KR20240045930A - 반사 광학 시스템을 포함하는 렌즈 어셈블리 및 이를 포함하는 웨어러블 전자 장치 - Google Patents

Abstract

웨어러블 전자 장치는, 하우징 및 상기 하우징에 배치되는 한 쌍의 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리는, 외부에서 들어온 광을 사용자의 눈으로 전달하는 반사 광학 시스템 및 상기 반사 광학 시스템을 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이를 포함하고, 상기 반사 광학 시스템을 통해 수용된 광은 상기 디스플레이로부터 조사된 광과 혼합될 수 있다.

Description

반사 광학 시스템을 포함하는 렌즈 어셈블리 및 이를 포함하는 웨어러블 전자 장치 {LENS ASSEMBLY COMPRISING REFLECTIVE OPTICAL SYSTEM AND WHEARABLE ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 개시는 반사 광학 시스템을 포함하는 렌즈 어셈블리 및 이를 포함하는 웨어러블 전자 장치에 관한 것이다.

사용자에게 증강 현실, 가상 현실, 혼합 현실 및/또는 확장 현실의 경험을 제공하는 사용자 인터페이스를 갖는 전자 장치가 개발되고 있다. 전술한 배경기술은 본 개시의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서 반드시 본 개시의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수 없다.

일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치는, 하우징 및 상기 하우징에 배치되는 한 쌍의 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리는, 외부에서 들어온 광을 사용자의 눈으로 전달하는 반사 광학 시스템 및 상기 반사 광학 시스템을 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이를 포함하고, 상기 반사 광학 시스템을 통해 수용된 광은 상기 디스플레이로부터 조사된 광과 혼합될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 렌즈 어셈블리는, 렌즈 하우징, 상기 렌즈 하우징에 연결되며 외부의 광을 수용하는 윈도우, 상기 윈도우를 통해 수용된 광을 반사하는 반사 미러, 상기 반사 미러에 의해 반사된 광의 적어도 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과시키는 빔 스플리터 및 상기 윈도우를 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이를 포함하고, 상기 빔 스플리터에 의해 반사된 광은 상기 디스플레이로부터 조사된 광과 혼합될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치는, 하우징 및 상기 하우징에 배치되는 한 쌍의 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리는, 외부의 광을 수용하는 윈도우, 상기 윈도우를 통해 수용된 광을 반사하는 반사 미러, 상기 반사 미러에 의해 반사된 광의 적어도 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과시키는 빔 스플리터 및 상기 윈도우를 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이를 포함하고, 상기 반사 미러 및 상기 빔 스플리터에 의한 반사에 의해 외부에서 유입된 광이 사용자의 눈으로 전달될 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 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 눈 추적 카메라의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 전방 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 후방 사시도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 렌즈 어셈블리의 단면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 렌즈 어셈블리의 광학 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1은 일 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 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 들면, 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 들면, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들면, 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 들면, 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 들면, 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 들면, 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 들면, 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 들면, 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.

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 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 광 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.

도 4는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(401)의 전방 사시도이다. 도 5는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(401)의 후방 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 웨어러블 전자 장치(401)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 사용자의 신체의 일부에 착용되어 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(401)는 사용자에게 증강 현실(augmented reality), 가상 현실(virtual reality), 혼합 현실(mixed reality) 및/또는 확장 현실(extended reality)의 경험을 제공할 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 하우징(410)을 포함할 수 있다. 하우징(410)은 적어도 하나의 컴포넌트를 수용하도록 구성될 수 있다. 하우징(410)은, 제 1 면(411A)(예: 전면), 제 1 면(411A)에 반대되는 제 2 면(411B)(예: 후면), 및 제 1 면(411A) 및 제 2 면(411B) 사이의 제 3 면(411C)(예: 사이드 면)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 하우징(410)은 복수 개의 하우징 파트들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하우징(410)은 제 1 하우징 파트(411) 및 제 2 하우징 파트(412)를 포함할 수 있다. 제 1 하우징 파트(411)는 하우징(410)의 제 1 면(411A)을 형성할 수 있다. 제 1 하우징 파트(411)는 하우징(410)의 제 3 면(411C)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 제 2 하우징 파트(412)는 하우징(410)의 제 2 면(411B)을 형성할 수 있다. 제 2 하우징 파트(412)는 하우징(410)의 제 3 면(411C)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 2 하우징 파트(412)는 사용자의 신체의 일부(예: 얼굴)를 대면할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 하우징 파트(411) 및 제 2 하우징 파트(412)는 분리 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 하우징 파트(411) 및 제 2 하우징 파트(412)는 일체로 심리스하게 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 하우징(410)은 커버(413)를 포함할 수 있다. 커버(413)는 하우징(410)의 제 1 면(411A)을 형성할 수 있다. 커버(413)는 제 1 하우징 파트(411)의 적어도 일부의 영역을 덮도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에서, 하우징(410)은 브릿지(414)를 포함할 수 있다. 브릿지(414)는 사용자의 신체의 일부(예: 코)를 대면하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 브릿지(414)는 사용자의 코에 의해 지지될 수 있다. 브릿지(414)는, 제 1 하우징 파트(411), 제 2 하우징 파트(412) 또는 커버(413) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합에 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 렌즈 구조체(420)를 포함할 수 있다. 렌즈 구조체(420)는 사용자에게 제공되는 이미지의 초점을 조절하도록 구성된 복수 개의 렌즈들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 렌즈들은 디스플레이(460)에 의해 출력되는 영상의 초점을 조절하도록 구성될 수 있다. 복수 개의 렌즈들은 디스플레이(460)의 위치에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 복수 개의 렌즈들은, 예를 들면, 프레넬 렌즈(Fresnel lens), 팬케이크 렌즈(Pancake lens), 멀티채널 렌즈 및/또는 기타 임의의 적합한 렌즈를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 디스플레이(460)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))를 포함할 수 있다. 디스플레이(460)는 사용자에게 영상(예: 가상 영상)을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(460)는, 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), 및/또는 마이크로 엘이디(micro light emitting diode)(micro LED)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 디스플레이(460)는 영상이 출력되는 영역에 광 신호를 송신하도록 구성된 광원(미도시)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 디스플레이(460)는 자체적으로 광 신호를 발생시킴으로써 사용자에게 영상을 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(460)는 하우징(410)의 제 2 면(411B)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(460)는 제 2 하우징 파트(412)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(460)는 제 1 표시 영역(460A) 및 제 2 표시 영역(460B)을 포함할 수 있다. 제 1 표시 영역(460A)은 사용자의 왼쪽 눈을 대면하도록 배치될 수 있다. 제 2 표시 영역(460B)은 사용자의 오른쪽 눈을 대면하도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 표시 영역(460A) 및 제 2 표시 영역(460B)은 글래스, 플라스틱 및/또는 폴리머를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 표시 영역(460A) 및 제 2 표시 영역(460B)은 투명 재질 또는 반투명 재질을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 표시 영역(460A) 및 제 2 표시 영역(460B)은 단일의 표시 영역을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 표시 영역(460A) 및 제 2 표시 영역(460B)은 복수 개의 표시 영역들을 형성할 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 윈도우(470)(예: 도 2의 투명 부재(225a, 225b))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 윈도우(470)는 전자 장치(401)의 제 1 면(411A) 상에서 사용자의 좌안 및 우안에 대응되는 위치를 벗어나 제 3 면(411C)(예: 사이드 면)에 가깝게 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 윈도우(470)는 전자 장치(401)의 제 1 면(411A) 상에서 사용자의 좌안 및 우안에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 윈도우(470)는 외부의 광이 전자 장치(401)의 내부로 수용되도록 할 수 있다. 일 실시 예에서, 윈도우(470)를 통해 수용된 외부의 광은 렌즈 어셈블리(예: 도 6의 렌즈 어셈블리(500))로 전달될 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 센서(476)(예: 도 1의 센서 모듈(176))를 포함할 수 있다. 센서(476)는 피사체의 깊이를 감지하도록 구성될 수 있다. 센서(476)는 피사체를 향해 신호를 송신 및/또는 피사체로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 송신 신호는 근적외선, 초음파 및/또는 레이저를 포함할 수 있다. 센서(476)는 전자 장치(401) 및 피사체 사이의 거리를 측정하기 위해 신호의 비행 시간(time of flight)(ToF)을 측정하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 센서(476)는 하우징(410)의 제 1 면(411A)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 센서(476)는 제 1 하우징 파트(411) 및/또는 커버(413)의 중심부에 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 복수 개의 제 1 카메라(480A)(예: 도 1의 카메라 모듈(180))들을 포함할 수 있다. 복수 개의 제 1 카메라(480A)들은 피사체를 인식하도록 구성될 수 있다. 복수 개의 제 1 카메라(480A)들은 3자유도 또는 6자유도의 물체(예: 인체의 머리 또는 손) 또는 공간을 검출 및/또는 추적하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 제 1 카메라(480A)들은 글로벌 셔터 카메라를 포함할 수 있다. 복수 개의 제 1 카메라(480A)들은 피사체의 깊이 정보를 이용하여 동시적 위치추정 및 지도작성(simultaneous localization and mapping)(SLAM)을 수행하도록 구성될 수 있다. 복수 개의 제 1 카메라(480A)들은 피사체의 제스처를 인식하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 복수 개의 제 1 카메라(480A)들은 하우징(410)의 제 1 면(411A)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 복수 개의 제 1 카메라(480A)들은 제 1 하우징 파트(411) 및/또는 커버(413)의 코너 영역들에 각각 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 복수 개의 제 2 카메라(480B)(예: 도 1의 카메라 모듈(180))들을 포함할 수 있다. 복수 개의 제 2 카메라(480B)들은 사용자의 눈동자들을 검출 및 추적하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(460)에 표시되는 영상의 중심이 사용자의 눈동자들이 응시하는 방향에 따라 이동하도록 사용자의 눈동자들에 대한 위치 정보가 사용될 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 제 2 카메라(480B)들은 글로벌 셔터 카메라를 포함할 수 있다. 복수 개의 제 2 카메라(480B)들 중 어느 하나의 제 2 카메라(480B)는 사용자의 왼쪽 눈에 대응되게 배치되고, 다른 하나의 제 2 카메라(480B)는 사용자의 오른쪽 눈에 대응되게 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 복수 개의 제 3 카메라(480C)(예: 도 1의 카메라 모듈(180))들을 포함할 수 있다. 복수 개의 제 3 카메라(480C)들은 사용자의 얼굴을 인식하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 제 3 카메라(480C)들은 사용자의 얼굴 표정을 검출 및 추적하도록 구성될 수 있다.

도시되지 않은 실시 예에서, 전자 장치(401)는, 마이크(예: 도 1의 입력 모듈(150)), 스피커(예: 도 1의 음향 출력 모듈(155)), 배터리(예: 도 1의 배터리(189)), 안테나(예: 도 1의 안테나 모듈(197)), 센서(예: 도 1의 센서 모듈(176)) 및/또는 기타 전자 장치(401)에 적합한 임의의 컴포넌트를 포함할 수 있다.

도 6은 일 실시 예에 따른 렌즈 어셈블리(500)의 단면도이다.

일 실시 예에서, 렌즈 어셈블리(500)는 전자 장치(401)의 하우징(410)의 내부에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 렌즈 어셈블리(500)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 사용자가 웨어러블 전자 장치를 착용할 때, 한 쌍의 렌즈 어셈블리(500) 중 어느 하나의 렌즈 어셈블리(500)는 사용자의 좌안의 전방에 위치할 수 있고, 다른 하나의 렌즈 어셈블리(500)는 사용자의 우안의 전방에 위치할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 광학 시스템 및 디스플레이(530)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))를 포함할 수 있다. 광학 시스템은 하나 이상의 미러들을 포함하는 반사 광학 시스템(510)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 반사 광학 시스템(510)은 외부의 광을 수용할 수 있다. 일 실시 예에서, 반사 광학 시스템(510)을 통해 수용된 광은 디스플레이(530)로부터 조사되는 광과 혼합될 수 있다. 일 실시 예에서, 반사 광학 시스템(510)을 통해 수용된 광은 디스플레이(530)로부터 조사되는 광과 함께 사용자의 눈으로 전달될 수 있다.

일 실시 예에서, 반사 광학 시스템(510)은 윈도우(512), 반사 미러(514), 빔 스플리터(516), 제 1 렌즈 모듈(518) 및 제 2 렌즈 모듈(520)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 윈도우(512)(예: 도 4의 윈도우(470))는 전자 장치(401)의 외부의 광을 수용할 수 있다. 윈도우(512)는 투명한 창으로 구성될 수 있다. 윈도우(512)는 평면 렌즈일 수 있다. 윈도우(512)는 볼록 렌즈일 수 있다. 윈도우(512)는 오목 렌즈일 수 있다. 일 실시 예에서, 윈도우(512)는 전자 장치(401)의 하우징(410)의 제 1 면(411A) 상에 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 반사 미러(514)는 윈도우(512)를 통해 외부로부터 전자 장치(401)의 내부로 수용되는 광을 반사할 수 있다. 반사 미러(514)는 윈도우(512)에 대해 기울어지게 배치될 수 있다. 반사 미러(514)는 윈도우(512)를 통해 수용되는 광을 빔 스플리터(516)를 향하는 방향으로 반사할 수 있다. 반사 미러(514)는 윈도우(512)를 통해 수용되는 광을 전반사 할 수 있다. 반사 미러(514)에 의해 반사된 광은 반사 미러(514)를 향해 입사된 광과 특정 각도를 이룰 수 있다. 반사 미러(514)는 평면형의 반사 요소로 구성될 수 있다. 반사 미러(514)는 전반사를 위한 전반사 광학 소자 또는 전반사 도파관을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 빔 스플리터(516)는 반사 미러(514)가 반사한 광의 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과할 수 있다. 빔 스플리터(516)는 입사된 광이 경로를 바꾸도록 반사하여 사용자의 안구에 입사되도록 할 수 있다. 빔 스플리터(516)는 반투명 미러(semitransparent mirror)로 구성될 수 있다. 외부로부터 수용된 광은 디스플레이(530)로부터 조사된 광과 빔 스플리터(516) 상에서 혼합될 수 있다.

빔 스플리터(516)에 의해 반사되는 광과 투과되는 광의 비율은 빔 스플리터(516)의 특성(예: 코팅의 세기)에 의해 결정될 수 있다. 빔 스플리터(516)에 의해 반사되는 광과 투과되는 광의 비율은 사용자에 의해 조절될 수 있다. 빔 스플리터(516)의 반사율 및 투과율의 비율은 전자 장치(411)의 주변(예: 외부)의 밝기에 따라 제어될 수 있다. 전자 장치(411)의 주변의 밝기는 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176))에 의해 센싱될 수 있다. 일 실시 예에서, 빔 스플리터(516)에서 혼합된 광은 사용자의 안구로 향할 수 있다. 일 실시 예에서, 빔 스플리터(516)는 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 제 1 렌즈 모듈(518)은 반사 미러(514) 및 빔 스플리터(516)의 사이에 배치될 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518)은 반사 미러(514)에 의해 반사된 빛을 굴절시킬 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518)은 오목 렌즈 및/또는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518)은 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518)의 양측은 전자 장치(401)의 하우징(410)에 고정될 수 있다.

일 실시 예에서, 제 2 렌즈 모듈(520)은 빔 스플리터(516) 및 사용자의 눈의 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 2 렌즈 모듈(520)은 윈도우(512)의 반대측 면에 배치될 수 있다. 제 2 렌즈 모듈(520)은 전자 장치(401)의 하우징(410)의 제 2 면(예: 도 5의 제 2 면(411B))에 배치될 수 있다. 제 2 렌즈 모듈(520)은 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 제 2 렌즈 모듈(520)은 제 1 렌즈(520A) 및 제 2 렌즈(520B)를 포함할 수 있다. 제 1 렌즈(520A) 및 제 2 렌즈(520B)는 병렬로 배치될 수 있다. 제 2 렌즈 모듈(520)에 포함된 렌즈들(예: 제 1 렌즈(520A) 및/또는 제 2 렌즈(520B))은 오목 렌즈 및/또는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 제 2 렌즈 모듈(520)에 포함된 렌즈들 중 적어도 어느 하나는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 렌즈 모듈(520)은 팬케이크 렌즈(pacake lens)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리는 제 2 렌즈 모듈(520) 및 디스플레이(530) 사이의 거리보다 적어도 길거나 같을 수 있다. 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리는 이하에서 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

일 실시 예에서, 제 1 렌즈 모듈(518) 및 제 2 렌즈 모듈(520)의 배율 및 초점거리는 서로 대응될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 렌즈 모듈(518) 및 제 2 렌즈 모듈(520)의 배율 및/또는 초점거리는 동일할 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518) 및 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리가 대응됨에 따라 디스플레이(530)에서 조사되는 광에 의해 만들어지는 상의 상가림(vignetting)을 방지할 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518) 및 제 2 렌즈 모듈(520) 중 적어도 어느 하나는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 디스플레이(530)(예: 도 1 의 디스플레이 모듈(160) 또는 도 2의 디스플레이(205, 210))는 자발광 디스플레이를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(530)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(530)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. 일 실시 예에서, 디스플레이(530)는 반사 광학 시스템(510)의 윈도우(512)를 통해 수용되는 외부의 광이 입사되는 방향과 나란한 방향(예: 평행한 방향)으로 광을 조사할 수 있다. 디스플레이(530)는 반사 광학 시스템(510)의 제 2 렌즈 모듈(520)로 입사되는 방향으로 광을 조사할 수 있다. 디스플레이(530)에서 조사된 광은 전자 장치(401)의 외부에서 수용된 광과 빔 스플리터(516)에서 혼합될 수 있다. 디스플레이(530)에서 조사된 광은 제 2 렌즈 모듈(520)로 유입될 수 있다.

일 실시 예에서, 전자 장치(401)는 조명부(예: 도 2의 조명부(230a, 230b))를 더 포함할 수 있다. 조명부(230a, 230b)는 전자 장치(401)의 외부 하우징(예: 도 4의 하우징(410)) 상의 제 1 면(예: 도 4의 제 1 면(411A)) 및/또는 제 2 면(예: 도 5의 제 2 면(411B))에 배치될 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. 예를 들어, 조명부(230a, 230b)는 화이트 LED를 포함할 수 있다. 화이트 LED는 어두운 환경에서 외부를 밝게 하여 제 윈도우(512)를 통해 수용되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 조명부(230a, 230b)는 적외선 파장의 IR LED(infra-red light emitting device)를 사용할 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 렌즈 어셈블리(500)의 광학 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에서, 외부에서 입사되는 광은 윈도우(512)를 통해 렌즈 어셈블리(500)의 내부로 수용될 수 있다. 윈도우(512)를 통해 렌즈 어셈블리(500)의 내부로 수용된 광은 제 1 광선(L1), 제2 광선(L2) 및 제 3 광선(L3)의 형태로 순차적으로 진행하여 사용자의 안구로 향할 수 있다. 제 1 광선(L1)은 윈도우(512)를 통해 렌즈 어셈블리(500)의 내부로 수용되어 반사 미러(514)를 향해 직진할 수 있다. 제 2 광선(L2)은 제 1 광선(L1)이 반사 미러(514)에서 반사되어 빔 스플리터(516)를 향할 수 있다. 반사 미러(514)는 제 1 광선(L1)의 입사 방향에 대해 비스듬히 배치될 수 있다. 제 2 광선(L2)은 반사 미러(514)의 각도에 따라 제 1 광선(L1)에 대하여 특정 각도를 이루며 진행할 수 있다. 제 2 광선(L2)은 제 1 광선(L1)과 수직한 방향으로 진행할 수 있다. 제 2 광선(L2)은 제 1 렌즈 모듈(518)을 통과할 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518)은 제 2 광선(L2)의 진행 방향과 수직하게 배치될 수 있다. 제 2 광선(L2)은 제 1 렌즈 모듈(518)을 통과하며 굴절되어 제 2 굴절 광선(L2')의 형태로 진행할 수 있다. 제 2 굴절 광선(L2')은 제 1 렌즈 모듈(518)과 빔 스플리터(516)의 사이에 초점(FP1)을 형성할 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518)에 의해 형성되는 초점(FP1)에 대응되는 위치에 가상의 디스플레이(532)가 배치될 수 있다. 가상의 디스플레이(532)에 상(image)이 형성될 수 있다. 제 1 렌즈 모듈(518)에 의해 굴절된 제 2 굴절 광선(L2)은 빔 스플리터(516)의 내부에서 적어도 일부가 반사되어 사용자의 안구를 향해 진행할 수 있다. 빔 스플리터(516)에서 반사되지 않은 광은 빔 스플리터(516)를 그대로 투과할 수 있다. 빔 스플리터(516)에서 반사된 광은 디스플레이(530)에서 조사된 빛과 중첩(혼합)되어 제 3 광선(L3)의 형태로 사용자의 안구를 향할 수 있다. 제 3 광선(L3)은 제 2 렌즈 모듈(520)을 통과할 수 있다. 제 2 렌즈 모듈(520)은 제 3 광선(L3)의 진행방향과 수직하게 배치될 수 있다. 제 3 광선(L3)은 제 2 렌즈 모듈(520)을 통과하며 굴절되어 제 3 굴절 광선(L3')의 형태로 진행할 수 있다. 제 3 굴절 광선(L3')은 사용자의 안구를 향해 나란히 조사될 수 있다. 제 3 굴절 광선(L3')이 사용자의 안구를 향해 나란히 조사되기 위해서는 제 1 렌즈 모듈(518) 및 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리 및 배율이 동일할 수 있다.

일 실시 예에서, 제 2 렌즈 모듈(520)을 통과하는 광은 초점(FP2)을 통과할 수 있다. 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리(DF)는 제 2 렌즈 모듈(520)과 초점(FP2) 사이의 거리를 의미한다. 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리(DF)는 제 2 렌즈 모듈(520) 및 디스플레이(530) 사이의 거리(DLD)보다 적어도 길거나 같을 수 있다. 초점거리(DF)가 제 2 렌즈 모듈(520) 및 디스플레이(530) 사이의 거리(DLD)보다 짧은 경우, 디스플레이(530)에서 조사된 광은 사용자의 안구에 대해 도립 실상을 형성한다. 반면, 초점거리(DF)가 제 2 렌즈 모듈(520) 및 디스플레이(530) 사이의 거리(DLD)보다 길거나 같은 경우, 디스플레이(530)에서 조사된 광은 사용자의 안구에 대해 확대된 정립 허상을 형성한다. 상기와 같은 원리에 따를 때, 일 실시 예에 따른 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리(DF)가 제 2 렌즈 모듈(520) 및 디스플레이(530) 사이의 거리(DLD)보다 적어도 길거나 같은 경우에 디스플레이(530)로부터 조사되는 광이 외부로부터 유입되는 광과 혼합되어 정립상의 형태로 사용자의 안구를 향해 조사될 수 있다.

빔 스플리터(516)에 의해 반사되는 광과 투과되는 광의 비율은 빔 스플리터(516)의 특성(예: 코팅의 세기)에 의해 결정될 수 있다. 빔 스플리터(516)의 반사율이 높을수록 외부에서 입사된 광에 의한 상(image)이 표시 영역(예: 도 5의 제1, 제 2 표시 영역(460A, 460B))에 더욱 선명하게 형성될 수 있다. 빔 스플리터(516)의 투과율이 높을수록 디스플레이(530)에서 조사된 광에 의한 상(image)이 표시 영역(460A, 460B)에 더욱 선명하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(516)의 반사율 대 투과율의 비가 9대1인 경우, 표시 영역(460A, 460B)에 형성되는 상은, 외부에서 입사된 광에 의한 상의 선명도가 90%이며 디스플레이(530)에서 조사된 광의 선명도가 10%일 수 있다.

빔 스플리터(516)가 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter)인 경우, 편광 빔 스플리터의 반사율에 따라 디스플레이(530)에서 조사된 광에 의한 상(image)의 선명도는 유지되면서 외부에서 입사된 광에 의한 상의 선명도가 조절될 수 있다.

본 개시의 일 양태는 반사 광학 시스템(510)을 포함하는 렌즈 어셈블리(500) 및 이를 포함하는 웨어러블 전자 장치(401)를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(401)는 하우징(410)을 포함할 수 있다. 전자 장치(401)는 상기 하우징(410)에 배치되는 한 쌍의 렌즈 어셈블리(500)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리(500)는 외부에서 들어온 광을 사용자의 눈으로 전달하는 반사 광학 시스템(510)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리(500)는 상기 반사 광학 시스템(510)을 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이(530)를 포함할 수 있다. 상기 반사 광학 시스템(510)을 통해 수용된 광은 상기 디스플레이(530)로부터 조사된 광과 혼합될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 반사 광학 시스템(510)은 외부의 광을 수용하는 윈도우(512)를 포함할 수 있다. 반사 광학 시스템(510)은 상기 윈도우(512)를 통해 수용된 제 1 광선(L1)을 반사하는 반사 미러(514)를 포함할 수 있다. 반사 광학 시스템(510)은 상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 제 2 광선(L2; L2')의 적어도 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과시키는 빔 스플리터(516)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 제 2 광선(L2; L2')은 상기 윈도우(512)를 통해 수용된 상기 제 1 광선(L1)과 특정 각도를 이룰 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 1 광선(L1)은 상기 반사 미러(514)에 의해 전반사 될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 2 광선(L2; L2')의 적어도 일부는 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사될 수 있다. 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사되는 광은 상기 디스플레이(530)에서 조사되는 광과 중첩되어 제 3 광선(L3; L3')을 형성할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 렌즈 어셈블리(500)는 상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광을 굴절시키는 제 1 렌즈 모듈(518)을 더 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사된 광을 굴절시키는 제 2 렌즈 모듈(520)을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 1 렌즈 모듈(518) 및 상기 제 2 렌즈 모듈(520)의 배율 및 초점거리는 서로 대응될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 디스플레이(530)로부터 조사된 광은 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사된 광과 혼합될 수 있다. 혼합된 광은 상기 제 2 렌즈 모듈(520)로 유입될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 1 렌즈 모듈(518) 및 상기 제 2 렌즈 모듈(520) 중 적어도 어느 하나는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 2 렌즈 모듈(520)은 병렬로 배치된 2 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리는 상기 제 2 렌즈 모듈(520) 및 상기 디스플레이(530) 사이의 거리보다 길거나 같을 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 빔 스플리터(516)의 광에 대한 반사율 및 투과율의 비율은 사용자에 의해 조절될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 웨어러블 전자 장치(401)의 주변의 밝기에 따라 상기 빔 스플리터(516)의 반사율 및 투과율의 비율이 제어될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 빔 스플리터(516)는 편광 빔 스플리터(516)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 웨어러블 전자 장치(401)는 화이트 LED 또는 적외선 LED 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 렌즈 어셈블리(500)는 렌즈 하우징을 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 렌즈 하우징에 연결되며 외부의 광을 수용하는 윈도우(512)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 윈도우(512)를 통해 수용된 광을 반사하는 반사 미러(514)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광의 적어도 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과시키는 빔 스플리터(516)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 윈도우(512)를 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이(530)를 포함할 수 있다. 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사된 광은 상기 디스플레이(530)로부터 조사된 광과 혼합될 수 있다.

일 실시 예에서, 렌즈 어셈블리(500)는 상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광을 굴절시키는 제 1 렌즈 모듈(518)을 더 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사된 광을 굴절시키는 제 2 렌즈 모듈(520)을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 1 렌즈 모듈(518) 및 상기 제 2 렌즈 모듈(520)의 배율 및 초점거리는 서로 대응될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 반사 미러(514)는 상기 윈도우(512)를 통해 수용된 광을 입사 방향에 대해 수직한 방향으로 전반사할 수 있다. 상기 빔 스플리터(516)는 상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광의 적어도 일부를 광이 조사되는 방향에 대해 비스듬한 방향으로 반사할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(401)는 상기 하우징(410)에 배치되는 한 쌍의 렌즈 어셈블리(500)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 외부의 광을 수용하는 윈도우(512)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 윈도우(512)를 통해 수용된 광을 반사하는 반사 미러(514)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광의 적어도 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과시키는 빔 스플리터(516)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상기 윈도우(512)를 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이(530)를 포함할 수 있다. 상기 반사 미러(514) 및 상기 빔 스플리터(516)에 의한 반사에 의해 외부에서 유입된 광이 사용자의 눈으로 전달될 수 있다.

상기 언급된 실시 예들에 따르면 웨어러블 전자 장치(401)의 사용 시에 스테레오 카메라를 사용하지 않으면서 전자 장치(401)의 외부에서 전달되는 광을 사용자의 눈으로 전달할 수 있다. 상기 언급된 실시 예들에 따르면 웨어러블 전자 장치(401)의 발열감이 개선될 수 있다. 상기 언급된 실시 예들에 따르면 웨어러블 전자 장치(401)의 사용 또는 사용 대기 시 소모 전력이 감소할 수 있다. 상기 언급된 실시 예들에 따르면 외부에서 수용되는 광량이 적더라도 외부의 광을 원활하게 사용자의 안구로 전달할 수 있다.

본 문서의 실시 예들은 예시적인 것이고 제한적이지 않도록 의도된다. 첨부된 청구범위 및 이의 등가물들을 포함하여 본 개시의 상세한 사항들의 다양한 변경들이 이루어질 수 있다. 여기에 설명된 실시 예(들) 중 임의의 실시 예는 여기에 설명된 임의의 다른 실시 예(들)과 결합하여 사용될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

1. 하우징(410); 및
   상기 하우징(410)에 배치되는 한 쌍의 렌즈 어셈블리(500)를 포함하고,
   상기 렌즈 어셈블리(500)는,
   외부에서 들어온 광을 사용자의 눈으로 전달하는 반사 광학 시스템(510); 및
   상기 반사 광학 시스템(510)을 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이(530);
   를 포함하고,
   상기 반사 광학 시스템(510)을 통해 수용된 광은 상기 디스플레이(530)로부터 조사된 광과 혼합되는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 반사 광학 시스템(510)은,
   외부의 광을 수용하는 윈도우(512);
   상기 윈도우(512)를 통해 수용된 제 1 광선(L1)을 반사하는 반사 미러(514); 및
   상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 제 2 광선(L2; L2')의 적어도 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과시키는 빔 스플리터(516);
   를 포함하는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 제 2 광선(L2; L2')은 상기 윈도우(512)를 통해 수용된 상기 제 1 광선(L1)과 특정 각도를 이루는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 광선(L1)은 상기 반사 미러(514)에 의해 전반사 되는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 2 광선(L2; L2')의 적어도 일부는 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사되며, 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사되는 광은 상기 디스플레이(530)에서 조사되는 광과 중첩되어 제 3 광선(L3; L3')을 형성하는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 렌즈 어셈블리(500)는,
   상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광을 굴절시키는 제 1 렌즈 모듈(518); 및
   상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사된 광을 굴절시키는 제 2 렌즈 모듈(520);
   을 더 포함하는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 렌즈 모듈(518) 및 상기 제 2 렌즈 모듈(520)의 배율 및 초점거리는 서로 대응되는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 디스플레이(530)로부터 조사된 광은 상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사된 광과 혼합되어 상기 제 2 렌즈 모듈(520)로 유입되는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 렌즈 모듈(518) 및 상기 제 2 렌즈 모듈(520) 중 적어도 어느 하나는 볼록 렌즈를 포함하는,
   웨어러블 전자 장치(401).
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈 모듈(520)은 병렬로 배치된 2 이상의 렌즈들을 포함하는,
    웨어러블 전자 장치(401).
    
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈 모듈(520)의 초점거리는 상기 제 2 렌즈 모듈(520) 및 상기 디스플레이(530) 사이의 거리보다 길거나 같은,
    웨어러블 전자 장치(401).
    
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터(516)의 광에 대한 반사율 및 투과율의 비율은 사용자에 의해 조절될 수 있는,
    웨어러블 전자 장치(401).
    
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨어러블 전자 장치(401)의 주변의 밝기에 따라 상기 빔 스플리터(516)의 반사율 및 투과율의 비율이 제어되는,
    웨어러블 전자 장치(401).
    
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터(516)는 편광 빔 스플리터(516)를 포함하는,
    웨어러블 전자 장치(401).
    
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화이트 LED 또는 적외선 LED 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    웨어러블 전자 장치(401).
    
16. 렌즈 하우징;
    상기 렌즈 하우징에 연결되며 외부의 광을 수용하는 윈도우(512);
    상기 윈도우(512)를 통해 수용된 광을 반사하는 반사 미러(514);
    상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광의 적어도 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과시키는 빔 스플리터(516); 및
    상기 윈도우(512)를 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이(530);
    를 포함하고,
    상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사된 광은 상기 디스플레이(530)로부터 조사된 광과 혼합되는,
    렌즈 어셈블리(500).
    
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광을 굴절시키는 제 1 렌즈 모듈(518); 및
    상기 빔 스플리터(516)에 의해 반사된 광을 굴절시키는 제 2 렌즈 모듈(520);
    을 더 포함하는,
    렌즈 어셈블리(500).
    
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈 모듈(518) 및 상기 제 2 렌즈 모듈(520)의 배율 및 초점거리는 서로 대응되는,
    렌즈 어셈블리(500).
    
19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 미러(514)는 상기 윈도우(512)를 통해 수용된 광을 입사 방향에 대해 수직한 방향으로 전반사하고,
    상기 빔 스플리터(516)는 상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광의 적어도 일부를 광이 조사되는 방향에 대해 비스듬한 방향으로 반사하는,
    렌즈 어셈블리(500).
    
20. 하우징(410); 및
    상기 하우징(410)에 배치되는 한 쌍의 렌즈 어셈블리(500)를 포함하고,
    상기 렌즈 어셈블리(500)는,
    외부의 광을 수용하는 윈도우(512);
    상기 윈도우(512)를 통해 수용된 광을 반사하는 반사 미러(514);
    상기 반사 미러(514)에 의해 반사된 광의 적어도 일부는 반사하고 나머지 일부는 투과시키는 빔 스플리터(516); 및
    상기 윈도우(512)를 통해 수용되는 광과 나란한 방향으로 광을 조사하는 디스플레이(530);
    를 포함하고,
    상기 반사 미러(514) 및 상기 빔 스플리터(516)에 의한 반사에 의해 외부에서 유입된 광이 사용자의 눈으로 전달되는,
    웨어러블 전자 장치(401).

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