WO2022050605A1 - 전자 장치 및 사용자의 시선 정보 획득 방법 - Google Patents

전자 장치 및 사용자의 시선 정보 획득 방법 Download PDF

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    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to an electronic device and a method of acquiring gaze information of a user.
  • An electronic device may provide an image, for example, a virtual image based on the real world to the user.
  • the electronic device may output an image based on the user's gaze information, and for example, detect and track the movement of the eyes of the user wearing the electronic device using an infrared camera.
  • the electronic device may output an optical signal through an optical device such as an infrared LED.
  • the output light may be reflected from the user's eyes.
  • the electronic device may receive the light reflected through the image sensor of the infrared camera, and detect and track the movement of the eye based thereon.
  • the electronic device may output a virtual image to correspond to the eye movement direction based on the user's eye position and movement direction.
  • the electronic device needs to separately include an infrared camera as well as an optical device to acquire the user's gaze information, it is difficult to reduce the size of the electronic device, and power consumption can also be large because the optical device and the infrared camera must be simultaneously driven. there is.
  • An electronic device may include a display including a micro LED.
  • a display composed of micro LEDs may be composed of a plurality of pixels for displaying an image and a light receiving pixel disposed between the plurality of pixels.
  • light output from the display including the micro LED may be reflected from the user's eyes and received by one or more light-receiving pixels constituting the display.
  • the electronic device may detect and track the gaze of the user based on the light received by the one or more light-receiving pixels.
  • An electronic device operates with a plurality of pixels, light-receiving pixels disposed between the plurality of pixels, a display including the plurality of pixels and the light-receiving pixels, and the display a processor coupled to each other, wherein the processor receives light reflected from each of the user's left and right eyes through one or more light-receiving pixels constituting the display, and based on the light received through the one or more light-receiving pixels Each of the left and right eye gaze directions may be checked, and an image may be output based on the confirmed gaze directions.
  • a method of acquiring user gaze information using light-receiving pixels of a display of an electronic device In a method of acquiring user gaze information using light-receiving pixels of a display of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure, light reflected from each of the user's left and right eyes is transmitted through one or more light-receiving pixels constituting the display.
  • the method may include receiving, checking each gaze direction of the left eye and right eye based on the light received through the one or more light-receiving pixels, and outputting an image based on the checked gaze direction.
  • An electronic device obtains user gaze information by using one or more light-receiving pixels of a display composed of micro LEDs without separately providing an optical device and an infrared camera for detecting the user's gaze can do.
  • the electronic device may be reduced in size and weight.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an electronic device, for example, AR glasses, according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4A is a diagram illustrating a plan view of pixels constituting a display according to various embodiments of the present disclosure
  • 4B is a diagram illustrating an arrangement structure of pixels constituting a display according to various embodiments of the present disclosure
  • 4C is a diagram illustrating a cross-sectional view of a plurality of pixels constituting a display according to various embodiments of the present disclosure
  • 5A and 5B are diagrams for explaining a path of visible light output from a display and a path of visible light reflected from a user's eyes, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 6 is a view for explaining paths of visible light and infrared light output from a display, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a display according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of detecting a user's gaze direction and outputting an image based on the detected gaze direction, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of outputting an image by adjusting a period of outputting an image signal and a period of receiving reflected light from an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram for describing a cycle of outputting an image signal and a cycle of receiving reflected light from an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with at least one of the electronic device 104 and the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input module 150 , a sound output module 155 , a display module 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or an antenna module 197 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178
  • may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 .
  • some of these components are integrated into one component (eg, display module 160 ). can be
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 .
  • the volatile memory 132 may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 is the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123
  • the auxiliary processor 123 is, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the coprocessor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component eg, the camera module 180 or the communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but in the above example not limited
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the above example.
  • the artificial intelligence model may include, in addition to, or alternatively, a software structure in addition to the hardware structure.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ).
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input module 150 may receive a command or data to be used in a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display module 160 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input module 150 or an external electronic device (eg, a sound output module 155 ) directly or wirelessly connected to the electronic device 101 . A sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • an external electronic device eg, a sound output module 155
  • a sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used by the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication performance through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a LAN (local area network) communication module, or a power line communication module).
  • GNSS global navigation satellite system
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a first network 198 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 199 eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a telecommunication network
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR).
  • NR access technology includes high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency) -latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • a high frequency band eg, mmWave band
  • the wireless communication module 192 includes various technologies for securing performance in a high-frequency band, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), all-dimensional multiplexing. It may support technologies such as full dimensional MIMO (FD-MIMO), an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101 , an external electronic device (eg, the electronic device 104 ), or a network system (eg, the second network 199 ).
  • the wireless communication module 192 may include a peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency for realizing URLLC ( Example: downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less).
  • a peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for realizing URLLC
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module comprises a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (eg, bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, an array antenna) disposed on or adjacent to a second side (eg, top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or a part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or the server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to an intelligent service (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2 is a diagram 200 illustrating an electronic device 201 according to various embodiments of the present disclosure.
  • an electronic device 201 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) includes a communication circuit 210 (eg, the communication module 190 of FIG. 1 ), a memory 220 (eg, FIG. 1 ). 1 ), sensor circuit 230 (eg, sensor module 176 of FIG. 1 ), display 240 (eg, display module 160 of FIG. 1 ), battery 250 (eg: battery 189 of FIG. 1 ), and a processor 260 (eg, processor 120 of FIG. 1 ).
  • a communication circuit 210 eg, the communication module 190 of FIG. 1
  • a memory 220 eg, FIG. 1 ). 1
  • sensor circuit 230 eg, sensor module 176 of FIG. 1
  • display 240 eg, display module 160 of FIG. 1
  • battery 250 eg: battery 189 of FIG. 1
  • a processor 260 eg, processor 120 of FIG. 1
  • the communication circuit 210 (eg, the communication module 190 of FIG. 1) establishes a communication channel with an external electronic device (eg, the electronic device 102 of FIG. 1), It may support transmitting and receiving various data with an external electronic device.
  • an external electronic device eg, the electronic device 102 of FIG. 1
  • the memory 220 may store the user's left and right eyes based on light received through one or more light-receiving pixels constituting the display 240 .
  • a program for checking each gaze direction may be stored.
  • the memory 220 may store a program for outputting an image based on each of the checked gaze directions of the user's left and right eyes.
  • the memory 220 may store a program for adjusting a period of outputting an image signal and a period of receiving light reflected from the user's left and right eyes.
  • the sensor circuit 230 (eg, the sensor module 176 of FIG. 1 ) measures a physical quantity or detects an operating state of the electronic device 201 to display the measured or sensed information. It can be converted into an electrical signal.
  • the sensor circuit 230 may include, for example, at least one of an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, a gyro sensor, a magnetic sensor, a proximity sensor, and a gesture sensor.
  • the display 240 may be configured of at least one micro light emitting diode (LED).
  • the display 240 may include a first display (not shown) and a second display (not shown).
  • Each of the first display and the second display includes a plurality of pixels (eg, a red pixel, a green pixel, and a blue pixel) for displaying a virtual image, and between the plurality of pixels. It may include a light-receiving pixel for receiving light reflected from the eye disposed on the.
  • one or more batteries 250 may be provided, and may supply power to components constituting the electronic device 201 . .
  • the processor 260 displays light reflected from each of the user's left and right eyes on the display 240 (eg, the first display and the second display). It can be received through one or more light-receiving pixels constituting the display).
  • the processor 260 may identify the gaze directions of the user's left and right eyes, respectively, based on the light received through one or more light-receiving pixels.
  • the processor 260 may detect the user's gaze direction (eg, eye movement) based on light reflected from the user's eyes (eg, the user's left and right eyes), and output an image based thereon. .
  • the processor 260 may output an image in a first cycle.
  • the processor 260 receives light reflected from each of the user's left and right eyes in a second period shorter than (or longer than, or equal to) the first period through one or more light-receiving pixels constituting the display, and based on the received light, You can check the gaze directions of each of the left and right eyes.
  • the electronic device 201 includes a plurality of pixels, light-receiving pixels disposed between the plurality of pixels, a display 240 including the plurality of pixels and the light-receiving pixels, and the and a processor 260 operatively connected to the display 240 , wherein the processor 260 receives light reflected from each of the user's left and right eyes through one or more light-receiving pixels constituting the display 240 . and check the gaze directions of each of the left and right eyes based on the light received through the one or more light-receiving pixels, and output an image based on the checked gaze directions.
  • the processor 260 is configured to receive the light output from the display 240 through the one or more light-receiving pixels after being reflected from each of the user's left and right eyes, and the light is output A path to be transmitted and a path to be received through the one or more light-receiving pixels may be the same.
  • the processor 260 may be set to adjust a timing of driving the plurality of pixels and a timing of driving the one or more light-receiving pixels.
  • the processor 260 drives the plurality of pixels in a first cycle to output an image, and the processor 260 controls the plurality of pixels to output an image in a second cycle equal to or longer than the first cycle. It may be configured to drive one or more light-receiving pixels to receive light reflected from each of the user's left and right eyes.
  • the processor 260 drives the plurality of pixels in a first cycle to output an image, and drives the one or more light-receiving pixels in a second cycle shorter than the first cycle to drive the user It may be set to receive light reflected from each of the left and right eyes of
  • the electronic device 201 further includes at least one light source for outputting infrared light
  • the processor 260 is configured so that the infrared light output through the at least one light source is transmitted to the user's
  • a path reflected from each of the left and right arms may be configured to be received through the one or more light-receiving pixels, and a path through which the infrared light is output and received through the one or more light-receiving pixels may be different.
  • each of the plurality of pixels and the one or more light-receiving pixels may include a micro lens.
  • the plurality of pixels and the one or more light-receiving pixels may be disposed to be separated by a barrier rib.
  • the display 240 may include signal transmission paths for controlling the plurality of pixels and signal transmission paths for controlling the plurality of light-receiving pixels.
  • the processor 260 is configured to, when the amount of charge of the one or more light-receiving pixels receiving light reflected from each of the user's left and right eyes is less than or equal to a specified amount of charge, the one or more light-receiving pixels and the one or more light-receiving pixels It may be set to receive light reflected from each of the left and right eyes of the user by using one or more light-receiving pixels disposed adjacent to the above-mentioned light-receiving pixels.
  • FIG. 3 is a diagram 300 illustrating an electronic device 201, for example, AR glasses, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device eg, the electronic device 201 of FIG. 2
  • the electronic device 201 of FIG. 2 may be worn on the user's face to provide the user with an image related to an augmented reality service and/or a virtual reality service.
  • the electronic device 201 includes a first display 305 , a second display 310 , a screen display unit 315 , an input optical member 320 , a first transparent member 325a , and a second transparent member 325b, lighting units 330a and 330b, first PCB 335a, second PCB 335b, first hinge 340a, second hinge 340b, first camera 345, a plurality of of the microphone (eg, the first microphone 350a, the second microphone 350b, the third microphone 350c), a plurality of speakers (eg, the first speaker 355a, the second speaker 355b), the battery ( 360), a second camera 365a, and a third camera 365b.
  • the display (eg, first display 305 and second display 310 ) is, for example, a liquid crystal display (LCD), a digital mirror device (DMD) ), a liquid crystal on silicon (LCoS), an organic light emitting diode (OLED), or a micro LED (micro LED).
  • LCD liquid crystal display
  • DMD digital mirror device
  • LCD liquid crystal on silicon
  • OLED organic light emitting diode
  • micro LED micro LED
  • the electronic device 201 may include a light source for irradiating light to a screen output area of the display.
  • the display when it is capable of generating light by itself, for example, when it is made of one of an organic light emitting diode or a micro LED, the electronic device 201 provides good quality to the user even if it does not include a separate light source. A virtual image may be provided.
  • the display is implemented with an organic light emitting diode or a micro LED, a light source is unnecessary, so that the electronic device 201 can be reduced in weight.
  • the displays may include at least one micro light emitting diode (LED).
  • the micro LED can express red (R, red), green (G, green), and blue (B, blue) by self-luminescence, and has a small size (eg, about 100 ⁇ m or less), and one chip is A pixel (eg, one of R, G, and B) may be implemented. Accordingly, when the display is composed of micro LEDs, high resolution can be provided without a backlight unit (BLU).
  • BLU backlight unit
  • one pixel may include R, G, and B
  • one chip may include a plurality of pixels including R, G, and B.
  • the display (eg, the first display 305 and the second display 310 ) has a display area made up of pixels for displaying a virtual image and reflections from the eye disposed between the pixels. It may be composed of light-receiving pixels (eg, photo sensor pixels) that receive light, convert it into electrical energy, and output the received light.
  • light-receiving pixels eg, photo sensor pixels
  • the electronic device 201 may detect the user's gaze direction (eg, eye movement) through the light-receiving pixels.
  • the electronic device 201 may use one or more light-receiving pixels constituting the first display 305 and one or more light-receiving pixels constituting the second display 310 in the gaze direction for the user's right eye and the left eye of the user. It is possible to detect and track the direction of the gaze.
  • the electronic device 201 may determine the position of the center of the virtual image according to the gaze directions of the user's right and left eyes detected through one or more light-receiving pixels (eg, directions in which the user's right and left pupils gaze).
  • light emitted from a display passes through a lens (not shown) and a waveguide to face the user's right eye. It is possible to reach the screen display unit 315 formed on the first transparent member 325a that is arranged to be in the right direction, and the screen display unit 315 that is formed on the second transparent member 325b that faces the user's left eye.
  • light emitted from the display passes through the waveguide to the grating area formed in the input optical member 320 and the screen display unit 315 . It may be reflected and transmitted to the user's eyes.
  • the first transparent member 325a and/or the second transparent member 325b may be formed of a glass plate, a plastic plate, or a polymer, and may be made transparent or translucent.
  • a lens may be disposed in front of a display (eg, the first display 305 and the second display 310 ).
  • a lens (not shown) may include a concave lens and/or a convex lens.
  • the lens (not shown) may include a projection lens or a collimation lens.
  • the screen display unit 315 or the transparent member may include a lens including a waveguide or a reflective lens. there is.
  • the waveguide may be made of glass, plastic, or polymer, and may include a nano-pattern formed on one surface of the inside or outside, for example, a grating structure of a polygonal or curved shape. there is.
  • the light incident to one end of the waveguide may be propagated inside the display waveguide by the nanopattern and provided to the user.
  • the waveguide formed of a free-form prism may provide incident light to a user through a reflection mirror.
  • the waveguide may include at least one of at least one diffractive element (eg, a diffractive optical element (DOE), a holographic optical element (HOE)) or a reflective element (eg, a reflective mirror).
  • the waveguide may guide the light emitted from the displays 305 and 310 to the user's eyes using at least one diffractive element or a reflective element included in the waveguide.
  • the diffractive element may include an input optical member 320/output optical member (not shown).
  • the input optical member 320 may mean an input grating area
  • the output optical member (not shown) may mean an output grating area.
  • the input grating region transmits light output from the display (eg, the first display 305 and the second display 310) (eg, micro LED) to the transparent member (eg, the first transparent member 350a of the screen display unit 315).
  • the second transparent member 350b) may serve as an input terminal for diffracting (or reflecting) light to transmit it.
  • the output grating region may serve as an exit for diffracting (or reflecting) light transmitted to the transparent member (eg, the first transparent member 350a and the second transparent member 350b) of the waveguide to the user's eyes.
  • the reflective element may include a total reflection optical element or a total reflection waveguide for total internal reflection (TIR).
  • TIR total internal reflection
  • total reflection is one way of guiding light, creating an angle of incidence so that light (eg, virtual image) input through the input grating region is 100% reflected from one surface (eg, a specific surface) of the waveguide, so that the output grating region It may mean to deliver 100% to
  • the light emitted from the displays 305 and 310 may be guided to a waveguide through the input optical member 320 .
  • the light moving inside the waveguide may be guided toward the user's eyes through the output optical member.
  • the screen display unit 315 may be determined based on light emitted in the eye direction.
  • the first camera 345 may be referred to as high resolution (HR) or photo video (PV), and may include a high-resolution camera.
  • the first camera 345 may include a color camera equipped with functions for obtaining a high-quality image, such as an auto focus (AF) function and an optical image stabilizer (OIS).
  • AF auto focus
  • OIS optical image stabilizer
  • the present invention is not limited thereto, and the first camera 345 may include a global shutter (GS) camera or a rolling shutter (RS) camera.
  • the second camera 365a and the third camera 365b provide 3 degrees of freedom (3DoF), 6DoF head tracking, hand detection and tracking, gesture ) and/or a camera used for spatial recognition.
  • the second camera 365a and the third camera 365b may include a global shutter (GS) camera to detect the movement of the head and the hand and track the movement.
  • GS global shutter
  • At least one sensor eg, sensor circuit 230 of FIG. 2
  • a gyro sensor e.g., an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, and/or a gesture sensor
  • the camera 365b performs at least one of head tracking for 6DoF, pose estimation & prediction, gesture and/or spatial recognition, and a slam function through depth shooting. can do.
  • the second camera 365a and the third camera 365b may be used separately as a camera for head tracking and a camera for hand tracking.
  • the lighting units 330a and 330b may have different uses depending on where they are attached.
  • the lighting units 330a and 330b are around a hinge connecting a frame and a temple (eg, a first hinge 340a, a second hinge 340b) or a bridge connecting the frame. ) may be attached together with the second camera 365a and the third camera 365b mounted on the periphery.
  • the lighting units 330a and 330b may be used as a means to supplement ambient brightness.
  • the lighting units 330a and 330b may be used in a dark environment or when it is not easy to detect a subject to be photographed because of mixed and reflected light of various light sources.
  • components constituting the electronic device 201 are included in the PCB (eg, the first PCB 335a and the second PCB 335b).
  • the PCB may transmit electrical signals to components constituting the electronic device 201 .
  • the plurality of microphones may process an external sound signal as electrical voice data.
  • the processed voice data may be utilized in various ways according to a function (or an application being executed) being performed by the electronic device 201 .
  • the plurality of speakers are received from a communication circuit (eg, the communication circuit 210 of FIG. 2 ) or a memory (eg, the communication circuit 210 of FIG. 2 ). Audio data stored in the memory 220 may be output.
  • one or more batteries 360 may be included and may supply power to components constituting the electronic device 201 .
  • 4A is a diagram 400 illustrating a plan view of pixels constituting the displays 305 and 310, according to various embodiments.
  • the display (eg, the first display 305 and the second display 310 of FIG. 3 ) of the electronic device (eg, the electronic device 201 of FIG. 2 ) includes a plurality of pixels (RGB). (405, 410, 415) and a plurality of light-receiving pixels 420 may be configured.
  • the plurality of pixels may include a red pixel (R) 405 , a green pixel (G) 410 , and a blue pixel (B) 415 .
  • the electronic device 201 may display a virtual image using a plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , and 415 .
  • the light-receiving pixel 420 may be disposed between (or outside (eg, an edge)) a plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , and 415 .
  • the light-receiving pixel 420 disposed between the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , and 415 (or outside (eg, an edge)) may receive light reflected from the user's eyes.
  • the electronic device 201 may detect the user's gaze direction (eg, eye movement) based on the reflected light received by the light-receiving pixel 420 .
  • the electronic device 201 Based on the light received by the light-receiving pixels 420 constituting the first display 305 and the second display 310 , the electronic device 201 provides a gaze direction for the user's right eye and a gaze direction for the user's left eye. can be detected and tracked. The electronic device 201 may determine the position of the center of the virtual image based on the detected gaze directions of the user's right and left eyes.
  • FIG. 4B is a diagram 425 illustrating an arrangement structure of pixels constituting the displays 305 and 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , and 415 and the light receiving pixel 420 may be arranged in various shapes.
  • the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , 415 and the light receiving pixel 420 may be arranged in a pentile structure.
  • the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , 415 and the light-receiving pixel 420 constituting the displays 305 and 310 are arranged in a pentile structure, it is shown by reference number ⁇ 430>.
  • a red pixel (R) 405, two green pixels (G) 410, and a blue pixel (B) 415 are disposed in a square shape, and a red pixel (R) 405, 2
  • a rectangular light receiving pixel 420 may be disposed between the green pixels (G) 410 and the blue pixels (B) 415 .
  • the size or shape of at least one of the rectangular light-receiving pixels 420 may be different from each other.
  • the arrangement structure of the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , 415 and the light receiving pixel 420 is not limited to a pentile structure.
  • the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , 415 and the light receiving pixel 420 may be arranged in various structures such as an RGB structure or a stripe structure.
  • the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , 415 and the light-receiving pixel 420 are light-receiving pixels to increase light-receiving efficiency in a dark environment with insufficient light to accurately obtain information about the user's gaze.
  • the area 420 may be widened (eg, the area occupied by the light-receiving pixel 420 may be disposed to be wide).
  • an octahedral red pixel (R) 405, two green pixels (G) 410, and a blue pixel (B) 415 are disposed, and a red pixel (B) 415 is disposed.
  • a diamond-shaped light receiving pixel 420 may be disposed between the pixel (R) 405 , the two green pixels (G) 410 , and the blue pixel (B) 415 .
  • a red pixel (R) 405, two green pixels (G) 410, and a blue pixel (B) 415 in a diamond shape are disposed and , between the red pixel (R) 405 , the two green pixels (G) 410 , and the blue pixel (B) 415 , a light-receiving pixel 420 having a diamond shape may be disposed.
  • an area occupied by the light-receiving pixel 420 illustrated by reference number ⁇ 440> may be larger than an area occupied by the light-receiving pixel 420 illustrated by reference number ⁇ 435>. Since the area occupied by the light-receiving pixel 420 illustrated by reference number ⁇ 440> is larger than the area occupied by the light-receiving pixel 420 illustrated by reference number ⁇ 435>, the light-receiving pixel 420 illustrated by reference number ⁇ 440> ) may be higher than the light receiving efficiency of the light receiving pixel 420 shown in reference numeral 435 .
  • the present invention is not limited thereto.
  • the electronic device 201 may determine whether the amount of charge of one or more light-receiving pixels receiving light reflected from each of the user's left and right eyes is equal to or less than a specified amount of charge. If the amount of charge of the one or more light-receiving pixels receiving the light reflected from each of the user's left and right eyes is equal to or less than the specified amount of charge, the electronic device 201 sets the one or more light-receiving pixels and the one or more light-receiving pixels disposed close to the one or more light-receiving pixels. Light reflected from each of the user's left and right eyes may be received using the pixels.
  • Light reflected from the user's right and left eyes may be converted into an electrical signal at one or more light-receiving pixels and one or more light-receiving pixels disposed proximate to the one or more light-receiving pixels.
  • the converted electrical signal may be transmitted to a processor, for example, an image signal processor (ISP) (not shown).
  • ISP image signal processor
  • the image signal process may process an image suitable for tracking the user's right eye and left eye, and based on this, the user's pupil position may be identified, and the direction in which the pupil moves, for example, the gaze direction may be tracked.
  • the electronic device 201 applies to the one or more light-receiving pixels and the one or more light-receiving pixels.
  • Light reflected from each of the user's right and left eyes may be received using one or more light receiving pixels disposed adjacently. Accordingly, light receiving efficiency may be increased.
  • the electronic device 201 receives the light reflected from each of the user's right and left eyes using one or more light-receiving pixels and one or more light-receiving pixels disposed adjacent to the one or more light-receiving pixels, so that the user's gaze information can be obtained accurately.
  • the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , 415 and the light-receiving pixel 420 have at least two structures selected from the aforementioned reference numerals ⁇ 430>, ⁇ 435>, and ⁇ 440>. It can be arranged in a merged structure.
  • 4C is a diagram 450 illustrating a cross-sectional view of pixels constituting the displays 305 and 310, according to various embodiments.
  • a display (eg, the first display 305 and the second display 310 of FIG. 3 ) may be configured of at least one micro light emitting diode (LED).
  • the display may include a blue pixel (B) 415 , a red pixel (R) 405 , a green pixel (G) 410 , and a light-receiving pixel 420 .
  • each of the blue pixel (B) 415 , the red pixel (R) 405 , and the green pixel (G) 410 includes a color filter 453 and an LED for emitting the pixel.
  • the color filter 453 may include a blue filter, a red filter, and a green filter.
  • the present invention is not limited thereto, and the color filter 453 may include a yellow filter, a magenta filter, or a cyan filter.
  • each of the blue pixel (B) 415 , the red pixel (R) 405 , and the green pixel (G) 410 includes the color filter 453 , but this is not limited thereto. it is not
  • each of the blue pixel (B) 415 , the red pixel (R) 405 , and the green pixel (G) 410 includes a no color filter (not shown) and an LED for emitting light. (451).
  • the light-receiving pixel 420 may include a no color filter 463 .
  • each of the blue pixel (B) 415 , the red pixel (R) 405 , the green pixel (G) 410 , and the light receiving pixel 420 is a micro lens to direct light in a specific direction.
  • (micro lens) 470 may be included.
  • the micro lens 470 corresponds to each of the blue pixel (B) 415 , the red pixel (R) 405 , the green pixel (G) 410 , and the light receiving pixel 420 on the color filter 453 . It can be formed to be
  • a blue pixel (B) 415, a red pixel (R) ( 405 , the green pixel (G) 410 , and the light-receiving pixel 420 may be divided by a substrate 480 .
  • Each pixel eg, a blue pixel (B) 415 , a red pixel (R) 405 , a green pixel (G) 410 , or a light-receiving pixel 420 ) emits light as it is separated by the barrier rib 480 .
  • the shape of the partition wall is not limited to the shape shown in FIG. 4C .
  • the barrier rib may be formed in various shapes according to the shape and size of each pixel.
  • 5A and 5B are diagrams 500 for explaining a path of visible light output from the displays 520 , 305 , and 310 and a path of visible light reflected from the user's eyes, according to various embodiments of the present disclosure.
  • Display 520 (eg, first display 305 and the second display 310 of FIG. 3 ) includes a plurality of pixels (RGB) (eg, red pixel (red) 405, green pixel (green) in FIG. 4A ). 410), and a blue pixel (blue) 415) and a light-receiving pixel (eg, the light-receiving pixel 420 of FIG. 4A) disposed between the plurality of pixels (RGB) 405, 410, 415).
  • RGB red pixel
  • red green pixel
  • blue blue pixel
  • a light-receiving pixel eg, the light-receiving pixel 420 of FIG. 4A
  • the lens 530 may be disposed in front of the display 520 . Visible light emitted from display 520 (eg, first display 305 , second display 310 ) passes through lens 530 (eg, a projection lens or collimation lens). can do. Lens 530 may include a concave lens and/or a convex lens.
  • B (blue) visible light passing through the lens 530 is transmitted to the user's eye 510 through the first layer 540a of the waveguide.
  • visible light B emitted from the display 520 is reflected by the input grating 550 of the first layer 540a of the waveguide, and the reflected visible light B is totally reflected and reaches the output grating 560, the output grating It may be reflected by 560 and reach the user's eye 510 .
  • the G (green) visible light passing through the lens 530 may reach the user's eye 510 through the second layer 540b of the waveguide.
  • the G visible light emitted from the display 520 is reflected by the input grating 550 of the second layer 540b of the waveguide, and the reflected G visible light is totally reflected and reaches the output grating 560, the output grating It may be reflected by 560 and reach the user's eye 510 .
  • R (red) visible light passing through the lens 530 may reach the user's eye 510 through the third layer 540c of the waveguide.
  • the R visible light emitted from the display 520 is reflected by the input grating 550 of the third layer 540c of the waveguide, and the reflected R visible light is totally reflected and reaches the output grating 560 , the output grating It may be reflected by 560 and reach the user's eye 510 .
  • the user's eye 510 may be reflected from the user's eye 510 .
  • the light receiving pixel 420 may receive visible light reflected through each layer of the waveguide (eg, the first layer 540a, the second layer 540b, and the third layer 540c) and the lens 530 . .
  • the path through which the visible light reaches the user's eye 510 and the visible light reflected from the user's eye 510 are received.
  • the paths may be the same.
  • B visible light reaching the user's eye 510 through the first layer 540a of the waveguide is reflected from the user's eye 510 and is received by the light receiving pixel 430 through the first layer 540a.
  • G visible light reaching the user's eye 510 through the second layer 540b of the waveguide may be reflected from the user's eye 510 and received by the light receiving pixel 430 through the second layer 540b.
  • R visible light reaching the user's eye 510 through the third layer 540c of the waveguide may be reflected from the user's eye 510 and received by the light receiving pixel 430 through the third layer 540c.
  • the waveguide is illustrated as being composed of three layers, for example, a first layer 540a, a second layer 540b, and a third layer 540c, but this is not limited thereto. is not doing
  • the waveguide may be composed of two layers or one layer.
  • FIG. 6 is a view 600 for explaining paths of visible light and infrared light output from the displays 620 , 305 and 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • visible light eg, RGB visible light
  • the display 620 eg, the first display 305 and the second display 310 of FIG. 3
  • One or more infrared LEDs (not shown) for emitting infrared rays may be disposed on a frame of the electronic device (eg, the electronic device 201 of FIG. 2 ).
  • RGB visible light may be emitted from display 620 (eg, first display 305 and second display 310 ), and infrared light may be emitted from one or more infrared LEDs.
  • display 620 (eg, first display 305 and second display 310 ) has a plurality of pixels (RGB) (eg, red pixel (red) 405 in FIG. 4A , green A pixel (green) 410 and a blue pixel (blue) 415) and a light-receiving pixel (eg, the light-receiving pixel 420 of FIG. 4A ) disposed between the plurality of pixels (RGB) 405 , 410 , 415 ) can be composed of
  • the lens 630 may be disposed in front of the display 620 . Visible light emitted from the display 620 (eg, 305 and 310 ) may pass through a lens 630 (eg, a projection lens or a collimation lens).
  • a lens 630 eg, a projection lens or a collimation lens
  • the B (blue) visible light passing through the lens 630 is transmitted to the user's eye 610 through the first layer 640a of the waveguide.
  • G (green) visible light passing through the lens 630 may reach the user's eye 610 through the second layer 640b of the waveguide.
  • R(red) visible light passing through the lens 630 may reach the user's eye 610 through the third layer 640c of the waveguide.
  • infrared light may be emitted from one or more infrared LEDs disposed on the frame of the electronic device 201 , and the emitted infrared light may be transmitted to the user's eye 610 .
  • Infrared light reaching the user's eye 610 may be reflected from the user's eye 610 .
  • the light-receiving pixel 420 may receive infrared light reflected through the fourth layer 640d (eg, an infrared layer) of the waveguide and the lens 630 .
  • the visible light when visible light is output from the display 620 (eg, 305 and 310 ) and infrared light is output from at least one infrared LED, the visible light reaches the user's eye 510 .
  • a path through which the light is transmitted and a path for receiving the infrared light reflected from the user's eye 610 may be different.
  • RGB visible light reaches the user's eye 610 through each layer of the waveguide (eg, the first layer 640a, the second layer 640b, the third layer 640c), whereas the user's eye
  • the infrared light reflected from the 610 may be received by the light-receiving pixel 420 through the fourth layer 640d.
  • the present invention is not limited thereto, and in various embodiments, during a period (time) in which visible light is not output from the display 620 (eg, 305 and 310 ), infrared light is transmitted to the fourth layer 640d as well as the fourth layer 640d of the waveguide. Light may be received by the light receiving pixel 420 through the first to third layers (eg, 640a, 640b, and 640c).
  • the waveguide is illustrated as being composed of three layers, for example, a first layer 640a, a second layer 640b, and a third layer 640c, but the present invention is not limited thereto.
  • the waveguide may be composed of two layers or one layer.
  • FIG. 7 is a block diagram 700 illustrating displays 305 , 310 , in accordance with various embodiments.
  • a display (eg, the first display 305 and the second display 310 of FIG. 3 ) may include a display driver IC (DDI) for controlling the display.
  • the DDI may include a gate driver 720 , a data driver 730 , a timing controller 740 , and an interface block 750 .
  • the displays 305 and 310 include a plurality of gate lines GL1 to GLn, a plurality of data lines DL1 to DLm intersecting them, and a gate line GL and a data line DL. It may be configured to include a plurality of pixels P formed in the intersecting area.
  • the displays 305 and 310 may further include a plurality of light-receiving pixel lines PDL1 to PDLk. Between the plurality of sub-pixels (eg, the red pixel (R) 405, the green pixel (G) 410, and the blue pixel (B) 415 of FIG. 4A ), the light-receiving pixel PD (eg: The light-receiving pixel 420 of FIG. 4A may be disposed.
  • the light-receiving pixel line PDL may be connected to the light-receiving pixels PD 420 .
  • the light-receiving pixel (PD) 420 may include a light-receiving photodiode.
  • each pixel P may include a plurality of sub-pixels (eg, an R (red) pixel 405 , a G (green) pixel 410 , and a B (blue) pixel 415 ).
  • Each sub-pixel may be configured to include a light emitting diode (eg, a micrometer unit microLED) emitting light of a corresponding color and a driving circuit (not shown) for driving the light emitting diode.
  • the driving circuit may include at least one thin film transistor and at least one capacitor, may be electrically connected to any one of the gate lines GL, and may be electrically connected to any one of the data lines DL.
  • the driving circuit may charge the capacitor with a data voltage supplied from the data driver 222 through the connected data line DL. there is.
  • the driving circuit may control the amount of current supplied to the LED according to the data voltage charged in the capacitor. That is, each sub-pixel may display visual information based at least on the scan signal and the data signal.
  • the displays 305 and 310 include, in addition to the signal wires, various signal wires for driving the pixels P (eg, Sens wires, L-TEST wires, TEST wires), and a pixel ( P) may be configured to further include a plurality of power lines (eg, VDD lines, VSS lines, Vcas lines) for supplying power.
  • various signal wires for driving the pixels P eg, Sens wires, L-TEST wires, TEST wires
  • a pixel ( P) may be configured to further include a plurality of power lines (eg, VDD lines, VSS lines, Vcas lines) for supplying power.
  • the gate driver 720 may supply a scan signal to the plurality of gate lines GL1 to GLn according to at least one gate control signal GCS provided from the timing controller 740 .
  • the gate driver 720 may include a gate shift register that outputs a scan signal (or scan pulse).
  • the scan signal is sequentially supplied to each pixel P, and may be composed of a single signal or a plurality of signals.
  • each gate line GL may be composed of a plurality of lines for supplying the plurality of scan signals to each pixel P.
  • the data driver 730 may convert the image data RGB provided from the timing controller 740 into a data voltage according to at least one data control signal DCS provided from the timing controller 740 . .
  • the data driver 730 may generate a data voltage using a plurality of gamma compensation voltages.
  • the data driver 730 may sequentially supply the generated data voltage to the plurality of pixels P on a line-by-line basis, for example, on a row-by-row basis.
  • the data driver 730 includes a data shift register for outputting a sampling signal, a latch circuit for latching image data row by row in response to the sampling signal, and the latched image data. It may include a digital analog converter that converts the analog grayscale voltage (pixel voltage), and the like.
  • the light receiving driver 760 may transmit power, a control signal, and information to the light receiving pixel PD 420 through the plurality of light receiving pixel lines PDL1 to PDLk.
  • Each light receiving pixel (PD) 420 may receive light reflected from the user's eye under the control of the light receiving driver 760 .
  • the light receiving driver 760 selects one or more light receiving pixels disposed close to the one or more light receiving pixels PD.
  • the light reflected from each of the user's left and right eyes may be transmitted to the corresponding one or more light-receiving pixels through the light-receiving pixel lines PDL1 to PDLk.
  • the timing controller 740 may align the image data RGB provided from the interface block 750 according to the size and resolution of the display.
  • the timing controller 740 may supply the aligned image data RGB to the data driver 730 .
  • the timing controller 740 may transmit a plurality of control signals GCS and DCS using at least one synchronization signal SYNC provided from the interface block 750 .
  • the plurality of control signals GCS and DCS may include at least one gate control signal GCS and at least one data control signal DCS.
  • the gate control signal GCS may be a signal for controlling the driving timing of the gate driver 720 .
  • the data control signal DCS may be a signal for controlling the driving timing of the data driver 730 .
  • the synchronization signals SYNC may include a dot clock (DCLK), a data enable signal (DE), a horizontal synchronization signal (Hsync), or a vertical synchronization signal (Vsync).
  • the interface block 750 receives image data RGB from a processor (eg, the processor 120 of FIG. 1 ), for example, an application processor, and transmits the received image data RGB to the timing controller 740 . can be sent to The interface block 750 may generate at least one synchronization signal SYNC and transmit it to the timing controller 740 . The interface block 750 may control the power supply 770 to supply at least one driving voltage to the display.
  • a processor eg, the processor 120 of FIG. 1
  • an application processor e.g., an application processor
  • the interface block 750 may control the power supply 770 to supply at least one driving voltage to the display.
  • the power supply unit 770 may generate at least one driving voltage required to drive the display and supply the generated driving voltage to the display.
  • the at least one driving voltage may include, for example, VDD, VSS(GND), a gate-on voltage, a gate-off voltage, or an initialization voltage.
  • the gate-on voltage may be a voltage for turning on at least one thin film transistor included in the display.
  • the gate-off voltage may be a voltage for turning off at least one thin film transistor included in the display.
  • the initialization voltage may be a voltage for initializing any one node in a driving circuit for driving at least one sub-pixel among the plurality of sub-pixels.
  • FIG. 8 is a flowchart 800 for explaining a method of detecting a user's gaze direction and outputting an image based on the detected gaze direction, according to various embodiments of the present disclosure.
  • Operations 810 to 830 of FIG. 8 may be understood as being performed by the processor 260 of an electronic device (eg, the electronic device 201 of FIG. 2 ).
  • the electronic device 201 displays light reflected from each of the user's left and right eyes (eg, the first display 305 of FIG. 3 , the second 2
  • the light-receiving pixels constituting the display 310 eg, the light-receiving pixel 420 of FIG. 4A ) may receive it.
  • the displays 305 and 310 may be comprised of at least one micro light emitting diode (LED).
  • the display may include a first display 305 and a second display 310 .
  • Each of the first display 305 and the second display 310 includes a plurality of pixels (eg, a red pixel (red) 405, a green pixel (green) 410 of FIG. 4A , for displaying a virtual image); and a blue pixel (blue) 415) and a light-receiving pixel 420 for receiving light reflected from the eye disposed between the plurality of pixels.
  • the light emitted from the first display 305 and the second display 310 is a lens (eg, lens 530 in FIGS. 5A and 5B , lens 630 in FIG. 6 ) (eg, projection). (a projection lens or collimation lens).
  • the light that has passed through the lens 530 uses a waveguide (eg, the waveguides 540a, 540b, 540c of FIGS. 5A and 5B, and the waveguides 640a, 640b, 640c, 640d of FIG. 6). can reach the user's eyes (eg, the user's left and right eyes).
  • Light reaching the user's eyes may be reflected from the user's eyes (eg, the user's left and right eyes).
  • the light-receiving pixel 420 may receive light reflected from the user's eyes (eg, the user's left and right eyes).
  • light emitted from the first display 305 may be reflected from the user's right eye to be received by one or more light-receiving pixels constituting the first display 305 .
  • Light emitted from the second display 310 may be reflected from the user's left eye to be received by one or more light-receiving pixels constituting the second display 310 .
  • the electronic device 201 may identify the respective gaze directions of the user's left eye and right eye based on light received through one or more light-receiving pixels.
  • the electronic device 201 may detect the user's gaze direction (eg, eye movement) based on light reflected from the user's eyes (eg, the user's left and right eyes). For example, the electronic device 201 may determine the gaze direction for the user's right eye and the user's left eye based on the light received by one or more light receiving pixels provided in each of the first display 305 and the second display 310 . The gaze direction can be detected and tracked. Light reflected from the user's right and left eyes may be converted into electrical signals in one or more light receiving pixels provided in each of the first display 305 and the second display 310 . The converted electrical signal may be transmitted to a processor, for example, an image signal processor (ISP) (not shown). The image signal process may process an image suitable for tracking the user's right eye and left eye, and based on this, the user's pupil position may be identified, and the direction in which the pupil moves, for example, the gaze direction may be tracked.
  • ISP image signal processor
  • the electronic device 201 may output an image based on the identified gaze direction.
  • the electronic device 201 may determine a location of a screen display unit (eg, the screen display unit 315 of FIG. 3 ) to output a virtual image based on the tracked direction in which the user's pupil moves. For example, a first transparent member disposed to face the user's right eye (eg, the first transparent member 325a of FIG. 3 ) and a second transparent member disposed to face the user's left eye (eg, the second transparent member of FIG. 3 ) The position of the screen display unit 315 on the member 325b) may be determined. In other words, the electronic device 201 may determine the position of the center of the virtual image according to the gaze directions of the user's right and left eyes (eg, the directions in which the user's right and left pupils gaze).
  • the electronic device 201 may output an image to the screen display unit 315 .
  • FIG. 9 is a flowchart 900 for explaining a method of outputting an image by adjusting a period of outputting an image signal and a period of receiving reflected light from the electronic device 201, according to various embodiments of the present disclosure.
  • Operations 910 to 920 of FIG. 9 may be understood as being performed by the processor 260 of the electronic device (eg, the electronic device 201 of FIG. 2 ).
  • the electronic device 201 may output an image in a first cycle.
  • the electronic device 201 may control a display (eg, the first display 305 and the second display 310 of FIG. 3 ) to output a virtual image at a specific period (eg, 120hz, 240hz). .
  • the electronic device 201 includes pixels for outputting a virtual image (eg, a red pixel 405 , a green pixel 410 , and a blue pixel of FIG. 4A ). 415)) and the timing of driving the light-receiving pixel (eg, the light-receiving pixel 420 in FIG. 4A ) for receiving light reflected from the user's eyes (eg, the user's right and left eyes) can be set. there is.
  • a virtual image eg, a red pixel 405 , a green pixel 410 , and a blue pixel of FIG. 4A .
  • the electronic device 201 receives light reflected from each of the user's left and right eyes in a second period shorter than the first period through one or more light-receiving pixels constituting the displays 305 and 310 . and, based on the received light, each of the gaze directions of the left eye and the right eye may be checked.
  • the second period is shorter than the first period, but the present invention is not limited thereto.
  • the second period may be longer than or equal to the first period.
  • FIG. 10 which will be described later, in relation to an embodiment of adjusting a period of outputting an image signal and a period of receiving reflected light according to various embodiments.
  • a method of acquiring user's gaze information using the light-receiving pixels 420 of the displays 305 and 310 of the electronic device 201 includes displaying light reflected from each of the user's left and right eyes.
  • the light output from the displays 305 and 310 is reflected from each of the user's left and right eyes, and the one or more light-receiving pixels ( and receiving through the 420 , the path through which the light is output and the path through which the light is received through the one or more light receiving pixels 420 may be the same.
  • a method of acquiring user gaze information using light-receiving pixels 420 of a display (eg, 305 and 310 ) of an electronic device 201 includes timing of driving the plurality of pixels and the one The operation of adjusting the timing of driving the above light-receiving pixels 420 may be further included.
  • the operation of outputting the image includes an operation of outputting an image by driving the plurality of pixels 405 , 410 , 415 in a first cycle, and the display (
  • the method of obtaining the user's gaze information by using the light-receiving pixels 420 of 305 and 310 is that the one or more light-receiving pixels 420 are selected in a second period equal to or longer than the first period.
  • the method may further include an operation of receiving light reflected from each of the user's left and right eyes by driving.
  • the operation of outputting the image includes an operation of outputting an image by driving the plurality of pixels 405 , 410 , 415 in a first cycle, and the display ( Example: In the method of obtaining the user's gaze information by using the light-receiving pixels 420 of 305 and 310, the one or more light-receiving pixels 420 are driven in a second period shorter than the first period, and the left eye and The method may further include receiving light reflected from each of the right eyes.
  • infrared light output through at least one light source is reflected from each of the left and right arms of the user and the one or more light-receiving pixels 420 are received. ), and the path through which the infrared light is output and the path through which the infrared light is received through the one or more light receiving pixels 420 may be different.
  • each of the plurality of pixels 405 , 410 , 415 and the one or more light-receiving pixels 420 may include a micro lens.
  • the plurality of pixels 405 , 410 , 415 and the one or more light-receiving pixels 420 may be disposed to be separated by a barrier rib.
  • the displays 305 and 310 may include signal transmission paths for controlling the plurality of pixels 405 , 410 , and 415 and for controlling the plurality of light-receiving pixels 420 . It may include signal transmission paths.
  • a method of acquiring user gaze information using light-receiving pixels 420 of a display (eg, 305 or 310 ) of an electronic device 201 includes light reflected from each of the user's left and right eyes. After receiving through the one or more light-receiving pixels 420 constituting the display (305, 310), confirming whether the amount of charge of the one or more light-receiving pixels 420 is less than or equal to a specified amount of charge, and the one or more light-receiving pixels If the amount of charge of the pixels 420 is less than or equal to the specified amount of charge, the user's The method may further include receiving light reflected from each of the left and right eyes.
  • FIG. 10 is a diagram 1000 for explaining a cycle of outputting an image signal and a cycle of receiving reflected light from the electronic device 201, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the display 1030 (eg, the first display 305 and the second display 310 of FIG. 3 ) of the electronic device (eg, the electronic device 201 of FIG. 2 ) is a virtual image. Between pixels (eg, the red pixel (R) 405, the green pixel (G) 410, and the blue pixel (B) 415 of FIG. 4A) for outputting the user's eye 1010 .
  • pixels eg, the red pixel (R) 405, the green pixel (G) 410, and the blue pixel (B) 415 of FIG. 4A
  • the display 1030 may be driven at a specific frequency (eg, about 120hz, about 240hz) 1020 to output a virtual image.
  • a specific frequency eg, about 120hz, about 240hz
  • the electronic device 201 determines the timing of driving the pixels 405 , 410 , and 415 for outputting a virtual image and the user's eye 1010 (eg, the user's right eye and/or left eye).
  • a timing for driving the light-receiving pixel 420 for receiving the reflected light may be set.
  • the operation of driving the pixels 405 , 410 , and 415 for outputting a virtual image and the operation of driving the light receiving pixel 420 for receiving the light reflected from the user's eye 1010 are performed. It can be switched at a constant frame period (eg, about 0.5 fps (frame per second) or about 0.25 fps).
  • the electronic device 201 displays pixels (eg, a red pixel (R) 405 and a green pixel (G) for outputting a virtual image during a 1/2 frame period 1050 of one frame period 1040 ).
  • a signal reflected back from the user's eyes 1010 (eg, the user's right and left eyes) may be detected ( 1055 ).
  • the interference between the pixels may be reduced.
  • the electronic device may have various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a home appliance device e.g., a home appliance
  • first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other components in question, and may refer to components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document include one or more stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101). It may be implemented as software (eg, the program 140) including instructions.
  • a processor eg, processor 120
  • a device eg, electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not include a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be included in a computer program product (computer program product) and provided.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or via an application store (eg Play Store TM ) or on two user devices ( It can be distributed online (eg download or upload), directly between smartphones (eg smartphones).
  • a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. there is.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. or one or more other operations may be added.

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Abstract

본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 복수의 픽셀들, 상기 복수 픽셀들 사이에 배치되는 수광 픽셀들, 상기 복수의 픽셀들 및 상기 수광 픽셀들로 구성되는 디스플레이, 및 상기 디스플레이와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 상기 디스플레이를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하고, 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 상기 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인하고, 및 상기 확인된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력할 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예들 이외의 다른 다양한 실시예가 가능하다.

Description

전자 장치 및 사용자의 시선 정보 획득 방법
본 개시의 다양한 실시예들은 전자 장치 및 사용자의 시선 정보를 획득하는 방법에 관한 것이다.
전자 장치 예컨대, AR 장치는 영상 예컨대, 현실 세계에 기반한 가상의 이미지를 사용자에게 제공할 수 있다. 전자 장치는 사용자의 시선 정보에 기반하여 영상을 출력할 수 있으며, 예컨대, 적외선 카메라를 이용하여 전자 장치를 착용한 사용자의 눈 예컨대, 눈동자의 움직임을 검출하고, 추적(tracking)할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 적외선 LED와 같은 광학 장치를 통해 광 신호를 출력시킬 수 있다. 출력되는 광은 사용자의 눈으로부터 반사될 수 있다. 전자 장치는 적외선 카메라의 이미지 센서를 통해 반사되는 광을 수신하고, 이에 기반하여 눈의 움직임을 검출하고, 추적할 수 있다. 전자 장치는 사용자의 눈의 위치와 움직임 방향에 기반하여 가상의 이미지를 눈이 움직이는 방향에 대응하도록 출력할 수 있다.
하지만, 전자 장치는 사용자의 시선 정보를 획득하기 위해 광학 장치뿐만 아니라 적외선 카메라를 별도로 구비해야 하므로, 전자 장치의 소형화가 어려울 뿐만 아니라, 광학 장치와 적외선 카메라를 동시에 구동시켜야 하기 때문에 소모 전력 또한 클 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 마이크로 LED로 구성된 디스플레이를 포함할 수 있다. 마이크로 LED로 구성된 디스플레이는 영상을 표시하기 위한 복수의 픽셀들 및 복수의 픽셀들 사이에 배치되는 수광 픽셀로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따라 마이크로 LED로 구성된 디스플레이로부터 출력되는 광은 사용자의 눈으로부터 반사되어, 디스플레이를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀로 수신될 수 있다. 전자 장치는 하나 이상의 수광 픽셀로 수신되는 광에 기반하여 사용자의 시선을 검출하고 추적할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 복수의 픽셀들, 상기 복수 픽셀들 사이에 배치되는 수광 픽셀들, 상기 복수의 픽셀들 및 상기 수광 픽셀들로 구성되는 디스플레이, 및 상기 디스플레이와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 상기 디스플레이를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하고, 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 상기 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인하고, 및 상기 확인된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 디스플레이의 수광 픽셀들을 이용하여 사용자의 시선 정보를 획득하는 방법은, 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 디스플레이를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하는 동작, 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 상기 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인하는 동작, 및 상기 확인된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 광학 장치와 사용자의 시선을 검출하기 위한 적외선 카메라를 별도로 구비하지 않고도, 마이크로 LED로 구성된 디스플레이의 하나 이상의 수광 픽셀을 이용하여 사용자의 시선 정보를 획득할 수 있다. 사용자의 시선을 검출하기 위한 광학 장치와 적외선 카메라를 별도로 구비하지 않음에 따라, 전자 장치는 소형화 및 경량화될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 예컨대, AR 글래스를 도시한 도면이다.
도 4a는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이를 구성하는 픽셀들의 평면도를 도시한 도면이다.
도 4b는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이를 구성하는 픽셀들의 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 4c는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이를 구성하는 복수의 픽셀들의 단면도를 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이로부터 출력되는 가시광선의 경로 및 사용자의 눈으로부터 반사되는 가시광선의 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이로부터 출력되는 가시광선 및 적외선의 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이를 도시한 블록도이다.
도 8은, 다양한 실시예들에 따른, 사용자의 시선 방향을 검출하고, 검출된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치에서 영상 신호를 출력하는 주기 및 반사되는 광을 수신하는 주기를 조정하여, 영상을 출력하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치에서 영상 신호를 출력하는 주기 및 반사되는 광을 수신하는 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 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 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 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 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 실시예에 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 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 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 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 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 제2 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 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 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 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(201)를 도시한 도면(200)이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(201)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 통신 회로(210)(예: 도 1의 통신 모듈(190)), 메모리(220)(예: 도 1의 메모리(130)), 센서 회로(230)(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 디스플레이(240)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160)), 배터리(250)(예: 도 1의 배터리(189)), 및 프로세서(260)(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 통신 회로(210)(예: 도 1의 통신 모듈(190))는 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102))와 통신 채널을 설립하고, 외부 전자 장치와 다양한 데이터를 송수신하도록 지원할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 메모리(220)(예: 도 1의 메모리(130))는 디스플레이(240)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 사용자의 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(220)는 확인된 사용자의 좌안 및 우안 각각의 시선 방향에 기반하여 영상을 출력하는 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(220)는 영상 신호를 출력하는 주기 및 사용자의 좌안 및 우안으로부터 반사되는 광을 수신하는 주기를 조정하는 프로그램을 저장할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 센서 회로(230)(예: 도 1의 센서 모듈(176))는 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 회로(230)는 예컨대, 가속도 센서, 지자계 센서, 자이로 센서, 마그네틱 센서, 근접 센서, 또는 제스처 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이(240)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))는 적어도 하나의 마이크로 LED(micro light emitting diode)로 구성될 수 있다. 디스플레이(240)는 제1 디스플레이(미도시) 및 제2 디스플레이(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 디스플레이 및 제2 디스플레이 각각은 가상의 영상을 표시하기 위한 복수의 픽셀들(예: 적색 픽셀(red pixel), 녹색 픽셀(green pixel), 청색 픽셀(blue pixel)) 및 복수의 픽셀들 사이에 배치되는 눈에서 반사되는 광을 수광하기 위한 수광 픽셀을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리(250)(예: 도 1의 배터리(189))는 하나 이상 구비될 수 있으며, 전자 장치(201)를 구성하는 구성요소들에 전원을 공급할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(260)(예: 도 1의 프로세서(120))는 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 디스플레이(240)(예: 제1 디스플레이 및 제2 디스플레이)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신할 수 있다. 프로세서(260)는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 사용자의 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인할 수 있다. 예컨대, 프로세서(260)는 사용자의 눈(예: 사용자의 좌안 및 우안)으로부터 반사되는 광에 기반하여, 사용자의 시선 방향(예: 눈동자 움직임)을 검출하고, 이에 기반하여 영상을 출력할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(260)는 제1 주기로 영상을 출력할 수 있다. 프로세서(260)는 제1 주기보다 짧은(또는 길거나, 또는 동일한) 제2 주기로 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 디스플레이를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하고, 수신되는 광에 기반하여 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(201)는, 복수의 픽셀들, 상기 복수 픽셀들 사이에 배치되는 수광 픽셀들, 상기 복수의 픽셀들 및 상기 수광 픽셀들로 구성되는 디스플레이(240), 및 상기 디스플레이(240)와 작동적으로 연결된 프로세서(260)를 포함하며, 상기 프로세서(260)는, 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 상기 디스플레이(240)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하고, 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 상기 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인하고, 및 상기 확인된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프로세서(260)는, 상기 디스플레이(240)로부터 출력되는 광이 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되어 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하도록 설정되고, 상기 광이 출력되는 경로와 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 경로는 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프로세서(260)는, 상기 복수의 픽셀들을 구동하는 타이밍과 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하는 타이밍을 조정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프로세서(260)는, 제1 주기로 상기 복수의 픽셀들을 구동하여 영상을 출력하도록 제어하고, 상기 제1 주기와 동일하거나, 또는 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기로 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프로세서(260)는, 제1 주기로 상기 복수의 픽셀들을 구동하여 영상을 출력하도록 제어하고, 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(201)는 적외선 광을 출력하기 위한 적어도 하나의 광원을 더 포함하며, 상기 프로세서(260)는, 상기 적어도 하나의 광원을 통해 출력되는 적외선 광이 상기 사용자의 좌완 및 우완 각각으로부터 반사되어 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하도록 설정되고, 상기 적외선 광이 출력되는 경로와 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 경로는 상이할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 복수의 픽셀들 및 상기 하나 이상의 수광 픽셀들 각각은 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 복수의 픽셀들과 상기 하나 이상의 수광 픽셀들은, 격벽으로 분리되게 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이(240)는, 상기 복수의 픽셀들을 제어하기 위한 신호의 전달 경로들 및 상기 복수의 수광 픽셀들을 제어하기 위한 신호의 전달 경로들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프로세서(260)는, 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신한 상기 하나 이상의 수광 픽셀들의 전하량이 지정된 전하량 이하이면, 상기 하나 이상의 수광 픽셀들 및 상기 하나 이상의 수광 픽셀들에 근접하게 배치된 하나 이상의 수광 픽셀들을 이용하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하도록 설정될 수 있다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(201) 예컨대, AR 글래스를 도시한 도면(300)이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(201))는 사용자의 안면에 착용되어, 사용자에게 증강 현실 서비스 및/또는 가상 현실 서비스와 관련된 영상을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 제1 디스플레이(305), 제2 디스플레이(310), 화면 표시부(315), 입력광학부재(320), 제1 투명부재(325a), 제2 투명부재(325b), 조명부(330a, 330b), 제1 PCB(335a), 제2 PCB(335b), 제1 힌지(hinge)(340a), 제2 힌지(340b), 제1 카메라(345), 복수의 마이크(예: 제1 마이크(350a), 제2 마이크(350b), 제3 마이크(350c)), 복수의 스피커(예: 제1 스피커(355a), 제2 스피커(355b)), 배터리(360), 제2 카메라(365a), 및 제3 카메라(365b)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))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. 미도시 되었으나, 디스플레이가 액정 표시 장치, 디지털 미러 표시 장치, 또는 실리콘 액정 표시 장치 중 하나로 이루어지는 경우, 전자 장치(201)는 디스플레이의 화면 출력 영역으로 빛을 조사하는 광원을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 디스플레이가 자체적으로 광을 발생시킬 수 있는 경우, 예를 들어, 유기 발광 다이오드 또는 마이크로 엘이디 중 하나로 이루어지는 경우, 전자 장치(201)는 별도의 광원을 포함하지 않더라도 사용자에게 양호한 품질의 가상 영상을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이가 유기 발광 다이오드 또는 마이크로 엘이디로 구현된다면 광원이 불필요하므로, 전자 장치(201)가 경량화될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))는 적어도 하나의 마이크로 LED(micro light emitting diode)로 구성될 수 있다. 예컨대, 마이크로 LED는 자체 발광으로 적색(R, red), 녹색(G, green), 청색(B, blue)을 표현할 수 있으며, 크기가 작아(예: 약 100㎛ 이하), 칩 하나가 하나의 픽셀(예: R, G, 및 B 중 하나)을 구현할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이가 마이크로 LED로 구성되는 경우, 백라이트유닛(BLU) 없이 높은 해상도를 제공할 수 있다.
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 실시예에서, 디스플레이(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))는 가상의 영상을 표시하기 위한 픽셀(pixel)들로 구성된 디스플레이 영역 및 픽셀들 사이에 배치되는 눈에서 반사되는 광을 수광하여 전기 에너지로 변환하고 출력하는 수광 픽셀(예: 포토 센서 픽셀(photo sensor pixel))들로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)(예: 도 2의 프로세서(260))는 수광 픽셀들을 통해 사용자의 시선 방향(예: 눈동자 움직임)을 검출할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(201)는 제1 디스플레이(305)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들 및 제2 디스플레이(310)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 사용자의 우안에 대한 시선 방향 및 사용자의 좌안에 대한 시선 방향을 검출하고 추적할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 검출되는 사용자의 우안 및 좌안의 시선 방향(예: 사용자의 우안 및 좌안의 눈동자가 응시하는 방향)에 따라 가상 영상의 중심의 위치를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))로부터 방출되는 광은 렌즈(미도시) 및 웨이브가이드(waveguide)를 거쳐 사용자의 우안(right eye)에 대면하게 배치되는 제1 투명부재(325a)에 형성된 화면 표시부(315) 및 사용자의 좌안(left eye)에 대면하게 배치 제2 투명부재(325b)에 형성된 화면 표시부(315)에 도달할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))로부터 방출되는 광은 웨이브가이드를 거쳐 입력광학부재(320)와 화면 표시부(315)에 형성된 그레이팅 영역(grating area)에 반사되어 사용자의 눈에 전달될 수 있다. 제1 투명 부재(325a) 및/또는 제2 투명 부재(325b)는 글래스 플레이트, 플라스틱 플레이트, 또는 폴리머로 형성될 수 있으며, 투명 또는 반투명하게 제작될 수 있다.
일 실시예에서, 렌즈(미도시)는 디스플레이(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))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) 또는 콜리메이션 렌즈(collimation lens)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 화면 표시부(315) 또는 투명 부재(예: 제1 투명 부재(325a), 제2 투명 부재(325b))는 웨이브가이드(waveguide)를 포함하는 렌즈, 반사형 렌즈를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 웨이브가이드는 글래스, 플라스틱, 또는 폴리머로 제작될 수 있으며, 내부 또는 외부의 일표면에 형성된 나노 패턴, 예를 들어, 다각형 또는 곡면 형상의 그레이팅 구조(grating structure)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨이브가이드의 일단으로 입사된 광은 나노 패턴에 의해 디스플레이 웨이브가이드 내부에서 전파되어 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 프리폼(free-form)형 프리즘으로 구성된 웨이브가이드는 입사된 광을 반사 미러를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 웨이브가이드는 적어도 하나의 회절 요소(예: DOE(diffractive optical element), HOE(holographic optical element)) 또는 반사 요소(예: 반사 거울) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 웨이브가이드는 웨이브가이드에 포함된 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 디스플레이(305, 310)로부터 방출되는 광을 사용자의 눈으로 유도할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 회절 요소는 입력 광학 부재(320)/출력 광학 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 예컨대, 입력 광학 부재(320)는 입력 그레이팅 영역(input grating area)을 의미할 수 있으며, 출력 광학 부재(미도시)는 출력 그레이팅 영역(output grating area)을 의미할 수 있다. 입력 그레이팅 영역은 디스플레이(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))(예: 마이크로 LED)로부터 출력되는 빛을 화면 표시부(315)의 투명 부재(예: 제1 투명 부재(350a), 제2 투명 부재(350b))로 빛을 전달하기 위해 회절(또는 반사)시키는 입력단 역할을 할 수 있다. 출력 그레이팅 영역은 웨이브가이드의 투명 부재(예: 제1 투명 부재(350a), 제2 투명 부재(350b))에 전달된 빛을 사용자의 눈으로 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 빛(예: 가상 영상)이 웨이브가이드의 일면(예: 특정 면)에서 100% 반사되도록 입사각을 만들어, 출력 그레이팅 영역까지 100% 전달되도록 하는 것을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(305, 310)로부터 방출되는 광은 입력 광학 부재(320)를 통해 웨이브가이드로 광 경로가 유도될 수 있다. 웨이브가이드 내부를 이동하는 광은 출력 광학 부재를 통해 사용자 눈 방향으로 유도될 수 있다. 화면 표시부(315)는 눈 방향으로 방출되는 광에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 카메라(345)는 HR(high resolution) 또는 PV(photo video)로 지칭될 수 있으며, 고해상도의 카메라를 포함할 수 있다. 제1 카메라(345)는 AF(auto focus) 기능과 떨림 보정(OIS(optical image stabilizer))과 같은 고화질의 영상을 얻기 위한 기능들이 구비된 칼라(color) 카메라를 포함할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 카메라(345)는 GS(global shutter) 카메라 또는 RS(rolling shutter) 카메라를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 카메라(365a) 및 제3 카메라(365b)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, 제2 카메라(365a) 및 제3 카메라(365b)는 헤드 및 핸드의 움직임을 검출하고, 움직임을 추적하기 위해 GS(global shutter) 카메라를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 센서(예: 도 2의 센서 회로(230))(예: 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서, 및/또는 제스처 센서), 제2 카메라(365a), 및 제3 카메라(365b)는 6DoF를 위한 헤드 트래킹(head tracking), 움직임 감지와 예측(pose estimation & prediction), 제스처 및/또는 공간 인식, 뎁스(depth) 촬영을 통한 슬램(slam) 기능 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
다른 실시예에서, 제2 카메라(365a) 및 제3 카메라(365b)는 헤드 트래킹을 위한 카메라와 핸드 트래킹을 위한 카메라로 구분되어 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 조명부(330a, 330b)는 부착되는 위치에 따라 용도가 상이할 수 있다. 예컨대, 조명부(330a, 330b)는 프레임(frame) 및 템플(temple)을 이어주는 힌지(hinge)(예: 제1 힌지(340a), 제2 힌지(340b)) 주변이나 프레임을 연결해 주는 브릿지(bridge) 주변에 장착된 제2 카메라(365a) 및 제3 카메라(365b)와 함께 부착될 수 있다. GS 카메라로 촬영하는 경우, 조명부(330a, 330b)는 주변 밝기를 보충하는 수단으로 사용될 수 있다. 예컨대, 어두운 환경이나 여러 광원의 혼입 및 반사 광 때문에 촬영하고자 하는 피사체 검출이 용이하지 않을 때, 조명부(330a, 330b)가 사용될 수 있다.
일 실시예에서, PCB(예: 제1 PCB(335a), 제2 PCB(335b))에는 전자 장치(201)를 구성하는 구성요소(예: 도 2의 프로세서(260), 메모리(220))가 위치할 수 있다. PCB는 전자 장치(201)를 구성하는 구성요소들에 전기적 신호를 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 마이크(예: 제1 마이크(350a), 제2 마이크(350b), 제3 마이크(350c))는 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 음성 데이터는 전자 장치(201)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 어플리케이션)에 따라 다양하게 활용될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 스피커(예: 제1 스피커(355a), 제2 스피커(355b))는 통신 회로(예: 도 2의 통신 회로(210))로부터 수신되거나 메모리(예: 도 2의 메모리(220))에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리(360)는 하나 이상 포함할 수 있으며, 전자 장치(201)를 구성하는 구성요소들에 전원을 공급할 수 있다.
도 4a는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이(305, 310)를 구성하는 픽셀들의 평면도를 도시한 도면(400)이다.
도 4a를 참조하면, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(201))의 디스플레이(예: 도 3의 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))는 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 및 복수의 수광 픽셀(420)들로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 픽셀들은 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415)을 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415)을 이용하여 가상의 영상을 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 수광 픽셀(420)은 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 사이(또는 외곽(예: 테두리))에 배치될 수 있다. 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 사이(또는 외곽(예: 테두리))에 배치되는 수광 픽셀(420)은 사용자의 눈에서 반사되는 광을 수광할 수 있다. 전자 장치(201)는 수광 픽셀(420)로 수광되는 반사되는 광에 기반하여 사용자의 시선 방향(예: 눈동자 움직임)을 검출할 수 있다. 예컨대, 제1 디스플레이(305)로부터 방출되는 광은 사용자의 우안에 반사되어 제1 디스플레이(305)를 구성하는 수광 픽셀(420)로 수광될 수 있다. 제2 디스플레이(310)로부터 방출되는 광은 사용자의 좌안에 반사되어 제2 디스플레이(310)를 구성하는 수광 픽셀(420)로 수광될 수 있다. 전자 장치(201)는 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310)를 구성하는 수광 픽셀(420)로 수광되는 광에 기반하여, 사용자의 우안에 대한 시선 방향 및 사용자의 좌안에 대한 시선 방향을 검출하고 추적할 수 있다. 전자 장치(201)는 검출되는 사용자의 우안 및 좌안의 시선 방향에 기반하여, 가상 영상의 중심의 위치를 결정할 수 있다.
도 4b는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이(305, 310)를 구성하는 픽셀들의 배치 구조를 도시한 도면(425)이다.
도 4b를 참조하면, 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 및 수광 픽셀(420)은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예컨대, 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 및 수광 픽셀(420)은 펜타일(pentile) 구조로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(305, 310)를 구성하는 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 및 수광 픽셀(420)이 펜타일 구조로 배치되는 경우, 참조번호 <430>에 도시된 바와 같이 정사각형의 형태의 적색 픽셀(R)(405), 2개의 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415)이 배치되고, 적색 픽셀(R)(405), 2개의 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415) 사이에는 직사각형 형태의 수광 픽셀(420)이 배치될 수 있다. 직사각형 형태의 수광 픽셀(420)들 적어도 하나의 크기 또는 모양은 서로 다를 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 및 수광 픽셀(420)이 배치 구조는, 펜타일 구조로 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 및 수광 픽셀(420)은, RGB구조 또는 스트라이프(stripe) 구조와 같이 다양한 구조로 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 및 수광 픽셀(420)은 빛이 부족한 어두운 환경에서 수광 효율을 높여 사용자의 시선 정보를 정확하게 획득하기 위해, 수광 픽셀(420)의 면적을 넓게 배치(예: 수광 픽셀(420)의 점유 면적을 넓게 배치)될 수 있다.
예컨대, 참조번호 <435>에 도시된 바와 같이 8면체 형태의 적색 픽셀(R)(405), 2개의 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415)이 배치되고, 적색 픽셀(R)(405), 2개의 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415) 사이에는 마름모 형태의 수광 픽셀(420)이 배치될 수 있다.
다른 예를 들어, 참조번호 <440>에 도시된 바와 같이 마름모 형태의 적색 픽셀(R)(405), 2개의 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415)이 배치되고, 적색 픽셀(R)(405), 2개의 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415) 사이에는 마름모 형태의 수광 픽셀(420)이 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따라 참조번호 <440>에 도시된 수광 픽셀(420)의 점유 면적은, 참조번호 <435>에 도시된 수광 픽셀(420)의 점유 면적보다 클 수 있다. 참조번호 <440>에 도시된 수광 픽셀(420)의 점유 면적은, 참조번호 <435>에 도시된 수광 픽셀(420)의 점유 면적보다 크기 때문에, 참조번호 <440>에 도시된 수광 픽셀(420)의 수광 효율은 참조번호 <435>에 도시된 수광 픽셀(420)의 수광 효율보다 높을 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 도 4b에서 수광 효율을 높이기 위해 수광 픽셀(420)의 점유 면적을 크게 하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신한 하나 이상의 수광 픽셀들의 전하량이 지정된 전하량 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신한 하나 이상의 수광 픽셀들의 전하량이 지정된 전하량 이하이면, 전자 장치(201)는 하나 이상의 수광 픽셀들 및 하나 이상의 수광 픽셀들에 근접하게 배치된 하나 이상의 수광 픽셀들을 이용하여 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신할 수 있다. 사용자의 우안 및 좌안으로부터 반사되는 광은 하나 이상의 수광 픽셀들 및 하나 이상의 수광 픽셀들에 근접하게 배치된 하나 이상의 수광 픽셀들에서 전기적 신호로 변환될 수 있다. 변환된 전기적 신호는 프로세서 예컨대, 이미지 시그널 프로세스(image signal processor, ISP)(미도시)로 전달될 수 있다. 이미지 시그널 프로세스는 사용자의 우안 및 좌안의 추적에 적합하도록 영상 처리할 수 있으며, 이에 기반하여 사용자의 눈동자 위치를 확인하고, 눈동자가 움직이는 방향 예컨대, 시선 방향을 추적할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 전자 장치(201)는 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신한 하나 이상의 수광 픽셀들의 전하량이 지정된 전하량 이하이면, 하나 이상의 수광 픽셀들 및 하나 이상의 수광 픽셀들에 근접하게 배치된 하나 이상의 수광 픽셀들을 이용하여 사용자의 우안 및 좌안 각각으로부터 반사되는 광을 수신할 수 있다. 이에 따라 수광 효율이 높아질 수 있다. 다시 말해, 전자 장치(201)는 하나 이상의 수광 픽셀들 및 하나 이상의 수광 픽셀들에 근접하게 배치된 하나 이상의 수광 픽셀들을 이용하여 사용자의 우안 및 좌안 각각으로부터 반사되는 광을 수신함에 따라 사용자의 시선 정보를 정확하게 획득할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 및 수광 픽셀(420)은, 전술한 참조번호 <430>, <435>, 또는 <440> 중 적어도 두 개의 구조를 병합한 구조로 배치될 수 있다.
도 4c는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이(305, 310)를 구성하는 픽셀들의 단면도를 도시한 도면(450)이다.
도 4c를 참조하면, 디스플레이(예: 도 3의 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))는 적어도 하나의 마이크로 LED(micro light emitting diode)로 구성될 수 있다. 디스플레이는 청색 픽셀(B)(415), 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 및 수광 픽셀(420)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 청색 픽셀(B)(415), 적색 픽셀(R)(405), 및 녹색 픽셀(G)(410) 각각은 컬러 필터(color filter)(453) 및 픽셀을 발광시키기 위한 LED(451)를 포함할 수 있다. 컬러 필터(453)는 청색 필터, 적색 필터, 및 녹색 필터를 포함할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니며, 컬러 필터(453)는 옐로우(yellow) 필터, 마젠타(magenta) 필터, 또는 시안(cyan) 필터를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 청색 픽셀(B)(415), 적색 픽셀(R)(405), 및 녹색 픽셀(G)(410) 각각이 컬러 필터(453)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 청색 픽셀(B)(415), 적색 픽셀(R)(405), 및 녹색 픽셀(G)(410) 각각은 무컬러 필터(no color filter)(미도시) 및 픽셀을 발광시키기 위한 LED(451)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 수광 픽셀(420)은 무컬러 필터(no color filter)(463)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 광을 특정한 방향으로 유도하기 위해 청색 픽셀(B)(415), 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 및 수광 픽셀(420) 각각은 마이크로 렌즈(micro lens)(470)를 포함할 수 있다. 예컨대, 마이크로 렌즈(470)는 컬러 필터(453) 상에 청색 픽셀(B)(415), 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 수광 픽셀(420) 각각에 대응되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 마이크로 렌즈(470)를 통과한 광이 반사되거나, 또는 의도치 않은 원인으로 이웃한 픽셀에 혼입되는 것을 방지하기 위해, 청색 픽셀(B)(415), 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 및 수광 픽셀(420) 각각은 격벽(substrate)(480)으로 구분될 수 있다. 각 픽셀(예: 청색 픽셀(B)(415), 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 또는 수광 픽셀(420))이 격벽(480)에 의해 구분됨에 따라 발광되는 광이 섞이는 것을 방지함으로써, 시인성이 높아질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 격벽의 형태는 도 4c에 도시된 형태로 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 격벽은 각 픽셀의 형상 및 크기에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이(520)(305, 310)로부터 출력되는 가시광선의 경로 및 사용자의 눈으로부터 반사되는 가시광선의 경로를 설명하기 위한 도면(500)이다.
다양한 실시예들에 따른 도 5a에서, 디스플레이(520)(예: 도 3의 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))에서 방출되는 광은 가시광(예: RGB 가시광)으로 가정하여 설명한다. 디스플레이(520)(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))는 복수의 픽셀들(RGB)(예: 도 4a의 적색 픽셀(red)(405), 녹색 픽셀(green)(410), 및 청색 픽셀(blue)(415)) 및 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 사이에 배치되는 수광 픽셀(예: 도 4a의 수광 픽셀(420))로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(520) 전면에 렌즈(530)가 배치될 수 있다. 디스플레이(520)(예: 제1 디스플레이(305), 제2 디스플레이(310))로부터 방출되는 가시광은 렌즈(530)(예: 프로젝션 렌즈(projection lens) 또는 콜리메이션 렌즈(collimation lens))를 통과할 수 있다. 렌즈(530)는 오목 렌즈 및/또는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(520)에서 방출되는 RGB 가시광 중 렌즈(530)를 통과한 B(blue) 가시광은, 웨이브가이드의 제1 층(layer)(540a)을 통해 사용자의 눈(510)에 도달할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(520)에서 방출되는 B 가시광은 웨이브가이드의 제1 층(540a)의 입력 그레이팅(550)에 의해 반사되고, 반사된 B 가시광은 전반사되어 출력 그레이팅(560)에 도달하면, 출력 그레이팅(560)에 의해 반사되어 사용자의 눈(510)에 도달할 수 있다. 디스플레이(520)에서 방출되는 RGB 가시광 중 렌즈(530)를 통과한 G(green) 가시광은, 웨이브가이드의 제2 층(layer)(540b)을 통해 사용자의 눈(510)에 도달할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(520)에서 방출되는 G 가시광은 웨이브가이드의 제2 층(540b)의 입력 그레이팅(550)에 의해 반사되고, 반사된 G 가시광은 전반사되어 출력 그레이팅(560)에 도달하면, 출력 그레이팅(560)에 의해 반사되어 사용자의 눈(510)에 도달할 수 있다. 디스플레이(520)에서 방출되는 RGB 가시광 중 렌즈(530)를 통과한 R(red) 가시광은, 웨이브가이드의 제3 층(layer)(540c)을 통해 사용자의 눈(510)에 도달할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(520)에서 방출되는 R 가시광은 웨이브가이드의 제3 층(540c)의 입력 그레이팅(550)에 의해 반사되고, 반사된 R 가시광은 전반사되어 출력 그레이팅(560)에 도달하면, 출력 그레이팅(560)에 의해 반사되어 사용자의 눈(510)에 도달할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 도 5b를 참조하면, 웨이브가이드의 각 층(예: 제1 층(540a), 제2 층(540b), 제3 층(540c))을 통해 사용자의 눈(510)에 도달한 가시광(예: RGB 가시광)은, 사용자의 눈(510)으로부터 반사될 수 있다. 수광 픽셀(420)은 웨이브가이드의 각 층(예: 제1 층(540a), 제2 층(540b), 제3 층(540c)) 및 렌즈(530)를 통해 반사된 가시광을 수광할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라 디스플레이(520)(305, 310)로부터 출력되는 광이 가시광인 경우, 가시광이 사용자의 눈(510)으로 도달되는 경로와 사용자의 눈(510)으로부터 반사되는 가시광을 수신하는 경로는 동일할 수 있다. 예컨대, 웨이브가이드의 제1 층(540a)을 통해 사용자의 눈(510)에 도달한 B 가시광은, 사용자의 눈(510)으로부터 반사되어 제1 층(540a)을 통해 수광 픽셀(430)로 수광될 수 있다. 웨이브가이드의 제2 층(540b)을 통해 사용자의 눈(510)에 도달한 G 가시광은, 사용자의 눈(510)으로부터 반사되어 제2 층(540b)을 통해 수광 픽셀(430)로 수광될 수 있다. 웨이브가이드의 제3 층(540c)을 통해 사용자의 눈(510)에 도달한 R 가시광은, 사용자의 눈(510)으로부터 반사되어 제3 층(540c)을 통해 수광 픽셀(430)로 수광될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 도 5a 및 도 5b에서 웨이브가이드가 세 개의 층 예컨대, 제1 층(540a), 제2 층(540b), 및 제3 층(540c)으로 구성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 웨이브가이드가 두 개의 층 또는 한 개의 층으로 구성될 수 있다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이(620)(305, 310)로부터 출력되는 가시광선 및 적외선의 경로를 설명하기 위한 도면(600)이다.
다양한 실시예들에 따른 도 6에서, 디스플레이(620)(예: 도 3의 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))로부터 가시광(예: RGB 가시광)이 발광될 수 있다. 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(201))의 프레임에는 적외선을 방출하기 위한 하나 이상의 적외선 LED(미도시)가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(620)(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))로부터 RGB 가시광이 발광될 수 있으며, 하나 이상의 적외선 LED로부터 적외선이 발광될 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(620)(예: 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))는 복수의 픽셀들(RGB)(예: 도 4a의 적색 픽셀(red)(405), 녹색 픽셀(green)(410), 및 청색 픽셀(blue)(415)) 및 복수의 픽셀들(RGB)(405, 410, 415) 사이에 배치되는 수광 픽셀(예: 도 4a의 수광 픽셀(420))로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(620) 전면에 렌즈(630)가 배치될 수 있다. 디스플레이(620)(예: 305, 310)로부터 방출되는 가시광은 렌즈(630)(예: 프로젝션(projection lens) 또는 콜리메이션 렌즈(collimation lens))를 통과할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(620)에서 방출되는 RGB 가시광 중 렌즈(630)를 통과한 B(blue) 가시광은, 웨이브가이드의 제1 층(layer)(640a)을 통해 사용자의 눈(610)에 도달할 수 있다. 디스플레이(620)에서 방출되는 RGB 가시광 중 렌즈(630)를 통과한 G(green) 가시광은, 웨이브가이드의 제2 층(layer)(640b)을 통해 사용자의 눈(610)에 도달할 수 있다. 디스플레이(620)에서 방출되는 RGB 가시광 중 렌즈(630)를 통과한 R(red) 가시광은, 웨이브가이드의 제3 층(layer)(640c)을 통해 사용자의 눈(610)에 도달할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)의 프레임에 배치된 하나 이상의 적외선 LED로부터 적외선 광이 발광될 수 있으며, 발광되는 적외선 광은 사용자의 눈(610)으로 전달될 수 있다. 사용자의 눈(610)에 도달한 적외선 광은, 사용자의 눈(610)로부터 반사될 수 있다. 수광 픽셀(420)은 웨이브가이드의 제4 층(640d)(예: 적외선 층) 및 렌즈(630)를 통해 반사되는 적외선 광을 수신할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 도 6에서, 디스플레이(620)(예: 305, 310)로부터 가시광이 출력되고, 적어도 하나의 적외선 LED로부터 적외선 광이 출력되는 경우, 가시광이 사용자의 눈(510)으로 도달되는 경로와 사용자의 눈(610)으로부터 반사되는 적외선 광을 수신하는 경로는 상이할 수 있다. 예컨대, RGB 가시광은 웨이브가이드의 각 층(예: 제1 층(640a), 제2 층(640b), 제3 층(640c))을 통해 사용자의 눈(610)에 도달하는 반면, 사용자의 눈(610)으로부터 반사되는 적외선 광은 제4 층(640d)을 통해 수광 픽셀(420)로 수광될 수 있다.
이에 한정하는 것은 아니며, 다양한 실시예들에서, 디스플레이(620)(예: 305, 310)로부터 가시광이 출력되지 않는 구간(시간) 동안, 적외선 광은 웨이브가이드의 제4 층(640d)뿐만 아니라 제1 층 내지 제3층(예: 640a, 640b, 640c)을 통해 수광 픽셀(420)로 수광될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 도 6에서 웨이브가이드가 세 개의 층 예컨대, 제1 층(640a), 제2 층(640b), 및 제3 층(640c)으로 구성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 웨이브가이드가 두 개의 층 또는 한 개의 층으로 구성될 수 있다.
도 7은, 다양한 실시예들에 따른, 디스플레이(305, 310)를 도시한 블록도(700)이다.
도 7을 참조하면, 디스플레이(예: 도 3의 제1 디스플레이(305), 제2 디스플레이(310))는 디스플레이를 제어하기 위한 디스플레이 드라이버 IC(DDI)를 포함할 수 있다. DDI는 게이트 드라이버(720), 데이터 드라이버(730), 타이밍 컨트롤러(740), 및 인터페이스 블록(750)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(305, 310)는 다수의 게이트 배선들(GL1~GLn), 이들과 교차하는 다수의 데이터 배선들(DL1~DLm), 그리고 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)이 교차되는 영역에 형성되는 다수의 픽셀(P)들을 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(305, 310)는 다수의 수광 픽셀 배선들(PDL1~PDLk)을 더 포함할 수 있다. 복수의 서브 픽셀들(예: 도 4a의 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415))) 사이에는 수광 픽셀(PD)(예: 도 4a의 수광 픽셀(420))이 배치될 수 있다. 수광 픽셀 배선(PDL)은 수광 픽셀(PD)(420)들과 연결될 수 있다. 수광 픽셀(PD)(420)은 수광 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 각 픽셀(P)은 복수의 서브 픽셀들(예: R(red) 픽셀(405), G(green) 픽셀(410), 및 B(blue) 픽셀(415))을 포함할 수 있다. 각 서브 픽셀들은 해당 색상의 광을 발광하는 발광 다이오드(예: 마이크로미터 단위의 초소형 발광 다이오드(microLED))와, 이를 구동하기 위한 구동 회로(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 구동 회로는, 적어도 하나의 박막 트랜지스터와, 적어도 하나의 커패시터를 포함하여 구성될 수 있고, 게이트 배선(GL)들 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있고, 데이터 배선(DL)들 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 회로는, 연결된 게이드 배선(GL)을 통해 게이트 드라이버(221)로부터 수신되는 스캔 신호에 반응하여, 연결된 데이터 배선(DL)을 통해 데이터 드라이버(222)로부터 공급되는 데이터 전압을 커패시터에 충전할 수 있다. 구동 회로는 커패시터에 충전된 데이터 전압에 따라 LED로 공급되는 전류의 량을 제어할 수 있다. 즉, 각 서브 픽셀들은 스캔 신호 및 데이터 신호에 적어도 기반하여 시각적인 정보를 표시할 수 있다.
미도시 되었으나, 디스플레이(305, 310)는 상기 신호 배선들 외에도, 픽셀(P)들을 구동하기 위한 다양한 신호 배선들(예: Sens 배선들, L-TEST 배선들, TEST 배선들)과, 픽셀(P)들에 전원을 공급하기 위한 다수의 전원 배선들(예: VDD 배선들, VSS 배선들, Vcas 배선들)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 게이트 드라이버(720)는 타이밍 컨트롤러(740)로부터 제공된 적어도 하나의 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 다수의 게이트 배선들(GL1~GLn)에 스캔 신호를 공급할 수 있다. 게이트 드라이버(720)는 스캔 신호(scan signal, 또는 스캔 펄스(scan pulse))를 출력하는 게이트 쉬프트 레지스터(gate shift register)를 포함할 수 있다. 스캔 신호는 각 픽셀(P)에 순차적으로 공급되는 것으로, 단일 또는 복수의 신호로 구성될 수 있다. 스캔 신호가 복수의 신호로 구성될 경우, 각 게이트 배선(GL)은 복수의 스캔 신호를 각 픽셀(P)에 공급하기 위한 복수의 배선들로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 드라이버(730)는 타이밍 컨트롤러(740)로부터 제공된 적어도 하나의 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(740)로부터 제공되는 영상 데이터(RGB)를 데이터 전압으로 변환할 수 있다. 데이터 드라이버(730)는 다수의 감마 보상 전압들을 이용하여 데이터 전압을 생성할 수 있다. 데이터 드라이버(730)는 생성된 데이터 전압을 복수의 픽셀(P)들에 라인 단위, 예를 들어 행 단위로 순차적으로 공급할 수 있다. 데이터 드라이버(730)는 샘플링 신호를 출력하는 데이터 쉬프트 레지스터(data shift register)와, 샘플링 신호에 응답하여 영상 데이터를 행 단위로 래치(latch)하는 래치 회로(latch circuit)와, 래치된 영상 데이터를 아날로그 계조 전압(픽셀 전압)으로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터(digital analog converter) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 수광 드라이버(760)는 다수의 수광 픽셀 배선들(PDL1~PDLk)을 통해 수광 픽셀(PD)(420)에 전원, 제어 신호, 및 정보를 전달할 수 있다. 각 수광 픽셀(PD)(420)은 수광 드라이버(760)의 제어 하에 사용자의 눈으로부터 반사되는 광을 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자의 눈 예컨대, 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광의 밝기가 지정된 밝기 값 이하인 경우, 수광 드라이버(760)는 하나 이상의 수광 픽셀(PD)들에 근접하게 배치된 하나 이상의 수광 픽셀들을 이용하여 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하도록, 수광 픽셀 배선들(PDL1~PDLk)을 통해 해당하는 하나 이상의 수광 픽셀들에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(740)는 인터페이스 블록(750)으로부터 제공되는 영상 데이터(RGB)를 디스플레이의 크기 및 해상도에 맞게 정렬할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(740)는 정렬된 영상 데이터(RGB)를 데이터 드라이버(730)에 공급할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(740)는 인터페이스 블록(750)으로부터 제공된 적어도 하나의 동기 신호들(SYNC)을 이용해 다수의 제어 신호(GCS, DCS)를 전송할 수 있다. 다수의 제어 신호(GCS, DCS)는 적어도 하나의 게이트 제어 신호(GCS)와, 적어도 하나의 데이터 제어 신호(DCS)를 포함할 수 있다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 드라이버(720)의 구동 타이밍을 제어하는 신호일 수 있다. 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 드라이버(730)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호일 수 있다. 동기 신호들(SYNC)은 도트 클럭(DCLK: dot clock), 데이터 인에이블 신호(DE: data enable signal), 수평 동기신호(Hsync), 또는 수직 동기신호(Vsync)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 인터페이스 블록(750)은 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 예컨대 어플리케이션 프로세서로부터 영상 데이터(RGB)를 수신하고, 수신된 영상 데이터(RGB)를 타이밍 컨트롤러(740)로 전송할 수 있다. 인터페이스 블록(750)은 적어도 하나의 동기 신호(SYNC)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(740)로 전송할 수 있다. 인터페이스 블록(750)은 디스플레이에 적어도 하나의 구동 전압을 공급하도록 전원 공급부(770)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 전원 공급부(770)는 디스플레이의 구동에 필요한 적어도 하나의 구동 전압을 생성하고, 생성된 구동 전압을 디스플레이에 공급할 수 있다. 상기 적어도 하나의 구동 전압은 예를 들어, VDD, VSS(GND), 게이트 온 전압, 게이트 오프 전압, 또는 초기화 전압을 포함할 수 있다. 게이트 온 전압은 디스플레이에 구비된 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 턴온(turn on)시키기 위한 전압일 수 있다. 게이트 오프 전압은 디스플레이에 구비된 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 턴오프(turn off)시키기 위한 전압일 수 있다. 초기화 전압은, 복수의 서브 픽셀들 중 적어도 하나의 서브 픽셀을 구동하기 위한 구동 회로에 있어서, 어느 한 부분(node)을 초기화시키기 위한 전압일 수 있다.
도 8은, 다양한 실시예들에 따른, 사용자의 시선 방향을 검출하고, 검출된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력하는 방법을 설명하기 위한 흐름도(800)이다.
다양한 실시예들에 따른 도 8의 810동작 내지 830 동작은 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(201))의 프로세서(260)가 수행하는 것으로 이해될 수 있다.
도 8을 참조하면, 전자 장치(201)는 810동작에서, 사용자의 좌안(left eye) 및 우안(right eye) 각각으로부터 반사되는 광을 디스플레이(예: 도 3의 제1 디스플레이(305), 제2 디스플레이(310))를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들(예: 도 4a의 수광 픽셀(420))을 통해 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(305, 310)는 적어도 하나의 마이크로 LED(micro light emitting diode)로 구성될 수 있다. 디스플레이는 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310)를 포함할 수 있다. 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310) 각각은 가상의 영상을 표시하기 위한 복수의 픽셀들(예: 도 4a의 적색 픽셀(red)(405), 녹색 픽셀(green)(410), 및 청색 픽셀(blue)(415)) 및 복수의 픽셀들 사이에 배치되는 눈에서 반사되는 광을 수광하기 위한 수광 픽셀(420)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 디스플레이(305), 제2 디스플레이(310)로부터 방출되는 광은 렌즈(예: 도 5a 및 도 5b의 렌즈(530), 도 6의 렌즈(630))(예: 프로젝션(projection lens) 또는 콜리메이션 렌즈(collimation lens))를 통과할 수 있다. 렌즈(530)를 통과한 광은, 웨이브가이드(waveguide)(예: 도 5a 및 도 5b의 웨이브가이드(540a, 540b, 540c), 도 6의 웨이브가이드(640a, 640b, 640c, 640d))를 통해 사용자의 눈(예: 사용자의 좌안 및 우안)에 도달할 수 있다. 사용자의 눈(예: 사용자의 좌안 및 우안)에 도달한 광은, 사용자의 눈(예: 사용자의 좌안 및 우안)으로부터 반사될 수 있다. 수광 픽셀(420)은 사용자의 눈(예: 사용자의 좌안 및 우안)으로부터 반사되는 광을 수광할 수 있다. 예컨대, 제1 디스플레이(305)로부터 방출되는 광은 사용자의 우안으로부터 반사되어 제1 디스플레이(305)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀로 수광될 수 있다. 제2 디스플레이(310)로부터 방출되는 광은 사용자의 좌안으로부터 반사되어 제2 디스플레이(310)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀로 수광될 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 820동작에서, 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 사용자의 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 사용자의 눈(예: 사용자의 좌안 및 우안)으로부터 반사되는 광에 기반하여, 사용자의 시선 방향(예: 눈동자 움직임)을 검출할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(201)는 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310) 각각에 구비되는 하나 이상의 수광 픽셀로 수광되는 광에 기반하여, 사용자의 우안에 대한 시선 방향 및 사용자의 좌안에 대한 시선 방향을 검출하고 추적할 수 있다. 사용자의 우안 및 좌안으로부터 반사되는 광은 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310) 각각에 구비된 하나 이상의 수광 픽셀에서 전기적 신호로 변환될 수 있다. 변환된 전기적 신호는 프로세서 예컨대, 이미지 시그널 프로세스(image signal processor, ISP)(미도시)로 전달될 수 있다. 이미지 시그널 프로세스는 사용자의 우안 및 좌안의 추적에 적합하도록 영상 처리할 수 있으며, 이에 기반하여 사용자의 눈동자 위치를 확인하고, 눈동자가 움직이는 방향 예컨대, 시선 방향을 추적할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 830동작에서, 확인된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 추적된 사용자의 눈동자가 움직이는 방향에 기반하여, 가상 영상을 출력할 화면 표시부(예: 도 3의 화면 표시부(315))의 위치를 결정할 수 있다. 예컨대, 사용자의 우안에 대면하게 배치되는 제1 투명부재(예: 도 3의 제1 투명부재(325a)) 및 사용자의 좌안에 대면하게 배치되는 제2 투명부재(예: 도 3의 제2 투명부재(325b)) 상의 화면 표시부(315)의 위치를 결정될 수 있다. 다시 말해, 전자 장치(201)는 사용자의 우안 및 좌안의 시선 방향(예: 사용자의 우안 및 좌안의 눈동자가 응시하는 방향)에 따라 가상 영상의 중심의 위치를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 화면 표시부(315)에 영상을 출력할 수 있다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(201)에서 영상 신호를 출력하는 주기 및 반사되는 광을 수신하는 주기를 조정하여, 영상을 출력하는 방법을 설명하기 위한 흐름도(900)이다.
다양한 실시예들에 따른 도 9의 910동작 내지 920 동작은 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(201))의 프로세서(260)가 수행하는 것으로 이해될 수 있다.
도 9를 참조하면, 전자 장치(201)는 910동작에서, 제1 주기로 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(201)는 특정 주기(예: 120hz, 240hz)로 가상의 영상을 출력하도록 디스플레이(예: 도 3의 제1 디스플레이(305) 및 제2 디스플레이(310))를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 가상의 영상을 출력하기 위한 픽셀들(예: 도 4a의 적색 픽셀(red)(405), 녹색 픽셀(green)(410), 및 청색 픽셀(blue)(415))을 구동하는 타이밍과 사용자의 눈(예: 사용자의 우안 및 좌안)으로부터 반사되는 광을 수광하기 위한 수광 픽셀(예: 도 4a의 수광 픽셀(420))을 구동하는 타이밍을 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 920동작에서, 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 디스플레이(305, 310)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하고, 수신되는 광에 기반하여 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라 제2 주기는 제1 주기보다 짧은 것으로 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 제2 주기는 제1 주기보다 길거나, 또는 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 영상 신호를 출력하는 주기 및 반사되는 광을 수신하는 주기를 조정하는 실시예와 관련하여, 후술하는 도 10에서 다양한 실시예들이 설명될 것이다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(201)의 디스플레이(305, 310)의 수광 픽셀(420)들을 이용하여 사용자의 시선 정보를 획득하는 방법은, 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 디스플레이(305, 310)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신하는 동작, 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신되는 광에 기반하여 상기 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인하는 동작, 및 상기 확인된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신하는 동작은, 상기 디스플레이(305, 310)로부터 출력되는 광이 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되어 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신하는 동작을 포함하며, 상기 광이 출력되는 경로와 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신되는 경로는 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(201)의 디스플레이(예: 305, 310)의 수광 픽셀(420)들을 이용하여 사용자의 시선 정보를 획득하는 방법은, 상기 복수의 픽셀들을 구동하는 타이밍과 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 구동하는 타이밍을 조정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 영상을 출력하는 동작은, 제1 주기로 상기 복수의 픽셀들(405, 410, 415)을 구동하여 영상을 출력하는 동작을 포함하며, 전자 장치(201)의 디스플레이(305, 310)의 수광 픽셀(420)들을 이용하여 사용자의 시선 정보를 획득하는 방법은, 상기 제1 주기와 동일하거나, 또는 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기로 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 구동하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 영상을 출력하는 동작은, 제1 주기로 상기 복수의 픽셀들(405, 410, 415)을 구동하여 영상을 출력하는 동작을 포함하며, 전자 장치(201)의 디스플레이(예: 305, 310)의 수광 픽셀(420)들을 이용하여 사용자의 시선 정보를 획득하는 방법은, 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 구동하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신하는 동작은, 적어도 하나의 광원을 통해 출력되는 적외선 광이 상기 사용자의 좌완 및 우완 각각으로부터 반사되어 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신하는 동작을 포함하며, 상기 적외선 광이 출력되는 경로와 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신되는 경로는 상이할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 복수의 픽셀들(405, 410, 415) 및 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들 각각은 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 복수의 픽셀들(405, 410, 415)과 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들은, 격벽으로 분리되게 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이(305, 310)는, 상기 복수의 픽셀들(405, 410, 415)을 제어하기 위한 신호의 전달 경로들 및 상기 복수의 수광 픽셀(420)들을 제어하기 위한 신호의 전달 경로들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(201)의 디스플레이(예: 305, 310)의 수광 픽셀(420)들을 이용하여 사용자의 시선 정보를 획득하는 방법은, 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 상기 디스플레이(305, 310)를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 통해 수신한 후, 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들의 전하량이 지정된 전하량 이하인지 여부를 확인하는 동작, 및 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들의 전하량이 상기 지정된 전하량 이하이면, 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들 및 상기 하나 이상의 수광 픽셀(420)들에 근접하게 배치된 하나 이상의 수광 픽셀(420)들을 이용하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하는 동작을 더 포함할 수 있다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(201)에서 영상 신호를 출력하는 주기 및 반사되는 광을 수신하는 주기를 설명하기 위한 도면(1000)이다.
다양한 실시예들에 따라, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(201))의 디스플레이(1030)(예: 도 3의 제1 디스플레이(305), 제2 디스플레이(310))는 가상의 영상을 출력하기 위한 픽셀들(예: 도 4a의 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415))과 픽셀들 사이에서 사용자의 눈(1010)(예: 사용자의 우안 및/또는 좌안)으로부터 반사되는 광을 수광하여 전기 에너지로 변환하고 출력하는 수광 픽셀(예: 도 4a의 수광 픽셀(420))들로 구성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 디스플레이(1030)는 특정 주파수(예: 약 120hz, 약 240hz)(1020)로 구동되어, 가상의 영상을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(201)는 가상의 영상을 출력하기 위한 픽셀들(405, 410, 415)을 구동하는 타이밍과 사용자의 눈(1010)(예: 사용자의 우안 및/또는 좌안)으로부터 반사되는 광을 수광하기 위한 수광 픽셀(420)을 구동하는 타이밍을 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 가상의 영상을 출력하기 위한 픽셀들(405, 410, 415)을 구동하는 동작과 사용자의 안구(1010)에서 반사되는 광을 수광하기 위한 수광 픽셀(420)을 구동하는 동작을 일정 프레임 주기(예: 약 0.5fps(frame per second) 또는 약 0.25fps)로 스위칭(switching)할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(201)는 1프레임 기간(1040) 중 1/2 프레임 기간(1050) 동안 가상의 영상을 출력하기 위한 픽셀들(예: 적색 픽셀(R)(405), 녹색 픽셀(G)(410), 및 청색 픽셀(B)(415))을 구동하여 가상의 영상의 출력(1045)할 수 있으며, 나머지 1/2 프레임 기간(1060) 동안 수광 픽셀(420)을 구동하여 출력되는 광 신호가 사용자의 눈(1010)(예: 사용자의 우안 및 좌안)으로부터 반사되어 돌아오는 신호를 검출(1055)할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전술한 가상의 영상을 출력하기 위한 픽셀들(405, 410, 415)을 구동하는 타이밍과 사용자의 눈(1010)(예: 사용자의 우안 및 좌안)으로부터 반사되는 광을 수광하기 위한 수광 픽셀(420)을 구동하는 타이밍을 상이하게 설정함에 따라 픽셀들 간의 간섭을 줄일 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101))에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    복수의 픽셀들;
    상기 복수 픽셀들 사이에 배치되는 수광 픽셀들;
    상기 복수의 픽셀들 및 상기 수광 픽셀들로 구성되는 디스플레이; 및
    상기 디스플레이와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 상기 디스플레이를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하고,
    상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 상기 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인하고, 및
    상기 확인된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이로부터 출력되는 광이 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되어 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하도록 설정되고,
    상기 복수의 픽셀들을 구동하는 타이밍과 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하는 타이밍을 조정하도록 설정되고,
    상기 광이 출력되는 경로와 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 경로는 동일한 전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 주기로 상기 복수의 픽셀들을 구동하여 영상을 출력하도록 제어하고, 상기 제1 주기와 동일하거나, 또는 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기로 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 주기로 상기 복수의 픽셀들을 구동하여 영상을 출력하도록 제어하고, 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적외선 광을 출력하기 위한 적어도 하나의 광원을 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 광원을 통해 출력되는 적외선 광이 상기 사용자의 좌완 및 우완 각각으로부터 반사되어 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하도록 설정되고,
    상기 적외선 광이 출력되는 경로와 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 경로는 상이한 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들 및 상기 하나 이상의 수광 픽셀들 각각은 마이크로 렌즈를 포함하고,
    상기 복수의 픽셀들과 상기 하나 이상의 수광 픽셀들은, 격벽으로 분리되게 배치되는 전자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    상기 복수의 픽셀들을 제어하기 위한 신호의 전달 경로들 및 상기 복수의 수광 픽셀들을 제어하기 위한 신호의 전달 경로들을 포함하는 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신한 상기 하나 이상의 수광 픽셀들의 전하량이 지정된 전하량 이하이면, 상기 하나 이상의 수광 픽셀들 및 상기 하나 이상의 수광 픽셀들에 근접하게 배치된 하나 이상의 수광 픽셀들을 이용하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하도록 설정된 전자 장치.
  9. 전자 장치의 디스플레이의 수광 픽셀들을 이용하여 사용자의 시선 정보를 획득하는 방법에 있어서,
    사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 디스플레이를 구성하는 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하는 동작;
    상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 광에 기반하여 상기 좌안 및 우안 각각의 시선 방향을 확인하는 동작; 및
    상기 확인된 시선 방향에 기반하여 영상을 출력하는 동작을 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하는 동작은,
    상기 디스플레이로부터 출력되는 광이 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되어 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하는 동작을 포함하며,
    상기 광이 출력되는 경로와 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 경로는 동일한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들을 구동하는 타이밍과 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하는 타이밍을 조정하는 동작을 더 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 영상을 출력하는 동작은,
    제1 주기로 상기 복수의 픽셀들을 구동하여 영상을 출력하는 동작을 포함하며,
    상기 제1 주기와 동일하거나, 또는 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기로 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하는 동작을 더 포함하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 영상을 출력하는 동작은,
    제1 주기로 상기 복수의 픽셀들을 구동하여 영상을 출력하는 동작을 포함하며,
    상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 구동하여 상기 사용자의 좌안 및 우안 각각으로부터 반사되는 광을 수신하는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하는 동작은,
    적어도 하나의 광원을 통해 출력되는 적외선 광이 상기 사용자의 좌완 및 우완 각각으로부터 반사되어 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신하는 동작을 포함하며,
    상기 적외선 광이 출력되는 경로와 상기 하나 이상의 수광 픽셀들을 통해 수신되는 경로는 상이한 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    상기 복수의 픽셀들을 제어하기 위한 신호의 전달 경로들 및 상기 복수의 수광 픽셀들을 제어하기 위한 신호의 전달 경로들을 포함하는 방법.
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