그라운드부(431)는 적어도 제2 금속 부분(4121) 및 제1 금속 부분(4111)과 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제2 힌지(422)를 통해 제1 금속 부분(4111)이 제3 금속 부분(4131)과 전기적으로 연결되어 있는 상태인 경우, 제1 스위치 회로(451)에서 단락 경로(4511)가 선택되었을 때, 그라운드부(431)는 제2 금속 부분(4121), 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131) 모두와 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 그라운드부(431)와 연결된 금속 부분의 길이가 변화됨에 따라, 안테나 구조체(440)와 연결된 그라운드의 길이가 변하게 되므로, 안테나 구조체(440)는 예를 들어 반파장 다이폴 안테나에서 전파장 안테나로 변화하게 될 수 있다. 따라서, 제어부(460)가 제1 스위치 회로(451)를 제어하여 그라운드부(431)와 연결되는 금속 부분의 길이를 변화시킴으로써, 방사되는 신호의 방사 패턴을 변경시킬 수 있다. 한편, 그라운드의 길이라는 용어는 설명의 편의를 위한 것으로, 그라운드의 길이의 의미가 그라운드의 2차원적인 길이로 제한되는 것은 아니며, 그라운드의 길이는 실질적으로 그라운드의 크기 또는 범위로 이해될 수 있을 것이다. 금속 부분의 길이라는 용어 또한 설명의 편의를 위한 것으로, 금속 부분의 길이의 의미가 금속 부분의 2차원적인 길이로 제한되는 것은 아니며, 금속 부분의 길이는 실질적으로 금속 부분의 크기 또는 범위로 이해될 수 있을 것이다.

예를 들어, 도 4d를 참조하면, 제1 스위치 회로(451)가 단락 경로(4511)로 연결되었을 때의 방사 패턴과, 제1 스위치 회로(451)가 개방 경로(4512)로 연결되었을 때의 방사 패턴이 상이한 것을 확인할 수 있다. 결과적으로, 제1 스위치 회로(451)의 제어에 의하여, 가변형 그라운드를 통한 가변형 방사 패턴을 구현할 수 있으며, 이에 따라 다양한 사용 환경에서의 적응성을 향상시키고 통신 품질을 향상시킬 수 있다. 한편, 도 4d에는 제1 스위치 회로(451)의 개방 및 단락에 대한 시뮬레이션 데이터만 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 제1 스위치 회로(451)를 통해 제1 금속 부분(4111) 및/또는 제2 금속 부분(4121) 사이의 임피던스를 가변시키는 경우에도, 방사 패턴을 다양하게 변화시킬 수 있을 것이다.

도 4a 내지 도 4d를 참조하여 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)를 설명함에 있어서, 안테나 구조체(440)가 제1 레그(412)에 위치된 것으로 설명 및 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 안테나 구조체(440)의 위치가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 안테나 구조체(440)는 제2 레그(413) 및/또는 프론트(411)에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 안테나 구조체(440)가 제2 레그(413)에 위치되는 경우는 도 4a 내지 도 4d를 통해 설명한 실시 예와 실질적으로 대칭인 실시 예로 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어, 안테나 구조체(440)가 프론트(411)에 위치되는 경우에는, 제1 스위치 회로(451)의 제어에 따라, 제1 금속 부분(4111)이 제2 금속 부분(4121)에 연결 또는 분리될 수 있으며, 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121) 사이의 임피던스가 가변될 수 있을 것이다.

도 4e는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다. 도 4f는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 펼쳐진 상태에서 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.

도 4e를 참조하면, 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)는 제2 스위치 회로(452)를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 제2 스위치 회로(452)는 프론트(411)의 제1 금속 부분(4111) 및 제2 레그(413)의 제3 금속 부분(4131) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치 회로(452)는 제2 힌지(422)와 제3 금속 부분(4131) 사이에 위치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제2 스위치 회로(452)는 제2 힌지(422)와 제1 금속 부분(4111) 사이에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 제2 스위치 회로(452)는 연결 부재(예: C-Clip)를 통해 제2 힌지(422) 및/또는 제1 금속 부분(4111)과 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 제2 스위치 회로(452)는 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)을 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)을 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있다. 제2 스위치 회로(452)는 적어도 하나 이상의 경로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치 회로(452)는 단락 경로(4521), 개방 경로(4522) 및/또는 집중 소자 경로(4523)를 포함할 수 있다. 집중 소자 경로(4523)는 저항성 소자, 용량성 소자 및 유도성 소자 중 어느 하나 또는 이러한 소자들의 조합으로 형성될 수 있다. 집중 소자 경로(4523)는 하나 또는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 집중 소자 경로(4523a, 4523b)는 각기 다른 임피던스를 갖도록 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제2 스위치 회로(452)의 경로가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 4e에는 2개의 집중 소자 경로(4523a, 4523b)가 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 집중 소자 경로(4523)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 제어부(460)는 제2 스위치 회로(452)를 제어할 수 있다. 제어부(460)는 제2 스위치 회로(452)의 복수 개의 경로 중 어느 하나를 선택할 수 있다.

일 실시 예에서, 제어부(460)는 제1 스위치 회로(451) 및/또는 제2 스위치 회로(452)를 제어하여, 그라운드부(431)와 연결된 금속 부분의 길이 및/또는 임피던스를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452)가 모두 개방된 경우, 제1 금속 부분(4111)은 제2 금속 부분(4121) 및 제3 금속 부분(4131)과 각각 전기적으로 분리될 수 있다. 이 경우, 그라운드부(431)는 제2 금속 부분(4121)과만 전기적으로 연결되고, 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)은 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451)는 단락되고 제2 스위치 회로(452)는 개방된 경우, 제1 금속 부분(4121)은 제2 금속 부분(4121)과는 전기적으로 연결되고 제3 금속 부분(4131)과는 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 이 경우, 그라운드부(431)는 제2 금속 부분(4121) 및 제1 금속 부분(4111)과 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451)는 개방되고 제2 스위치 회로(452)는 단락된 경우, 제1 금속 부분(4121)은 제2 금속 부분(4121)과는 전기적으로 분리되고 제3 금속 부분(4131)과는 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 이 경우, 그라운드부(431)는 제2 금속 부분(4121)과만 전기적으로 연결되고, 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)은 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452)가 모두 단락된 경우, 제1 금속 부분(4121)은 제2 금속 부분(4121) 및 제3 금속 부분(4131) 모두와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 그라운드부(431)는 제2 금속 부분(4121), 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131) 모두와 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 도 4f를 참조하면, 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452)의 상태에 따라, 방사 패턴이 상이하게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 제어부(460)가 제1 스위치 회로(451) 및/또는 제2 스위치 회로(452)를 제어하여 그라운드부(431)와 연결되는 금속 부분의 길이를 변화시킴으로써, 방사되는 신호의 방사 패턴을 변경시킬 수 있다. 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452)를 포함하는 경우, 그라운드부(431)와 연결되는 금속 부분의 길이를 더욱 세분화하여 변화시킬 수 있으므로, 더욱 다양한 방사 패턴을 구현할 수 있다. 한편, 도 4f에는 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452)의 개방 및 단락에 대한 시뮬레이션 데이터만 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452)를 통해 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121) 사이의 임피던스 및/또는 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131) 사이의 임피던스를 가변시키는 경우에도, 방사 패턴을 다양하게 변화시킬 수 있을 것이다.

도 4g는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 펼쳐진 상태에서 제1 스위치 회로, 제2 스위치 회로, 제3 스위치 회로 및 제4 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.

도 4b 및 도 4g를 참조하면, 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)는 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)는 급전부(442)와 인접한 위치에서 방사체(441)와 그라운드부(431)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)는 급전부(442)가 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)의 사이에 위치되도록, 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)는 급전부(442)의 양측에 위치될 수 있다. 또 다른 예로, 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)는 급전부(442)의 일측에 모두 위치될 수 있으면, 이 외에 다른 실시 예도 가능할 수 있다. 예를 들어, 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)는 방사체(441) 및/또는 그라운드부(431)와 연결 부재(예: C-Clip)를 통해 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)는 각각 방사체(441) 및 그라운드부(431)를 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 방사체(441) 및 그라운드부(431)를 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있다. 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)는 각각 적어도 하나 이상의 경로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 스위치 회로(453)는 단락 경로(4531), 개방 경로(4532) 및/또는 집중 소자 경로(4533)를 포함할 수 있다. 집중 소자 경로(4533)는 저항성 소자, 용량성 소자 및 유도성 소자 중 어느 하나 또는 이러한 소자들의 조합으로 형성될 수 있다. 집중 소자 경로(4533)는 하나 또는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 집중 소자 경로(4533a, 4533b)는 각기 다른 임피던스를 갖도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 제4 스위치 회로(454)는 단락 경로(4541), 개방 경로(4542) 및/또는 집중 소자 경로(4543)를 포함할 수 있다. 집중 소자 경로(4543)는 저항성 소자, 용량성 소자 및 유도성 소자 중 어느 하나 또는 이러한 소자들의 조합으로 형성될 수 있다. 집중 소자 경로(4543)는 하나 또는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 집중 소자 경로(4543a, 4543b)는 각기 다른 임피던스를 갖도록 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)의 경로가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 4g에는 각각 2개의 집중 소자 경로(4533a, 4533b, 4543a, 4543b)가 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 집중 소자 경로(4533, 4543)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 제어부(예: 도 4c의 제어부(460))는 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)를 제어할 수 있다. 제어부(460)는 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)의 복수 개의 경로 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제어부(460)는 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)를 제어하여, 방사체(441)에서 방사되는 신호의 대역 및/또는 방사되는 신호의 방사 패턴을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(460)는 제3 스위치 회로(453)는 개방하고 제4 스위치 회로(454)를 단락시키거나, 제3 스위치 회로(453)는 단락시키고 제4 스위치 회로(454)를 개방할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)의 연결 상태가 이에 제한되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 제어부(460)는 제1 스위치 회로(451), 제2 스위치 회로(452), 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454) 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 방사되는 신호의 패턴을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 4g와 같이, 제1 스위치 회로(451), 제2 스위치 회로(452), 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)의 상태를 변화시킴에 따라, 방사되는 신호의 방사 패턴을 변경시킬 수 있다. 도 4g에 도시된 제1 스위치 회로(451), 제2 스위치 회로(452), 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)의 상태의 조합은 예시적인 것으로, 제1 스위치 회로(451), 제2 스위치 회로(452), 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)의 상태의 조합이 이에 제한되는 것은 아니며, 모든 경우의 조합이 가능할 수 있다.

도 4h는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 접힌 상태에서 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.

도 4h를 참조하면, 웨어러블 전자 장치(예: 도 4a의 웨어러블 전자 장치(400))가 접힌 상태에서도, 제1 스위치 회로(예: 도 4e의 제1 스위치 회로(451)), 제2 스위치 회로(예: 도 4e의 제2 스위치 회로(452)), 제3 스위치 회로(예: 도 4b의 제3 스위치 회로(453)) 및/또는 제4 스위치 회로(예: 도 4b의 제4 스위치 회로(454))는 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(400)가 접힌 상태에서도, 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452)의 제어를 통하여, 방사되는 신호의 방사 패턴을 변경시킬 수 있다. 다만, 도 4h는 예시적인 것으로, 웨어러블 전자 장치(400)가 접힌 상태에서도, 제1 스위치 회로(451), 제2 스위치 회로(452), 제3 스위치 회로(453) 및/또는 제4 스위치 회로(454)의 상태의 다양한 조합을 통하여 신호의 방사 패턴을 변경시킬 수 있을 것이다.

도 5a는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략적인 사시도이다. 도 5b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다. 도 5c는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치가 펼쳐진 상태에서 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로의 상태에 따라 방사되는 신호의 방사 패턴을 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)(예: 도 2의 웨어러블 전자 장치(200))는 프레임(510)(예: 도 4a의 프레임(410)), 렌즈(514)(예: 도 4a의 렌즈(514)), 제1 힌지(521)(예: 도 4a의 제1 힌지(421)), 제2 힌지(522)(예: 도 4a의 제2 힌지(422)), 인쇄 회로 기판(530)(예: 도 4b의 인쇄 회로 기판(430)), 안테나 구조체(540)(예: 도 4a의 안테나 구조체(440)), 제1 스위치 회로(551)(예: 도 4c의 제1 스위치 회로(451)), 제2 스위치 회로(552)(예: 도 4c의 제2 스위치 회로(452)) 및/또는 제어부(560)(예: 도 4c의 제어부(460))를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(530) 및 안테나 구조체(540)는 프레임(510)의 프론트(511)(예: 도 4a의 프론트(411))의 내부 위치될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(530) 및 안테나 구조체(540)는 프론트(511)의 일측(예: +y 방향 측)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(530) 및 안테나 구조체(540)는 상대적으로 제2 레그(513)(예: 도 4a의 제2 레그(413))보다 제1 레그(512)(예: 도 4a의 제1 레그(412))에 더 가깝게 위치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 인쇄 회로 기판(530) 및 안테나 구조체(540)의 위치가 이에 제한되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 제1 스위치 회로(551)는 프론트(511)의 제1 금속 부분(5111)(예: 도 4c의 제1 금속 부분(4111)) 및 제1 레그(512)의 제2 금속 부분(5121)(예: 도 4c의 제2 금속 부분(4121)) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551)는 제1 힌지(521)와 제2 금속 부분(5121) 사이에 위치될 수 있다.

일 실시 예에서, 제2 스위치 회로(552)는 프론트(511)의 제1 금속 부분(5111)(예: 도 4c의 제1 금속 부분(4111)) 및 제2 레그(513)의 제3 금속 부분(5131)(예: 도 4c의 제3 금속 부분(4131)) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치 회로(552)는 제2 힌지(522)와 제3 금속 부분(5131) 사이에 위치될 수 있다.

일 실시 예에서, 제어부(560)는 제1 스위치 회로(551) 및/또는 제2 스위치 회로(552)를 제어하여, 그라운드부(531)(예: 도 4c의 그라운드부(431))와 연결된 금속 부분의 길이 및/또는 임피던스를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)가 모두 개방된 경우, 그라운드부(531)는 제1 금속 부분(5111)과만 전기적으로 연결되고 제2 금속 부분(5121) 및 제3 금속 부분(5131)과는 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551)는 단락되고 제2 스위치 회로(552)는 개방된 경우, 그라운드부(531)는 제1 금속 부분(5121) 및 제2금속 부분(5111)과 전기적으로 연결되고 제3 금속 부분(5131)과는 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551)는 개방되고 제2 스위치 회로(552)는 단락된 경우, 그라운드부(531)는 제1 금속 부분(5121) 및 제3 금속 부분(5131)과 전기적으로 연결되고 제2 금속 부분(5121)과는 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)가 모두 단락된 경우, 그라운드부(531)는 제1 금속 부분(5111), 제2 금속 부분(5121) 및 제3 금속 부분(5131) 모두와 전기적으로 연결된 상태일 수 있다.

일 실시 예에서, 도 5c를 참조하면, 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)의 상태에 따라, 방사 패턴이 상이하게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 제어부(560)가 제1 스위치 회로(551) 및/또는 제2 스위치 회로(552)를 제어하여 그라운드부(531)와 연결되는 금속 부분의 길이를 변화시킴으로써, 방사되는 신호의 방사 패턴을 변경시킬 수 있다. 도 5a 및 도 5b와 같이, 인쇄 회로 기판(530) 및 안테나 모듈(540)이 프론트(511)에 위치되는 경우, 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)를 이용하여, 그라운드부(531)와 연결되는 금속 부분의 길이를 다양하게 변화시킬 수 있으므로, 다양한 방사 패턴을 구현할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(530) 및 안테나 모듈(540)이 상대적으로 제2 레그(513)보다 제1 레그(512)에 더 가깝게 위치되는 경우, 제1 스위치 회로(551)가 개방되고 제2 스위치 회로(552)가 단락된 상태와 제2 스위치 회로(552)가 개방되고 제1 스위치 회로(551)가 단락된 상태에서 서로 상이한 방사 패턴이 발생될 수 있다. 한편, 도 5c에는 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)의 개방 및 단락에 대한 시뮬레이션 데이터만 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)를 통해 제1 금속 부분(5111) 및 제2 금속 부분(5121) 사이의 임피던스 및/또는 제1 금속 부분(5111) 및 제3 금속 부분(5131) 사이의 임피던스를 가변시키는 경우에도, 방사 패턴을 다양하게 변화시킬 수 있을 것이다.

도 5d는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다.

도 5d를 참조하면, 일 실시 예에서, 제1 스위치(551)는 제1 힌지(521) 및 제1 금속 부분(5111) 사이에 위치될 수 있다. 제2 스위치(552)는 제2 힌지(522) 및 제1 금속 부분(5111) 사이에 위치될 수 있다. 이와 같은 위치 관계에 의하여도, 도 5a 내지 도 5c를 통해 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 방식으로 동작할 수 있을 것이다.

도 5e는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략적인 평면도이다. 도 5f는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 개략의 각 구성의 연결 관계를 도시한 블록도이다.

도 5e 및 도 5f를 참조하면, 일 실시 예에서, 제1 금속 부분(5111)은 제4 금속 부분(5111a) 및 제5 금속 부분(5111b)을 포함할 수 있다. 제4 금속 부분(5111a)은 제1 힌지(521)를 통해 제1 금속 부분(5121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제5 금속 부분(5111b)은 제2 힌지(522)를 통해 제2 금속 부분(5131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄 회로 기판(530) 및 안테나 구조체(540)가 제2 레그(513)보다 제1 레그(512)에 가깝게 위치되는 경우, 실질적으로 제4 금속 부분(5111a)은 제5 금속 부분(5111b)보다 짧게 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 스위치(551)는 제4 금속 부분(5111a)과 안테나 구조체(540)의 그라운드부(531)를 연결할 수 있다. 제2 스위치(552)는 제5 금속 부분(5111b)과 안테나 구조체(540)의 그라운드부(531)를 연결할 수 있다.

일 실시 예에서, 제어부(560)는 제1 스위치 회로(551) 및/또는 제2 스위치 회로(552)를 제어하여, 그라운드부(531)와 연결된 금속 부분의 길이 및/또는 임피던스를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)가 모두 개방된 경우, 그라운드부(531)는 제4 금속 부분(5111a), 제5 금속 부분(5111b), 제2 금속 부분(5121) 및 제3 금속 부분(5131) 모두와 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551)는 단락되고 제2 스위치 회로(552)는 개방된 경우, 그라운드부(531)는 제4 금속 부분(5111a) 및 제2 금속 부분(5121)과는 전기적으로 연결되고 제5 금속 부분(5111b) 및 제3 금속 부분(5131)과는 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551)는 개방되고 제2 스위치 회로(552)는 단락된 경우, 그라운드부(531)는 제5 금속 부분(5111b) 및 제3 금속 부분(5131)과는 전기적으로 연결되고 제4 금속 부분(5111a) 및 제2 금속 부분(5121)과는 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)가 모두 단락된 경우, 그라운드부(531)는 제4 금속 부분(5111a), 제5 금속 부분(5111b), 제2 금속 부분(5121) 및 제3 금속 부분(5131) 모두와 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 도 5e에 도시된 바와 같이, 제4 금속 부분(5111a) 및 제5 금속 부분(5111b)의 길이가 상이한 경우, 제1 스위치 회로(551) 및 제2 스위치 회로(552)를 이용하여, 그라운드부(531)와 연결되는 금속 부분의 길이를 다양하게 변화시킬 수 있으므로, 다양한 방사 패턴을 구현할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(400)는, 렌즈(414)가 연결되고, 제1 금속 부분(4111)을 포함하는 프론트(411), 상기 프론트(411)의 일 단부와 제1 힌지(421)를 통해 연결되고, 제2 금속 부분(4121)을 포함하는 제1 레그(412), 상기 프론트(411)의 타 단부와 제2 힌지(422)를 통해 연결되는 제2 레그(413), 상기 제1 금속 부분(4111) 또는 제2 금속 부분(4121)과 전기적으로 연결되는 그라운드부(431)를 포함하는 인쇄 회로 기판(430), 방사체(441) 및 상기 방사체(441)와 전기적으로 연결되는 급전부(442)를 포함하는 안테나 구조체(440), 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있는 제1 스위치 회로(451), 및 상기 제1 스위치 회로(451)를 제어하는 제어부(460)를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제어부(460)는 상기 제1 스위치 회로(451)를 제어하여, 상기 그라운드부(431)와 연결된 금속 부분의 길이를 변화시킬 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 인쇄 회로 기판(430)은 상기 제1 레그(412)의 내부에 위치되고, 상기 그라운드부(431)는 상기 제2 금속 부분(4121)과 전기적으로 연결될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)은 상기 제1 힌지(421)를 통해 연결될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제1 스위치 회로(451)는 상기 제2 금속 부분(4121) 및 제1 힌지(421) 사이에 위치될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제2 레그(413)는 제3 금속 부분(4131)을 포함하고, 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)을 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)을 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있는 제2 스위치 회로(452)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)은 상기 제2 힌지(422)를 통해 연결될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제2 스위치 회로(452)는 상기 제3 금속 부분(4131) 및 제2 힌지(422) 사이에 위치될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제어부(460)는 상기 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452) 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 그라운드부(431)와 연결된 금속 부분의 길이를 변화시킬 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 급전부(442)와 인접한 위치에서 상기 방사체(441) 및 그라운드부(431)를 연결하는 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 급전부(442)는 상기 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)의 사이에 위치될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454)는 각각 상기 방사체(441) 및 그라운드부(431)를 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 상기 방사체(441) 및 그라운드부(431)를 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제어부(460)는 상기 제3 스위치 회로(453) 및 제4 스위치 회로(454) 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 방사되는 신호의 대역 및 방사 패턴 중 적어도 어느 하나를 조절할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 인쇄 회로 기판(530)은 상기 프론트(511)의 내부에 위치되고, 상기 그라운드부(531)는 상기 제1 금속 부분(5111)과 전기적으로 연결될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제1 스위치 회로(451)는 상기 제1 레그(412) 및 제2 레그(413)가 펼쳐진 상태 및 접힌 상태에서 각각 동작 가능할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(400)는, 렌즈(414)가 연결되고, 제1 금속 부분(4111)을 포함하는 프론트(411), 상기 프론트(411)의 일 단부와 제1 힌지(421)를 통해 연결되고, 제2 금속 부분(4121)을 포함하는 제1 레그(412), 상기 프론트(411)의 타 단부와 제2 힌지(422)를 통해 연결되는 제2 레그(413), 상기 제1 금속 부분(4111)과 전기적으로 연결되는 그라운드부(431)를 포함하고, 상기 제1 레그(412)의 내부에 위치되는 인쇄 회로 기판(430), 방사체(441) 및 상기 방사체(441)와 전기적으로 연결되는 급전부(442)를 포함하는 안테나 구조체(440), 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)을 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있는 제1 스위치 회로(451), 및 상기 제1 스위치 회로(451)를 제어하는 제어부(460)를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제어부(460)는 상기 제1 스위치 회로(451)를 제어하여, 상기 그라운드부(431)와 연결된 금속 부분의 길이를 변화시킬 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제2 금속 부분(4121)은 상기 제1 힌지(421)를 통해 연결될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제1 스위치 회로(451)는 상기 제2 금속 부분(4121) 및 제1 힌지(421) 사이에 위치될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 제2 레그(413)는 제3 금속 부분(4131)을 포함하고, 상기 제1 금속 부분(4111) 및 제3 금속 부분(4131)을 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있는 제2 스위치 회로(452)를 더 포함하고, 상기 제어부(460)는 상기 제1 스위치 회로(451) 및 제2 스위치 회로(452) 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 그라운드부(431)와 연결된 금속 부분의 길이를 변화시킬 수 있다.

Claims (20)

1. 웨어러블 전자 장치에 있어서,
   렌즈가 연결되고, 제1 금속 부분을 포함하는 프론트;
   상기 프론트의 일 단부와 제1 힌지를 통해 연결되고, 제2 금속 부분을 포함하는 제1 레그;
   상기 프론트의 타 단부와 제2 힌지를 통해 연결되는 제2 레그;
   상기 제1 금속 부분 또는 제2 금속 부분과 전기적으로 연결되는 그라운드부를 포함하는 인쇄 회로 기판;
   방사체 및 상기 방사체와 전기적으로 연결되는 급전부를 포함하고, 상기 그라운드부와 전기적으로 연결되는 안테나 구조체;
   상기 제1 금속 부분 및 제2 금속 부분을 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 상기 제1 금속 부분 및 제2 금속 부분을 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있는 제1 스위치 회로; 및
   상기 제1 스위치 회로를 제어하는 제어부를 포함하는, 웨어러블 전자 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1 스위치 회로를 제어하여, 상기 그라운드부와 연결된 금속 부분의 길이를 변화시키는, 웨어러블 전자 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 인쇄 회로 기판은 상기 제1 레그의 내부에 위치되고, 상기 그라운드부는 상기 제2 금속 부분과 전기적으로 연결되는, 웨어러블 전자 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 금속 부분 및 제2 금속 부분은 상기 제1 힌지를 통해 연결되는, 웨어러블 전자 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 스위치 회로는 상기 제2 금속 부분 및 제1 힌지 사이에 위치되는, 웨어러블 전자 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 레그는 제3 금속 부분을 포함하고,
   상기 제1 금속 부분 및 제3 금속 부분을 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 상기 제1 금속 부분 및 제3 금속 부분을 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있는 제2 스위치 회로를 더 포함하는, 웨어러블 전자 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 금속 부분 및 제3 금속 부분은 상기 제2 힌지를 통해 연결되는, 웨어러블 전자 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 스위치 회로는 상기 제3 금속 부분 및 제2 힌지 사이에 위치되는, 웨어러블 전자 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 그라운드부와 연결된 금속 부분의 길이를 변화시키는, 웨어러블 전자 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 급전부와 인접한 위치에서 상기 방사체 및 그라운드부를 연결하는 제3 스위치 회로 및 제4 스위치 회로를 더 포함하는, 웨어러블 전자 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 급전부는 상기 제3 스위치 회로 및 제4 스위치 회로의 사이에 위치되는, 웨어러블 전자 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제3 스위치 회로 및 제4 스위치 회로는 각각 상기 방사체 및 그라운드부를 전기적으로 연결 또는 분리시키거나, 상기 방사체 및 그라운드부를 연결하는 임피던스를 변화시킬 수 있는, 웨어러블 전자 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제3 스위치 회로 및 제4 스위치 회로 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 방사되는 신호의 대역 및 방사 패턴 중 적어도 어느 하나를 조절하는, 웨어러블 전자 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 상기 프론트의 내부에 위치되고, 상기 그라운드부는 상기 제1 금속 부분과 전기적으로 연결되는, 웨어러블 전자 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위치 회로는 상기 제1 레그 및 제2 레그가 펼쳐진 상태 및 접힌 상태에서 각각 동작 가능한, 웨어러블 전자 장치.
16. 웨어러블 전자 장치에 있어서,
    렌즈가 연결되고, 제1 금속 부분을 포함하는 프론트;
    상기 프론트의 일 단부와 제1 힌지를 통해 연결되고, 제2 금속 부분을 포함하는 제1 레그;
    상기 프론트의 타 단부와 제2 힌지를 통해 연결되는 제2 레그;
    상기 제1 금속 부분과 전기적으로 연결되는 그라운드부를 포함하고, 상기 제1 레그의 내부에 위치되는 인쇄 회로 기판;
    방사체 및 상기 방사체와 전기적으로 연결되는 급전부를 포함하는 안테나 구조체;
    상기 제1 금속 부분 및 제2 금속 부분을 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있는 제1 스위치 회로; 및
    상기 제1 스위치 회로를 제어하는 제어부를 포함하는, 웨어러블 전자 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 스위치 회로를 제어하여, 상기 그라운드부와 연결된 금속 부분의 길이를 변화시키는, 웨어러블 전자 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 금속 부분 및 제2 금속 부분은 상기 제1 힌지를 통해 연결되는, 웨어러블 전자 장치.
19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 스위치 회로는 상기 제2 금속 부분 및 제1 힌지 사이에 위치되는, 웨어러블 전자 장치.
20. 제16항에 있어서,
    상기 제2 레그는 제3 금속 부분을 포함하고,
    상기 제1 금속 부분 및 제3 금속 부분을 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있는 제2 스위치 회로를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 그라운드부와 연결된 금속 부분의 길이를 변화시키는, 웨어러블 전자 장치.

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