KR20240005863A - 스마트 안경들을 위한 열 아키텍처 - Google Patents

Abstract

웨어러블 전자 안경류 디바이스의 이미징 디바이스들 및 프로세싱 디바이스들에 의해 발생되는 열을 소산시키는 방법은 이미징 디바이스들을 안경류 디바이스의 프레임에 열적으로 연결하여 프레임으로 열을 흡수하는 제1 히트 싱크를 제공하는 단계 및 프로세싱 디바이스들을 안경류 디바이스의 개개의 템플들에 열적으로 연결하여 개개의 템플들로 열을 흡수하는 제2 히트 싱크를 제공하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 히트 싱크들은 서로 열 절연되어 열을 안경류 디바이스의 서로 다른 부분들로 유도한다. 프로세싱 디바이스들은 프레임의 제1 단부에 연결된 제1 템플에 배치된 제1 코-프로세서 및 프레임의 제2 단부에 연결된 제2 템플에 배치된 제2 코-프로세서를 포함할 수 있다. 그 결과, 안경류 디바이스는 발열 디바이스들로부터의 열을 더 넓은 영역에 분산시켜 전체 발열을 최소화한다.

Description

스마트 안경들을 위한 열 아키텍처

[0001] 본 출원은 2021년 5월 6일자로 출원된 미국 가출원 제63/184,879호에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용들은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

[0002] 본 개시에 제시된 예들은 스마트 안경들과 같은 웨어러블 전자 디바이스들을 포함하는 휴대용 전자 디바이스들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 전자 컴포넌트들에 의해 생성되는 과도한 열을 최적으로 관리하도록 설계된 웨어러블 전자 안경류 디바이스를 설명한다(그러나, 이에 제한되지 않는다).

[0003] 오늘날 입수 가능한 많은 전자 디바이스들에는 웨어러블 소비자 전자 디바이스들이 포함된다. 웨어러블 소비자 전자 디바이스들은 프로세서들 및 기타 열을 발생시키는 전자장치들로 인해 과도한 열을 발생시킬 수 있다. 이러한 과도한 열의 발생은 웨어러블 소비자 전자 디바이스들의 전력 소비를 의미 있게 제한할 수 있다. 강력한 프로세서들에서 실행되는 고전력 디스플레이들과 복잡한 알고리즘들은 웨어러블 폼 팩터의 부피 내에서 저온 상태를 유지하기가 어렵다. 예를 들어, 6 자유도 프로세싱을 포함하여 증강 현실 경험들을 제공하는 스마트 안경들은 열적으로 제한될 수 있으며, 안전한 작동 온도들을 초과하지 않도록 조절이 필요할 수 있다.

[0004] 개시된 다양한 구현예들의 특징들은 첨부된 도면들을 참조하는 이하의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다. 참조 번호는 설명 내 각각의 엘리먼트와 함께, 그리고 여러 도면들 전체에 걸쳐 사용된다. 복수의 유사한 엘리먼트들이 존재하는 경우, 하나의 참조 숫자가 유사한 엘리먼트들에 할당될 수 있으며, 특정 엘리먼트를 지칭하는 소문자가 추가될 수 있다.
[0005] 도면들에 도시된 다양한 엘리먼트들은 달리 명시되지 않는 한 실척대로 그려져 있지 않다. 다양한 엘리먼트들의 치수들은 명확성을 위해 확대되거나 축소될 수 있다. 여러 도면들은 하나 이상의 구현예들을 묘사하며, 단지 예시적으로 제시된 것으로서 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 도면에는 이하의 도면들이 포함된다:
[0006] 도 1a는 이미지 디스플레이를 갖는 우측 광학 조립체를 도시하는 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 예시적인 하드웨어 구성의 측면도를 예시하고;
[0007] 도 1b는 도 1a의 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 템플의 최상부 단면도를 예시하고;
[0008] 도 2a는 예시적인 하드웨어 구성에서 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 예시적인 하드웨어 구성의 배면도를 예시하고;
[0009] 도 2b는 예시적인 하드웨어 구성에서 다른 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 예시적인 하드웨어 구성의 배면도를 예시하고;
[0010] 도 2c 및 도 2d는 2 개의 서로 다른 유형들의 이미지 디스플레이들을 포함하는 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 예시적인 하드웨어 구성들의 배면도들을 예시하고;
[0011] 도 3은 적외선 방출기, 적외선 카메라, 프레임 전면, 프레임 배면 및 회로 기판을 묘사하는 도 2a의 안경류 디바이스의 배면 사시도를 예시하고;
[0012] 도 4는 도 3의 안경류 디바이스의 적외선 방출기 및 프레임을 통해 절개된 단면도를 예시하고;
[0013] 도 5는 눈의 시선 방향 검출을 예시하고;
[0014] 도 6은 눈의 포지션 검출을 예시하고;
[0015] 도 7은 좌측 원시 이미지로서의 좌측 가시광 카메라에 의해 캡처된 가시광 및 우측 원시 이미지로서의 우측 가시광 카메라에 의해 캡처된 가시광의 일 예를 예시하고;
[0016] 도 8a는 시각적 이미지를 생성하도록 구성된 프로젝터의 측면도를 예시하고;
[0017] 도 8b는 도 8a를 참조하여 설명된 시스템의 컴포넌트들을 포함하는 하우징의 측단면도를 예시하고;
[0018] 도 8c는 도 8a의 시스템 중 프로젝터의 조명 섹션인 부분 및 프로젝터 중 투사 렌즈를 포함하는 부분을 예시하고;
[0019] 도 8d는 필드 렌즈의 곡률의 함수로서의 시스템 치수들의 그래프들을 예시하고;
[0020] 도 8e는 필드 렌즈를 사용하여 편향된 광선을 생성하고, 디스플레이 이미지를 생성하기 위해 디스플레이를 변위시키는 방법을 예시하고;
[0021] 도 9는 프로젝터를 포함하는 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 전자 컴포넌트들의 블록도를 예시하고;
[0022] 도 10은 디스플레이 열이 프레임으로 전방으로 이동하고, 시스템 온 칩에 의해 생성된 열이 힌지 암들로 후방으로 이동하는 열 관리에 최적화된 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 측면도를 대응하는 열 지도와 함께 예시하고;
[0023] 도 11a 및 도 11b는 샘플 열 관리 구성에서 프로젝터를 둘러싸는 2 개의 분리된 히트 싱크들을 예시하고;
[0024] 도 12a 및 도 12b는 도 11a 및 도 11b의 히트 싱크들의 열 성능을 예시하고;
[0025] 도 13은 히트 싱크들과 어댑터의 다른 예를 예시하고;
[0026] 도 14a 및 도 14b는 도 13의 히트 싱크의 열 성능을 예시하고;
[0027] 도 15는 도 11a, 도 11b 및 도 13의 히트 싱크들로 프로젝터를 작동시키는 방법을 예시하고;
[0028] 도 16은 열 관리 기능이 없는 터치 온도 한계들에 대한 시스템 온 칩의 전력 소비를 예시하고;
[0029] 도 17은 전자 컴포넌트들로부터의 과도한 열을 관리하기 위해 최상부 및 저부 커버들, 최상부 및 저부 위킹 구조물들 및 구리 필러들을 포함하는 증기 챔버의 컴포넌트들의 샘플 구성을 예시하고;
[0030] 도 18a 및 도 18b는 힌지 암 전체에 걸쳐 균등하게 분포된 1.5 W를 생성하고, 힌지 암 전체에 걸쳐 최대 4 ℃ 상승하는 시스템 온 칩을 포함하는 열 관리 기능을 갖는 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 전면 및 배면 사시도들에 대한 열 지도를 각각 예시하고;
[0031] 도 19a는 도 10의 전자 안경류 디바이스의 시스템 온 칩을 위한 열 관리 디바이스의 사시도를 일 예에 따라 예시하고;
[0032] 도 19b는 도 19a의 열 관리 디바이스의 평면도를 예시하고;
[0033] 도 20a는 도 19a 및 도 19b의 열 관리 디바이스의 일단부의 사시도를 일 예에 따라 예시하고;
[0034] 도 20b는 도 20a의 단부 입면도를 예시하고;
[0035] 도 20c는 증기 챔버가 열원에 인접하여 포지셔닝되도록 히트 싱크 및 제2 TIM 층이 생략된 도 20a의 열 관리 디바이스의 구성을 예시하고;
[0036] 도 21a는 도 19a에 도시된 히트 싱크의 사시도를 일 예에 따라 예시하고;
[0037] 도 21b는 도 21a의 히트 싱크의 단부 입면도를 예시하고;
[0038] 도 22a는 다른 예에 따른 열 관리 디바이스의 사시도를 예시하고;
[0039] 도 22b는 도 22a의 열 관리 디바이스의 평면도를 예시하고;
[0040] 도 23은 도 22a의 라인 23-23을 따른 단면도를 예시하고;
[0041] 도 24는 일 예에 따른 열 관리 디바이스의 다른 구성의 사시도를 예시하고;
[0042] 도 25는 도 24의 라인 25-25를 따른 단면도를 예시하고;
[0043] 도 26a는 일 예에 따른 열 관리 디바이스의 다른 구성의 사시도를 예시하고; 그리고
[0044] 도 26b는 일 예에 따른 열 관리 디바이스의 다른 구성의 사시도를 예시한다.

[0045] 오늘날 입수 가능한 웨어러블 전자 디바이스들은 디바이스 기능을 손상시킬 수 있는 과도한 열을 발생시킨다. 열 관리 디바이스를 포함하는 웨어러블 전자 안경류 디바이스가 본 명세서에 설명된다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스는 하나 이상의 광학 엘리먼트들을 보유지지하는 본체를 포함한다. 또한, 웨어러블 전자 안경류 디바이스는 온보드 전자 컴포넌트들 및 컴포넌트들의 작동 중에 열을 방출하는 하나 이상의 열원들을 포함한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스는 본체의 다른 영역에 히트 싱크를, 그리고 전자 컴포넌트들의 열 소산(heat dissipation)을 증가시키기 위해 열원 및 히트 싱크에 열적으로 결합되는 안경류 본체 내에 배치된 열 커플링을 더 포함한다.

[0046] 몰입형 증강 현실 경험을 가능하게 하도록 설계된 웨어러블 전자 안경류 디바이스는 훨씬 더 많은 프로젝터 및 렌더링 전력을 필요로 하는 더 몰입적이고, 더 큰 시야의 디스플레이들을 사용할 수 있다. 이러한 경험들 동안 발생하는 열을 열 조절(thermal throttling) 없이 처리할 수 있는 웨어러블 전자 안경류 디바이스들을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 과제를 해결하기 위해, 본 명세서에 설명된 웨어러블 전자 안경류 디바이스들은 발광 다이오드들(LED들)로부터의 전력을 분산하도록 설계된 프로젝터에 의해 발생하는 열을 증기 챔버를 구현하는 프로세싱 칩들에 의해 발생하는 열로부터 분리하여 프로세싱 칩들로부터의 열을 보다 균일하게 분배하도록 구성된다. 이 구성에는 프로젝터 열 관리 디바이스들을 프로세싱 칩 열 관리 디바이스들로부터 예를 들어 공극에 의해 분리하고, 프로젝터(들)에 의해 발생하는 열을 프레임으로 그리고 프로세싱 회로(들)에 의해 발생하는 열을 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 템플들로 유도하는 것이 포함된다. 또한, 프로세싱 칩들은 생성된 열을 추가로 분산시키기 위해 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 개개의 템플들에 배치된 코-프로세서들에 의해 구현될 수 있다.

[0047] 본 개시는 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 이미징 디바이스들 및 프로세싱 디바이스들에 의해 발생되는 열을 소산시키는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 이미징 디바이스들을 안경류 디바이스의 프레임에 열적으로 연결하여 프레임으로 열을 흡수하는 제1 히트 싱크를 제공하고, 프로세싱 디바이스들을 안경류 디바이스의 개개의 템플들에 열적으로 연결하여 개개의 템플들로 열을 흡수하는 제2 히트 싱크를 제공하는 것을 포함한다. 제1 히트 싱크 및 제2 히트 싱크는 서로 열 절연되어 열을 안경류 디바이스의 서로 다른 부분들로 유도한다. 프로세싱 디바이스들은 프레임의 제1 단부에 연결된 제1 템플에 배치된 제1 코-프로세서와 프레임의 제2 단부에 연결된 제2 템플에 배치된 제2 코-프로세서를 포함할 수 있다. 결과적인 웨어러블 전자 안경류 디바이스는 프레임, 프레임에 연결된 적어도 하나의 템플, 적어도 하나의 이미지 디스플레이, 장면의 이미지를 캡처하고 이미지를 적어도 하나의 이미지 디스플레이에 투사하도록 조정되는 적어도 하나의 이미징 디바이스, 적어도 하나의 프로세싱 디바이스 및 열 관리 디바이스를 포함할 수 있다. 열 관리 디바이스는 적어도 하나의 이미징 디바이스 및 프레임에 열적으로 연결되어 적어도 하나의 이미징 디바이스로부터 프레임으로 열을 흡수하는 제1 히트 싱크, 적어도 하나의 프로세싱 디바이스 및 적어도 하나의 템플에 열적으로 연결되어 적어도 하나의 프로세싱 디바이스로부터 적어도 하나의 템플로 열을 흡수하는 제2 히트 싱크 및 제1 히트 싱크와 제2 히트 싱크 사이의 공극과 같은 열 절연 간극을 포함할 수 있다. 그 결과, 웨어러블 전자 안경류 디바이스는 열 발생 디바이스들로부터의 열을 더 넓은 영역에 걸쳐 분산시켜 전체적인 발열을 최소화한다.

[0048] 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "써멀 엔벨로프(thermal envelope)"라는 용어는 온도 한계에 도달하기 전에 정상 상태에서 웨어러블 전자 안경류 디바이스에서 소산될 수 있는 열의 양을 설명하기 위해 사용된다. 온도 한계들은 일반적으로 컴포넌트 한계들과 터치 한계들의 두 가지 범주들로 나눌 수 있다. 컴포넌트 한계들은 일반적으로 제조업체에서 지정하며 전자 컴포넌트의 기능 및 원하는 수명을 보장하도록 설계된다. 그러나 최소한의 성능을 보장하기 위해 컴포넌트 한계가 제조업체의 사양보다 낮게 설정될 수 있는 경우들이 있다. 반면에 터치 온도 한계들은 재료의 구성과 해당 재료가 사용자와 지속적으로 물리적인 접촉을 하는지 여부에 따라 달라진다. 아래 표 1은 다양한 재료들에 대한 사용자 연구들과 국제전기기술위원회(IEC) 가이드 117에 의해 설정된 터치 온도 한계들을 보여준다. 장시간 피부 접촉은 IEC 가이드라인들에 의해 설정되며 10 분 초과의 착용 시간을 가정한다.

재료	온도 한계(℃)	장시간 피부 접촉 시 온도 한계(℃)
플라스틱	55	43
노출된 금속	43	43
직물	55	43

표 1: 터치 온도 한계들

[0049] 이하의 상세한 설명은 본 개시에 제시된 예들을 예시하는 시스템들, 방법들, 기술들, 명령 시퀀스들 및 컴퓨터 프로그램 제품들을 포함한다. 개시된 주제 및 주제와 관련된 교시내용들에 대한 완전한 이해를 제공하기 위한 목적으로 수많은 세부 사항들 및 예들이 포함된다. 그러나 관련 기술의 당업자들은 이러한 세부 사항들 없이도 관련 교시내용들을 적용하는 방법을 이해할 수 있다. 관련 교시내용들은 다양한 방식들로 적용되거나 실행될 수 있기 때문에, 개시된 주제의 양태들은 설명된 특정 디바이스들, 시스템들 및 방법들에 한정되지 않는다. 본 명세서에 사용된 용어 및 명명법은 특정 양태들을 설명하기 위한 목적일 뿐이며, 이를 제한하기 위한 것이 아니다. 일반적으로, 잘 알려진 명령 인스턴스들, 프로토콜들, 구조들 및 기술들은 반드시 상세하게 제시되지 않는다.

[0050] 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "연결하다", "연결되는", "결합하다" 및 "결합되는"이라는 용어는 하나의 시스템 엘리먼트에 의해 생성되거나 공급되는 전기적 또는 자기적 신호들이 다른 결합되거나 연결된 시스템 엘리먼트에 부여되는 링크 등을 포함하는 임의의 논리적, 광학적, 물리적 또는 전기적 연결을 지칭한다. 달리 설명되지 않는 한, 결합되거나 연결된 엘리먼트들 또는 디바이스들은 반드시 서로 직접적으로 연결될 필요는 없으며 중간 컴포넌트들, 엘리먼트들 또는 연통 매체들에 의해 분리될 수 있으며, 중간 컴포넌트들, 엘리먼트들 또는 연통 매체들 중 하나 이상은 전기 신호들을 수정, 조작 또는 전달할 수 있다. "상에(on)"라는 용어는 엘리먼트에 의해 직접적으로 지지되거나, 엘리먼트에 통합되거나 엘리먼트에 의해 지지되는 다른 엘리먼트를 통해 엘리먼트에 의해 간접적으로 지지되는 것을 의미한다.

[0051] 예들의 추가적인 목적들, 장점들 및 새로운 특징들은 이하의 설명에 부분적으로 제시될 것이고, 부분적으로는 이하 및 첨부된 도면들을 검토함으로써 당업자들에게 명백해지거나, 예들의 생산 또는 작동에 의해 학습될 수 있을 것이다. 본 주제의 목적들 및 장점들은 첨부된 청구항들에 구체적으로 지적된 방법론들, 수단들 및 조합들에 의해 실현 및 달성될 수 있다.

[0052] 도면들 중 임의의 도면에 도시된 바와 같은 안구 스캐너 및 카메라를 통합하는 안경류 디바이스, 연관된 컴포넌트들 및 임의의 완전한 디바이스들의 배향들은 예시 및 논의 목적들로만 오직 예로서 제공된다. 특정 가변 광학 프로세싱 애플리케이션을 위해 작동할 때, 안경류 디바이스는 안경류 디바이스의 특정 애플리케이션에 적합한 임의의 다른 방향, 예를 들어, 위, 아래, 옆 또는 임의의 다른 배향으로 배향될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 범위 내에서, 전방, 후방, 내측, 외측, 지향, 좌측, 우측, 측면, 종방향, 상하, 상부, 하부, 최상부, 저부 및 측과 같은 임의의 방향성 용어는 단지 예시로서만 사용되며, 본 명세서에 달리 설명되는 바와 같이 구성된 임의의 광학기 또는 광학기의 컴포넌트의 방향 또는 배향을 제한하는 것은 아니다.

[0053] 이제 첨부된 도면들에 예시되고 아래에서 논의되는 예들을 상세히 참고한다.

[0054] 도 1a는 이미지 디스플레이(180D)(도 2a)를 갖는 우측 광학 조립체(180B)를 포함하는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 예시적인 하드웨어 구성의 측면도를 예시한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 스테레오 카메라를 형성하는 다수의 가시광 카메라들(114A-B)(도 7)을 포함하며, 그 중 우측 가시광 카메라(114B)는 우측 템플(110B) 상에 위치하며, 좌측 가시광 카메라(114A)는 좌측 템플(110A) 상에 위치한다.

[0055] 좌측 및 우측 가시광 카메라들(114A-B)은 가시광 범위의 파장에 민감한 이미지 센서를 포함할 수 있다. 가시광 카메라들(114A-B)은 각각 정면을 향한 서로 다른 커버리지 각도를 갖는데, 예를 들어, 가시광 카메라(114B)는 묘사된 커버리지 각도(111B)를 갖는다. 커버리지 각도는 가시광 카메라(114A-B)의 이미지 센서가 전자기 복사를 포착하여 이미지들을 생성하는 각도 범위이다. 이러한 가시광 카메라(114A-B)의 예들에는 고해상도 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 이미지 센서 및 640 p(예를 들어, 총 0.3 메가픽셀용 640 x 480 픽셀들), 720 p 또는 1080 p와 같은 비디오 그래픽 어레이(VGA) 카메라가 포함된다. 가시광 카메라들(114A-B)로부터의 이미지 센서 데이터는 지리적 위치 데이터와 함께 캡처되고, 이미지 프로세서에 의해 디지털화되어, 메모리에 저장될 수 있다.

[0056] 입체 영상을 제공하기 위해, 가시광 카메라들(114A-B)은 장면의 이미지가 캡처되는 타임스탬프와 함께 디지털 프로세싱을 위한 이미지 프로세서(도 9의 엘리먼트(912))에 결합될 수 있다. 이미지 프로세서(912)는, 가시광 카메라(114A-B)로부터 신호들을 수신하고 가시광 카메라들(114A-B)로부터의 이들 신호들을 메모리(도 9의 엘리먼트(934))에 저장하기에 적합한 포맷으로 처리하는 회로를 포함할 수 있다. 타임스탬프는 가시광 카메라들(114A-B)의 작동을 제어하는 이미지 프로세서(912) 또는 다른 프로세서에 의해 추가될 수 있다. 가시광 카메라들(114A-B)은 스테레오 카메라가 인간의 양안 시력을 시뮬레이션할 수 있도록 한다. 스테레오 카메라들은 또한 각각 동일한 타임스탬프를 갖는 가시광 카메라들(114A-B)로부터 캡처된 2 개의 이미지들(도 7의 엘리먼트들(758A-B))에 기초하여 3 차원 이미지들(도 7의 이미지(715))을 재생할 수 있는 기능을 제공한다. 이러한 3 차원 이미지들(715)은 몰입감 있는 실제 경험, 예를 들어 가상 현실 또는 비디오 게임을 가능하게 한다. 입체 영상의 경우, 이미지들(758A-B)의 쌍은 주어진 순간에 좌측 및 우측 가시광 카메라들(114A-B) 각각에 대해 하나의 이미지로 생성될 수 있다. 좌측 및 우측 가시광 카메라들(114A-B)의 전방 지향 시야(FOV)(111A-B)로부터 생성된 이미지들(758A-B)의 쌍이 (예를 들어, 이미지 프로세서(912)에 의해) 함께 스티칭될 때, 광학 조립체(180A-B)에 의해 깊이 인식이 제공된다.

[0057] 일 예에서, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 프레임(105), 우측 림(107B), 프레임(105)의 우측 측면 측(170B)으로부터 연장되는 우측 템플(110B) 및 사용자에게 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하기 위해 광학 조립체(180B)를 포함하는 시스루 이미지 디스플레이(180D)(도 2a 내지 도 2b)를 포함한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 장면의 제1 이미지를 캡처하기 위해 프레임(105) 또는 좌측 템플(110A)에 연결된 좌측 가시광 카메라(114A)를 포함한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 제1 이미지와 부분적으로 중첩되는 장면의 제2 이미지를 (예를 들어, 좌측 가시광 카메라(114A)와 동시에) 캡처하기 위해 프레임(105) 또는 우측 템플(110B)에 연결된 우측 가시광 카메라(114B)를 더 포함한다. 도 1a 내지 도 1b에는 도시되지 않았지만, 프로세서(932)(도 9)는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)에 결합되고 가시광 카메라들(114A-B)에 연결되며, 프로세서(932)에 액세스 가능한 메모리(934)(도 9) 및 메모리(934) 내 프로그래밍은 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100) 자체에 제공될 수 있다.

[0058] 도 1a에는 도시되지 않았지만, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 머리 움직임 추적기(도 1b의 엘리먼트(109)) 또는 안구 움직임 추적기(도 2a의 엘리먼트(113) 또는 도 2b 내지 도 2c의 엘리먼트(213))를 더 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는, 각각 디스플레이된 이미지들의 시퀀스를 제시하기 위한 광학 조립체(180A-B)의 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D) 및 디스플레이된 이미지들(715)의 시퀀스를 제시하기 위해 광학 조립체(180A-B)의 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)에 결합되어 광학 조립체(180A-B)의 이미지 디스플레이들(180C-D)을 제어하는 이미지 디스플레이 드라이버(도 9의 엘리먼트(942))를 더 포함할 수 있으며, 이들에 대해서는 추가로 후술된다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 메모리(934) 및 이미지 디스플레이 드라이버(942) 및 메모리(934)에 액세스하는 프로세서(932)뿐만 아니라 메모리(934) 내의 프로그래밍을 더 포함할 수 있다. 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)을 통해, 디스플레이된 이미지들의 시퀀스의 초기 디스플레이된 이미지, 초기 머리 방향 또는 초기 시선 방향(230)(도 5)에 대응하는 초기 시야를 갖는 초기 디스플레이된 이미지를 제시하는 기능들을 포함하는 기능들을 수행하도록 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)를 구성한다.

[0059] 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 추가로, (ⅰ) 머리 움직임 추적기(도 1b의 엘리먼트(109))를 통해, 사용자 머리의 머리 움직임을 추적하거나, 또는 (ⅱ) 안구 움직임 추적기(도 2a의 엘리먼트(113) 또는 도 2b 내지 도 2c 및 도 5의 엘리먼트(213))를 통해, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 사용자 눈의 안구 움직임을 추적함으로써 안경류 디바이스 사용자의 움직임을 검출하도록 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)를 구성할 수 있다. 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 추가로 사용자의 검출된 움직임에 기초하여 초기 디스플레이된 이미지의 초기 시야에 대한 시야 조정을 결정하도록 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)를 구성할 수 있다. 시야 조정은 연속적인 머리 방향 또는 연속적인 눈의 방향에 대응하는 연속적인 시야를 포함할 수 있다. 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 추가로 시야 조정에 기초하여 디스플레이된 이미지들의 시퀀스의 연속적인 디스플레이된 이미지를 생성하도록 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)를 구성할 수 있다. 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 추가로 광학 조립체(180A-B)의 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)을 통해 연속적으로 디스플레이된 이미지들을 제시하도록 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)를 구성한다.

[0060] 도 1b는 우측 가시광 카메라(114B), 머리 움직임 추적기(109) 및 회로 기판(140)을 묘사하는 도 1a의 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 템플의 최상부 단면도를 예시한다. 좌측 가시광 카메라(114A)의 구성 및 배치는 연결부들 및 결합이 좌측 측면 측(170A)(도 2a)에 있다는 점을 제외하고는 우측 가시광 카메라(114B)와 실질적으로 유사하다. 도시된 바와 같이, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 우측 가시광 카메라(114B) 및 연성 인쇄 회로 기판(PCB)(140)일 수 있는 회로 기판을 포함한다. 우측 힌지(126B)는 우측 템플(110B)을 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 힌지 암(125B)에 연결한다. 일부 예들에서, 우측 가시광 카메라(114B), 연성 PCB(140) 또는 다른 전기 커넥터들 또는 접점들의 컴포넌트들은 우측 템플(110B) 또는 우측 힌지(126B)에 위치할 수 있다.

[0061] 도시된 바와 같이, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 머리 움직임 추적기(109)를 포함할 수 있으며, 머리 움직임 추적기(109)는 예를 들어 관성 측정 유닛(IMU)을 포함한다. 관성 측정 유닛은 가속도계들 및 자이로스코프들, 때로는 자력계들도 포함한 조합을 사용하여 신체의 특정 힘, 각도 속도, 그리고 때로는 신체를 둘러싼 자기장을 측정하고 보고하는 전자 디바이스이다. 관성 측정 유닛은 하나 이상의 가속도계들을 사용하여 선형 가속도를 검출하고, 하나 이상의 자이로스코프들을 사용하여 회전 속도를 검출하는 방식으로 작동한다. 관성 측정 유닛들의 전형적인 구성들은 좌-우 움직임에 대한 수평축(X), 최상부-저부 움직임에 대한 수직축(Y), 상-하 움직임에 대한 깊이 또는 거리축(Z)의 세 축들 각각에 대해 축마다 가속도계, 자이로, 자력계가 하나씩 포함된다. 가속도계는 중력 벡터를 검출한다. 자력계는 방향 기준을 생성하는 나침반과 같이 자기장의 회전(예를 들어, 남쪽, 북쪽 등)을 정의한다. 3 개의 가속도계들은 위에서 정의된 수평축, 수직축 및 깊이축을 따라 가속도를 검출하며, 이는 지면, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100) 또는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)를 착용하는 사용자를 기준으로 정의될 수 있다.

[0062] 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 머리 움직임 추적기(109)를 통해 사용자 머리의 머리 움직임을 추적함으로써 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100) 사용자의 움직임을 검출할 수 있다. 머리 움직임은 이미지 디스플레이 상에 초기 디스플레이된 이미지가 제시되는 동안 초기 머리 방향으로부터 수평축, 수직축 또는 이들의 조합에 따른 머리 방향의 변화를 포함한다. 일 예에서, 머리 움직임 추적기(109)를 통해 사용자 머리의 머리 움직임을 추적하는 것은 관성 측정 유닛(109)을 통해 수평축(예를 들어, X 축), 수직축(예를 들어, Y 축) 또는 이들의 조합(예를 들어, 가로 또는 대각선 움직임) 상에서의 초기 머리 방향을 측정하는 것을 포함한다. 머리 움직임 추적기(109)를 통해, 사용자 머리의 머리 움직임을 추적하는 것은 관성 측정 유닛(109)을 통해 초기 디스플레이된 이미지가 제시되는 동안 수평축, 수직축 또는 이들의 조합 상에서의 연속적인 머리 방향을 측정하는 것을 더 포함한다.

[0063] 머리 움직임 추적기(109)를 통해 사용자 머리의 머리 움직임을 추적하는 것은, 초기 머리 방향 및 연속적인 머리 방향 모두에 기초하여 머리 방향의 변화를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100) 사용자의 움직임을 검출하는 것은, 머리 움직임 추적기(109)를 통해 사용자 머리의 머리 움직임을 추적하는 것에 대응하여, 머리 방향의 변화가 수평축, 수직축 또는 이들의 조합 상에서 편차 각도 임계값을 초과하는 지를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 샘플 구성들에 있어서, 편차 각도 임계값은 약 3°내지 10°이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 각도를 지칭할 때 "약(about)"이라는 용어는 명시된 수량으로부터 ±10 ％를 의미한다.

[0064] 수평축을 따른 변화는 예를 들어, 3 차원 객체의 가시성을 숨기거나, 숨기지 않거나, 또는 다른 방식으로 조정함으로써, 캐릭터들, 비트모지들, 애플리케이션 아이콘들 등과 같은 3 차원 객체들을 시야 안팎으로 슬라이드한다. 예를 들어 사용자가 위쪽을 바라볼 때 수직축을 따른 변화는, 일 예에서는 날씨 정보, 시간, 날짜, 캘린더 약속들 등을 디스플레이한다. 다른 예에서, 사용자가 수직축을 따라 아래쪽을 바라볼 때, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 전원이 꺼질 수 있다.

[0065] 도 1b에 도시된 바와 같이, 우측 템플(110B)은 템플 본체(211) 및 템플 캡을 포함하며, 도 1b의 단면에서는 템플 캡이 생략되어 있다. 우측 템플(110B) 내부에 배치된 다양한 상호연결 회로 기판들, 예를 들어, PCB들 또는 연성 PCB들(140)은 우측 가시광 카메라(114B), 마이크(들)(130), 스피커(들)(132), 저전력 무선 회로(예를 들어, 블루투스®를 통한 무선 근거리 네트워크 통신용) 및 고속 무선 회로(예를 들어, 와이파이®를 통한 무선 로컬 영역 네트워크 통신용)를 포함한다.

[0066] 우측 가시광 카메라(114B)는 연성 PCB(140) 상에 결합되거나 배치되고, 우측 템플(110B)에 형성된 개구부(들)를 통해 조준되는 가시광 카메라 커버 렌즈에 의해 커버된다. 일부 예들에서, 우측 템플(110B)에 연결된 프레임(105)은 가시광 카메라 커버 렌즈용 개구부(들)를 포함한다. 프레임(105)은 사용자의 눈으로부터 외측을 향하도록 구성된 전방 지향 측을 포함할 수 있다. 가시광 카메라 커버 렌즈용 개구부는 전방 지향 측 상에서 이를 관통하여 형성될 수 있다. 예에서, 우측 가시광 카메라(114B)는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100) 사용자의 우측 눈의 시선 또는 관점에 대해 외측을 향하는 커버리지 각도(111B)를 갖는다. 가시광 카메라 커버 렌즈는 또한 외측을 향하는 커버리지 각도를 갖는 개구부가 형성되는 우측 템플(110B)의 외측 지향 표면에 부착될 수 있지만, 서로 다른 외측 방향으로 부착될 수 있다. 결합은 중간 컴포넌트들을 통해 간접적으로 이루어질 수도 있다.

[0067] 좌측(제1) 가시광 카메라(114A)는 좌측 광학 조립체(180A)의 좌측 시스루 이미지 디스플레이(180C)에 연결되어, 제1 연속적으로 디스플레이된 이미지의 제1 배경 장면을 생성할 수 있다. 우측(제2) 가시광 카메라(114B)는 우측 광학 조립체(180B)의 우측 시스루 이미지 디스플레이(180D)에 연결되어 제2 연속적으로 디스플레이된 이미지의 제2 배경 장면을 생성할 수 있다. 제1 배경 장면 및 제2 배경 장면은 부분적으로 중첩되어 연속적으로 디스플레이된 이미지의 3 차원 관찰 가능 영역을 제시할 수 있다.

[0068] 연성 PCB(140)는 우측 템플(110B) 내부에 배치될 수 있고, 우측 템플(110B)에 수용된 하나 이상의 다른 컴포넌트들에 결합될 수 있다. 우측 템플(110B)의 회로 기판들(140) 상에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 우측 가시광 카메라(114B)는 좌측 템플(110A), 힌지 암들(125A-B) 또는 프레임(105)의 회로 기판들(140) 상에 형성될 수 있다.

[0069] 도 2a는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 일 예의 하드웨어 구성의 배면도를 예시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 사용자가 착용하도록 구성된 형태이며, 도 2a의 예에서는 안경이다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 다른 형태들을 취할 수 있는데, 예를 들어, 헤드기어, 헤드셋 또는 헬멧과 같은 다른 유형들의 프레임워크들을 통합할 수 있다.

[0070] 안경 예에서, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 사용자의 코에 맞게 조정된 브리지(106)를 통해 우측 림(107B)에 연결된 좌측 림(107A)을 포함하는 프레임(105)을 포함한다. 좌측 및 우측 림들(107A-B)은 렌즈 및 시스루 디스플레이들(180C-D)과 같은 개개의 광학 엘리먼트(180A-B)를 보유지지하는 개개의 애퍼처들(175A-B)을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 렌즈라는 용어는 광이 수렴/발산을 일으키거나 또는 수렴/발산을 거의 또는 전혀 일으키지 않는 곡면 및 평평한 표면들을 갖는 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명 부재들을 포함하고자 하는 의도를 갖는다.

[0071] 비록 2 개의 광학 엘리먼트들(180A-B)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 적용예 또는 의도된 사용자에 따라 단일 광학 엘리먼트와 같은 다른 배열체들을 포함할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 프레임(105)의 좌측 측면 측(170A)에 인접한 좌측 템플(110A) 및 프레임(105)의 우측 측면 측(170B)에 인접한 우측 템플(110B)을 포함한다. 템플들(110A-B)은 개개의 측면들(170A-B) 상의 프레임(105)에 통합(예시된 바와 같음)되거나, 또는 개개의 측면들(170A-B)의 프레임(105)에 부착된 별도의 컴포넌트들로 구현될 수 있다. 대안적으로, 템플들(110A-B)은 프레임(105)에 부착된 힌지 암들(125A-B)에 통합될 수 있다.

[0072] 도 2a의 예에서, 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)를 포함하는 안구 스캐너(113)가 제공될 수 있다. 가시광 카메라들은 전형적으로 적외선 검출을 차단하기 위한 청색 광 필터를 포함한다. 일 예에서, 적외선 카메라(120)는 청색 필터가 제거된 저해상도 비디오 그래픽 어레이(VGA) 카메라(예를 들어, 총 0.3 메가픽셀용 640 x 480 픽셀들)와 같은 가시광 카메라이다. 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)는 프레임(105) 상에 공동 배치될 수 있다. 예를 들어, 둘 다 좌측 림(107A)의 상부 부분에 연결된 것으로 도시된다. 프레임(105) 또는 좌측 및 우측 템플들(110A-B) 중 하나 이상은 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)를 포함하는 회로 기판(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)는 예를 들어, 납땜에 의해 회로 기판에 연결될 수 있다.

[0073] 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)가 모두 우측 림(107B) 상에 있거나, 프레임(105) 상의 서로 다른 위치들에 있는 배열들을 포함하여 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)의 다른 배열들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 적외선 방출기(115)가 좌측 림(107A) 상에 있을 수 있고, 적외선 카메라(120)가 우측 림(107B) 상에 있을 수 있다. 다른 예에서, 적외선 방출기(115)는 프레임(105) 상에 있을 수 있고, 적외선 카메라(120)는 템플들(110A-B) 중 하나에 있을 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다. 적외선 방출기(115)는 본질적으로 프레임(105), 좌측 템플(110A) 또는 우측 템플(110B) 상의 임의의 위치에 연결되어 적외선의 패턴을 방출할 수 있다. 마찬가지로, 적외선 카메라(120)는 본질적으로 방출된 적외선의 패턴에서 적어도 하나의 반사 변화를 캡처하기 위해 프레임(105), 좌측 템플(110A) 또는 우측 템플(110B) 상의 임의의 위치에 연결될 수 있다.

[0074] 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)는 개개의 눈 포지션 및 시선 방향을 식별하기 위해, 눈의 일부 또는 전체 시야로 사용자의 눈을 향해 내측을 향하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)는 눈 바로 앞, 프레임(105)의 상부 또는 프레임(105)의 양쪽 단부들에 있는 템플들(110A-B)에 포지셔닝될 수 있다.

[0075] 도 2b는 다른 웨어러블 전자 안경류 디바이스(200)의 예시적인 하드웨어 구성의 배면도를 예시한다. 이 예시적인 구성에서, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(200)는 우측 템플(210B) 상에 안구 스캐너(213)를 포함하는 것으로 묘사되어 있다. 도시된 바와 같이, 적외선 방출기(215) 및 적외선 카메라(220)가 우측 템플(210B) 상에 공동 배치된다. 안구 스캐너(213) 또는 안구 스캐너(213)의 하나 이상의 컴포넌트들은 좌측 템플(210A) 상에, 그리고 웨어러블 전자 안경류 디바이스(200)의 다른 위치들, 예를 들어 프레임(105) 상에 위치할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 적외선 방출기(215) 및 적외선 카메라(220)는 도 2a의 것과 유사하지만, 안구 스캐너(213)는 앞서 도 2a에서 설명한 바와 같이 서로 다른 광 파장들에 민감하도록 변화될 수 있다. 도 2a와 유사하게, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(200)는 브리지(106)를 통해 우측 림(107B)에 연결되는 좌측 림(107A)을 포함하는 프레임(105)을 포함한다. 좌측 및 우측 림들(107A-B)은 시스루 디스플레이(180C-D)를 포함하는 개개의 광학 엘리먼트들(180A-B)을 보유지지하는 개개의 애퍼처들을 포함할 수 있다.

[0076] 도 2c 내지 도 2d는 두 가지 서로 다른 유형들의 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)을 포함하는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 예시적인 하드웨어 구성들의 배면도들을 예시한다. 일 예에서, 광학 조립체(180A-B)의 이러한 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)은 통합 이미지 디스플레이를 포함한다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 광학 조립체들(180A-B)은 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 도파관 디스플레이 또는 임의의 다른 이러한 디스플레이와 같은 임의의 적합한 유형의 적합한 디스플레이 매트릭스(180C-D)를 포함한다.

[0077] 광학 조립체(180A-B)는 렌즈들, 광학 코팅들, 프리즘들, 미러들, 도파관들, 광학 스트립들 및 임의의 조합의 다른 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있는 광학 층 또는 층들(176)을 더 포함한다. 광학 층들(176A-N)은, 적절한 크기 및 구성을 갖고 디스플레이 매트릭스로부터 광을 수신하기 위한 제1 표면 및 사용자의 눈으로 광을 방출하기 위한 제2 표면을 포함하는 프리즘을 포함할 수 있다. 광학 층들(176A-N)의 프리즘은 사용자의 눈이 대응하는 좌측 및 우측 림들(107A-B)을 통해 볼 때 사용자가 프리즘의 제2 표면을 볼 수 있도록 좌측 및 우측 림들(107A-B)에 형성된 개개의 애퍼처들(175A-B)의 전부 또는 적어도 일부에 걸쳐 연장될 수 있다. 광학 층들(176A-N)의 프리즘의 제1 표면은 프레임(105)으로부터 상부로 향하고, 디스플레이 매트릭스는 프리즘을 덮어 디스플레이 매트릭스에 의해 방출된 광자들 및 광이 제1 표면과 충돌하도록 한다. 프리즘은 광이 프리즘 내에서 굴절되어 광학 층들(176A-N)의 프리즘의 제2 표면에 의해 사용자의 눈을 향하도록 크기 설정 및 형상화될 수 있다. 이와 관련하여, 광학 층들(176A-N)의 프리즘의 제2 표면은 볼록하여 광을 눈의 중앙으로 향하게 할 수 있다. 프리즘은 선택적으로, 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)에 의해 투사된 이미지를 확대하도록 크기 설정 및 형상화될 수 있고, 광은 프리즘을 통과하여 제2 표면에서 보이는 이미지가 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)로부터 방출되는 이미지보다 하나 이상의 치수들에서 더 커지도록 이동한다.

[0078] 다른 예에서, 광학 조립체(180A-B)의 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)은 도 2d에 도시된 바와 같이 투사 이미지 디스플레이를 포함할 수 있다. 광학 조립체(180A-B)는 프로젝터(150)를 포함하는데, 프로젝터는 스캐닝 미러, 검류계, 레이저 프로젝터 또는 다른 유형들의 프로젝터들을 사용하는 3 색 프로젝터일 수 있다. 작동 중에, 프로젝터(150)와 같은 광학 소스는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 템플들(110A-B) 중 하나에 또는 그 위에 배치된다. 광학 조립체(180A-B)는 광학 조립체(180A-B)의 렌즈의 폭에 걸쳐 또는 렌즈의 전면 표면과 배면 표면 사이의 렌즈의 깊이에 걸쳐 이격된 하나 이상의 광학 스트립들(155A-N)을 포함할 수 있다. 프로젝터(150)의 일 예가 도 8a 내지 도 8e에 도시되고, 이하에서 보다 상세하게 설명된다.

[0079] 프로젝터(150)에 의해 투사된 광자들이 광학 조립체(180A-B)의 렌즈에 걸쳐 이동함에 따라, 광자들은 광학 스트립들(155A-N)과 마주친다. 특정 광자가 특정 광학 스트립을 만나면, 그 광자는 사용자의 눈 쪽으로 방향이 변경되거나 다음 광학 스트립으로 전달된다. 프로젝터(150)의 변조와 광학 스트립들의 변조의 조합은 특정 광자들 또는 광선들을 제어할 수 있다. 일 예로, 프로세서는 기계적, 음향 또는 전자기 신호들을 개시하여 광학 스트립들(155A-N)을 제어한다. 2 개의 광학 조립체들(180A-B)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 단일 또는 3 개의 광학 조립체들과 같은 다른 배열체들을 포함할 수 있거나, 광학 조립체(180A-B)는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 적용예 또는 의도된 사용자에 따라 서로 다른 배열을 가질 수 있다.

[0080] 도 2c 내지 도 2d에 추가로 도시된 바와 같이, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 프레임(105)의 좌측 측면 측(170A)에 인접한 좌측 템플(110A) 및 프레임(105)의 우측 측면 측(170B)에 인접한 우측 템플(110B)을 포함한다. 템플들(110A-B)은 개개의 측방 측면들(170A-B) 상의 프레임(105)에 통합(예시되는 바와 같음)되거나, 또는 개개의 측면들(170A-B)의 프레임(105)에 부착된 별도의 컴포넌트들로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 템플들(110A-B)은 프레임(105)에 부착된 힌지 암들(125A-B)에 통합될 수 있다.

[0081] 일 예에서, 시스루 이미지 디스플레이들은 제1 시스루 이미지 디스플레이(180C) 및 제2 시스루 이미지 디스플레이(180D)를 포함한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 개개의 제1 및 제2 광학 조립체(180A-B)를 보유지지하는 제1 및 제2 애퍼처들(175A-B)을 포함할 수 있다. 제1 광학 조립체(180A)는 제1 시스루 이미지 디스플레이(180C)(예를 들어, 도 2c의 디스플레이 매트릭스 또는 광학 스트립들(155A-N') 및 프로젝터(150A))를 포함할 수 있다. 제2 광학 조립체(180B)는 제2 시스루 이미지 디스플레이(180D)(예를 들어, 도 2c의 디스플레이 매트릭스 또는 광학 스트립들(155A-N") 및 프로젝터(150B))를 포함할 수 있다. 연속적으로 디스플레이된 이미지의 연속 시야는 수평으로, 수직으로 또는 대각선으로 측정된 약 15°내지 30°, 보다 구체적으로 24°의 시야각을 포함할 수 있다. 연속적인 시야를 갖는 연속적으로 디스플레이된 이미지는 제1 및 제2 이미지 디스플레이들 상에 제시된 2 개의 디스플레이된 이미지들을 함께 스티칭하여 볼 수 있는 결합된 3 차원 관찰 가능 영역을 나타낸다.

[0082] 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "시야각"은 광학 조립체(180A-B)의 좌측 및 우측 이미지 디스플레이들(180C-D) 각각에 제시된 디스플레이된 이미지들과 연관된 시야의 각도 범위를 나타낸다. "커버리지 각도"는 가시광 카메라들(114A-B) 또는 적외선 카메라(220)의 렌즈가 이미지화할 수 있는 각도 범위를 나타낸다. 전형적으로, 렌즈에 의해 생성되는 이미지 원은 필름 또는 센서를 완전히 덮을 수 있을 정도로 충분히 크며, 일부 비네팅(즉, 이미지 중앙에 비해 주변부로 갈수록 이미지의 밝기 또는 채도가 감소하는 현상)을 포함할 수 있다. 렌즈의 커버리지 각도가 센서를 완전히 채우지 못하면, 전형적으로 에지를 향해 강한 비네팅이 있는 이미지 원이 표시되며 유효 시야각은 커버리지 각도로 제한된다. "시야"는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 사용자가 광학 조립체(180A-B)의 좌측 및 우측 이미지 디스플레이들(180C-D) 상에 제시된 디스플레이된 이미지들을 통해 사용자의 눈들로 볼 수 있는 관찰 가능한 영역의 범위를 설명하기 위한 것이다. 광학 조립체(180A-B)의 이미지 디스플레이(180C)는 15°내지 30°, 예를 들어 24°의 커버리지 각도를 갖는 시야를 가질 수 있고, 480 x 480 픽셀들의 해상도를 가질 수 있다.

[0083] 도 3은 도 2a의 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 배면 사시도를 예시한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 적외선 방출기(215), 적외선 카메라(220), 프레임 전면(330), 프레임 배면(335) 및 회로 기판(340)을 포함한다. 도 3을 참조하면, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 프레임의 좌측 림의 상부 부분은 프레임 전면(330) 및 프레임 배면(335)을 포함할 수 있음을 알 수 있다. 프레임 배면(335) 상에는 적외선 방출기(215)를 위한 개구부가 형성되어 있다.

[0084] 프레임의 좌측 림의 상부 중간 부분의 원형 단면(4)에 도시된 바와 같이, 연성 PCB(340)일 수 있는 회로 기판이 프레임 전면(330)과 프레임 배면(335) 사이에 끼워져 있다. 또한, 좌측 힌지(126A)를 통해 좌측 템플(110A)을 좌측 힌지 암(325A)에 부착하는 것이 더 상세하게 도시되어 있다. 일부 예들에서, 적외선 방출기(215), 연성 PCB(340) 또는 다른 전기 커넥터들 또는 접점들을 포함하는 안구 움직임 추적기(213)의 컴포넌트들은 좌측 힌지 암(325A) 또는 좌측 힌지(126A) 상에 위치할 수 있다.

[0085] 도 4는 도 3의 안경류 디바이스의 원형 단면(4)에 대응하는 프레임 및 적외선 방출기(215)로부터 취해진 단면도이다. 도 4의 단면에는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 다수의 층들이 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 프레임은 프레임 전면(330) 및 프레임 배면(335)을 포함한다. 연성 PCB(340)는 프레임 전면(330) 상에 배치되고 프레임 배면(335)에 연결된다. 적외선 방출기(215)는 연성 PCB(340) 상에 배치되고 적외선 방출기 커버 렌즈(445)에 의해 커버된다. 예를 들어, 적외선 방출기(215)는 연성 PCB(340)의 배면으로 리플로우될 수 있다. 리플로우링은 두 컴포넌트들을 연결하기 위해 솔더 페이스트를 녹이는 제어된 열에 연성 PCB(340)를 노출시킴으로써 적외선 방출기(215)를 연성 PCB(340)의 배면 상에 형성된 접촉 패드(들)에 부착시킨다. 일 예에서, 리플로우링은 적외선 방출기(215)를 연성 PCB(340) 상에 표면 장착하고 두 컴포넌트들을 전기적으로 연결하는 데 사용된다. 그러나, 예를 들어, 적외선 방출기(215)로부터의 리드들을 상호연결부들을 통해 연성 PCB(340)에 연결하기 위해 관통 구멍들이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

[0086] 프레임 배면(335)은 적외선 방출기 커버 렌즈(445)용 적외선 방출기 개구부(450)를 포함할 수 있다. 적외선 방출기 개구부(450)는 프레임 배면(335)의 후방 지향 측 상에 형성되며, 이는 사용자 눈을 향해 내측을 향하도록 구성된다. 예에서, 연성 PCB(340)는 연성 PCB 접착제(460)를 통해 프레임 전면(330)에 연결될 수 있다. 적외선 방출기 커버 렌즈(445)는 적외선 방출기 커버 렌즈 접착제(455)를 통해 프레임 배면(335)에 연결될 수 있다. 결합은 또한 중간 컴포넌트들을 통해 간접적으로 이루어질 수도 있다.

[0087] 일 예에서, 프로세서(932)는 안구 추적기(213)를 이용하여 도 5에 도시된 바와 같은 착용자의 눈(234)의 시선 방향(230)을 결정하고, 도 6에 도시된 바와 같은 아이박스 내에서 착용자의 눈(234)의 눈 포지션(236)을 결정한다. 안구 추적기(213)는 눈(234)으로부터의 적외선 광의 반사 변화들의 캡처된 이미지로의 적외선 조명(예를 들어, 근적외선, 단파장 적외선, 중파장 적외선, 장파장 적외선, 또는 원적외선)을 사용하여 눈(234)의 동공(232)의 시선 방향(230)뿐만 아니라 시스루 디스플레이(180D)에 대한 눈 포지션(236)을 결정하는 스캐너일 수 있다.

[0088] 도 7은 카메라들(114A-B)로 가시광을 캡처하는 일 예를 예시한다. 가시광은 원형 시야(FOV)(111A)를 갖는 좌측 가시광 카메라(114A)에 의해 캡처된다. 선택된 직사각형의 좌측 원시 이미지(758A)는 이미지 프로세서(912)(도 9)에 의한 이미지 프로세싱에 사용된다. 가시광은 또한 원형 FOV(111B)를 갖는 우측 가시광 카메라(114B)에 의해 캡처된다. 이미지 프로세서(912)에 의해 선택된 직사각형의 우측 원시 이미지(758B)는 프로세서(912)에 의한 이미지 프로세싱에 사용된다. 중첩 시야(713)를 갖는 좌측 원시 이미지(758A) 및 우측 원시 이미지(758B)의 프로세싱에 기초하여, 이하 몰입 이미지로 지칭되는 3 차원 장면의 3 차원 이미지(715)가 프로세서(912)에 의해 생성되고 디스플레이들(180C 및 180D)에 의해 디스플레이되며, 사용자가 볼 수 있게 된다.

[0089] 도 8a는 도 2d에서 프로젝터(150)로 도시되고 설명된 바와 같은, 이미지를 생성하도록 구성된 프로젝터(150)의 측면도이다. 프로젝터(150)는 적색/청색 발광 다이오드(LED)(814) 및 녹색 LED(816)에 의해 생성되는 것으로 도시된, 이미지를 생성하기 위한 하나 이상의 유색 광원들로부터 충돌하는 광선들을 변조하도록 구성된 디스플레이(812)를 포함할 수 있다. 적색/청색 LED(814)는 적색 및 청색 광선(832)을 선택적으로 방출하는데, 이러한 광선은 도시된 바와 같이, 개개의 콘덴서 렌즈들(818)을 통과하고, 이색 렌즈(820)에서 반사되고, 플라이 아이(822)를 통과하고, 평면 스페이서(828)에 의해 서로 분리된 파워 프리즘(824) 및 RTIR(reverse total internal reflection) 라이트 프리즘(826)을 통과하여 RTIR 광 프리즘(826)의 저부 출력부(830)에서 디스플레이(812)로 출력된다. 녹색 LED(816)은 개개의 콘덴서 렌즈들(818)을 통해 선택적으로 녹색 광선(832)을 방출하고, 이색 렌즈(820), 플라이 아이(822)를 통과하고 파워 프리즘(824) 및 RTIR 조명 프리즘(826)을 통과하여 저부 RTIR 조명 프리즘 출력부(830)로부터 디스플레이(812)로 출력된다. LED들(814 및 816)은 한 번에 하나의 라이트만 켜지도록 광 제어기(829)에 의해 시간 순서가 지정되고, 디스플레이(812)는 한 번에 하나의 유색 광선(832)만 변조한다. 디스플레이(812)로부터 변조된 광은 저부 출력부(830)를 통해 RTIR 광 프리즘(826)으로 다시 향하는 이미지를 생성하고, 평면 스페이서(828)에서 반사되며, 수직 RTIR 광 프리즘 출력부(834)를 통해 이미지 평면 상에서의 디스플레이를 위해 투사 렌즈 엘리먼트들(836)로 빠져나간다. 사람의 눈은 이미지 평면 상에 디스플레이된 변조된 유색 광선들을 통합하여 컬러 이미지를 인식한다. 디스플레이(812)는 텍사스주 댈러스 소재의 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments)에서 제조한 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)® 디스플레이일 수 있지만, 다른 디스플레이들도 가능하다. 본 명세서에서 지금까지 설명된 프로젝터(150)의 이 부분만이 텍사스주 댈러스 소재의 텍사스 인스트루먼츠에 의해 제조된 것과 같은 공지된 디지털 광 투사(DLP)® 시스템 아키텍처이다.

[0090] 상기 설명된 DLP® 프로젝터의 시야(FOV)를 대각선 25 도 FOV로부터 대각선 46 도 FOV로 증가시키고, 해상도 및 디스플레이 픽셀 피치를 유지한다면, 이는 디스플레이 이미지 대각선의 1.9 배 배율을 초래할 수 있다. 투사 렌즈의 f-스톱 수(f/#)를 유지하고 투사 렌즈의 텔레센트리서티를 유지하면, 디스플레이 대각선의 이러한 증가는 전형적으로 투사 렌즈에서 가장 큰 엘리먼트의 직경의 1.9 배 배율로 직접 변환될 수 있다. 또한, 유색 광선들을 RTIR 프리즘(826)을 통과시켜야 하기 때문에, 투사 렌즈의 배면 초점 길이도 스케일링되어 결과적으로 전체 길이도 증가하게 된다.

[0091] 도 8a 내지 도 8e를 참조하여 도시되고 설명된 바와 같이, 포지티브 파워 필드 렌즈를 통합함으로써, 투사 렌즈의 텔레센트리서티는 유지되지만, 마지막 엘리먼트에서의 광선 다발은 상당히 감소되고, 또한 투사 렌즈의 배면 초점 거리 및 전체 길이에 필요한 크기도 감소된다. 필드 렌즈(840)는 대물 렌즈 뒤와 이미지 평면 앞에 있는 포지티브 파워 렌즈이다. 필드 렌즈의 파워로 인해 파워 프리즘(24) 표면들의 크기가 줄어들기 때문에 프로젝터의 조명 측면에서도 추가적인 이점을 얻을 수 있다. 본 설명에서, 선택된 필드 렌즈 파워는 각각의 치수(x, y, z)에서 17 ％ 감소된다.

[0092] 그러나, 필드 렌즈는 특히 DLP® 디스플레이 프로젝터에 대한 도전 과제가 있다. DLP® 디스플레이 프로젝터는 34 도의 큰 입력 각도에서 DMD® 디스플레이(812)의 조명을 필요로 하고, 필드 렌즈가 DMD® 디스플레이(812) 위 중앙에 위치하면, DMD® 디스플레이(812)의 일측에 균일한 조명을 비추는 문제가 발생한다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 투사 렌즈는 훨씬 더 큰 이미지 원 직경을 지지하도록 설계될 수 있고, 또한 디스플레이(812)는 이미지 평면에서 보다 균일한 포지션을 향해 측면으로 변위/이동될 수 있다. 이러한 디스플레이(812) 변위는 보어사이트 이동(즉, 프로젝터의 FOV가 광학 대칭 회전 축에 평행하지 않게 이동됨)을 초래한다. 이는 증강 현실(AR) 시스템에서 유리한데, 이는 안경류 광학장치들에 사용되는 것과 같이 도파관에 대해 비정상 각도로 프로젝터를 가능하게 하여, 더 큰 팬토스코픽 틸트를 지원하는 산업 설계에 더 잘 맞을 수 있기 때문이다.

[0093] 샘플 구성들에서, 곡면 필드 렌즈(840)는 RTIR 광 프리즘(826)의 저부 출력부(830)를 형성하는 저부 프리즘 면(831)에 인접하여 결합된다. 곡면 필드 렌즈(840)는 유색 광선들(832)을 도시된 바와 같이 저부 프리즘 면(831)으로부터 각도(A)로 편향시키고, 이미지 평면에서 우측으로 이동된 디스플레이(812)를 균일하게 비추도록 구성된다. 필드 렌즈(840)는 광선들(832)이 저부 프리즘 면(831)의 법선에 대해 각도(A)로 광선들(832)의 각도를 조절하여, 광선들(832)이 프리즘 면(831)의 법선에 대해 수직으로 출력되지 않도록 한다. 곡면 필드 렌즈(840)는 프리즘 면(831)의 중심으로부터 중심 이탈된 광학 축을 갖는다.

[0094] 디스플레이(812)의 중심(846)은 저부 프리즘 면(831)의 중심(844)의 우측으로 거리(D)만큼 이동된다. 필드 렌즈(840)에 의해 생성된 유색 광선들(832)의 편향과 디스플레이(812)의 이동/포지셔닝은, 838로 표시된 바와 같이 투사 렌즈 엘리먼트들(836)을 빠져나가는 디스플레이(812)에 의해 생성되는 유리하게 이동된 보어사이트 이미지를 초래한다. 곡면 필드 렌즈(840)는 더 작은 시스템 컴포넌트들의 사용을 가능하게 하는데, 도 8d를 참조하여 논의되는 바와 같이, 곡면 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록 더 작은 프로젝터(150)를 사용할 수 있다.

[0095] 도 8b는 도 8a를 참조하여 설명된 프로젝터(150)의 컴포넌트들을 포함하는 하우징(860)의 측단면도를 예시한다. 샘플 구성들에 있어서, 하우징(860)은 금속 또는 합성 물질들과 같이 광선들(832)에 의해 생성되는 것과 같은 고온들을 견딜 수 있는 물질을 포함할 수 있다.

[0096] 도 8c는 프로젝터(150) 중 프로젝터(150)의 조명 섹션(870)인 부분과, 프로젝터(150) 중 투사 렌즈(872)인 부분을 예시한다. 조명 섹션(870)은 LED(816)로부터, 투사 렌즈 엘리먼트들(836)에 근접한 RTIR 광 프리즘(826)의 수직 프리즘 면에 의해 형성된 수직 출력부(834)까지 연장되는 것으로 간주된다. 투사 렌즈(872)는 투사 렌즈(840)의 좌측 측면으로부터 투사 렌즈 엘리먼트들(836)의 우측 단부까지 연장되는 것으로 간주된다.

[0097] 도 8d는 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수로서의 시스템 치수들의 그래프들을 예시한다.

[0098] 그래프(A)는 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수로서 출력부(830)에서 RTIR 광 프리즘(826)의 프리즘 면(831)의 폭 치수를 묘사한다. 도시된 바와 같이, 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록, RTIR 프리즘(826)의 프리즘 면(831)은 좁아지고/작아지며, 시스템(150)의 크기는 작아진다.

[0099] 그래프(B)는 필드 렌즈(840) 곡률의 함수로서의 투사 렌즈 엘리먼트들(836)의 직경을 묘사한다. 도시된 바와 같이, 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록, 투사 렌즈 엘리먼트들(836)의 직경은 작아진다.

[0100] 그래프(C)는 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수로서의 투사 렌즈(872)의 길이를 묘사한다. 도시된 바와 같이, 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록, 투사 렌즈(872)의 길이가 짧아진다.

[0101] 도 8e는 샘플 구현예에서, 필드 렌즈(840)를 사용하여 편향된 광선을 생성하고, 디스플레이 이미지를 생성하는 방법(880)을 예시한다.

[0102] 블록(882)에서, 광 제어기(829)는 적색, 녹색 및 청색(RGB)의 유색 광선을 선택적으로 생성하기 위해 유색 광원들(814 및 816)을 제어한다. 광원들은 한 번에 하나의 유색 광선(832)만 생성되도록 선택적으로 제어된다.

[0103] 블록(884)에서, 파워 프리즘(824) 및 RTIR 프리즘(826)은 광선들(832)을 통과시킨다. 광선들(832)은 내부적으로 반사되어 출력부(830)를 형성하는 프리즘 면(831)에 제공된다.

[0104] 블록(886)에서, 곡면 필드 렌즈(840)는 프리즘 면(831)으로부터 광선들(832)을 편향시킨다. 필드 렌즈(840)의 곡률은 광선들(832)을 프리즘 면(831)에 대하여 각도(A)로 기울여, 각도(A)가 프리즘 면(831)에 대한 법선을 형성하지 않도록 한다.

[0105] 블록(888)에서, 광선들(832)은 필드 렌즈(840)에 의해 디스플레이(812)로 유도되고, 디스플레이(812)는 광선들(832)을 변조하여 시각적 이미지를 형성한다. 디스플레이(812)의 중심은 프리즘 면(831)의 중심에 대해 이동되고, 변조된 광선들(832)은 디스플레이를 균일하게 비춘다. 광 이미지는 838로 도시된 바와 같이 하향 보어사이트를 갖는다.

[0106] 도 8d에 대해 전술한 바와 같이, 조명 섹션(870)의 치수는 곡면 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수이고, 투사 렌즈(872)의 치수는 곡면 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수이다. 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록, 프로젝터(150)를 형성하는 컴포넌트들의 치수들은 작아지고, 따라서 조명 섹션(870) 및 투사 렌즈(872)의 치수들이 작아진다.

[0107] 도 9는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100 또는 200)에 배치된 예시적인 전자 컴포넌트들을 포함하는 고수준의 기능 블록도를 예시한다. 예시된 전자 컴포넌트들은 프로세서(932), 메모리(934) 및 시스루 이미지 디스플레이(180C 및 180D)를 포함한다.

[0108] 메모리(934)는 이미지(715)에서의 제어를 위한 프로세서(932)의 명령들을 포함하여, 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100/200)의 기능을 구현하기 위한 프로세서(932)에 의한 실행 명령들을 포함한다. 프로세서(932)는 배터리(950)로부터 전력을 공급받고, 메모리(934)에 저장되거나 프로세서(932)에 온칩으로 통합된 명령들을 실행하여 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100/200)의 기능을 수행하고, 무선 연결들을 통해 외부 디바이스들과 통신을 수행한다.

[0109] 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 안구 움직임 추적기(213)(예를 들어, 도 2b에서 적외선 방출기(215) 및 적외선 카메라(220)로서 도시됨)를 통합할 수 있고, 다양한 네트워크들을 통해 연결된 모바일 디바이스(990) 및 서버 시스템(998)을 통해 사용자 인터페이스 조정들을 제공할 수 있다. 모바일 디바이스(990)는 스마트폰, 태블릿, 랩톱 컴퓨터, 액세스 포인트 또는 저전력 무선 연결부(925) 및 고속 무선 연결부(937)를 모두 사용하여 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)와 연결할 수 있는 임의의 다른 디바이스일 수 있다. 모바일 디바이스(990)는 추가로 네트워크(995)를 통해 서버 시스템(998)에 연결된다. 네트워크(995)는 유선 및 무선 연결들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

[0110] 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 적어도 2 개의 가시광 카메라들(114A-B)(하나는 좌측 측면 측(170A)과 연관되고, 하나는 우측 측면 측(170B)과 연관됨)을 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 광학 조립체(180A-B)의 2 개의 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D)(하나는 좌측 측면 측(170A)과 연관되고, 하나는 우측 측면 측(170B)과 연관됨)을 더 포함한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 이미지 디스플레이 드라이버(942), 이미지 프로세서(912), 저전력 회로(920) 및 고속 회로(930)를 더 포함한다. 도 9에 도시된 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100 및 200)에 대한 컴포넌트들은 템플들 내의 하나 이상의 회로 기판들, 예를 들어, PCB 또는 연성 PCB(140) 상에 위치한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 묘사된 컴포넌트들은 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100 및 200)의 템플들, 프레임들, 힌지들, 힌지 암들 또는 브리지에 위치할 수 있다. 좌측 및 우측 가시광 카메라들(114A-B)은 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 이미지 센서, 전하 결합 디바이스, 렌즈 또는 미지의 객체들이 있는 장면들의 이미지들을 포함하여 데이터를 캡처하는 데 사용될 수 있는 임의의 다른 개개의 가시 또는 광 캡처 엘리먼트들과 같은 디지털 카메라 엘리먼트들을 포함할 수 있다.

[0111] 안구 움직임 추적 프로그래밍(945)은 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)가 안구 움직임 추적기(213)를 통해 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100 또는 200)의 사용자 눈의 눈 움직임을 추적하도록 하는 명령들을 포함하여, 사용자 인터페이스 시야 조정 명령들을 구현한다. 다른 구현된 명령들(기능들)은 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100 및 200)이 연속적인 눈 방향에 대응하는 사용자의 검출된 눈의 움직임에 기초하여 초기 FOV(111A-B)에 대한 FOV 조정을 결정하게 한다. 추가로 구현된 명령들은 시야 조정에 기초하여 일련의 디스플레이된 이미지들의 연속적인 디스플레이된 이미지를 생성한다. 연속적으로 디스플레이된 이미지는 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 가시적 출력으로서 생성된다. 이러한 가시적 출력은 광학 조립체(180A-B)의 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D) 상에 나타나며, 이미지 디스플레이 드라이버(942)에 의해 구동되어 초기 시야를 갖는 초기 디스플레이된 이미지 및 연속 시야를 갖는 연속 디스플레이된 이미지를 포함하는 디스플레이된 이미지들의 시퀀스를 제시한다.

[0112] 도 9에 도시된 바와 같이, 고속 회로(930)는 고속 프로세서(932), 메모리(934) 및 고속 무선 회로(936)를 포함한다. 예에서, 이미지 디스플레이 드라이버(942)는 고속 회로(930)에 결합되고 고속 프로세서(932)에 의해 작동되어 광학 조립체(180A-B)의 좌측 및 우측 이미지 디스플레이들(180C-D)을 구동한다. 고속 프로세서(932)는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)에 필요한 임의의 일반 컴퓨팅 시스템의 고속 통신들 및 작동을 관리할 수 있는 임의의 프로세서일 수 있다. 고속 프로세서(932)는 고속 무선 회로(936)를 사용하여 고속 무선 연결부(937) 상에서 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)로의 고속 데이터 전송을 관리하는 데 필요한 프로세싱 리소스들을 포함한다. 특정 예들에서, 고속 프로세서(932)는 리눅스 운영 체제 또는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 다른 운영 체제와 같은 운영 체제를 실행하고, 운영 체제는 실행을 위해 메모리(934)에 저장된다. 임의의 다른 역할들 이외에, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)를 위한 소프트웨어 아키텍처를 실행하는 고속 프로세서(932)는 고속 무선 회로(936)와의 데이터 전송을 관리하는 데 사용된다. 특정 예들에서, 고속 무선 회로(936)는 본 명세서에서 와이파이®로도 지칭되는 전기전자기술자협회(IEEE) 802.11 통신 표준들을 구현하도록 구성된다. 다른 예들에서, 다른 고속 통신 표준들은 고속 무선 회로(936)에 의해 구현될 수 있다.

[0113] 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100 및 200)의 저전력 무선 회로(924) 및 고속 무선 회로(936)는 단거리 트랜시버들(블루투스®) 및 무선 광역, 로컬 또는 광역 네트워크 트랜시버들(예를 들어, 셀룰러 또는 와이파이®)을 포함할 수 있다. 저전력 무선 연결부(925) 및 고속 무선 연결부(937)를 통해 통신하는 트랜시버들을 포함하는 모바일 디바이스(990)는, 네트워크(995)의 다른 엘리먼트들과 마찬가지로, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 아키텍처의 상세들을 사용하여 구현될 수 있다.

[0114] 메모리(934)는 다양한 데이터 및 애플리케이션들을 저장할 수 있는 임의의 저장 디바이스를 포함하며, 여기에는 특히, 컬러 맵들, 좌측 및 우측 가시광 카메라들(114A-B) 및 이미지 프로세서(912)에 의해 생성된 카메라 데이터 및 이미지 디스플레이 드라이버(942)에 의해 광학 조립체(180A-B)의 시스루 이미지 디스플레이들(180C-D) 상에 디스플레이하기 위해 생성된 이미지들이 포함될 수 있다. 메모리(934)가 고속 회로(930)와 통합된 것으로 도시되어 있지만, 다른 예들에서, 메모리(934)는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 독립적인 자립형 엘리먼트일 수 있다. 이러한 특정 예들에서, 전기 라우팅 라인들은 이미지 프로세서(912) 또는 저전력 프로세서(922)로부터 메모리(934)로의 고속 프로세서(932)를 포함하는 시스템 온 칩(예를 들어, 도 10의 SOC(1000)))을 통한 연결을 제공할 수 있다. 다른 예들에서, 고속 프로세서(932)는 메모리(934)를 수반하는 읽기 또는 쓰기 작업이 필요할 때마다 저전력 프로세서(922)가 고속 프로세서(932)를 부팅할 수 있도록 메모리(934)의 어드레싱을 관리할 수 있다.

[0115] 서버 시스템(998)은 예를 들어, 네트워크(995)를 통해 모바일 디바이스(990) 및 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100/200)과 통신할 수 있는 프로세서, 메모리 및 네트워크 통신 인터페이스를 포함하는 서비스 또는 네트워크 컴퓨팅 시스템의 일부로서의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들일 수 있다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100 및 200)은 호스트 컴퓨터와 연결된다. 예를 들어, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 고속 무선 연결부(937)를 통해 모바일 디바이스(990)와 페어링되거나, 네트워크(995)를 통해 서버 시스템(998)에 직접적으로 연결된다.

[0116] 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 출력 컴포넌트들은 도 2c 내지 도 2d에 설명된 바와 같이 광학 조립체(180A-B)의 좌측 및 우측 이미지 디스플레이들(180C-D)과 같은 시각적 컴포넌트들(예를 들어, 액정 디스플레이(LCD), 플라스마 디스플레이 패널(PDP), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 프로젝터 또는 도파관과 같은 디스플레이)을 포함한다. 광학 조립체(180A-B)의 이미지 디스플레이들(180C-D)은 이미지 디스플레이 드라이버(942)에 의해 구동된다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 출력 컴포넌트들은 음향 컴포넌트들(예를 들어, 스피커들), 햅틱 컴포넌트들(예를 들어, 진동 모터), 기타 신호 발생기들 등을 더 포함한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스들(100 및 200), 모바일 디바이스(990) 및 서버 시스템(998)의 입력 컴포넌트들은 영숫자 입력 컴포넌트들(예를 들어, 키보드, 영숫자 입력을 수신하도록 구성된 터치 스크린, 광-광학 키보드, 또는 다른 영숫자 입력 컴포넌트들), 포인트 기반 입력 컴포넌트들(예를 들어, 마우스, 터치 패드, 트랙볼, 조이스틱, 모션 센서, 또는 다른 포인팅 기구들), 촉각 입력 컴포넌트들(예를 들어, 물리적 버튼, 터치들 또는 터치 제스처들의 위치 및 힘을 제공하는 터치 스크린 또는 다른 촉각 입력 컴포넌트들), 오디오 입력 컴포넌트들(예를 들어, 마이크) 등을 포함할 수 있다.

[0117] 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 선택적으로 주변 광 및 스펙트럼 센서들, 생체인식 센서들, 열 센서(940) 또는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)와 통합된 다른 디스플레이 엘리먼트들과 같은 추가적인 주변 디바이스 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 디바이스 엘리먼트들은 출력 컴포넌트들, 모션 컴포넌트들, 포지션 컴포넌트들 또는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 엘리먼트들을 포함하는 임의의 I/O 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 다른 형태들을 취할 수 있으며, 예를 들어, 헤드기어, 헤드셋 또는 헬멧과 같은 다른 유형들의 프레임워크들을 통합할 수 있다.

[0118] 예를 들어, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 생체인식 컴포넌트들은 표정들(예를 들어, 손 표정들, 얼굴 표정들, 음성 표정들, 신체 제스처들, 또는 시선 추적)을 검출하고, 생체 신호들(예를 들어, 혈압, 심박수, 체온, 땀 또는 뇌파들)을 측정하고, 사람을 식별(예를 들어, 음성 식별, 망막 식별, 안면 식별, 지문 식별 또는 뇌파 기반 식별)하는 등의 기능을 수행하는 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 모션 구성 엘리먼트들은 가속도 센서 컴포넌트들(예를 들어, 가속도계), 중력 센서 컴포넌트들, 회전 센서 컴포넌트들(예를 들어, 자이로스코프) 등을 포함한다. 포지션 컴포넌트들은 위치 좌표들을 생성하는 위치 센서 컴포넌트들(예를 들어, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 수신기 컴포넌트), 포지셔닝 시스템 좌표들을 생성하는 와이파이® 또는 블루투스® 트랜시버들, 고도 센서 컴포넌트들(예를 들어, 고도를 도출할 수 있는 기압을 검출하는 고도계들 또는 기압계들), 배향 센서 컴포넌트들(예를 들어, 자력계들) 등을 포함한다. 이러한 포지셔닝 시스템 좌표들은 또한 저전력 무선 회로(924) 또는 고속 무선 회로(936)를 거쳐 모바일 디바이스(990)로부터 무선 연결들(925 및 937)을 통해 수신될 수 있다.

[0119] 일부 예들에 따르면, "애플리케이션" 또는 "애플리케이션들"은 프로그램들에서 정의된 기능들을 실행하는 프로그램(들)이다. 객체 지향 프로그래밍 언어들(예를 들어, 객체 지향-C, 자바, 또는 C++) 또는 절차적 프로그래밍 언어들(예를 들어, C 또는 어셈블리 언어)과 같은 다양한 방식들로 구조화된 애플리케이션들 중 하나 이상을 생성하기 위해 다양한 프로그래밍 언어들이 이용될 수 있다. 구체적인 예에서, 제3 자 애플리케이션(예를 들어, 특정 플랫폼의 공급업체가 아닌 다른 주체가 안드로이드™ 또는 IOS™ 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 사용하여 개발한 애플리케이션)은 IOS™, 안드로이드™, 윈도우즈® 폰 또는 다른 모바일 운영 체제들과 같은 모바일 운영 체제에서 실행되는 모바일 소프트웨어일 수 있다. 이 예에서, 제3 자 애플리케이션은 본 명세서에 설명된 기능을 용이하게 하기 위해 운영 체제에 의해 제공되는 API 호출들을 발동할 수 있다.

[0120] 샘플 구성에서, 본 명세서에 설명된 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 도 8a 내지 도 8d와 관련하여 전술한 유형의 적어도 하나의 프로젝터(150) 및 도 9의 회로를 구현하고 손 추적을 갖는 증강 현실을 위한 6 자유도를 제공하는 데 사용되는 것과 같은 복잡한 알고리즘들을 실행하기 위한 프로세싱 칩들(시스템 온 칩(SoC))을 무기한 지원하도록 써멀 엔벨로프를 최적화하게끔 설계될 수 있다. 다시 말해, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 전자 컴포넌트들이 그 주요 기능 세트에 대해 열적 제약을 받지 않도록 설계된다.

[0121] 디스플레이에 더 많은 픽셀들을 렌더링할 때 높은 전력 소비를 고려하고 프로세싱 칩들의 전력 소비에 대한 예측들을 사용함으로써, 예를 들어, 표 2에 도시된 바와 같이 손 추적을 통한 6 자유도와 같은 기능들에 대한 전력 소비를 추정할 수 있다.

손 추적 기능이 있는 6 자유도 AR
요소	기술의 상태(㎽)	기술의 상태(전력의 ％)	새로운 설계에 대한 추정치	새로운 설계(전력의 5)
카메라들	340	10.8 ％	160	4.2 ％
시스템 온 칩	1,463	46.5 ％	838	22.0 ％
디스플레이들	1,296	41.2 ％	2,762	72.5 ％
기타	50	1.5 ％	50	1.3 ％
시스템 합계	3,149	100 ％	3,810	100 ％

표 2: 손 추적 기능이 있는 6 자유도 AR에 대한 전력 소비 모델

시야각이 더 큰 디스플레이들은 디스플레이 서브시스템 전력 소비를 상당히 증가시킨다(예를 들어, 25° 디스플레이들의 경우의 1,296 ㎽로부터 46° 디스플레이들의 경우의 2,762 ㎽로). 더 큰 시야각 디스플레이들이 사용될 때, 디스플레이들은 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)에서 가장 큰 전력 소비자가 되며, 손 추적 기능을 갖는 6 자유도 증강 현실과 같은 기능들을 위해 방전되는 전력의 70 ％ 이상을 차지할 수 있다.

[0122] 더 큰 시야의 디스플레이들에 의한 더 큰 전력 소비의 영향에 대응하기 위해, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)는 시스템 온 칩 컴포넌트들에 의해 생성된 열을 디스플레이 컴포넌트들에 의해 생성된 열로부터 격리하도록 설계될 수 있다. 시스템 온 칩 전자 전자장치들을 프로젝터(150) 주위로 "감싸서" 두 서브시스템들의 전력을 함께 결합하는 대신, 디스플레이 서브시스템 전력 소비는 템플들(110A-B)에서 전면 프레임(105)으로 전방으로 이동하고, 시스템 온 칩 전력 소비는 다른 전도 경로들을 제시하여 템플들(110A-B) 및 힌지 암들(125A-B)을 향해 후방으로 이동함으로써, 열 소산을 극대화하고 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 표면적을 최대한 활용할 수 있다. 이러한 설계는 도 10에 예시적으로 도시되어 있다.

[0123] 도 10은 디스플레이 열이 템플들(110A-B)에서 프레임(105)으로 전방으로 이동되고, 칩(1000) 상의 시스템에 의해 생성된 열이 템플들(110A-B) 및 힌지 암들(125A-B)로 후방으로 이동되는 열 관리에 최적화된 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 좌측 측면도를 대응하는 열 지도와 함께 예시한다. 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 우측에도 유사한 구성이 제공될 수 있으며, 이에 대한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.

[0124] 도 10에 예시된 바와 같이, 템플(110A)과 힌지 암(125A)은 힌지(126A)(도시되지 않음)의 포지션에서 공극(1010)과 같은 열 절연 간극에 의해 분리된다. 템플들(110A-B)이 힌지 암들(125A-B)을 포함하지 않는 경우(예를 들어, 템플들(110A-B)이 접히지 않는 경우), 공극(1010)은 디스플레이 시스템(1020)과 시스템 온 칩(1000) 사이의 포지션에 있을 수 있다. 이러한 아키텍처는 시스템 온 칩(1000)과 디스플레이 시스템(1020)이 공극(1010)에 의해 분리된 2 개의 서로 다른 써멀 엔벨로프들을 효과적으로 가질 수 있게 한다. 공극(1010)으로 인해, 2 개의 엔벨로프들은 열 격리 상태에서 평가될 수 있다. 또한, 시스템 온 칩(1000)은 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 각각의 힌지 암(125A-B)에 하나씩 배치되는 코-프로세서들로 분할되어 열 발생 컴포넌트들을 양쪽 힌지 암들(125A-B)에 더 분산시킬 수 있다. 개개의 힌지 암들(125A-B) 상의 분리된 열 위치들 및 코-프로세서들의 사용은 열 소산을 더 넓은 영역으로 분산시키는 데 도움이 되며, 이는 열 솔루션들이 두 서브시스템들에 대해 개별적으로 최적화될 수 있도록 한다.

[0125] 도 10에 추가로 예시된 바와 같이, 디스플레이 서브시스템(1020)은 4 개의 주요 열 발생 컴포넌트들, 즉 디스플레이 드라이버 집적 회로(DLP 드라이버 IC)(1030), 이미지를 생성하는 디스플레이 디지털 마이크로미러 디바이스(디스플레이 DMD)(1040), 및 녹색 LED(816) 및 적색/청색 LED(814)를 포함하여 디스플레이를 비추는 데 사용되는 발광 다이오드들(LED들)(814, 816)을 포함할 수 있다. LED들(814, 816)은 시스템 전력에 가장 큰 기여를 하며, 실내/외 주변 환경의 밝기에 의해 원하는 디스플레이 밝기에 가장 큰 영향을 받는다. 예를 들어, 실내 프로젝터 LED 전력 소비는 실외 사용에 필요한 전력의 대략 27 ％에 달하는 것으로 추정된다. 디지털 시야를 25°에서 46°로 늘리면(면적 3.6 배 증가), 실외 사용 시 원하는 밝기를 유지하기 위해 최대 2.9 배의 LED 전력이 필요할 수 있다. 추가 전력 소비를 보완하기 위해, 단일 RGB LED 대신 별도의 적색/청색(결합) LED(814) 및 녹색 LED(816)를 포함한 2 개의 LED 시스템을 사용하면 열이 더 고르게 분산될 수 있다. 도 8a 내지 도 8d는 별도의 적색/청색 LED(814) 및 녹색 LED(816)를 포함하는 샘플 구성들을 도시한다.

[0126] LED들(814, 816)에 입력되는 전력의 대략 30 ％는 광으로 변환되고, 나머지 70 ％는 열로 소산된다. 열을 소산시키고 확산시키기 위해, 각각의 LED(814, 816)는 구리 히트 싱크(1050)에 직접 납땜되어 LED(814, 816) 컴포넌트 온도를 감소시킨다. 열을 시스템 온 칩(1000)으로부터 멀어지는 방향으로 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 전면 프레임(105)으로 이동시키는 것은 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 어댑터에 전도 경로를 제공하도록 설계된 2 개의 추가 히트 싱크들을 사용함으로써 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 11a 및 도 11b의 히트 싱크들은 공극(1010)에 의해 시스템 온 칩(1000)의 써멀 엔벨로프와 분리된다.

[0127] 작동 중에, 시스템 온 칩(1000) 및 디스플레이 시스템(1020)의 프로젝터(150) 모두 상당한 양의 열을 발생시킨다. 이러한 열은 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)가 안전하고 편안하게 작동될 수 있도록 완화될 필요가 있다. 또한, 프로젝터(150)는 GPS 및 와이파이®와 같은 무선 대역들에 속하는 노이즈를 방출한다.

[0128] 도 11a 및 도 11b는 프로젝터(150)를 둘러싸도록 구성된 한 쌍의 열적 및 물리적으로 격리된 히트 싱크들(1102 및 1104)을 예시한다. 히트 싱크(1102)는 프로젝터(150)의 일측에 있는 적색/청색 LED(814)(및 잠재적으로 광 제어기(829) 및 전원)에 물리적 및 열적으로 결합되고, 적색/청색 LED(814)로부터 프레임(105)으로 열을 흡수하도록 구성된다. 히트 싱크(1104)은 프로젝터(150)의 타측에 물리적 및 열적으로 결합되어 있고, 녹색 LED(816) 및 다른 컴포넌트들로부터 프레임(105) 및 템플들(110A-B) 중 적어도 하나로 열을 흡수하도록 구성된다. 히트 싱크들(1102 및 1104) 각각은 개개의 근위 단부에서 열 설계에 따라 열 전도성을 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있는 어댑터(1106)에 결합된다. 일 예에서, 히트 싱크들(1102 및 1104)은 구리 또는 열 전도성이 높은 다른 재료로 구성될 수 있다. 히트 싱크들(1102 및 1104)은 공기에 의해 물리적 및 열적으로 서로 분리된다. 뉴저지주 카터렛 소재의 후지폴리사가 제조한 후지폴리®(Fujipoly®)와 같이, k=13 W/m-k 간극 패드를 갖는 열 인터페이스 재료(TIM)(1108)는 히트 싱크들(1102 및 1104)과 LED들(814 및 816) 사이에 배치되어 히트 싱크들(1102 및 1104)을 개개의 LED들(814 및 816)에 열적으로 결합시킬 수 있다. 히트 싱크(1102) 및 히트 싱크(1104)는 서로 평행할 수 있고, 프로젝터(150)의 양쪽에 배치되어 서로로부터 열적으로 격리되는 데 도움이 될 수 있다. 히트 싱크들(1102 및 1104)은 그들의 형상들 및 장착 위치들에 기초하여 물리적 및 열적으로 분리된다.

[0129] 샘플 구성들에서, 열적 및 물리적으로 격리된 히트 싱크들(1102 및 1104)은 열을 프레임으로 흡수하여 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)에서 발생되는 열을 상당히 감소시킨다. 예를 들어, 적색/청색 LED(814)에 결합된 히트 싱크(1102)는 프레임(105)에 열적으로 연결되어 열을 전방 방향으로 흡수하는 반면, 히트 싱크(1104)은 녹색 LED(816) 및 프레임(105)의 서로 다른 부분에 결합되어 프레임(105)의 서로 다른 부분으로 열을 흡수할 수 있다. 대안적으로, 히트 싱크(1104)는 프레임(105)으로부터 멀어지는 후방 방향으로 열을 흡수하기 위해 템플들(110A-B)에 연결될 수 있다.

[0130] 도 12a 및 도 12b는 각각 프로젝터(150)의 작동 동안 히트 싱크(1102) 및 히트 싱크(1104)의 방열 성능을 예시한다. 도 12a 및 도 12b에서 볼 수 있는 바와 같이, 열은 히트 싱크들(1102 및 1104) 전체에 고르게 분산되고, 어댑터(1106)의 열은 훨씬 낮다. 프로젝터(150)를 둘러싸는 히트 싱크들(1102 및 1104)은 또한 프로젝터(150)에 의해 생성되는 RF 전자기 에너지를 가두어 전자기 간섭(EMI)을 방지한다. 히트 싱크들(1102 및 1104)은 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 시스템들과 같은 다른 무선 시스템들 및 주변에서 작동하는 외부 시스템들과의 EMI 간섭을 방지한다.

[0131] 도 13은 제1 평면 표면(1310) 및 제1 평면 표면(1310)에 열적 및 물리적으로 결합되는 히트 싱크(1102)의 웹 부분(1312)을 갖는 어댑터(1300)의 다른 예를 예시한다. 어댑터(1300)는 또한 제1 평면 표면(1310)으로부터 물리적 및 열적으로 격리되는 제2 평면 표면(1314)을 구비하여, 개개의 히트 싱크들(1102 및 1104)에 의해 생성된 열이 전술한 바와 같이 서로로부터 열적으로 멀어지게 지향될 수 있도록 한다. 예를 들어, 제1 평면 표면(1310)은 프레임(105)에 열적으로 결합될 수 있고, 제2 평면 표면(1314)은 프레임(105)의 다른 부분 또는 템플들(110A-B)에 열적으로 결합될 수 있다. 적색/청색 LED(814)에 결합되는 히트 싱크(1102)와 관련하여, 히트 싱크(1102)의 두께 "T"는 열 전도성을 향상시키기 위해 히트 싱크(1102)의 다른 부분들에서보다 LED(814) 부근에서 더 두꺼울 수 있다.

[0132] 도 14a 및 도 14b는 각각 프로젝터(150)의 작동 중 히트 싱크(1102) 및 히트 싱크(1104)의 향상된 방열 성능을 예시한다. 도 12a 및 도 12b에서와 같이, 열은 히트 싱크들(1102 및 1104) 전체에 고르게 분산되고, 어댑터(1300)의 열은 훨씬 더 낮다.

[0133] 도 15는 샘플 구성에서 히트 싱크들(1102 및 1104)의 작동 방법(1500)을 예시한다.

[0134] 블록(1502)에서, 제1 히트 싱크(1102)는 적색/청색 LED(814)에 물리적 및 열적으로 결합되고, 제2 히트 싱크(1104)는 녹색 LED(816)에 물리적 및 열적으로 결합된다. LED들(814, 816) 각각은 열 인터페이스 재료에 의해 히트 싱크들(1102/1104)에 결합될 수 있다.

[0135] 블록(1504)에서, 제2 히트 싱크(1104)는 프로젝터(150)의 타측에 물리적 및 열적으로 결합된다. 프로젝터(150)는 열 인터페이스 재료에 의해 싱크(1104)에 결합될 수 있다.

[0136] 블록(1506)에서, LED들(814 및 816)에 의해 생성된 열은 히트 싱크들(1102 및 1104)로 유입되어 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)에서 전방으로, 예를 들어 프레임(105)으로 향하게 된다. LED들(814, 816) 및 프로젝터(150)의 다른 전기 컴포넌트들에 의해 생성된 열은 프레임(105)의 다른 부분으로 향하거나 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)에서 템플들(110A-B)을 향해 후방으로 유도될 수 있다. 히트 싱크들(1102 및 1104) 각각은 프로젝터(150)의 작동 중에 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)가 사용자에게 편안하게끔 저온으로 되도록 개개의 열 발생 컴포넌트들로부터 열을 충분히 흡수한다.

[0137] 시스템 온 칩(1000)을 프로젝터(150) 및 전면 프레임(105)으로부터 분리하면 디스플레이 시스템(1020)에 더 많은 써멀 엔벨로프가 발생하지만, 시스템 온 칩(1000)의 써멀 엔벨로프가 감소될 수 있다. 시스템 온 칩(1000)의 엔벨로프가 작아지면 과도한 발열을 방지하기 위해 전력 소산이 예를 들어 500 ㎽로 제한되기 때문에 이는 자체적인 과제를 제시한다. 도 16의 그래프에서 볼 수 있듯이 이는 6 자유도 및 손 추적을 지원하기 위해 예상되는 900 ㎽ 목표보다 의미 있게 낮다. 도 16은 또한 열 소산을 개선하기 위한 추가적인 조치들을 취하지 않으면, 시스템 온 칩(1000)의 전력 소비가 터치 온도 한계들을 초과할 수 있음을 예시한다.

[0138] 이러한 문제를 해결하기 위해, 증기 챔버(1700)를 포함하는 열 관리 컴포넌트가 제공되어 시스템 온 칩(1000)으로부터 소산되는 열을 보다 효과적으로 더 큰 표면적에 걸쳐 분산시킬 수 있다. 샘플 구성들에서, 증기 챔버(1700)는 세 부분들, 즉 최상부 및 저부 커버들(1702 및 1704)을 포함하는 진공 밀봉식 인클로저, 최상부 및 하부 위킹 컴포넌트들(1706 및 1708)을 포함하는 위킹 구조물, 및 작동 유체를 갖는다. 밀봉식 진공 인클로저는 구리 인클로저의 내부 표면에 결합하는 위킹 컴포넌트들(1706 및 1708)을 포함하는 소결된 구리 위킹 구조물을 갖는 커버들(1702 및 1704)로 형성된 구리 인클로저일 수 있다. 탈이온수가 작동 유체로 사용될 수 있다.

[0139] 도 17은 최상부 및 저부 커버들(1702 및 1704), 최상부 및 저부 위킹 구조물들(1706 및 1708) 및 위킹 구조물들(1706 및 1708)을 분리하는 구리 필러(1710)를 포함하는 증기 챔버(1700)의 컴포넌트들의 샘플 구성을 도시한다. 이렇게 구성된 증기 챔버(1700)는 증발기 측 및 응축 측을 갖는다. 열이 가해지면 액체의 일부가 증기(증발기 측)로 변하여 압력이 낮은 영역(응축기 측)으로 이동한다. 응축기 측에서는 증기가 냉각되어 액체로 돌아간다. 그런 다음 액체는 위킹 구조물에 의해 흡수되어 모세관 작용을 통해 증발기 측으로 다시 이송된다.

[0140] 궁극적으로, 증기 챔버(1700) 내의 작동 유체는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 본체 전체에 걸쳐 열을 효과적으로 분배하여, 예를 들어, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)에 걸쳐 온도 상승을 5 ℃ 미만으로 유지하도록 작용한다. 결과적으로, 시스템 온 칩(1000)으로부터의 열은 힌지 암(125A-B)을 통해 이동될 수 있고, 열이 주변 환경으로 소산될 수 있는 표면적이 최대화될 수 있다. 이러한 추가적인 표면적은 핫 스팟들을 더욱 매끄럽게 하고, 그렇지 않으면 확대될 수 있는 터치 온도 문제들을 완화할 수 있다.

[0141] 도 18a 및 도 18b는 증기 챔버(1700)를 사용하여 힌지 암(125A)에 전체에 걸쳐 균등하게 분포된 1.5 W를 생성하고, 힌지 암(125A) 전체에 걸쳐 최대 4 ℃의 상승하는 시스템 온 칩(1000)을 포함하는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 전면 및 배면 사시도들에 대한 열 지도를 각각 예시한다.

[0142] 도 19a 및 도 19b는 힌지 암(125A) 전체에 걸쳐 생성된 열을 소산시켜 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 정상 작동을 유지하기 위해 칩(1000) 상의 시스템 및 다른 전자 컴포넌트들에 의해 생성된 과도한 열을 관리하기 위한 증기 챔버(1700)를 통합한 열 관리 디바이스(1900)의 일 예를 도시한다. 다른 힌지 암(125B) 내에 다른 열 관리 디바이스(1900)가 제공되어, 다른 힌지 암(125B) 내에 배치된 코-프로세서 및 다른 전자 컴포넌트들을 포함한 시스템 온 칩(1000)에 의해 생성된 열을 소산시킬 수도 있음이 인식될 것이다. 격실(1910) 내에 실질적으로 수용되는 온보드 전자 컴포넌트들은 열을 생성하고 예를 들어, 사용자 경험 동안 명령들을 실행하기 위한 코-프로세서일 수 있는 열원(2000)을 포함한다(도 20a 및 도 20b 참조). 열 관리 디바이스(1900)는 열원(2000)에 의해 생성된 열을 소산시키는 열 커플링(1920) 및 히트 싱크(1930)를 포함할 수 있다. 열 커플링(1920)은 열원(2000)과 열적으로 연통하며, 힌지 암(125A-B) 내에 수용되도록 크기설정된다. 열 커플링(1920)은 또한 열 전달을 위한 표면적을 최대화하기 위해 힌지 암(125A-B)의 상당 부분을 통해 연장되도록 크기설정되고, 격실(1910)을 통합하기 위한 힌지(126A-B) 근처의 힌지 암들(125A-B)의 넓어진 섹션을 향해 전방으로 연장되고, 힌지 암(125A-B)을 통해 힌지 암(125A-B)이 착용될 때 사용자의 귀에 접촉하는 대략적인 영역에 대응하는 각진 부분(1940)을 향해 후방으로 연장된다. 일부 예들에서, 열 커플링(1920)은 제1 및 제2 섹션들(1950, 1960)을 포함한다. 일부 예들에서, 제1 및 제2 섹션들(1950, 1960)은 물리적으로 분리되거나, 코팅들 또는 기타 재료들 또는 개개의 물리적 특성들, 예를 들어 전도성을 변경하는 기타 처리들 또는 구조들에 기초하여 기능적으로 분리된다.

[0143] 일부 예들에서, 열 커플링(1920)은 도 17과 관련하여 전술한 유형의 2 상 증기 챔버(1700)를 포함할 수 있다. 증기 챔버(1700)는 열 커플링(1920)의 제1 섹션(1950) 내에 적어도 부분적으로 위치할 수 있다. 일부 예들에서, 증기 챔버(1700)는 적어도 하나의 열 스프레더(2200)(도 22a 및 도 22b 참조), 예를 들어 전도성 코팅 또는 미리 제조된 층과 열적으로 연통한다. 일부 예들에서, 열 계면 재료(TIM) 층(2010)(도 20a 및 도 20b)이 열 스프레더(2200)와 증기 챔버(1700) 사이에 개재될 수 있다. 열 커플링(1920)은 적어도 부분적으로 히트 싱크(1930)로 더 연장되며, 도 19a 및 도 19b에 예시된 예에서는 히트 싱크(1930)로 연장된다.

[0144] 열 관리 디바이스(1900)는 히트 싱크(1930)를 더 포함한다. 히트 싱크(1930)는 열원(2000)에 비해 낮은 열 환경을 갖는 임의의 열 전도성 구조물일 수 있다. 일부 예들에서, 히트 싱크(1930)는 예를 들어, 힌지 암(125A-B)의 귀 부분(1970)을 포함하여, 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 본체의 제2 부분에 포지셔닝된다. 일 예에서, 히트 싱크(1930)는 온보드 전기 컴포넌트들에 전력을 공급하기 위해 사용되는 배터리(2100)(도 21a)에 근접한 배터리 차폐부(1980)를 포함할 수 있다. 배터리 차폐부(1980)는 힌지 암(125A-B) 내의 임의의 포지션에 위치할 수 있지만, 도 19a 및 도 19b에 도시된 예에서는, 힌지 암(125A-B)의 단부 부근의 귀 부분(1970)에 위치한다.

[0145] 도 20a 및 도 20b는 열 커플링(1920)과 관련하여 열원(2000)을 상세하게 보여주는 격실(1910)의 단부에 대한 도면들이다. 도시된 바와 같이, 전기 컴포넌트(2020)(예를 들어, 인쇄 회로 기판)는 당해 컴포넌트로부터 열을 끌어들이는 열원(2000)에 인접한다. 이 예에서, 열원(2000)은 열 전달을 용이하게 하기 위해 열 인터페이스 재료(TIM)(2010)의 산재층이 있는 차폐 캔(2030)과 추가적인 열 연통을 한다. 열 커플링(1920)을 향해 열을 더 소산시키기 위해 제2 TIM 층(도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 예들에서, 열 커플링(1920)은 증기 챔버(1700)를 포함한다. 도 20c에 도시된 바와 같이, 일부 예들에서, 열 커플링(1920)의 증기 챔버(1700)가 열원(2000)에 인접하여 포지셔닝하도록 차폐 캔(2030) 및 제2 TIM 층이 생략될 수 있다.

[0146] 도 21a 및 도 21b는 도 19a 내지 도 19b의 예시적인 히트 싱크(1930)를 보다 상세하게 예시한다. 이들 도면들은 열 커플링(1920)이 적어도 부분적으로 히트 싱크(1930)와 접촉하고 있음을 보여준다. 예시된 바와 같이, 히트 싱크(1930)는 적어도 부분적으로 배터리(2100)를 에워싸는 배터리 차폐부(1980)를 포함한다. 배터리 차폐부(1980)는 열 커플링(1920)으로부터 열 에너지를 수신하는 전도성 재료를 포함한다. 일부 예들에서, 배터리 차폐부(1980)는 공기와 접촉하는 표면적을 증가시키는 확장된 표면들(2110)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 열 커플링(1920)은 격실(1910)을 포함하는 힌지 암(125A-B)의 단부로부터 히트 싱크(1930)를 포함하는 단부까지 연장되는 증기 챔버(1700)를 포함할 수 있다. 열 커플링(1920)은 배터리 차폐부(1980)에 직접 부착되거나, 열 전달을 용이하게 하기 위해 중간 TIM 층을 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 열 커플링(1920)은 배터리(2100)에 직접 접촉할 수 있다. 다른 예들에서, 열 커플링(1920)은 TIM 층을 통해 배터리(2100)와 접촉할 수 있다.

[0147] 도 22a 및 도 22b는 제1 및 제2 섹션들(1950, 1960)을 포함하는 열 커플링(1920)의 예시적인 구성을 예시하는데, 여기서 제1 섹션(1950)은 증기 챔버(1700)를 포함하고, 제2 섹션(1960)은 열 스프레더(2200)를 포함하며, 제1 및 제2 섹션들(1950, 1960)은 열 연통 상태이고 도시된 바와 같이 직접 접촉하지만, 열 스프레더(2200)가 증기 챔버(1700)에 부착되거나 코팅된 또는 그렇지 않은 상태의 증기 챔버(1700)로 구성될 수도 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 열 스프레더(2200)는 히트 싱크(1930)에 연결되는 캐리어(2210)(도 23)에 부착될 수 있다. 열 스프레더(2200)는 임의의 적합한 전도성 재료일 수 있다. 일부 예들에서, 열 스프레더(2200)는 흑연 또는 흑연 복합재이다. 일 예에서, 열 스프레더(2200)는 플라스틱 필름 캐리어 상의 흑연일 수 있다. 일부 예들에서, 캐리어(2210)는 전도성 재료 또는 복합재일 수 있다. 일부 예들에서, 캐리어(2210)는 열 스프레더(2200)를 지지하는 반면, 다른 예들에서, 캐리어(2210)는 열 스프레더(2200)를 지지하지만, 그 자체가 온보드 전자 컴포넌트들로부터 열 에너지를 더 멀리 전달하기 위한 전도성 재료이다. 다양한 예들에서, 캐리어(2210)는 플라스틱 또는 금속 또는 금속 복합재이다. 일부 예들에서, 캐리어(2210)는 알루미늄으로 만들어진다.

[0148] 도 23은 도 22a의 라인 23-23을 따라 절개된 일부 단면도를 예시한다. 도 23은 증기 챔버(1700) 및 배터리 차폐부(1980)에 대한 캐리어(2210)의 부착을 포함하여, 증기 챔버(1700)와 히트 싱크(1930)의 열 연통을 유지하기 위한 열 커플링(1920)의 연결에 대한 추가 상세를 예시한다. 제1 섹션(1950)은 증기 챔버(1700)가 보이는 상태로 부분적으로 도시되어 있다. 열 스프레더(2200) 및 그 캐리어(2210)도 도시되어 있다. 열 스프레더(2200)는 증기 챔버(1700)에 연결되거나, 접합되거나, 다른 방식으로 부착된다. 캐리어(2210)는 증기 챔버(1700)에 부착되어 증기 챔버(1700)로부터 열 스프레더(2200) 및 히트 싱크(1930)로 열 에너지를 전달한다. 예시된 바와 같이, 열 스프레더(2200)의 둘레는 도 22에도 도시된 바와 같이 최상부 표면을 따라 배터리 차폐부(1980)의 둘레와 실질적으로 일치하지만, 일부 예들에서, 캐리어(2210)는 배터리 차폐부(1980)의 다른 표면들, 예를 들어 배터리 차폐 단부(2300)에 적어도 부분적으로 접촉할 수도 있고, 일부 예들에서는, 배터리(2100)에 직접 접촉할 수도 있다. 열 스프레더(2200) 및 캐리어(2210)는 증기 챔버(1700)를 포함하지 않는 간극 영역(2310)을 더 포함할 수 있지만, 힌지 암들(125A-B)이 간극 영역(2310)에서 구부러질 수 있는 적용예들에 대한 서비스 루프(2320)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 열 스프레더(2200)는 플라스틱 필름 캐리어를 갖는 흑연 스프레더를 포함한다. 다른 예에서, 열 스프레더(2200)는 캐리어(2210)에 부착된다.

[0149] 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, 캐리어(2210)는 하나 이상의 금속들(예를 들어, 알루미늄) 또는 금속 복합재들로 구성될 수 있고, 열 스프레더(2200)의 적어도 일부와 증기 챔버(1700) 또는 열 스프레더(2200)의 일부 사이에 열 계면 재료 층(2500)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 히트 싱크(1930)는 증기 챔버(1700) 및 열 스프레더(2200)로부터 열 에너지가 소산되도록 하는 금속 배터리 차폐부(1980)를 포함한다.

[0150] 도 24는 열 커플링(1920)이 열원(2000)과 히트 싱크(1930) 사이에서 연장되는 예시적인 구성을 예시한다. 열 커플링(1920)은 증기 챔버(1700), 캐리어(2210), 열 스프레더(2200) 및 히트 싱크(1930)를 포함한다. 일 양태에서, 캐리어(2210)는 열 스프레더(2200)로 감싸진다. 증기 챔버(1700)는 열 전달을 위한 표면적을 최대화하기 위해 격실(1910) 내 또는 그 부근의 힌지 암(125A-B)의 캐비티에 수용되도록 크기설정되며, 힌지 암(125A-B)을 통해 후방으로 연장되어 착용 시 힌지 암(125A-B)이 사용자의 귀에 닿는 대략적인 각도에 실질적으로 대응하는 각진 부분(1940)에 이른다. 각진 부분(1940)에서, 열은 증기 챔버(1700)로부터 캐리어(2210)로 전달된다. 일부 예들에서, 캐리어(2210)는 금속, 금속성 또는 금속 합금 또는 복합재이며, 특정 예에서는 실질적으로 알루미늄을 포함한다. 캐리어(2210)는 코팅, 랩핑, 부착 등에 의해 열 스프레더(2200)(예를 들어, 열 전달 재료)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여 있을 수 있다. 일 예에서, 열 스프레더(2200)는 흑연이며, 이는 캐리어(2210) 상에 코팅되거나 부착될 수 있고, 플라스틱 백킹을 포함할 수 있다. 캐리어(2210)는 히트 싱크(1930)와 접촉하며, 도 24에 예시된 바와 같이, 온보드 전자장치들에 의해 생성된 열 에너지를 소산시키기 위한 배터리 차폐부(1980)일 수 있다. 이 예에서, 열 마진은 약 60 ％ 증가한다. 일부 예들에서, 열 마진은 55 ％ 내지 65 ％ 증가된다. 다른 예들에서, 열 마진은 60 ％ 내지 70 ％ 증가된다. 히트 싱크(1930)는 열 전달을 용이하게 하기 위해 전도성 재료의 추가 섹션들을 더 포함할 수 있다.

[0151] 도 25는 도 24에 예시된 열 커플링(1920)의 라인 25-25를 따라 절개된 부분 단면도이다. 도 25는 증기 챔버(1700) 및 배터리 차폐부(1980)에 대한 열 스프레더(2200)의 연결을 예시하고, 특히 열 스프레더(2200)의 적어도 일부와 증기 챔버(1700) 또는 열 스프레더(2200)의 일부 사이의 금속 또는 금속 복합재 캐리어 및 열 계면 재료 층(2500)의 예를 도시한다. 히트 싱크(1930)는 증기 챔버(1700) 및 열 스프레더(2200)로부터 열 에너지가 소산되도록 하는 전도성 배터리 차폐부(1980)를 포함한다.

[0152] 도 26a는 열원(2000), 열 커플링(1920) 및 히트 싱크(1930)를 포함하는 격실(1910)의 일반적인 공간 배열을 나타내는 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 다른 예의 사시도이다. 열원(2000)은 개개의 힌지 암들(125A-B) 상의 격실들(1910) 내에 수용된 시스템 온 칩(1000)을 포함한 인쇄 회로 기판과 같은 인근의 온보드 전기 컴포넌트들로부터 열을 획득한다. 이 구성에서, 열 커플링(1920)은 단부들(2600) 중 하나 또는 양쪽이 각진 부분(1940)을 지나 히트 싱크(1930)를 향해 연장되지만 히트 싱크 단부(2610)와 접촉하지 않으므로, 그 사이에 간극(2620)을 생성한다. 열은 열 커플링(1920)으로부터 힌지 암(125A-B)의 내부 캐비티를 통해 히트 싱크(1930)로 소산된다. 일부 예들에서, 간극(2620)은 열 관리 디바이스(1900)의 개개의 단부들 사이의 전체 거리의 대략 1/20 내지 1/10이고, 일 예에서, 간극(2620)은 열 관리 디바이스(1900)의 각 단부들 사이의 전체 거리의 약 1/18이다. 이 예에서, 열 마진은 약 40 ％ 증가한다. 일부 예들에서, 열 마진은 35 ％ 내지 45 ％ 증가될 수 있다. 다른 예들에서, 열 마진은 45 ％를 초과하여 증가된다. 도시된 바와 같이, 열 커플링(1920)은 격실(1910)을 위한 실질적인 정사각형 영역을 구비하며, 이 정사각형 영역은 각진 부분(1940)을 지나 연장되어 원위 단부(2600)에서 종단되는 더 좁은 직사각형 부분(2630)으로 폭이 좁아진다.

[0153] 도 26b는 도 26a에 예시된 예의 다른 구성의 사시도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 열 커플링(1920)은 히트 싱크(1930)를 향해 연장되지만, 각진 부분(1940)에 도달하기 전에 종단되며, 따라서 도 26a에 도시된 구성과 같이 열 커플링 단부(2600)와 히트 싱크 단부(2610) 사이에 간극(2640)을 생성하긴 하지만 상당히 더 넓게 생성된다. 일 예에서, 간극(2640)은 열 관리 디바이스(1900)의 개개의 단부들 사이의 전체 거리의 약 1/3 내지 1/4이다.

[0154] 도 10과 관련하여 설명된 열 관리 구성은 도 11 내지 도 15와 관련하여 설명된 프로젝터(150)에 대한 열 관리 및 도 17 내지 도 26과 관련하여 설명된 프로세싱 회로들에 대한 열 관리와 결합되어 웨어러블 전자 안경류 디바이스(100)의 열 성능을 상당히 향상시킬 수 있음이 인식될 것이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 전자 컴포넌트들을 개개의 템플들(110A-B) 및 힌지 암들(125A-B)로 분리함으로써 추가적인 열 개선들이 제공될 수 있다.

[0155] 힌지 암들(125A-B)과 템플들(110A-B)은 결합될 수 있고, 이에 따라 암들(125A-B)은 힌지되지 않고 템플들(110A-B)의 연장된 부분일 수 있음이 추가로 인식될 것이다. 이 경우, 공극(1010)은 힌지에 위치하지 않고, 프로젝터(150) 및 연관된 전자장치들을 구비한 시스템 온 칩(1000)을 위한 개개의 히트 싱크 조립체들을 분리하는 템플들(110A-B) 내의 포지션에 위치할 것이다.

[0156] 직전에 언급된 것을 제외하고, 기재되거나 예시된 어떠한 것도 임의의 컴포넌트, 단계, 특징, 목적, 이점, 혜택, 또는 이와 동등한 것이 청구항들에 기재되어 있는지 여부에 관계없이, 공중에게 헌납되도록 의도되거나 해석되어서는 안 된다.

[0157] 본 명세서에서 사용되는 용어들 및 표현들은, 본 명세서에서 특정한 의미들이 달리 규정된 경우를 제외하고, 대응하는 개개의 조사 및 연구 분야들과 관련하여 그러한 용어들 및 표현들에 부여되는 것과 같은 통상적인 의미들을 갖는 것으로 이해될 것이다. 제1, 제2 등과 같은 관계적 용어들은 그러한 개체들 또는 행위들 간에 임의의 실제 그러한 관계나 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 하나의 개체 또는 행위를 다른 개체 또는 행위와 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. "포함하다", "포함하는" 또는 그 밖의 이들의 임의의 변형은 비-배타적 포함을 포함하기 위한 것으로, 엘리먼트들 또는 단계들의 목록을 포함하는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치가 해당 엘리먼트들 또는 단계들만을 포함하지 않고 해당 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 명시적으로 나열되거나 내재되지 않은 다른 엘리먼트들 또는 단계들을 포함할 수 있다. 단수로 표현된 엘리먼트는, 추가적인 제약들 없이, 그 엘리먼트를 포함하는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 추가적인 동일한 엘리먼트들의 존재를 배제하지 않는다.

[0158] 달리 명시되지 않는 한, 이하의 청구항들을 포함하여 본 명세서에 기재된 임의의 그리고 모든 측정들, 값들, 등급들, 포지션들, 규모들, 크기들 및 기타 사양들은 근사치이며, 정확한 것은 아니다. 이러한 수량들은 해당 수량들이 관련된 기능들 및 해당 기술 분야에서 통상적인 것과 일치하는 합리적인 범위를 갖도록 의도되었다. 예를 들어, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 파라미터 값 등은 언급된 수량으로부터 ±10 ％만큼 다를 수 있다.

[0159] 또한, 전술한 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서는, 본 개시의 간소화 목적으로 다양한 특징들이 다양한 예들에서 함께 그룹화되어 있음을 알 수 있다. 이러한 개시의 방법은 청구된 예들이 각각의 청구항에 명시적으로 기재된 것보다 더 많은 특징들을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이하의 청구항들에서 알 수 있듯이, 보호해야 할 주제는 개시된 임의의 단일 예의 모든 특징들에 한정되지 않는다. 따라서, 이하의 청구항들은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 통합되며, 각각의 청구항은 개별적으로 청구되는 주제로서 독립적으로 존재한다.

[0160] 전술한 바와 같이, 최상의 모드 및 다른 예들로 간주되는 것을 설명하였으나, 다양한 수정들이 이루어질 수 있으며, 본 명세서에 개시된 주제는 다양한 형태들 및 예들로 구현될 수 있고, 수많은 적용예들에 적용될 수 있으며, 그 중 일부만이 본 명세서에 설명되었다는 것이 이해될 수 있다. 이하의 청구항들은 본 개념들의 진정한 범위 내에 속하는 임의의 및 모든 수정들 및 변형들을 청구하는 것을 목적으로 한다.

Claims (20)

1. 웨어러블 전자 안경류 디바이스로서,
   프레임;
   상기 프레임에 연결된 적어도 하나의 템플;
   적어도 하나의 이미지 디스플레이;
   장면의 이미지를 캡처하고 상기 이미지를 상기 적어도 하나의 이미지 디스플레이에 투사하도록 조정되는 적어도 하나의 이미징 디바이스;
   적어도 하나의 프로세싱 디바이스; 및
   상기 적어도 하나의 이미징 디바이스 및 상기 프레임에 열적으로 연결되어 상기 적어도 하나의 이미징 디바이스로부터 상기 프레임으로 열을 흡수하는 제1 히트 싱크, 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스 및 상기 적어도 하나의 템플에 열적으로 연결되어 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스로부터 상기 적어도 하나의 템플로 열을 흡수하는 제2 히트 싱크 및 상기 제1 히트 싱크와 상기 제2 히트 싱크 사이의 열 절연 간극을 포함하는 열 관리 디바이스
   를 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 열 절연 간극은 공극을 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 프레임의 제1 단부에 연결된 제1 템플 및 상기 프레임의 제2 단부에 연결된 제2 템플을 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스는 상기 제1 템플에 위치한 제1 코-프로세서 및 상기 제2 템플에 위치한 제2 코-프로세서를 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
4. 제1 항에 있어서,
   적어도 하나의 이미징 디바이스는 녹색 LED 및 적색/청색 LED를 포함하는 적어도 하나의 프로젝터를 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 히트 싱크는 상기 적어도 하나의 이미징 디바이스의 반대편에 배치된 한 쌍의 열적 및 물리적으로 격리된 히트 싱크들을 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 히트 싱크들 중 제1 히트 싱크는 상기 프레임에 연결되어 상기 프레임으로 열을 흡수하고, 상기 한 쌍의 히트 싱크들 중 제2 히트 싱크는 상기 적어도 하나의 템플에 연결되어 상기 적어도 하나의 템플로 열을 흡수하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 히트 싱크들은 열 전도성이 높은 재료로 구성되고, 열 계면 재료에 의해 서로 물리적 및 열적으로 분리되는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
8. 제1 항에 있어서,
   제2 싱크는 증발기 측 및 응축 측을 갖는 증기 챔버를 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 증기 챔버는 진공 밀봉식 인클로저, 위킹(wicking) 구조물 및 상기 위킹 구조물에 의해 흡수되어 모세관 작용을 통해 상기 증발기 측으로 이송되는 작동 유체를 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 진공 밀봉식 인클로저는 최상부 및 저부 커버들을 포함하며, 상기 위킹 구조물은, 최상부 및 저부 위킹 구조물들을 포함하고, 상기 최상부 및 저부 위킹 구조물들을 분리하는 구리 필러들을 더 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
11. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 히트 싱크는 상기 증기 챔버로부터 히트 싱크로 열적으로 열을 전달하기 위해 상기 증기 챔버를 상기 히트 싱크에 연결하는 열 커플링을 더 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 증기 챔버, 열 커플링 및 히트 싱크는 적어도 하나의 템플 내에 배치되는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 템플은 상기 프레임에 인접한 힌지 및 힌지 암을 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스는 상기 힌지 암에 위치하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 열 커플링은 상기 힌지에 인접한 부분으로부터 상기 힌지 암의 상당 부분을 통해 착용 시 상기 힌지 암의 사용자의 귀에 접촉하는 부분까지 연장되는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 히트 싱크는 착용 시 상기 힌지 암의 사용자의 귀 뒤쪽 단부 상에 위치하며, 상기 열 커플링은 상기 증기 챔버로부터 상기 히트 싱크로 연장되는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
16. 제11 항에 있어서,
    상기 열 커플링은 상기 증기 챔버와 열적으로 연통하는 열 스프레더를 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 열 커플링은 상기 열 스프레더와 상기 증기 챔버 사이에 개재된 열 계면 재료의 층을 더 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
18. 제11 항에 있어서,
    상기 히트 싱크는 배터리 및 배터리 차폐부를 포함하는, 웨어러블 전자 안경류 디바이스.
19. 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 적어도 하나의 이미징 디바이스 및 적어도 하나의 프로세싱 디바이스에 의해 생성된 열을 소산시키는 방법으로서,
    상기 적어도 하나의 이미징 디바이스를 상기 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 프레임에 열적으로 연결하여 상기 적어도 하나의 이미징 디바이스로부터 상기 프레임으로 열을 흡수하는 제1 히트 싱크를 제공하는 단계;
    상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스를 상기 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 적어도 하나의 템플에 열적으로 연결하여 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스로부터 상기 적어도 하나의 템플로 열을 흡수하는 제2 히트 싱크를 제공하는 단계; 및
    상기 제1 히트 싱크를 상기 제2 히트 싱크로부터 열 절연하는 단계
    를 포함하는, 열 소산 방법.
20. 제19 항에 있어서,
    상기 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 프레임의 제1 단부에 연결된 제1 템플에 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스의 제1 코-프로세서를 배치하는 단계 및 상기 웨어러블 전자 안경류 디바이스의 프레임의 제2 단부에 연결된 제2 템플에 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스의 제2 코-프로세서를 배치하는 단계를 더 포함하는, 열 소산 방법.