WO2022071698A1 - Optical engine using micro-led and electronic device including same - Google Patents

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WO2022071698A1
WO2022071698A1 PCT/KR2021/013132 KR2021013132W WO2022071698A1 WO 2022071698 A1 WO2022071698 A1 WO 2022071698A1 KR 2021013132 W KR2021013132 W KR 2021013132W WO 2022071698 A1 WO2022071698 A1 WO 2022071698A1
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led array
micro led
light
electronic device
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PCT/KR2021/013132
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홍성빈
김철귀
박용현
정용희
최동옥
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삼성전자 주식회사
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    • G02B2027/0178Eyeglass type

Definitions

  • Various embodiments disclosed in this document relate to an optical engine using a micro LED and an electronic device including the same.
  • the electronic device includes a head-mounted-display (HMD), augmented reality glass (AR glass), smart glasses, a smart watch, a smart band, and content.
  • HMD head-mounted-display
  • AR glass augmented reality glass
  • smart glasses smart glasses
  • smart watch a smart band
  • content content
  • a lens-type device, a ring-type device, a glove-type device, or a shoe-type device, etc., are being developed in a form detachable to a user's body or in a form detachable to clothes.
  • Augmented reality glasses may be worn on the user's head to provide the user with various contents using virtual reality (VR) and/or augmented reality (AR). Augmented reality glasses are gradually becoming smaller in order to increase portability, and technologies for outputting high-quality images from small augmented reality glasses are emerging.
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • Wearable electronic devices are limited in volume because they must be worn on a user's body (eg, head).
  • a user's body eg, head
  • separate mechanical devices such as actuators
  • High-resolution images can be realized by shaking the light or reducing the size of each pixel included in the light source.
  • the volume of the augmented reality glass may increase and power consumption may increase.
  • the size of the pixel is reduced, light output transmission efficiency may be reduced.
  • a wearable electronic device is formed by stacking a birefringence plate, a double refraction plate, a wave plate, and a polarizer on a micro LED (light emitting diode).
  • a micro LED light emitting diode
  • An optical engine of a wearable electronic device may include a micro LED array, wherein the micro LED array includes a plurality of pixels; a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; and a circuit board disposed under the micro LED array and supplying driving power and control signals to at least one of the micro LED array and the transparent cover, wherein the transparent cover includes: a first birefringent plate; a first liquid crystal element disposed on the first birefringent plate; a second birefringent plate disposed on the first liquid crystal element; a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate; and a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
  • a wearable electronic device includes: a housing forming at least a part of an exterior of the wearable electronic device; an optical engine emitting light for outputting an image; and a transparent glass comprising a waveguide for guiding light emitted from the optical engine, wherein the optical engine comprises: a micro LED array, the micro LED array comprising a plurality of pixels; a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; and a circuit board disposed under the micro LED array and supplying driving power and control signals to at least one of the micro LED array and the transparent cover, wherein the transparent cover is: on the first birefringent plate ( on) a first liquid crystal element disposed; a second birefringent plate disposed on the first liquid crystal element; a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate; and a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
  • the micro LED array by disposing a transparent cover including a first birefringent plate, a first liquid crystal element, a second birefringent plate, a second liquid crystal element, and a polarizing plate on the upper side of the micro LED array, the micro LED array It can be output by vertically or horizontally shifting the light output from the .
  • power consumption of an electronic device can be reduced by using a low-resolution micro LED instead of a high-resolution micro LED for realizing a high-resolution image.
  • 1 is a wearable electronic device worn by a user according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the wearable electronic device of FIG. 1 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an internal structure of an optical engine of a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a micro LED array, a circuit board, and a micro lens array of an optical engine according to an exemplary embodiment.
  • 6A is a diagram illustrating an operation of manufacturing a micro lens array of an optical engine according to an exemplary embodiment.
  • 6B is a diagram illustrating a shape of each micro lens included in a micro lens array according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a coupling operation of a micro lens array and a micro LED array according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a laminated structure of a transparent cover of an optical engine according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9A illustrates light passing through a first birefringent plate, a first liquid crystal element, and a second birefringent plate when power is supplied to the first liquid crystal element according to a control signal from the circuit board in the transparent cover according to an embodiment
  • 9B is a view illustrating light passing through the first birefringent plate, the first liquid crystal element, and the second birefringent plate when power is not supplied to the first liquid crystal element according to the control signal of the circuit board in the transparent cover according to the embodiment; It is a drawing showing
  • FIG. 10 is a table illustrating light output from a transparent cover according to a control signal of a circuit board according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an image output passing through a transparent cover according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12A is a diagram illustrating an optical engine disposed in a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
  • 12B is a diagram illustrating light output from an optical engine of a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device may be a device of various types.
  • 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 laptop, a desktop, a tablet, or a portable multimedia device
  • portable medical device e.g., a portable medical device
  • camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart watch
  • a home appliance device e.g., a smart bracelet
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish the element from other elements in question, and may refer to elements 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, for example, and interchangeably with terms such as 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
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided by being included in a computer program product.
  • 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, a module or a 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. .
  • 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, repetitively, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.
  • FIG. 1 is a wearable electronic device 100 worn by a user 102 according to an embodiment.
  • the wearable electronic device 100 includes a near to eye display (NED) device, a head-mounted-display (HMD) device that can be worn by a user 102, It may be one of electronic devices including augmented reality glass (AR glass) and smart glasses.
  • the near-eye display device may be understood as a display device in which the image display unit is located very close to the eye of the user 102 and the user 102 can wear it like glasses. 1 illustrates an embodiment in which a user 102 wears the wearable electronic device 100, for example, a near-eye display device.
  • the wearable electronic device 100 includes a display 104 corresponding to a near-eye display (eg, a first see-through display 104-1, a second see-through display ( 104-2)) may be included.
  • the see-through display 104 may be included in at least some of the glasses of the wearable electronic device 100 .
  • the wearable electronic device 100 may include a light waveguide in at least a portion of the glass, and one region of the light guide may correspond to the see-through display 104 .
  • the see-through display 104 may be located close to the eye of the user 102 , and the user 102 may wear the wearable electronic device 100 including the see-through display 104 like glasses.
  • the see-through display 104 transmits the image (or light) output from the optical engine (eg, the optical engine 230 in FIG. 2 ) of the user 102 through the optical waveguide included in the glass. It may refer to a display that transmits to the eyes and at the same time transmits the real world through the area to the user's 102 see-through eyes.
  • the optical engine eg, the optical engine 230 in FIG. 2
  • the see-through display 104 transmits the image (or light) output from the optical engine (eg, the optical engine 230 in FIG. 2 ) of the user 102 through the optical waveguide included in the glass. It may refer to a display that transmits to the eyes and at the same time transmits the real world through the area to the user's 102 see-through eyes.
  • the optical waveguide may include glass, plastic, or polymer, and at least a portion (inside or outside) of the optical waveguide may include a grating structure.
  • the lattice structure may be formed in a polygonal or curved shape, and may include nanopatterns.
  • the light transmitted from the optical engine 230 and/or the user 102 may be changed in a traveling direction by the nano-pattern.
  • the wearable electronic device 100 may display an augmented reality image through the see-through display 104 .
  • the see-through display 104 may transmit light in the real environment (or real object), and the user 102 recognizes the light in the real environment transmitted through the see-through display 104, You can see the environment.
  • the see-through display 104 may be understood as a transparent display capable of simultaneously/sequentially displaying images of a virtual object while transmitting light of a real object.
  • the user 102 may recognize a real object through the see-through display 104 of the wearable electronic device 100 , and may recognize a virtual object superimposed thereon.
  • the see-through display 104 may be made of a transparent material such as glass or plastic.
  • Various embodiments of this document describe the wearable electronic device 100 in the form of glasses as a main scenario, but the present disclosure is not limited thereto, and various embodiments of the present document may be applied to various electronic devices including optical devices.
  • various embodiments of the present document may be applied to an HMD device or augmented reality glasses in the form of goggles.
  • FIG. 2 is a perspective view of the wearable electronic device 100 of FIG. 1 according to an embodiment.
  • the wearable electronic device 100 includes a first glass 201 including a first see-through display 104-1 and a second glass 202 including a second see-through display 104-2. , a connecting member 210 connecting the first glass 201 and the second glass 202 , a first member 211 adjacent to the first glass 201 and surrounding the first glass 201 , the first A second member 221 extending from the member 211 , a third member 212 adjacent to the second glass 202 and surrounding the second glass 202 , and a fourth member extending from the third member 212 .
  • a member 222 may be included.
  • the first member 211 and the third member 212 may be understood as eyeglass frames of the wearable electronic device 100
  • the second member 221 and the fourth member 222 may be connected to the user ( It may be understood as a temple of the wearable electronic device 100 supporting the ear of 102 .
  • the first glass 201 and/or the second glass 202 may be formed of a glass plate and/or a polymer, and may be made transparent and/or translucent. there is.
  • the first member 211 , the third member 212 and the connecting member 210 may be integrally formed.
  • components included in the wearable electronic device 100 are not limited to the components illustrated in FIG. 2 .
  • the wearable electronic device 100 may further include a sensor (eg, an eye tracking sensor, an illuminance sensor) and/or a camera.
  • the eye tracking sensor is a camera that detects light reflected from the eye (eg, a pupil) of the user 102 , and the wearable electronic device 100 provides the user 102 based on the light detected through the eye tracking sensor. ) can be tracked (or the trajectory of the gaze).
  • the illuminance sensor is a sensor that detects the illuminance (or brightness) around the user's 102 eyes or the wearable electronic device 100, and the wearable electronic device 100 detects the illuminance (or brightness) around the illuminance sensor.
  • the optical engine 230 to be described later may be controlled.
  • the eye tracking sensor eg, the camera module 340 of FIG. 3
  • the eye tracking sensor may photograph a reflection pattern of light emitted from a light emitting unit (not shown) (eg, IR (infra-red) LED) of the electronic device 100 to the user's eye, and a global shutter It may be configured as a (global shutter; GS) type camera.
  • the eye tracking sensor may be configured as a sensor module (eg, the sensor module 320 of FIG. 3 ).
  • the eye tracking sensor may include at least one of a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), an infrared sensor, and/or a photodiode.
  • the photodiode may include a positive intrinsic negative (PIN) photodiode or an avalanche photodiode (APD).
  • the photodiode may be referred to as a photo detector or a photo sensor.
  • the eye tracking sensor may track the user's eye or gaze using a plurality of camera modules (eg, the camera module 340 of FIG. 3 ) having the same standard and performance.
  • a plurality of camera modules eg, the camera module 340 of FIG. 3
  • it may be composed of a plurality of camera modules for the left (left) eye and a plurality of camera modules for the right (right) eye.
  • the light emitting unit may emit light in an infrared band to facilitate eye tracking (or eye trajectory) using the eye tracking sensor.
  • the light emitting unit may emit light in a visible light band and may include a light emitting diode (LED).
  • LED light emitting diode
  • the wearable electronic device 100 includes a self-luminous display (eg, micro LED, organic light emitting diode (OLED)) or a display requiring a separate light source (eg, liquid crystal display (LCD); It may include a liquid crystal on silicon (LCoS), a digital mirror device (DMD)).
  • a self-luminous display may be understood as a display capable of outputting an image by emitting light from the display itself.
  • a display requiring a separate light source may be understood as a display capable of outputting an image by reflecting and/or emitting light emitted from a separate light source.
  • a self-luminous display eg, micro LED, organic light emitting diode (OLED)
  • LCD liquid crystal display
  • LCD liquid crystal display
  • DMD digital mirror device
  • the self-luminous display may be understood as a display capable of outputting an image by emitting light from the display itself.
  • a display requiring a separate light source may be understood as a display capable of outputting an image by reflecting and/
  • the wearable electronic device 100 may include an optical engine 230 that emits light for outputting an image.
  • the optical engine 230 may include a micro LED module emitting light from itself, and the light for outputting the image may be understood as light emitted from the micro LED module.
  • a first optical engine 231 for the left (left) eye and a second optical engine 232 for the right (right) eye, as optical engine 230 is needed, one each for each eye of user 102 . ) can be composed of The left and right sides may be divided based on the user 102 .
  • the wearable electronic device 100 may include one optical engine 230 , and in this case, the output of the optical engine 230 may be divided and supplied to both eyes of the user 102 .
  • the first optical engine 231 and the second optical engine 232 may be disposed on at least one surface inside or outside the components constituting the wearable electronic device 100 .
  • the first optical engine 231 and the second optical engine 232 may include a connecting member 210 , a first member 211 , a second member 221 , a third member 212 , and a fourth member 212 . It may be disposed on one surface of the inside or outside of at least one of the members 222 .
  • the first optical engine 231 may be disposed on the inner surface of the second member 221
  • a second optical engine 232 may be disposed on the inner surface.
  • the first optical engine 231 and / or the second optical engine 232, the light emitted from the first optical engine 231 and / or the second optical engine 232 is the first glass It may be arranged to be incident on the 201 and/or the second glass 202 .
  • the positions of the first optical engine 231 and/or the second optical engine 232 are not limited to the example shown in FIG. 2 , and for example, the first optical engine 231 and/or the second optical engine 231 .
  • the engine 232 may be disposed on the first member 211 and/or the third member 212 .
  • the optical waveguide may be disposed on the first glass 201 and the second glass 202, respectively.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the optical waveguide may be disposed on at least one of the first glass 201 and the second glass 202 .
  • the optical waveguide may include a display waveguide (eg, a first waveguide) corresponding to a path through which display light emitted from the first optical engine 231 and/or the second optical engine 232 is propagated, and It may further include a gaze tracking waveguide (eg, a second waveguide) corresponding to a path through which the reflected light reflected from the eye of the user 102 propagates.
  • a display waveguide eg, a first waveguide
  • a gaze tracking waveguide eg, a second waveguide
  • light emitted from the micro LEDs of the first optical engine 231 and/or the second optical engine 232 may reach the eye of the user 102 through the display waveguide.
  • the display waveguide may form a light path by guiding the display light emitted from the optical engine 230 to be emitted to the display area of the see-through display 104 .
  • the see-through display 104 may correspond to at least one region of the display waveguide.
  • the display waveguide may be a free form waveguide. The free-form display waveguide may provide the light generated by the optical engine 230 to the user 102 by using the input optical member and the output optical member.
  • the display waveguide may include at least one of at least one diffractive element (eg, a diffractive optical element (DOE), a holographic optical element (HOE)) and/or a reflective element (eg, a reflective mirror).
  • the display waveguide may guide the display light emitted from the optical engine 230 to the eye of the user 102 using at least one diffractive element or a reflective element included in the display waveguide.
  • the at least one diffractive element may include an input optical element and/or an output optical element
  • the reflective element may include a splitter configured to perform total internal reflection (TIR).
  • the display light emitted from the optical engine 230 may be guided by an optical path to the optical waveguide through the input optical member, and the light traveling inside the optical waveguide may be directed toward the eye of the user 102 through the output optical member. can be induced to
  • the eye tracking waveguide may transmit the light reflected from the user 102 to the eye tracking sensor using a splitter.
  • the position of the light provided to the user 102 by the optical engine 230 may be determined based on the light (eg, the trajectory of the gaze) reflected from the user 102 transmitted to the eye tracking sensor. there is.
  • an optical material eg, glass
  • the refractive index of the display waveguide may have a value of about 1.5 to about 2.2, but is not limited thereto.
  • the display waveguide may separate the display light emitted from the optical engine 230 according to a wavelength (eg, blue, green, or red) to move it to a separate path within the display waveguide. .
  • the display waveguide may be disposed on glass (eg, the first glass 201 and the second glass 202).
  • glass eg, the first glass 201 and the second glass 202.
  • the display waveguide may be disposed on top of the glass.
  • the region in which the display waveguide is disposed is not limited to the above-described region of the glass.
  • the first member 211 is not limited to the shape shown in FIG. 2 .
  • the first member 211 may have a shape surrounding at least a portion of the periphery of the first glass 201 . This may be equally applied to the third member 212 .
  • the second member 221 is not limited to the shape shown in FIG. 2 .
  • the second member 221 may have a shape that can be mounted on a body part (eg, an ear or a head) of the user 102 . This may be equally applied to the fourth member 222 .
  • the second member 221 may have a shape that allows the wearable electronic device 100 to be worn on the head of the user 102 .
  • the connecting member 210 , the first member 211 , the second member 221 , the third member 212 , and the fourth member 222 are integrally connected and combined into one package. It may include a form that has been
  • the wearable electronic device 100 includes a first see-through display 104 - 1 included in the first glass 201 and a second see-through display 104 - 2 included in the second glass 202 .
  • the first see-through display 104 - 1 and the second see-through display 104 - 2 may include a transparent display capable of transmitting light of a real object and displaying a virtual object image.
  • the user 102 may recognize a real object through the see-through display 104 , and may recognize the real object and the virtual object image by superimposing them.
  • FIG. 3 is a block diagram of a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
  • the wearable electronic device 100 includes a processor 300 , an optical engine 400 (eg, the optical engine 230 of FIG. 2 ), a sensor module 310 , an audio module 320 , and a battery ( or a power supply) 330 , a camera module 340 , and a communication interface 350 .
  • a module included in the wearable electronic device 100 may be understood as a hardware module (eg, a circuit) included in the wearable electronic device 100 .
  • Components included in the wearable electronic device 100 include components shown in the block diagram of FIG. 3 (eg, an optical engine 400, a sensor module 310, an audio module 320, a battery 330,
  • the camera module 340 or the communication interface 350 may not be limited.
  • Components of the wearable electronic device 100 illustrated in FIG. 3 may be replaced with other components, and other components may be added to the wearable electronic device 100 .
  • the wearable electronic device 100 may further include a memory in the components illustrated in FIG. 3 .
  • the processor 300 executes instructions (eg, instructions) stored in the memory to configure components (eg, the optical engine 400 and the sensor module 310 of the wearable electronic device 100 ). ), the audio module 320 , the battery 330 , the camera module 340 , and the communication interface 350 ).
  • the processor 300 may be electrically and/or operatively connected to the optical engine 400 , the sensor module 310 , the audio module 320 , the battery 330 , the camera module 340 , and the communication interface 350 .
  • the processor 300 executes software and includes at least one other component connected to the processor 300 (eg, the optical engine 400 , the sensor module 310 , the audio module 320 , the battery 330 , and the camera module). 340 , and the communication interface 350 ).
  • the processor 300 may obtain a command from components included in the wearable electronic device 100 , interpret the obtained command, and process and/or calculate various data according to the interpreted command. can
  • the processor 300 may adjust the position of the virtual image so that the virtual object image projected on the see-through display 140 corresponds to the direction in which the eye (pupil) of the user 102 gazes. Also, the processor 300 may determine the movement of the wearable electronic device 100 and/or the movement of the user 102 using the sensor module 310 and/or the camera module 340 . For example, the processor 300 receives the state information of the wearable electronic device 100 and/or the camera module 340 obtained by using the sensor module 310 (eg, a gesture sensor, a gyro sensor, or an acceleration sensor).
  • the sensor module 310 eg, a gesture sensor, a gyro sensor, or an acceleration sensor.
  • the movement of the wearable electronic device 100 and/or the movement of the user 102 may be determined using the user's motion (eg, the user's 102's body approach to the wearable electronic device 100) can According to an embodiment, the wearable electronic device 100 may receive data processed through a processor built in an external device (eg, a mobile terminal) from the external device. For example, the wearable electronic device 100 may photograph an object (eg, a real object or an eye of the user 102 ) through the camera module 340 , and transmit the captured image to an external device through the communication interface 350 . and may receive data based on the transmitted image from the external device. The external device generates image data related to augmented reality based on information (eg, shape, color, or location) of the photographed object received from the wearable electronic device 100 , and transmits the image data to the wearable electronic device 100 .
  • a processor built in an external device eg, a mobile terminal
  • the wearable electronic device 100 may photograph an object (eg, a real object or
  • the optical engine 400 may include a micro LED module.
  • the micro LED module may emit display light for displaying an augmented reality image based on the control of the processor 300 .
  • a micro LED can be understood as a self-luminous display that emits light from the display itself.
  • the wearable electronic device 100 eg, the processor 300
  • the wearable electronic device 100 may emit display light for displaying the augmented reality image on the display area of the see-through display 104 through the optical engine 400 .
  • the wearable electronic device 100 uses the optical engine 400 to display the augmented reality image in the display area of the see-through display 104 .
  • Types of input of user 102 may include, but are not limited to, button input, touch input, voice input, and/or gesture input, which may include various input types capable of controlling operation of optical engine 400 .
  • Types of input of user 102 may include, but are not limited to, button input, touch input, voice input, and/or gesture input, which may include various input types capable of controlling operation of optical engine 400 . can
  • the sensor module 310 may include at least one sensor (eg, a gaze tracking sensor and/or an illuminance sensor).
  • the at least one sensor may not be limited to the above-described example.
  • the at least one sensor may further include a proximity sensor or a contact sensor capable of detecting whether the user 102 wears the wearable electronic device 100 .
  • the wearable electronic device 100 may detect whether the user 102 is wearing the wearable electronic device 100 through the proximity sensor or the contact sensor.
  • the wearable electronic device 100 is manually and/or automatically paired with another electronic device (eg, a smartphone) (eg, a smart phone). pairing) is possible.
  • the audio module 320 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound.
  • the audio module 320 may include a device capable of acquiring a sound (eg, a microphone) and/or a device capable of outputting a sound (eg, a speaker).
  • the wearable electronic device 100 may receive an external sound such as a voice of the user 102 through a microphone, and may output a sound corresponding to an image displayed through a speaker.
  • the audio module 320 includes at least one of the first member 211 , the second member 221 , the third member 212 , the fourth member 222 , and/or the connection member 210 . Some may be placed.
  • the at least one audio module 320 may be disposed at the lower end and/or upper end of the wearable electronic device 100 .
  • the wearable electronic device 100 may more clearly recognize the user's voice using voice information (eg, sound) acquired by the at least one audio module 320 .
  • voice information eg, sound
  • the wearable electronic device 100 may distinguish between the voice information and ambient noise based on the acquired voice information and/or additional information (eg, low-frequency vibration of the user's skin and bones).
  • additional information eg, low-frequency vibration of the user's skin and bones.
  • the wearable electronic device 100 may clearly recognize a user's voice and may perform a function of reducing ambient noise (eg, noise canceling).
  • the battery 330 may supply power to at least one component of the wearable electronic device 100 .
  • the battery 330 may be charged by being connected to an external power source by wire or wirelessly.
  • the wearable electronic device 100 may include a connection terminal (eg, a universal serial bus (USB) connector) for connecting to an external power source by wire, and is electrically connected to an external electronic device through the connection terminal. and transmits the power received from the external electronic device to components of the wearable electronic device 100 .
  • a connection terminal eg, a universal serial bus (USB) connector
  • the camera module 340 may capture an image around the wearable electronic device 100 .
  • the camera module 340 may capture an image of a real object outside the wearable electronic device 100 , and the captured object is transmitted to the user through the optical engine 400 (eg, the optical engine 230 of FIG. 2 ).
  • the camera module 340 may be a camera of a global shutter method or a rolling shutter (RS) method.
  • the camera module 340 may be configured as a high-resolution color camera, and may be referred to as a high resolution (HR) or photo video (PV) camera.
  • the camera module 340 may provide an auto focus function (AF) and an optical image stabilizer (OIS) function.
  • AF auto focus function
  • OIS optical image stabilizer
  • the wearable electronic device 100 may include a light emitting unit (not shown) at a position close to the camera module 340 .
  • the light emitting unit may provide brightness (eg, illuminance) around the wearable electronic device 100 when an external image of the camera module 340 is acquired, in a dark environment, mixing of various light sources, and/or avoiding difficulties in image acquisition due to reflection.
  • the first camera module may provide 360-degree spatial (eg omnidirectional), positional and/or movement recognition with a camera that supports 3DoF (degrees of freedom), or 6DoF.
  • the first camera module uses a plurality of global shutter (GS) type cameras of the same standard and performance as a stereo camera to perform simultaneous localization and mapping (SLAM) and user movement It can perform a recognition function.
  • GS global shutter
  • SLAM simultaneous localization and mapping
  • the communication interface 350 may include a wired interface and/or a wireless interface.
  • the communication interface 350 may support direct communication (eg, wired communication) or indirect communication (eg, wireless communication) between the wearable electronic device 100 and an external device (eg, a mobile terminal).
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an internal structure of the optical engine 400 of the wearable electronic device 100 according to an exemplary embodiment.
  • the optical engine 400 of the wearable electronic device 100 is disposed above a micro LED array 410 , and above the micro LED array 410 , and the micro LED array 410 . It may include a transparent cover 450 that passes the light output from the.
  • the transparent cover 450 includes a first birefringent plate 451 , a first liquid crystal element 452 , a second birefringent plate 453 , a second liquid crystal element 454 , and/or a polarizing plate 455 . can do.
  • the optical engine 400 may further include a micro lens array 430 disposed between the micro LED array 410 and the transparent cover 450 .
  • the light emitted from each pixel constituting the micro LED array 410 passes through the micro lens array 430 and then the first birefringent plate 451 constituting the transparent cover 450, the second It may pass through the first liquid crystal element 452 , the second birefringent plate 453 , the second liquid crystal element 454 , and the polarizing plate 455 .
  • light, light, or light beam may be used interchangeably.
  • the micro lens array 430 may control the degree of spreading of the light emitted from the micro LED array 410 .
  • light emitted from each pixel constituting the micro LED array 410 may be more dispersed and emitted while passing through the micro lens array 430 , or may be more constricted and emitted.
  • the micro lens array 430 may be used to increase light transmission efficiency through which light emitted from the micro lens array 430 is projected onto the transparent cover 450 .
  • the micro lens array 430 may be selectively used, and may be omitted from the optical engine 400 .
  • the transparent cover 450 may change the traveling direction of light emitted from the micro LED array 410 (eg, light passing through the micro lens 433 ). According to an embodiment, the transparent cover 450 may shift the light emitted from the micro LED array 410 up, down, left, and right to output various types of light. For example, the transparent cover 450 may output the light emitted from the micro LED array 410 by moving it up, down, left, and right by 1/2 of the pixel size constituting the micro LED array 410 . . According to an embodiment, the transparent cover 450 may be used to provide a user with an image having a higher resolution than the native resolution of the micro LED array 410 .
  • the light incident to the transparent cover 450 may be an unpolarized light beam.
  • the light incident to the transparent cover 450 may be a polarized light.
  • unpolarized light rays are incident to the transparent cover 450 will be described.
  • the transparent cover 450 is formed on the first birefringent plate 451 , the first liquid crystal element 452 disposed on the first birefringent plate 451 , and the first liquid crystal element 452 .
  • the number and/or stacking order of the components constituting the transparent cover 450 is not limited thereto, and the transparent cover 450 is installed depending on whether the light output from the micro LED array 410 is polarized or unpolarized.
  • the transparent cover 450 may further include a wave plate, in which case the wave plate is a first birefringent plate of the transparent cover 450 .
  • the stacking order of the first birefringent plate 451 , the second birefringent plate 453 , the first liquid crystal element 452 , and the second liquid crystal element 454 may be different.
  • the birefringent plate (eg, the first birefringent plate 451 and the second birefringent plate 453 ) converts the incident light according to the polarization and the propagation direction of the light passing through the birefringent plate into two refracted lights. can be refracted.
  • the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 when unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 , the unpolarized light is separated into an ordinary ray and an extraordinary ray and output can be
  • the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 may be made of quartz or sapphire, and the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 may be used.
  • the separation width (d) of the ordinary ray and the extraordinary ray may vary depending on the material constituting the ray.
  • the ray separation width d of light passing through the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 is 1/2 of the pixel size constituting the micro LED array 410 .
  • a birefringent plate can be configured so that it becomes this. In the case of FIG. 4 , only two rays separated by the first birefringent plate 451 are illustrated, but the separated rays may be further separated while passing through the second birefringent plate 453 .
  • the liquid crystal element (eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 ) may be composed of liquid crystal, which is a material in a state between a liquid and a solid crystal.
  • the first liquid crystal element 452 and/or the second liquid crystal element 454 includes electrical signals (power, control) supplied to the first liquid crystal element 452 and/or the second liquid crystal element 454 . signal) can be controlled.
  • a control signal for controlling the first liquid crystal element 452 and/or the second liquid crystal element 454 may be supplied from a circuit board (refer to the circuit board 470 of FIG.
  • the liquid crystal element is configured on the circuit board It is possible to change the polarization state (eg, polarization direction) of the incident light based on the control signal supplied from the .
  • the liquid crystal element eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454
  • the liquid crystal element may include a wave plate, a polarizing layer, or a polarizer, or a phase retardation layer ( It can act as a retardation layer, or retarder).
  • the liquid crystal element eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454
  • the liquid crystal element (eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 ) may serve as a half-wave plate or a quarter-wave plate.
  • the liquid crystal element (eg, the first liquid crystal element 452 , the second liquid crystal element 454 ) may be powered or not powered by a switch operation while the electrode is connected to the transparent film.
  • the polarizing plate 455 may refer to a thin plate that changes to linearly polarized light when natural light (eg, unpolarized light) is transmitted.
  • output may vary depending on the polarization direction of the incident polarized light and the polarization direction of the polarizing plate 455 .
  • the polarizing plate 455 may output only light corresponding to the polarization direction of the polarizing plate 455 among incoming light.
  • the polarization direction of the incident polarized light is perpendicular to the polarization direction of the polarizing plate 455 , light output from the polarizing plate 455 may not exist.
  • 5 is a diagram illustrating a micro LED array 410 , a circuit board 470 , and a micro lens array 430 of the optical engine 400 according to an exemplary embodiment.
  • the micro LED array 410 may include a plurality of pixels 411 , and a barrier rib 413 may be disposed between each pixel 411 .
  • a micro lens array 430 may be disposed on an upper side of the micro LED array 410
  • a circuit board 470 may be disposed on a lower side of the micro LED array 410 .
  • the barrier rib 413 disposed between the pixels 411 in the micro LED array 410 prevents light emitted from one pixel 411 from affecting the other pixels 411 . and increase the light transmission efficiency.
  • the barrier rib 413 may include a silica-based inorganic material or an organic material such as polyacrylates resin or polyimides resin.
  • the barrier rib 413 may include a light blocking material to block light.
  • the barrier rib 413 may include an opaque material and serve to block light.
  • the pixel 411 constituting the micro LED array 410 may include a red pixel, a green pixel, and a blue pixel.
  • a red component may be formed by disposing a quantum dot (QD), a quantum crystal (QC), and/or a color filter on a blue pixel.
  • the green pixel may also create a green component by disposing a quantum dot (QD), a quantum crystal (QC), and/or a color filter on the blue pixel.
  • the micro LED array 410 may form RGB pixels.
  • the pixels 411 constituting the micro LED array 410 do not use QD (quantum dot), QC (quantum crystal), and/or color filters, but red pixels, green pixels, and Each may be composed of blue pixels.
  • the micro lens array 430 may control the degree of emission of light emitted from the pixels 411 of the micro LED array 410 .
  • the micro lens array 430 may adjust the beam angle of light output from the pixel 411 .
  • each micro lens eg, the micro lens 433 of FIG. 6A
  • each micro lens included in the micro lens array 430 above each pixel 411 included in the micro LED array 410 . It is possible to determine the degree of divergence and to reduce light loss scattered in all directions.
  • the circuit board 470 may supply driving power and/or a control signal to at least one of the micro LED array 410 and the transparent cover 450 (eg, the transparent cover 450 in FIG. 4 ). , it is possible to simultaneously supply driving power and/or control signals to the micro LED array 410 and the transparent cover 450 .
  • the circuit board 470 includes at least one of a micro LED array 410 and a transparent cover (eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 in FIG. 4 ) for driving power and/or control.
  • a circuit for supplying a signal may be provided.
  • the circuit board 470 may refer to a backplane or a silicon substrate.
  • the circuit board 470 may include a flexible substrate made of a transparent material.
  • the circuit board 470 may be a colorless, transparent polymer film.
  • the circuit board 470 is polyethylene terephthalate (PET: polyethylene terephthalate), polyethylene naphthalate (PEN: polyethylene naphthalate), polyethylene sulfide (PES: polyethylene sulfide), polyethylene (PE: polyethylene), polyimide ( PI: polyimide) may include at least one material.
  • the circuit board 470 may control the light or image output from the micro LED array 410 by controlling the micro LED array 410, and control the output of the transparent cover 450 to The output light or image can be shaken.
  • the electrical signal (power and control signal) supplied from the circuit board 470 to the micro LED array 410 and the electrical signal supplied from the circuit board 470 to the transparent cover 450 pass through the same path ( path) can be designed.
  • the circuit board 470 may be driven by synchronizing a signal of a virtual image (eg, a control signal of the micro LED array 410 ) and a signal of the transparent cover 450 .
  • an electrical signal (eg, power and control signal) supplied from the circuit board 470 to the micro LED array 410 and an electrical signal supplied from the circuit board 470 to the transparent cover 450 are different. It may be designed to have a path.
  • a control signal eg, a control signal for the micro LED array 410 and/or the transparent cover 450
  • AP application processor
  • micro LED driving circuit configured independently of the AP. (not shown) may be used.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an operation of manufacturing the micro lens array 430 of the optical engine 400 according to an embodiment
  • FIG. 6B is each micro lens included in the micro lens array 430 according to an embodiment. It is a figure which shows the shape of (433).
  • the micro lens array 430 may include a transparent glass 431 (or a transparent plate) and a plurality of micro lenses 433 disposed on the transparent glass 431 .
  • a transparent glass 431 or a transparent plate
  • a plurality of micro lenses 433 disposed on the transparent glass 431 .
  • UV light is applied.
  • rays can be emitted.
  • the region except for the portion covered by the mask may be melted away by ultraviolet rays, and the remaining photoresist portion may be processed to obtain a microlens 433 having a desired size.
  • the microlens 433 having a desired shape may be made by using Equations 1 and 2 above. 6B, in Equations 1 and 2, R is the radius of curvature of the micro lens 433, h is the height of the micro lens 433, f is the focal length of the micro lens 433, n is the refractive index of the microlens 433, ⁇ is the wavelength of incident light, r is the distance to the optical axis, and K is a constant (or optical constant). According to an embodiment, the shape of the microlens 433 may vary according to a target beam angle.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a coupling operation of the micro lens array 430 and the micro LED array 410 according to an embodiment.
  • the micro lens array 430 manufactured through the operation of FIGS. 6A and 6B may be disposed on the micro LED array 410 .
  • the micro LED array 410 and the micro lens array 430 may be coupled with an adhesive.
  • the micro-lens 433 may be formed integrally directly on the pixel 411 of the micro-LED array 410 .
  • the center of each micro lens 433 included in the micro lens array 430 may be arranged to be aligned with the center of each pixel 411 included in the micro LED array 410 .
  • the center of each micro lens 433 included in the micro lens array 430 is a pixel 411 located in the center of the micro LED array 410 and the peripheral portion in the micro LED array 410 .
  • the pixels 411 positioned in ? may be disposed differently from each other.
  • the center of the pixel 411 and the center of the micro lens 433 may be aligned, and the micro LED array 410 .
  • the center of the pixel 411 located in the inner periphery the center of the pixel 411 may be disposed closer to the center of the micro LED array 410 than the center of the micro lens 433 .
  • the center of the pixel 411 and the center of the micro lens 433 may be disposed not to be aligned.
  • the micro lens array 430 may be omitted.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a stacked structure of the transparent cover 450 of the optical engine 400 according to an exemplary embodiment.
  • unpolarized light is incident on the transparent cover 450 and may be output as it is incident or may be moved vertically or horizontally to be output.
  • the unpolarized light may include a first birefringent plate 451 , a first liquid crystal element 452 , a second birefringent plate 453 , a second liquid crystal element 454 , and a polarizing plate 455 in the transparent cover 450 . ), it may be output as it is incident, or may be output in a parallel movement direction.
  • the first birefringent plate 451 when unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451, the first birefringent plate 451 separates the incident light into an ordinary ray that outputs the incident light without refraction and an abnormal ray that is refracted and output. can In this case, according to the material and/or shape of the first birefringent plate 451 , the size of the width at which the light beam is separated may be adjusted.
  • the separation width d of the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the first birefringent plate 451 (or the second birefringent plate 453 ) is the pixel 411 .
  • Equation 4 the angle a at which the ordinary ray and the extraordinary ray are separated (or shifted) may be obtained.
  • is a birefringent orientation angle of the birefringent plate
  • n o is an ordinary ray refractive index
  • n e is an extraordinary ray refractive index.
  • the thickness t of the first birefringent plate 451 may be obtained using Equation 5 above.
  • Equation 5 a is an angle at which the ordinary ray and the extraordinary ray are separated (or shifted), and d is the separation width between the ordinary ray and the extraordinary ray.
  • the first birefringent plate 451 (or the second birefringent plate) having an ordinary refractive index n o of 1.77 nm, an extraordinary ray refractive index ne e of 1.762 nm, and a birefringence orientation angle ⁇ of 45 degrees.
  • the value of the angle a at which the ordinary ray and the extraordinary ray are separated (or shifted) is 0.26
  • the value of the separation width d of the ordinary ray and the extraordinary ray is derived to be 2.7 ⁇ m, and the value of the thickness t of the first birefringent plate 451 (or the second birefringent plate 453) is 0.6 can be derived in mm.
  • light passing through the first birefringent plate 451 may be incident on the first liquid crystal element 452 positioned adjacent to the first birefringent plate 451 .
  • the first liquid crystal element 452 may change the polarization state of the incident light according to the control signal supplied from the circuit board 470 .
  • the first liquid crystal element 452 may rotate the polarization direction of the incident light based on the control signal supplied from the circuit board 470 .
  • incident light can be output as it is, and when power is not supplied to the first liquid crystal element 452 , the polarization direction of the incident light is rotated to can be printed out.
  • light passing through the first liquid crystal element 452 may be incident on the second birefringent plate 453 positioned adjacent to the first liquid crystal element 452 .
  • the thickness t of the second birefringent plate 453 , the ordinary ray refractive index n o , and/or the extraordinary ray refractive index ne e is different from the ordinary ray.
  • the separation width d of the light beam may be adjusted to be 1/2 the size of the pixel 411 .
  • FIG. 8 only two rays separated by the first birefringent plate 451 are illustrated for convenience, but the separated rays may be separated once more while passing through the second birefringent plate 453 .
  • light (eg, ordinary ray and extraordinary ray) passing through the second birefringent plate 453 may be incident on the second liquid crystal element 454 positioned adjacent to the second birefringent plate 453 .
  • the second liquid crystal element 454 may change the polarization state of the incident light according to the control signal supplied from the circuit board 470 .
  • the second liquid crystal element 454 may rotate the polarization direction of the incident light based on the control signal supplied from the circuit board 470 .
  • incident light can be output as it is, and when power is not supplied to the second liquid crystal element 454 , the polarization direction of the incident light is rotated can be printed out.
  • light passing through the second liquid crystal element 454 may be incident on the polarizing plate 455 positioned adjacent to the second liquid crystal element 454 .
  • the polarizing plate 455 may output only a component of the incident light that is the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 . Accordingly, the final output may be determined by the polarizing plate 455 .
  • FIGS. 9A and 9B illustrate a first birefringent plate 451 , a first liquid crystal element 452 , and a second birefringent plate 453 according to a control signal from the circuit board 470 in the transparent cover 450 according to an embodiment.
  • ) is a diagram showing the light passing through it.
  • FIG. 9A illustrates a case in which power is supplied to the first liquid crystal element 452
  • FIG. 9B illustrates a case in which power is not supplied to the first liquid crystal element 452 .
  • the first birefringent plate 451 and the second birefringent plate 453 may use birefringent plates having different directions (eg, perpendicular to each other) for separating incident light. Depending on the angle ⁇ of the cutting surface of the birefringent plate, the direction of separating (or refracting) the incident light may be different.
  • the first birefringent plate 451 may be a birefringent plate having a cutting plane angle of about 0 degrees
  • the second birefringent plate 453 may be a birefringent plate having a cutting plane angle of about 90 degrees.
  • the light passing through the first birefringent plate 451 may be separated (or refracted) in the horizontal direction and output, and the light passing through the second birefringent plate 453 may be separated (or refracted) in the vertical direction.
  • the first birefringent plate 451 may be a birefringent plate having a cutting plane angle of about 90 degrees
  • the second birefringent plate 453 may be a birefringent plate having a cutting plane angle of about 0 degrees.
  • the first liquid crystal element 452 may output incident light as it is according to a control signal or may operate as a quarter-wave plate and change it into rotated circularly polarized light to output it.
  • the first liquid crystal element 452 may determine whether to rotate the output light by 1/4 wavelength based on the control signal.
  • the first liquid crystal element 452 may serve as a quarter wave plate (refer to (b) of FIG. 9B ).
  • the first liquid crystal element 452 When power is supplied to the first liquid crystal element 452, the first liquid crystal element 452 can output the light without changing the polarization direction, and when power is not supplied to the first liquid crystal element 452, the first liquid crystal element 452 One liquid crystal element 452 may output circularly polarized light by rotating the polarization direction of light by 1/4 wavelength.
  • the first birefringent plate 451 uses a birefringent plate having a cutting plane angle of about 0 degrees
  • the second birefringent plate 453 uses a birefringent plate having a cutting plane angle of about 90 degrees
  • the first liquid crystal The element 452 will be described with respect to a case serving as a quarter wave plate.
  • the unpolarized light when unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 (a birefringent plate having a cutting plane angle of 0 degrees), the unpolarized light is an ordinary ray
  • An ordinary ray that is not refracted according to the refractive index n o and an extraordinary ray that is output according to the refractive index ne may be divided into an extraordinary ray refracted in the horizontal direction.
  • the ordinary ray may be perpendicular to the optical axis and the extraordinary ray may be parallel to the optical axis, and the ordinary ray and the extraordinary ray may be light polarized in different directions, that is, light polarized in directions perpendicular to each other.
  • the unpolarized light when unpolarized light is incident on the second birefringent plate 453 (ie, a birefringent plate having a cutting plane angle of 90 degrees), the unpolarized light is It may be divided into an unrefracted ordinary ray output according to the ordinary ray refractive index n o and an extraordinary ray refracted in a vertical direction output according to the extraordinary ray refractive index ne .
  • the ordinary ray may be perpendicular to the optical axis and the extraordinary ray may be parallel to the optical axis, and the ordinary ray and the extraordinary ray may be light polarized in different directions, that is, light polarized in directions perpendicular to each other.
  • the polarized direction of the normal ray output when the unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 and the normal ray output when the unpolarized light is incident on the second birefringent plate 453 may be perpendicular to each other.
  • Polarized directions of the abnormal ray output when the unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 and the abnormal ray output when the unpolarized light is incident on the second birefringent plate 453 may be perpendicular to each other.
  • the unpolarized light when incident on the first birefringent plate 451 , it may be separated into an ordinary ray having a vertical component polarized light and an extraordinary ray having a horizontal component polarized light.
  • the ordinary ray and the extraordinary ray may be incident on the first liquid crystal element 452 .
  • power may be supplied to the first liquid crystal element 452 by the control signal supplied from the circuit board 470 .
  • the light incident on the first liquid crystal element 452 to which power is supplied may be output without changing the polarization direction.
  • the vertically polarized light (normal ray) and horizontal polarized light (normal ray) passing through the first liquid crystal element 452 may be incident on the second birefringent plate 453 .
  • the vertically polarized light passes through the second birefringent plate 453 , it may be refracted by the second birefringent plate 453 and output as an abnormal ray.
  • the horizontally polarized light output without being refracted from the second birefringent plate 453 may not exist.
  • the first birefringent plate 451 when unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 , it may be separated into an ordinary ray having a vertical component polarized light and an extraordinary ray having a horizontal component polarized light.
  • the ordinary ray and the extraordinary ray may be incident on the first liquid crystal element 452 .
  • power may not be supplied to the first liquid crystal element 452 by the control signal supplied from the circuit board 470 .
  • the polarization direction of the light incident to the first liquid crystal element 452 to which power is not supplied may be rotated by 1/4 wavelength to be output as circularly polarized light.
  • the circularly polarized light output while passing through may be circularly polarized light having different phases from each other.
  • the two circularly polarized lights passing through the first liquid crystal element 452 may be incident on the second birefringent plate 453 .
  • the circularly polarized light may be separated into vertical component polarized light and horizontal component polarized light and output.
  • the circularly polarized light may include unrefracted horizontally polarized light (eg, normal ray) and a refracted vertical direction according to the phase at which the circularly polarized light is incident on the second birefringent plate 453 . of polarized light (eg, extraordinary rays) can be separated and output.
  • FIG. 10 is a table illustrating light output according to a control signal of the circuit board 470 from the transparent cover 450 according to an exemplary embodiment.
  • the output A of FIG. 10 may correspond to the output described with reference to FIGS. 9A and 9B .
  • the output 1001 of FIG. 10 may correspond to the output 910b of FIG. 9B
  • the output 1002 of FIG. 10 may correspond to the output 910a of FIG. 9A .
  • the non-output light 1001a and the output light 1001b may be configured by adjusting the phase at which the circularly polarized light is incident on the second birefringent plate 453 .
  • the output 1002 as described above with reference to FIG. 9A, it may be composed of a non-output light 1002a and an output light 1002b.
  • the outputs A may be incident on the second liquid crystal element 454 , and the second liquid crystal element 454 outputs the incident light as it is or rotates about 90 degrees according to the control signal.
  • the second liquid crystal element 454 may determine whether to rotate the output light by about 90 degrees based on the control signal.
  • the second liquid crystal element 454 may serve as a 1/2 wave plate.
  • the second liquid crystal element 454 can output the light as it is without changing the polarization direction, and when power is not supplied to the second liquid crystal element 454, the second liquid crystal element 454 can output the light. 2
  • the liquid crystal element 454 may output the light by rotating the polarization direction by about 90 degrees.
  • the output 1001 (or the light constituting the output 1001) may be incident on the second liquid crystal element 454 to which power is supplied, and while passing through the second liquid crystal element 454 , It can be output as it is (output 1003) without being rotated.
  • the output 1003 may be incident on the polarizing plate 455 in the horizontal direction, and only light corresponding to the polarization direction or the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 among a plurality of lights constituting the output 1003 while passing through the polarizing plate 455 is output ( output 1007).
  • the output 1001 (or the light constituting the output 1001) may be incident on the second liquid crystal element 454 to which power is not supplied, and pass through the second liquid crystal element 454 . It can be rotated about 90 degrees while being output (output 1004).
  • the output 1004 may be incident on the polarizing plate 455 in the horizontal direction, and only light corresponding to the polarization direction or the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 among a plurality of lights constituting the output 1004 while passing through the polarizing plate 455 is output ( output 1008).
  • the output 1002 (or the light constituting the output 1002) may be incident on the second liquid crystal element 454 to which power is supplied, and while passing through the second liquid crystal element 454 , It can be output as it is (output 1005) without being rotated.
  • the output 1005 may be incident on the polarizing plate 455 in the horizontal direction, and only light corresponding to the polarization direction or the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 among a plurality of lights constituting the output 1005 while passing through the polarizing plate 455 is output ( output 1009).
  • the output 1002 (or light constituting the output 1002) may be incident on the second liquid crystal element 454 to which power is not supplied, and pass through the second liquid crystal element 454 . While being rotated about 90 degrees can be output (output 1006).
  • the output 1006 may be incident on the polarizing plate 455 in the horizontal direction, and only light corresponding to the polarization direction or the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 among a plurality of lights constituting the output 1006 while passing through the polarizing plate 455 is output ( output 1010).
  • the output 1007 of the division (1) of FIG. 10 is an output in which the light output from the micro LED array 410 itself is not moved
  • the output 1008 of the division (2) of FIG. 10 is the micro LED array
  • the light output from 410 is an output that is vertically and horizontally shifted by 1/2 the size of the pixel 411
  • the output 1009 of division (3) of FIG. 10 is the light output from the micro LED array 410 It is an output that is horizontally shifted by 1/2 of the size of the pixel 411
  • the output 1010 of division (4) of FIG. 10 indicates that the light output from the micro LED array 410 is 1/2 of the size of the pixel 411 It may be a vertically shifted output.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of outputting an image passing through the transparent cover 450 according to an exemplary embodiment.
  • frames 1110 , 1120 , and 1130 of an original image may be output at a rate of 60 Hz, and the original image may be output according to a control signal supplied to the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 .
  • Frames 1111 , 1112 , 1113 , 1121 , 1122 , 1123 , 1131 , 1132 , and 1133 in which the image frame is horizontally and/or vertically moved may be output at a speed of 240 Hz.
  • the frames 1110 , 1120 , and 1130 of the original image may correspond to division 1 (or output 1007 ) of FIG. 10 , and the frame of the original image is 1/2 of the size of the pixel 411 .
  • Frames 1111, 1121, and 1131 moved vertically and horizontally by as much as possible may correspond to division (2) (or output 1008) of FIG. 10, and the frame of the original image is horizontally moved by 1/2 the size of the pixel 411
  • the frames 1112, 1122, and 1132 may correspond to division (3) (or output 1009) of FIG. 10, and the frame 1113, in which the frame of the original image is vertically moved by 1/2 the size of the pixel 411, 1123 and 1133 may correspond to division (4) (or output 1010) of FIG. 10 .
  • the optical engine 400 is a micro An image having a resolution 4 times higher than the resolution of the LED array 410 can be output.
  • the frame in which the light output from the micro LED array 410 is not moved, the light output from the micro LED array 410 is vertically and horizontally shifted by 1/2 the size of the pixel 411 .
  • the transparent cover 450 of the optical engine 400 may include only one birefringent plate (eg, the first birefringent plate 451 ).
  • the light passing through the transparent cover 450 is the frames 1110 , 1120 , 1130 of the original image and frames 1112 , 1122 , 1132 in which the frames of the original image are horizontally moved by 1/2 the size of the pixel 411 .
  • Frames are output in synchronization with each other to configure virtual pixels by the interpolation principle, and through this, an image having a higher resolution than that of the micro LED array 410 can be output.
  • FIG. 12A is a diagram illustrating an optical engine 400 disposed in the wearable electronic device 100 according to an embodiment
  • FIG. 12B is an optical engine 400 of the wearable electronic device 100 according to an embodiment.
  • the optical engine 400 described above with reference to FIGS. 4 to 11 is disposed in the wearable electronic device 100 and transmits light to the first glass 201 and/or the second glass 202 .
  • the light emitted from the micro LED array 410 passes through the micro lens array 430 and the transparent cover 450, and is separated into a plurality of lights parallel to each other and having different polarization characteristics to be output.
  • the plurality of separated lights may be incident on the first glass 201 and/or the second glass 202 through a projection lens 470 .
  • a user wearing the wearable electronic device 100 may view an image having a higher resolution than that of the micro LED array 410 itself by the plurality of separated lights output from the optical engine 400 .
  • FIG. 13 is a block diagram of an electronic device 1301 (eg, the wearable electronic device 100 of FIG. 1 ) in a network environment 1300 according to various embodiments of the present disclosure.
  • an electronic device 1301 eg, the wearable electronic device 100 of FIG. 1
  • a network environment 1300 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 1301 communicates with the electronic device 1302 through a first network 1398 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 1399 . It may communicate with the electronic device 1304 or the server 1308 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 1301 may communicate with the electronic device 1304 through the server 1308 . According to an embodiment, the electronic device 1301 includes a processor 1320 (eg, the processor 300 of FIG. 3 ), a memory 1330 , an input module 1350 , a sound output module 1355 , and a display module 1360 . ), audio module 1370 (eg, audio module 320 of FIG.
  • a processor 1320 eg, the processor 300 of FIG. 3
  • a memory 1330 e.g, an input module 1350 , a sound output module 1355 , and a display module 1360 .
  • audio module 1370 eg, audio module 320 of FIG.
  • sensor module 1376 eg, sensor module 310 of FIG. 3
  • interface 1377 connection terminal 1378
  • haptic Module 1379 camera module 1380 (eg, camera module 340 in FIG. 3 ), power management module 1388 , battery 1389 (eg, battery 330 in FIG. 3 ), communication module 1390 . ) (eg, the communication interface 350 of FIG. 3 ), a subscriber identification module 1396 , or an antenna module 1397 .
  • at least one of these components eg, the connection terminal 1378
  • some of these components eg, sensor module 1376 , camera module 1380 , or antenna module 1397
  • are integrated into one component eg, display module 1360 ).
  • the processor 1320 for example, executes software (eg, a program 1340) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 1301 connected to the processor 1320 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 1320 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 1376 or the communication module 1390) to the volatile memory 1332 . , process the command or data stored in the volatile memory 1332 , and store the result data in the non-volatile memory 1334 .
  • software eg, a program 1340
  • the processor 1320 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 1376 or the communication module 1390) to the volatile memory 1332 . , process the command or data stored in the volatile memory 1332 , and store the result data in the non-volatile memory 1334 .
  • the processor 1320 is the main processor 1321 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 1323 (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 1321 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 1323 e.g, 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 co-processor 1323 may be, for example, on behalf of the main processor 1321 while the main processor 1321 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 1321 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 1321, at least one of the components of the electronic device 1301 (eg, the display module 1360, the sensor module 1376, or the communication module 1390) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the coprocessor 1323 eg, image signal processor or communication processor
  • the auxiliary processor 1323 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 1301 itself on which artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 1308).
  • 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 1330 may store various data used by at least one component of the electronic device 1301 (eg, the processor 1320 or the sensor module 1376 ).
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 1340 ) and instructions related thereto.
  • the memory 1330 may include a volatile memory 1332 or a non-volatile memory 1334 .
  • the program 1340 may be stored as software in the memory 1330 , and may include, for example, an operating system 1342 , middleware 1344 , or an application 1346 .
  • the input module 1350 may receive a command or data to be used in a component (eg, the processor 1320 ) of the electronic device 1301 from the outside (eg, a user) of the electronic device 1301 .
  • the input module 1350 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 1355 may output a sound signal to the outside of the electronic device 1301 .
  • the sound output module 1355 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 1360 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 1301 .
  • the display module 1360 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
  • the display module 1360 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 1370 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 1370 acquires a sound through the input module 1350 or an external electronic device (eg, a sound output module 1355 ) directly or wirelessly connected to the electronic device 1301 .
  • the electronic device 1302) eg, a speaker or headphones
  • the sensor module 1376 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 1301 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 1376 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric 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 1377 may support one or more specified protocols that may be used for the electronic device 1301 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 1302 ).
  • the interface 1377 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
  • connection terminal 1378 may include a connector through which the electronic device 1301 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 1302 ).
  • the connection terminal 1378 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 1379 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can recognize through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 1379 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 1380 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 1380 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 1388 may manage power supplied to the electronic device 1301 .
  • the power management module 1388 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 1389 may supply power to at least one component of the electronic device 1301 .
  • battery 1389 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 1390 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 1301 and an external electronic device (eg, the electronic device 1302 , the electronic device 1304 , or the server 1308 ). It can support establishment and communication performance through the established communication channel.
  • the communication module 1390 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 1320 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 1390 is a wireless communication module 1392 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 1394 (eg, : It may include a LAN (local area network) communication module, or a power line communication module).
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 1398 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 1399 (eg, legacy).
  • a first network 1398 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 1399 eg, legacy
  • the wireless communication module 1392 uses subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 1396 within a communication network, such as the first network 1398 or the second network 1399 .
  • the electronic device 1301 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 1392 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 1392 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 1392 uses 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 1392 may support various requirements specified in the electronic device 1301 , an external electronic device (eg, the electronic device 1304 ), or a network system (eg, the second network 1399 ).
  • the wireless communication module 1392 includes 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 1397 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 1397 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 1397 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication scheme used in a communication network such as the first network 1398 or the second network 1399 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 1390 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 1390 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 1397 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 1301 and the external electronic device 1304 through the server 1308 connected to the second network 1399 .
  • Each of the external electronic devices 1302 and 1304 may be the same or a different type of the electronic device 1301 .
  • all or a part of operations executed by the electronic device 1301 may be executed by one or more external electronic devices 1302 , 1304 , or 1308 .
  • the electronic device 1301 may 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 receiving 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 1301 .
  • the electronic device 1301 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 1301 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 1304 may include an Internet of things (IoT) device.
  • the server 1308 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 1304 or the server 1308 may be included in the second network 1399 .
  • the electronic device 1301 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.
  • the optical engine (eg, the optical engine 400 of FIG. 3 ) of the wearable electronic device includes a micro LED array, the micro LED array is composed of a plurality of pixels; a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; and a circuit board disposed under the micro LED array and supplying driving power and control signals to at least one of the micro LED array and the transparent cover, wherein the transparent cover includes: a first birefringent plate; a first liquid crystal element disposed on the first birefringent plate; a second birefringent plate disposed on the first liquid crystal element; a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate; and a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
  • the optical engine of the wearable electronic device may further include a micro lens array disposed between the micro LED array and the transparent cover, wherein the micro lens array includes light incident from the micro LED array. You can adjust the orientation angle of
  • the center of each micro lens included in the micro lens array may be arranged to be aligned with the center of each pixel included in the micro LED array.
  • the transparent cover may output the light output from the micro LED array by vertically or horizontally shifting it.
  • the optical engine may include: the light passing through the transparent cover includes: a first output in which the light output from the micro LED array is not moved; a second output in which the light output from the micro LED array is vertically shifted by 1/2 of the pixel size; a third output in which the light output from the micro LED array is horizontally shifted by 1/2 of the pixel size; and the light output from the micro LED array may be controlled to include at least one of a fourth output vertically and horizontally shifted by 1/2 of the pixel size.
  • the first output, the second output, the third output, and the fourth output may be determined by the control signal supplied to the transparent cover.
  • the circuit board may supply a driving power and a control signal to at least one of the first liquid crystal element and the second liquid crystal element.
  • the thickness and refractive index of each of the first birefringent plate and the second birefringent plate may be determined such that the ray separation width of the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the birefringent plate is the pixel size. It may be configured to be 1/2.
  • a separation angle between the output ordinary ray and the extraordinary ray may be determined based on the angles of the cutting surfaces of the first birefringent plate and the second birefringent plate.
  • the first liquid crystal element and the second liquid crystal element may change the polarization state of the passing light based on the control signal of the circuit board.
  • a housing eg, the connection member ( 210), the first member 211 of FIG. 2, the second member 221 of FIG. 2, the third member 212 of FIG. 2, and the fourth member 222 of FIG. 2
  • An optical engine eg, the optical engine 400 of FIG. 3
  • a transparent glass eg, a waveguide
  • the optical engine includes: a micro LED array, the micro LED array comprising a plurality of pixels; a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; a circuit board for supplying a control signal, wherein the transparent cover includes: a first liquid crystal element disposed on the first birefringent plate, and a second birefringence element disposed on the first liquid crystal element a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate, and a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
  • the optical engine may further include a micro-lens array disposed between the micro-LED array and the transparent cover, wherein the micro-lens array adjusts the beam angle of the light incident from the micro-LED array. can be adjusted
  • the center of each micro lens included in the micro lens array may be arranged to be aligned with the center of each pixel included in the micro LED array.
  • the transparent cover may output the light output from the micro LED array by vertically or horizontally shifting it.
  • the optical engine may include: the light passing through the transparent cover includes: a first output in which the light output from the micro LED array is not moved; a second output in which the light output from the micro LED array is vertically shifted by 1/2 of the pixel size; a third output in which the light output from the micro LED array is horizontally shifted by 1/2 of the pixel size; and the light output from the micro LED array may be controlled to include at least one of a fourth output vertically and horizontally shifted by 1/2 of the pixel size.
  • the first output, the second output, the third output, and the fourth output may be determined by the control signal supplied to the transparent cover.
  • the circuit board may supply a driving power and a control signal to at least one of the first liquid crystal element and the second liquid crystal element.
  • the thickness and refractive index of each of the first birefringent plate and the second birefringent plate may be determined such that the ray separation width of the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the birefringent plate is the pixel size. It may be configured to be 1/2.
  • a separation angle between the output ordinary ray and the extraordinary ray may be determined based on the angles of the cutting surfaces of the first birefringent plate and the second birefringent plate.
  • the first liquid crystal element and the second liquid crystal element may change the polarization state of the passing light based on the control signal of the circuit board.

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Abstract

Disclosed is an optical engine of a wearable electronic device, which comprises: a micro-LED array, the micro-LED array including a plurality of pixels; a transparent cover which is disposed above the micro-LED array and passes light output from the micro-LED array; and a circuit board which is disposed under the micro-LED array and supplies driving power and a control signal to at least one of the micro-LED array and the transparent cover. The transparent cover comprises: a first birefringence plate; a first liquid crystal element disposed on the first birefringence plate; a second birefringence plate disposed on the first liquid crystal element; a second liquid crystal element disposed on the second birefringence plate; and a polarization plate disposed on the second liquid crystal element. Various other embodiments identified through the present document are possible.

Description

마이크로 LED를 이용한 광학 엔진 및 이를 포함하는 전자 장치Optical engine using micro LED and electronic device including same
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들은 마이크로 LED를 이용한 광학 엔진 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.Various embodiments disclosed in this document relate to an optical engine using a micro LED and an electronic device including the same.
전자 통신 기술이 발달함에 따라, 신체에 직접 착용될 수 있는 형태의 다양한 장치들이 개발되고 있다. 예를 들어, 전자 장치는 머리 착용형 디스플레이(HMD, head-mounted-display), 증강 현실 글라스(AR glass), 스마트 안경(smart glass), 스마트 시계(smart watch), 스마트 밴드(wristband), 콘텐트 렌즈형 장치, 반지형 장치, 장갑형 장치, 또는 신발형 장치 등과 같이 사용자의 신체 일부에 탈부착 가능한 형태 또는 의복에 탈부착 가능한 형태로 개발되고 있다.As electronic communication technology develops, various types of devices that can be directly worn on the body have been developed. For example, the electronic device includes a head-mounted-display (HMD), augmented reality glass (AR glass), smart glasses, a smart watch, a smart band, and content. A lens-type device, a ring-type device, a glove-type device, or a shoe-type device, etc., are being developed in a form detachable to a user's body or in a form detachable to clothes.
증강 현실 글라스(또는 머리 착용형 디스플레이)의 경우, 사용자의 머리에 착용되어 사용자에게 가상현실(virtual reality, VR) 및/또는 증강현실(augmented reality, AR)을 이용한 다양한 콘텐츠를 제공할 수 있다. 증강 현실 글라스는, 휴대성(portability)을 높이기 위하여 점차 소형화되는 추세이고, 소형의 증강 현실 글라스에서 고화질의 영상을 출력하기 위한 기술이 대두되고 있다.Augmented reality glasses (or head-wearable display) may be worn on the user's head to provide the user with various contents using virtual reality (VR) and/or augmented reality (AR). Augmented reality glasses are gradually becoming smaller in order to increase portability, and technologies for outputting high-quality images from small augmented reality glasses are emerging.
웨어러블 전자 장치(예: 증강 현실 글라스)는 사용자의 신체(예: 머리)에 착용되어야 하기 때문에 부피에 제한적이다. 예를 들면, 경량화 및 소형화된 안경형의 증강 현실 글라스의 경우, 광원과 프로젝션(projection) 렌즈 사이 및/또는 프로젝션 렌즈와 도파관(waveguide) 사이 별도의 기계적 장치(예: actuator)를 배치하여 광원에서 나오는 빛을 흔들거나, 광원에 포함된 각각의 픽셀 크기를 줄여 고해상도의 영상을 구현할 수 있다. Wearable electronic devices (eg, augmented reality glasses) are limited in volume because they must be worn on a user's body (eg, head). For example, in the case of lightweight and miniaturized spectacle-type augmented reality glasses, separate mechanical devices (such as actuators) are placed between the light source and the projection lens and/or between the projection lens and the waveguide. High-resolution images can be realized by shaking the light or reducing the size of each pixel included in the light source.
고화질의 영상을 위해, 별도의 기계적 장치(예: actuator)를 사용하는 경우 증강 현실 글라스의 부피가 커지고 소비전력이 증가할 수 있다. 또한, 픽셀의 크기를 줄이는 경우 광 출력 전송 효율이 낮아질 수 있다.For high-quality images, if a separate mechanical device (eg, actuator) is used, the volume of the augmented reality glass may increase and power consumption may increase. In addition, when the size of the pixel is reduced, light output transmission efficiency may be reduced.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 웨어러블 전자 장치는 마이크로 LED(light emitting diode)에 복굴절 소자(birefringence plate, double refraction plate), 파장판(wave plate), 편광판(polarizing layer, polarizer)을 적층하여 일체형으로 구성된 투명 덮개를 배치하고, 투명 덮개에 전기적인 제어 신호를 인가함으로써, 별도의 기계적인 장치를 사용하지 않고서도 고해상도의 출력을 제공할 수 있다.According to the embodiments disclosed in this document, a wearable electronic device is formed by stacking a birefringence plate, a double refraction plate, a wave plate, and a polarizer on a micro LED (light emitting diode). By disposing an integrally formed transparent cover and applying an electrical control signal to the transparent cover, it is possible to provide high-resolution output without using a separate mechanical device.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in this document are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.
일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진은, 마이크로 LED 어레이(array), 상기 마이크로 LED 어레이는 복수개의 픽셀들로 구성됨; 상기 마이크로 LED 어레이의 상측에(above) 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 통과시키는 투명 커버; 및 상기 마이크로 LED 어레이의 아래에 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급하는 회로 기판을 포함할 수 있고, 상기 투명 커버는: 제1 복굴절 판; 상기 제1 복굴절 판 상에(on) 배치된 제1 액정 소자; 상기 제1 액정 소자 상에(on) 배치된 제2 복굴절 판; 상기 제2 복굴절 판 상에(on) 배치된 제2 액정 소자; 및 상기 제2 액정 소자 상에(on) 배치된 편광판을 포함할 수 있다.An optical engine of a wearable electronic device according to an embodiment may include a micro LED array, wherein the micro LED array includes a plurality of pixels; a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; and a circuit board disposed under the micro LED array and supplying driving power and control signals to at least one of the micro LED array and the transparent cover, wherein the transparent cover includes: a first birefringent plate; a first liquid crystal element disposed on the first birefringent plate; a second birefringent plate disposed on the first liquid crystal element; a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate; and a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치는, 상기 웨어러블 전자 장치의 외관의 적어도 일부를 형성하는 하우징; 영상을 출력하기 위한 광을 방출하는 광학 엔진(optical engine); 및 상기 광학 엔진에서 방출된 광을 유도하는 도파관(waveguide)을 포함하는 투명 글라스를 포함할 수 있고, 상기 광학 엔진은: 마이크로 LED 어레이(array), 상기 마이크로 LED 어레이는 복수개의 픽셀들로 구성됨; 상기 마이크로 LED 어레이의 상측에(above) 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 통과시키는 투명 커버; 및 상기 마이크로 LED 어레이의 아래에 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급하는 회로 기판을 포함할 수 있고, 상기 투명 커버는: 상기 제1 복굴절 판 상에(on) 배치된 제1 액정 소자; 상기 제1 액정 소자 상에(on) 배치된 제2 복굴절 판; 상기 제2 복굴절 판 상에(on) 배치된 제2 액정 소자; 및 상기 제2 액정 소자 상에(on) 배치된 편광판을 포함할 수 있다.A wearable electronic device according to an embodiment includes: a housing forming at least a part of an exterior of the wearable electronic device; an optical engine emitting light for outputting an image; and a transparent glass comprising a waveguide for guiding light emitted from the optical engine, wherein the optical engine comprises: a micro LED array, the micro LED array comprising a plurality of pixels; a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; and a circuit board disposed under the micro LED array and supplying driving power and control signals to at least one of the micro LED array and the transparent cover, wherein the transparent cover is: on the first birefringent plate ( on) a first liquid crystal element disposed; a second birefringent plate disposed on the first liquid crystal element; a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate; and a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따르면, 마이크로 LED 어레이의 상측에 제1 복굴절 판, 제1 액정 소자, 제2 복굴절 판, 제2 액정 소자, 및 편광판을 포함하는 투명 커버를 배치함으로써, 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 수직 또는 수평 이동(shift)시켜 출력할 수 있다.According to various embodiments disclosed in this document, by disposing a transparent cover including a first birefringent plate, a first liquid crystal element, a second birefringent plate, a second liquid crystal element, and a polarizing plate on the upper side of the micro LED array, the micro LED array It can be output by vertically or horizontally shifting the light output from the .
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따르면, 저해상도의 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 수직 또는 수평 이동(shift)시켜 복수개의 광으로 출력함으로써, 저해상도의 마이크로 LED를 사용하더라도 높은 해상도의 영상을 구현할 수 있고, 광학 엔진의 부피를 줄일 수 있다.According to various embodiments disclosed in this document, by vertically or horizontally shifting the light output from the low-resolution micro LED array and outputting it as a plurality of lights, a high-resolution image can be realized even when the low-resolution micro LED is used, , it is possible to reduce the volume of the optical engine.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따르면, 높은 해상도의 영상을 구현하기 위한 고해상도의 마이크로 LED 대신 저해상도의 마이크로 LED를 이용함으로써, 전자 장치의 소비 전력을 낮출 수 있다.According to various embodiments disclosed in this document, power consumption of an electronic device can be reduced by using a low-resolution micro LED instead of a high-resolution micro LED for realizing a high-resolution image.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.In addition, various effects directly or indirectly identified through this document may be provided.
도 1은 일 실시 예에 따른 사용자에 의해 착용된 웨어러블 전자 장치이다.1 is a wearable electronic device worn by a user according to an exemplary embodiment.
도 2는 일 실시 예에 따른 도 1의 웨어러블 전자 장치의 사시도이다.2 is a perspective view of the wearable electronic device of FIG. 1 according to an exemplary embodiment.
도 3은 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 블록 구성도이다.3 is a block diagram of a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
도 4는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진의 내부 구조를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an internal structure of an optical engine of a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
도 5는 일 실시 예에 따른 광학 엔진의 마이크로 LED 어레이, 회로 기판, 및 마이크로 렌즈 어레이를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a micro LED array, a circuit board, and a micro lens array of an optical engine according to an exemplary embodiment.
도 6a는 일 실시 예에 따른 광학 엔진의 마이크로 렌즈 어레이를 제작하는 동작을 나타내는 도면이다.6A is a diagram illustrating an operation of manufacturing a micro lens array of an optical engine according to an exemplary embodiment.
도 6b는 일 실시 예에 따른 마이크로 렌즈 어레이에 포함된 각각의 마이크로 렌즈의 형상을 나타내는 도면이다.6B is a diagram illustrating a shape of each micro lens included in a micro lens array according to an exemplary embodiment.
도 7은 일 실시 예에 따른 마이크로 렌즈 어레이와 마이크로 LED 어레이의 결합 동작을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a coupling operation of a micro lens array and a micro LED array according to an exemplary embodiment.
도 8은 일 실시 예에 따른 광학 엔진의 투명 커버의 적층 구조를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a laminated structure of a transparent cover of an optical engine according to an exemplary embodiment.
도 9a는 일 실시 예에 따른 투명 커버에서 회로 기판의 제어 신호에 따라 제1 액정 소자에 전원이 공급되는 경우, 제1 복굴절 판, 제1 액정 소자, 및 제2 복굴절 판을 통과한 빛을 나타내는 도면이다. 9A illustrates light passing through a first birefringent plate, a first liquid crystal element, and a second birefringent plate when power is supplied to the first liquid crystal element according to a control signal from the circuit board in the transparent cover according to an embodiment; It is a drawing.
도 9b는 일 실시 예에 따른 투명 커버에서 회로 기판의 제어 신호에 따라 제1 액정 소자에 전원이 공급되지 않은 경우, 제1 복굴절 판, 제1 액정 소자, 및 제2 복굴절 판을 통과한 빛을 나타내는 도면이다. 9B is a view illustrating light passing through the first birefringent plate, the first liquid crystal element, and the second birefringent plate when power is not supplied to the first liquid crystal element according to the control signal of the circuit board in the transparent cover according to the embodiment; It is a drawing showing
도 10은 일 실시 예에 따른 투명 커버에서 회로 기판의 제어 신호에 따라 출력되는 빛을 나타내는 표이다. 10 is a table illustrating light output from a transparent cover according to a control signal of a circuit board according to an exemplary embodiment.
도 11은 일 실시 예에 따른 투명 커버를 통과한 영상 출력의 구성을 나타내는 도면이다.11 is a diagram illustrating a configuration of an image output passing through a transparent cover according to an exemplary embodiment.
도 12a는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치에 배치된 광학 엔진을 도시한 도면이다.12A is a diagram illustrating an optical engine disposed in a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
도 12b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진에서의 빛 출력을 나타내는 도면이다.12B is a diagram illustrating light output from an optical engine of a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
도 13은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.13 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure;
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, the same or similar reference numerals may be used for the same or similar components.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들이 설명된다. 설명의 편의를 위하여 도면에 도시된 구성요소들은 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있으며, 본 발명이 반드시 도시된 바에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, various embodiments disclosed in this document will be described with reference to the accompanying drawings. For convenience of description, the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated or reduced, and the present invention is not necessarily limited to the illustrated ones.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.The electronic device according to various embodiments disclosed in this document may be a device of various types. 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. The electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the above-described devices.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.The various embodiments of this document and the terms used therein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, or substitutions of the embodiments. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar or related components. The singular form of the noun corresponding to the item may include one or more of the item, unless the relevant context clearly dictates otherwise. As used herein, "A or B", "at least one of A and B", "at least one of A or B", "A, B or C", "at least one of A, B and C", and "A , B, or C" each may include any one of the items listed together in the corresponding one of the phrases, or all possible combinations thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "second" may be used simply to distinguish the element from other elements in question, and may refer to elements 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.
본 문서의 다양한 실시 예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.The term “module” used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, for example, and interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit. can be used A module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions. For example, according to an embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 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.According to an embodiment, the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided by being included in a computer program product. 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). In the case of online distribution, at least 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.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to various embodiments, each component (eg, a module or a 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. . According to various embodiments, 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. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg, a module or a program) may be integrated into one component. In this case, 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. . According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repetitively, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.
도 1은 일 실시 예에 따른 사용자(102)에 의해 착용된 웨어러블 전자 장치(100)이다.1 is a wearable electronic device 100 worn by a user 102 according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 웨어러블 전자 장치(100)는 사용자(102)에 의해 착용될 수 있는 근안 디스플레이(near to eye display, NED) 장치, 머리 착용형 디스플레이(HMD, head-mounted-display) 장치, 증강 현실 글라스(AR glass), 및 스마트 안경(smart glass)을 포함한 전자 장치들 중 하나일 수 있다. 근안 디스플레이 장치는 영상 표시부가 사용자(102)의 눈에 매우 가깝게 위치하여 사용자(102)가 안경처럼 착용할 수 있는 형태의 디스플레이 장치로 이해될 수 있다. 도 1은 사용자(102)가 웨어러블 전자 장치(100) 예를 들면, 근안 디스플레이 장치를 착용한 실시 예를 나타낸다.Referring to FIG. 1 , the wearable electronic device 100 includes a near to eye display (NED) device, a head-mounted-display (HMD) device that can be worn by a user 102, It may be one of electronic devices including augmented reality glass (AR glass) and smart glasses. The near-eye display device may be understood as a display device in which the image display unit is located very close to the eye of the user 102 and the user 102 can wear it like glasses. 1 illustrates an embodiment in which a user 102 wears the wearable electronic device 100, for example, a near-eye display device.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 근안 디스플레이에 해당하는 디스플레이(104)(예: 제1 시스루(see-through) 디스플레이(104-1), 제2 시스루(see-through) 디스플레이(104-2))를 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(100)의 글라스 중 적어도 일부에 시스루 디스플레이(104)가 포함될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(100)는 상기 글라스 중 적어도 일부에 광 도파관(light waveguide)을 포함할 수 있고, 상기 광 도파관 중 일 영역은 시스루 디스플레이(104)에 해당할 수 있다. 시스루 디스플레이(104)는 사용자(102)의 눈에 가깝게 위치할 수 있으며, 사용자(102)는 시스루 디스플레이(104)를 포함한 웨어러블 전자 장치(100)를 안경처럼 착용할 수 있다.According to an embodiment, the wearable electronic device 100 includes a display 104 corresponding to a near-eye display (eg, a first see-through display 104-1, a second see-through display ( 104-2)) may be included. The see-through display 104 may be included in at least some of the glasses of the wearable electronic device 100 . For example, the wearable electronic device 100 may include a light waveguide in at least a portion of the glass, and one region of the light guide may correspond to the see-through display 104 . The see-through display 104 may be located close to the eye of the user 102 , and the user 102 may wear the wearable electronic device 100 including the see-through display 104 like glasses.
본 개시의 다양한 실시 예들에서, 시스루 디스플레이(104)는 광학 엔진(예: 도 2의 광학 엔진(230))에서 출력되는 영상(또는 빛)을 글라스 내 포함된 광 도파관을 통해 사용자(102)의 눈으로 전달하고, 동시에 그 영역을 통해 현실 세계(real world)를 사용자(102)의 눈으로 시스루(see-through)로 전달할 수 있는 디스플레이를 의미할 수 있다. In various embodiments of the present disclosure, the see-through display 104 transmits the image (or light) output from the optical engine (eg, the optical engine 230 in FIG. 2 ) of the user 102 through the optical waveguide included in the glass. It may refer to a display that transmits to the eyes and at the same time transmits the real world through the area to the user's 102 see-through eyes.
일 실시 예에 따르면, 광 도파관은 유리, 플라스틱, 또는 폴리머를 포함할 수 있으며, 광 도파관의 적어도 일부(내부 또는 외부)에 격자 구조(grating structure)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 격자 구조는 다각형 또는 곡면 형상으로 형성될 수 있고, 나노 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광학 엔진(230) 및/또는 사용자(102)로부터 전달된 광은 나노 패턴에 의해, 광의 진행 방향이 변경될 수 있다.According to an embodiment, the optical waveguide may include glass, plastic, or polymer, and at least a portion (inside or outside) of the optical waveguide may include a grating structure. For example, the lattice structure may be formed in a polygonal or curved shape, and may include nanopatterns. For example, the light transmitted from the optical engine 230 and/or the user 102 may be changed in a traveling direction by the nano-pattern.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 시스루 디스플레이(104)를 통해 증강 현실 이미지를 디스플레이 할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 시스루 디스플레이(104)는 실제 환경(또는 현실 객체)의 광을 투과할 수 있고, 사용자(102)는 시스루 디스플레이(104)를 통해 투과된 실제 환경의 광을 인지하여, 실제 환경을 볼 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 시스루 디스플레이(104)는 현실 객체의 빛을 투과함과 동시에/순차적으로 가상 객체의 이미지를 디스플레이 할 수 있는 투명 디스플레이로 이해될 수 있다. 예를 들어, 사용자(102)는 웨어러블 전자 장치(100)의 시스루 디스플레이(104)를 통해서 현실 객체를 인지할 수 있고, 이에 중첩된 가상 객체를 인지할 수 있다. 시스루 디스플레이(104)는 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 재질로 구성될 수 있다.According to an embodiment, the wearable electronic device 100 may display an augmented reality image through the see-through display 104 . According to an embodiment, the see-through display 104 may transmit light in the real environment (or real object), and the user 102 recognizes the light in the real environment transmitted through the see-through display 104, You can see the environment. According to an embodiment, the see-through display 104 may be understood as a transparent display capable of simultaneously/sequentially displaying images of a virtual object while transmitting light of a real object. For example, the user 102 may recognize a real object through the see-through display 104 of the wearable electronic device 100 , and may recognize a virtual object superimposed thereon. The see-through display 104 may be made of a transparent material such as glass or plastic.
본 문서의 다양한 실시 예들은 안경 형태의 웨어러블 전자 장치(100)를 주요 시나리오로 서술하고 있으나 이에 제한되지 않으며, 본 문서의 다양한 실시 예들은 광학 장치를 포함하는 다양한 전자 장치들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 문서의 다양한 실시 예들은 HMD 장치 또는 고글(goggle) 형태의 증강 현실 글라스에 적용될 수도 있다.Various embodiments of this document describe the wearable electronic device 100 in the form of glasses as a main scenario, but the present disclosure is not limited thereto, and various embodiments of the present document may be applied to various electronic devices including optical devices. For example, various embodiments of the present document may be applied to an HMD device or augmented reality glasses in the form of goggles.
도 2는 일 실시 예에 따른 도 1의 웨어러블 전자 장치(100)의 사시도이다.2 is a perspective view of the wearable electronic device 100 of FIG. 1 according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 웨어러블 전자 장치(100)는 제1 시스루 디스플레이(104-1)를 포함하는 제1 글라스(201), 제2 시스루 디스플레이(104-2)를 포함하는 제2 글라스(202), 제1 글라스(201)와 제2 글라스(202)를 연결하는 연결 부재(210), 제1 글라스(201)와 인접하여 제1 글라스(201)를 둘러싸는 제1 부재(211), 제1 부재(211)로부터 연장된 제2 부재(221), 제2 글라스(202)와 인접하여 제2 글라스(202)를 둘러싸는 제3 부재(212), 제3 부재(212)로부터 연장된 제4 부재(222)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 부재(211) 및 제3 부재(212)는 웨어러블 전자 장치(100)의 안경테로 이해될 수 있고, 제2 부재(221) 및 제4 부재(222)는 사용자(102)의 귀를 지지하는 웨어러블 전자 장치(100)의 안경 다리(temple)로 이해될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the wearable electronic device 100 includes a first glass 201 including a first see-through display 104-1 and a second glass 202 including a second see-through display 104-2. , a connecting member 210 connecting the first glass 201 and the second glass 202 , a first member 211 adjacent to the first glass 201 and surrounding the first glass 201 , the first A second member 221 extending from the member 211 , a third member 212 adjacent to the second glass 202 and surrounding the second glass 202 , and a fourth member extending from the third member 212 . A member 222 may be included. According to an embodiment, the first member 211 and the third member 212 may be understood as eyeglass frames of the wearable electronic device 100 , and the second member 221 and the fourth member 222 may be connected to the user ( It may be understood as a temple of the wearable electronic device 100 supporting the ear of 102 .
이하에서, 웨어러블 전자 장치(100)의 실질적으로 대칭적인 구조로 인한 중복된 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, a duplicate description due to the substantially symmetrical structure of the wearable electronic device 100 will be omitted.
일 실시 예에 따르면, 제1 글라스(201) 및/또는 제2 글라스(202)는 글래스 플레이트(glass plate) 및/또는 폴리머(polymer)로 형성될 수 있으며, 투명 및/또는 반투명하게 제작될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 부재(211), 제3 부재(212) 및 연결 부재(210)는 일체로 구성될 수도 있다.According to an embodiment, the first glass 201 and/or the second glass 202 may be formed of a glass plate and/or a polymer, and may be made transparent and/or translucent. there is. According to an embodiment, the first member 211 , the third member 212 and the connecting member 210 may be integrally formed.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)에 포함되는 구성요소들은 도 2에 도시된 구성요소들에 제한되지 않는다. 예를 들면, 웨어러블 전자 장치(100)는 센서(예: 시선 추적 센서, 조도 감지 센서) 및/또는 카메라를 더 포함할 수 있다. 시선 추적 센서는 사용자(102)의 눈(예: 동공(pupil))으로부터 반사된 광을 감지하는 카메라이고, 웨어러블 전자 장치(100)는 상기 시선 추적 센서를 통해 감지된 광에 기반하여 사용자(102)의 시선(또는 시선의 궤적)을 추적할 수 있다. 조도 감지 센서는 사용자(102)의 눈 또는 웨어러블 전자 장치(100) 주변의 조도(또는 밝기)를 감지하는 센서이며, 웨어러블 전자 장치(100)는 상기 조도 감지 센서를 통해 감지된 조도(또는 밝기)에 기반하여 후술할 광학 엔진(230)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 센서(예: 도 3의 카메라 모듈(340))는 사용자(102)의 눈으로 방사한 빛의 반사 패턴을 획득할 수 있다. 예를 들면, 시선 추적 센서는 전자 장치(100)의 발광부(미도시)(예: IR(infra-red)) LED)에서 사용자의 눈으로 방사한 빛의 반사 패턴을 촬영할 수 있고, 글로벌 셔터(global shutter; GS) 방식의 카메라로 구성될 수 있다. 또한, 시선 추적 센서는 센서 모듈(예: 도 3의 센서 모듈(320))로 구성될 수 있다. 예를 들면, 시선 추적 센서는, VCSEL(vertical cavity surface emitting laser), 적외선 센서, 및/또는 포토 다이오드(photodiode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 포토 다이오드는 PIN(positive intrinsic negative) 포토 다이오드, 또는 APD(avalanche photo diode)를 포함할 수 있다. 상기 포토 다이오드는, 포토 디텍터(photo detector), 또는 포토 센서로 일컬어 질 수 있다.According to an embodiment, components included in the wearable electronic device 100 are not limited to the components illustrated in FIG. 2 . For example, the wearable electronic device 100 may further include a sensor (eg, an eye tracking sensor, an illuminance sensor) and/or a camera. The eye tracking sensor is a camera that detects light reflected from the eye (eg, a pupil) of the user 102 , and the wearable electronic device 100 provides the user 102 based on the light detected through the eye tracking sensor. ) can be tracked (or the trajectory of the gaze). The illuminance sensor is a sensor that detects the illuminance (or brightness) around the user's 102 eyes or the wearable electronic device 100, and the wearable electronic device 100 detects the illuminance (or brightness) around the illuminance sensor. Based on the , the optical engine 230 to be described later may be controlled. For example, the eye tracking sensor (eg, the camera module 340 of FIG. 3 ) may acquire a reflection pattern of light emitted to the user's 102 eye. For example, the eye tracking sensor may photograph a reflection pattern of light emitted from a light emitting unit (not shown) (eg, IR (infra-red) LED) of the electronic device 100 to the user's eye, and a global shutter It may be configured as a (global shutter; GS) type camera. Also, the eye tracking sensor may be configured as a sensor module (eg, the sensor module 320 of FIG. 3 ). For example, the eye tracking sensor may include at least one of a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), an infrared sensor, and/or a photodiode. For example, the photodiode may include a positive intrinsic negative (PIN) photodiode or an avalanche photodiode (APD). The photodiode may be referred to as a photo detector or a photo sensor.
일 실시 예에 따라, 시선 추적 센서는 동일 규격, 및 성능의 복수개의 카메라 모듈(예: 도 3의 카메라 모듈(340))들을 이용하여 사용자의 눈 또는 시선을 추적할 수 있다. 예를 들면, 왼쪽(좌측) 눈과 관련된 복수개의 카메라 모듈들 및 오른쪽(우측) 눈을 위한 복수개의 카메라 모듈들로 구성될 수 있다.According to an embodiment, the eye tracking sensor may track the user's eye or gaze using a plurality of camera modules (eg, the camera module 340 of FIG. 3 ) having the same standard and performance. For example, it may be composed of a plurality of camera modules for the left (left) eye and a plurality of camera modules for the right (right) eye.
일 실시 예에 따르면, 발광부(미도시)는 시선 추적 센서를 이용하여 시선(또는 시선의 궤적) 추적이 용이하도록, 적외선 대역의 빛을 방사할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 발광부(미도시)는 가시광선(visible light) 대역의 빛을 방사할 수 있으며, 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the light emitting unit (not shown) may emit light in an infrared band to facilitate eye tracking (or eye trajectory) using the eye tracking sensor. According to another embodiment, the light emitting unit (not shown) may emit light in a visible light band and may include a light emitting diode (LED).
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 자발광 디스플레이(예: 마이크로(micro) LED, OLED(organic light emitting diode)) 또는 별도의 광원이 필요한 디스플레이(예: LCD(liquid crystal display), LCoS(liquid crystal on silicon), DMD(digital mirror device))를 포함할 수 있다. 예를 들면, 자발광 디스플레이는 디스플레이 자체로부터 빛을 방출하여 영상을 출력할 수 있는 디스플레이로 이해될 수 있다. 또한, 별도의 광원이 필요한 디스플레이는 별도의 광원으로부터 방출된 광을 반사 및/또는 방출하여 영상을 출력할 수 있는 디스플레이로 이해될 수 있다. 본 개시의 실시 예에서는, 자발광 디스플레이 중 마이크로 LED를 이용하는 웨어러블 전자 장치(100)에 한하여 설명한다.According to an embodiment, the wearable electronic device 100 includes a self-luminous display (eg, micro LED, organic light emitting diode (OLED)) or a display requiring a separate light source (eg, liquid crystal display (LCD); It may include a liquid crystal on silicon (LCoS), a digital mirror device (DMD)). For example, the self-luminous display may be understood as a display capable of outputting an image by emitting light from the display itself. Also, a display requiring a separate light source may be understood as a display capable of outputting an image by reflecting and/or emitting light emitted from a separate light source. In the embodiment of the present disclosure, only the wearable electronic device 100 using the micro LED among the self-luminous displays will be described.
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 영상을 출력하기 위한 광을 방출하는 광학 엔진(230)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 광학 엔진(230)은 자체에서 광을 방출하는 마이크로 LED 모듈을 포함할 수 있고, 상기 영상을 출력하기 위한 광은 마이크로 LED 모듈에서 방출되는 광으로 이해될 수 있다. 예를 들면, 광학 엔진(230)은 사용자(102)의 양쪽 눈에 각각 하나씩 필요하므로 왼쪽(좌측) 눈을 위한 제1 광학 엔진(231) 및 오른쪽(우측) 눈을 위한 제2 광학 엔진(232)으로 구성될 수 있다. 상기 좌측 및 우측은 사용자(102)를 기준으로 구분될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 하나의 광학 엔진(230)을 포함할 수 있으며, 이 경우 사용자(102)의 양쪽 눈으로 광학 엔진(230)의 출력을 나누어 공급할 수 있다.According to an embodiment, the wearable electronic device 100 may include an optical engine 230 that emits light for outputting an image. According to an embodiment, the optical engine 230 may include a micro LED module emitting light from itself, and the light for outputting the image may be understood as light emitted from the micro LED module. For example, a first optical engine 231 for the left (left) eye and a second optical engine 232 for the right (right) eye, as optical engine 230 is needed, one each for each eye of user 102 . ) can be composed of The left and right sides may be divided based on the user 102 . According to another embodiment, the wearable electronic device 100 may include one optical engine 230 , and in this case, the output of the optical engine 230 may be divided and supplied to both eyes of the user 102 .
일 실시 예에 따르면, 제1 광학 엔진(231) 및 제2 광학 엔진(232)은 웨어러블 전자 장치(100)를 구성하는 구성요소의 내부 또는 외부의 적어도 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 광학 엔진(231) 및 제2 광학 엔진(232)은 연결 부재(210), 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212), 및 제4 부재(222) 중 적어도 하나의 내부 또는 외부의 일면에 배치될 수 있다. 다른 예를 들면, 도 2에 도시된 웨어러블 전자 장치(100)에서와 같이, 제2 부재(221)의 내측 일면에 제1 광학 엔진(231)이 배치될 수 있고, 제4 부재(222)의 내측 일면에 제2 광학 엔진(232)이 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 광학 엔진(231) 및/또는 제2 광학 엔진(232)은, 제1 광학 엔진(231) 및/또는 제2 광학 엔진(232)에서 방출한 광이 제1 글라스(201) 및/또는 제2 글라스(202)로 입사되도록 배치될 수 있다. 다만, 제1 광학 엔진(231) 및/또는 제2 광학 엔진(232)의 위치는 도 2에 도시된 예에 제한되지 않으며, 다른 예를 들면 제1 광학 엔진(231) 및/또는 제2 광학 엔진(232)은 제1 부재(211) 및/또는 제3 부재(212)에 배치될 수도 있다.According to an embodiment, the first optical engine 231 and the second optical engine 232 may be disposed on at least one surface inside or outside the components constituting the wearable electronic device 100 . For example, the first optical engine 231 and the second optical engine 232 may include a connecting member 210 , a first member 211 , a second member 221 , a third member 212 , and a fourth member 212 . It may be disposed on one surface of the inside or outside of at least one of the members 222 . As another example, as in the wearable electronic device 100 illustrated in FIG. 2 , the first optical engine 231 may be disposed on the inner surface of the second member 221 , and A second optical engine 232 may be disposed on the inner surface. According to one embodiment, the first optical engine 231 and / or the second optical engine 232, the light emitted from the first optical engine 231 and / or the second optical engine 232 is the first glass It may be arranged to be incident on the 201 and/or the second glass 202 . However, the positions of the first optical engine 231 and/or the second optical engine 232 are not limited to the example shown in FIG. 2 , and for example, the first optical engine 231 and/or the second optical engine 231 . The engine 232 may be disposed on the first member 211 and/or the third member 212 .
일 실시 예에 따르면, 광 도파관은 제1 글라스(201)와 제2 글라스(202)에 각각 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니한다. 예를 들면, 상기 광 도파관은 제1 글라스(201) 및 제2 글라스(202) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다. 상기 광 도파관은 제1 광학 엔진(231) 및/또는 제2 광학 엔진(232)로부터 방출된 디스플레이 광이 전파(propagate)되는 경로에 해당하는 디스플레이 도파관(예: 제1 도파관)을 포함할 수 있고 사용자(102)의 눈에서 반사된 반사 광이 전파되는 경로에 해당하는 시선 추적 도파관(예: 제2 도파관)을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 광학 엔진(231) 및/또는 제2 광학 엔진(232)의 마이크로 LED로부터 방출된 광은 상기 디스플레이 도파관을 통해 사용자(102)의 눈에 도달할 수 있다.According to an embodiment, the optical waveguide may be disposed on the first glass 201 and the second glass 202, respectively. However, the present invention is not limited thereto. For example, the optical waveguide may be disposed on at least one of the first glass 201 and the second glass 202 . The optical waveguide may include a display waveguide (eg, a first waveguide) corresponding to a path through which display light emitted from the first optical engine 231 and/or the second optical engine 232 is propagated, and It may further include a gaze tracking waveguide (eg, a second waveguide) corresponding to a path through which the reflected light reflected from the eye of the user 102 propagates. According to an embodiment, light emitted from the micro LEDs of the first optical engine 231 and/or the second optical engine 232 may reach the eye of the user 102 through the display waveguide.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 광학 엔진(230)으로부터 방출된 디스플레이 광이 시스루 디스플레이(104)의 표시 영역으로 방출되도록 광을 유도함으로써 광의 경로를 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 시스루 디스플레이(104)는 상기 디스플레이 도파관 중 적어도 일 영역에 대응될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 도파관은 프리 폼(free form) 형상의 도파관일 수 있다. 프리 폼 형상의 디스플레이 도파관은 입력 광학 부재 및 출력 광학 부재를 이용하여 광학 엔진(230)에서 생성된 광을 사용자(102)에게 제공할 수 있다.According to an embodiment, the display waveguide may form a light path by guiding the display light emitted from the optical engine 230 to be emitted to the display area of the see-through display 104 . According to an embodiment, the see-through display 104 may correspond to at least one region of the display waveguide. According to an embodiment, the display waveguide may be a free form waveguide. The free-form display waveguide may provide the light generated by the optical engine 230 to the user 102 by using the input optical member and the output optical member.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 적어도 하나의 회절 요소(예: DOE(diffractive optical element), HOE(holographic optical element)) 및/또는 반사 요소(예: 반사 거울) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 도파관은 상기 디스플레이 도파관에 포함된 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 광학 엔진(230)으로부터 방출된 디스플레이 광을 사용자(102)의 눈으로 유도할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 회절 요소는 입력 광학 부재 및/또는 출력 광학 부재를 포함할 수 있고, 반사 요소는 전반사(TIR(total internal reflection))를 수행하도록 구성된 스플리터(splitter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 엔진(230)으로부터 방출된 디스플레이 광은 입력 광학 부재를 통해 광 도파로로 광 경로가 유도될 수 있고, 광 도파로 내부를 이동하는 광은 출력 광학 부재를 통해 사용자(102) 눈 방향으로 유도될 수 있다. 또한 시선 추적 도파관은 스플리터를 이용하여, 사용자(102)에서 반사된 빛을 시선 추적 센서로 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 시선 추적 센서로 전달된 사용자(102)에서 반사된 빛(예: 시선의 궤적)에 기초하여, 광학 엔진(230)에서 사용자(102)에게 제공하는 빛의 위치가 결정될 수 있다.According to an embodiment, the display waveguide may include at least one of at least one diffractive element (eg, a diffractive optical element (DOE), a holographic optical element (HOE)) and/or a reflective element (eg, a reflective mirror). there is. The display waveguide may guide the display light emitted from the optical engine 230 to the eye of the user 102 using at least one diffractive element or a reflective element included in the display waveguide. According to an embodiment, the at least one diffractive element may include an input optical element and/or an output optical element, and the reflective element may include a splitter configured to perform total internal reflection (TIR). can For example, the display light emitted from the optical engine 230 may be guided by an optical path to the optical waveguide through the input optical member, and the light traveling inside the optical waveguide may be directed toward the eye of the user 102 through the output optical member. can be induced to In addition, the eye tracking waveguide may transmit the light reflected from the user 102 to the eye tracking sensor using a splitter. According to an embodiment, the position of the light provided to the user 102 by the optical engine 230 may be determined based on the light (eg, the trajectory of the gaze) reflected from the user 102 transmitted to the eye tracking sensor. there is.
일 실시 예에 따르면, 광학용 소재(예: glass)를 웨이퍼 형태로 가공하여 상기 디스플레이 도파관으로 사용할 수 있다. 상기 디스플레이 도파관의 굴절률은 약 1.5 내지 약 2.2의 값을 가질 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 광학 엔진(230)으로부터 방출된 디스플레이 광을 파장(예: 파란색, 녹색, 또는 빨간색)에 따라 분광하여 각각 상기 디스플레이 도파관 내의 별도의 경로로 이동하게 할 수 있다.According to an embodiment, an optical material (eg, glass) may be processed into a wafer shape and used as the display waveguide. The refractive index of the display waveguide may have a value of about 1.5 to about 2.2, but is not limited thereto. According to an embodiment, the display waveguide may separate the display light emitted from the optical engine 230 according to a wavelength (eg, blue, green, or red) to move it to a separate path within the display waveguide. .
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 도파관은 글라스(예: 제1 글라스(201), 제2 글라스(202))에 배치될 수 있다. 예를 들어, 글라스의 중심점과 사용자(102)의 눈의 중심점이 일치되는 가상의 축 및 상기 가상의 축과 글라스의 중심점에서 직교하는 가상의 선을 기준으로, 글라스의 상단과 하단을 구분할 수 있고, 상기 디스플레이 도파관은 글라스의 상단에 배치될 수 있다. 다만, 상기 디스플레이 도파관이 배치되는 영역은 글라스의 상술한 영역에 제한되지 않는다.According to an embodiment, the display waveguide may be disposed on glass (eg, the first glass 201 and the second glass 202). For example, based on a virtual axis that coincides with the center point of the glass and the center point of the user's 102 eye, and a virtual line orthogonal to the virtual axis and the center point of the glass, the upper and lower ends of the glass can be distinguished, , the display waveguide may be disposed on top of the glass. However, the region in which the display waveguide is disposed is not limited to the above-described region of the glass.
일 실시 예에 따르면, 제1 부재(211)는 도 2에 도시된 형태에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 부재(211)는 제1 글라스(201)의 주위의 적어도 일부를 감싸고 있는 형태를 포함할 수 있다. 이는 제3 부재(212)에도 동일하게 적용될 수 있다.According to an embodiment, the first member 211 is not limited to the shape shown in FIG. 2 . For example, the first member 211 may have a shape surrounding at least a portion of the periphery of the first glass 201 . This may be equally applied to the third member 212 .
일 실시 예에 따르면, 제2 부재(221)는 도 2에 도시된 형태에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제2 부재(221)는 사용자(102)의 신체 일부(예: 귀 또는 머리)에 거치할 수 있는 형태를 포함할 수 있다. 이는 제4 부재(222)에도 동일하게 적용될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 부재(221)는 웨어러블 전자 장치(100)가 사용자(102)의 머리에 착용될 수 있도록 하는 형태를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the second member 221 is not limited to the shape shown in FIG. 2 . For example, the second member 221 may have a shape that can be mounted on a body part (eg, an ear or a head) of the user 102 . This may be equally applied to the fourth member 222 . As another example, the second member 221 may have a shape that allows the wearable electronic device 100 to be worn on the head of the user 102 .
일 실시 예에 따르면, 연결 부재(210), 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212), 및 제4 부재(222)는 일체로 연결되어 하나의 패키지로 결합된 형태를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the connecting member 210 , the first member 211 , the second member 221 , the third member 212 , and the fourth member 222 are integrally connected and combined into one package. It may include a form that has been
일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 제1 글라스(201)에 포함된 제1 시스루 디스플레이(104-1) 및 제2 글라스(202)에 포함된 제2 시스루 디스플레이(104-2)를 포함할 수 있다. 제1 시스루 디스플레이(104-1) 및 제2 시스루 디스플레이(104-2)는 현실 객체의 광을 투과할 수 있고, 가상 객체 이미지를 표시할 수 있는 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자(102)는 시스루 디스플레이(104)를 통해서 현실 객체를 인지할 수 있고, 상기 현실 객체 및 가상 객체 이미지를 중첩하여 인지할 수 있다.According to an embodiment, the wearable electronic device 100 includes a first see-through display 104 - 1 included in the first glass 201 and a second see-through display 104 - 2 included in the second glass 202 . may include The first see-through display 104 - 1 and the second see-through display 104 - 2 may include a transparent display capable of transmitting light of a real object and displaying a virtual object image. For example, the user 102 may recognize a real object through the see-through display 104 , and may recognize the real object and the virtual object image by superimposing them.
도 3은 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 블록 구성도이다.3 is a block diagram of a wearable electronic device according to an exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, 웨어러블 전자 장치(100)는 프로세서(300), 광학 엔진(400)(예: 도 2의 광학 엔진(230)), 센서 모듈(310), 오디오 모듈(320), 배터리(또는 전원 공급 장치)(330), 카메라 모듈(340), 및 통신 인터페이스(350)를 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(100)에 포함되는 모듈은 웨어러블 전자 장치(100)에 포함되는 하드웨어 모듈(예: 회로)로 이해될 수 있다. 웨어러블 전자 장치(100)에 포함되는 구성요소들은 도 3의 블록 구성도에 도시된 구성요소들(예: 광학 엔진(400), 센서 모듈(310), 오디오 모듈(320), 배터리(330), 카메라 모듈(340), 또는 통신 인터페이스(350))에 제한되지 않을 수 있다. 도 3에 도시된 웨어러블 전자 장치(100)의 구성요소들은 다른 구성요소들로 대체될 수 있고, 다른 구성요소들이 웨어러블 전자 장치(100)에 추가될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(100)는 도 3에 도시된 구성요소들에 메모리를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the wearable electronic device 100 includes a processor 300 , an optical engine 400 (eg, the optical engine 230 of FIG. 2 ), a sensor module 310 , an audio module 320 , and a battery ( or a power supply) 330 , a camera module 340 , and a communication interface 350 . A module included in the wearable electronic device 100 may be understood as a hardware module (eg, a circuit) included in the wearable electronic device 100 . Components included in the wearable electronic device 100 include components shown in the block diagram of FIG. 3 (eg, an optical engine 400, a sensor module 310, an audio module 320, a battery 330, The camera module 340 or the communication interface 350 may not be limited. Components of the wearable electronic device 100 illustrated in FIG. 3 may be replaced with other components, and other components may be added to the wearable electronic device 100 . For example, the wearable electronic device 100 may further include a memory in the components illustrated in FIG. 3 .
일 실시 예에 따르면, 프로세서(300)는 메모리에 저장된 명령어들(예: 인스트럭션(instruction))을 실행하여 웨어러블 전자 장치(100)의 구성요소들(예: 광학 엔진(400), 센서 모듈(310), 오디오 모듈(320), 배터리(330), 카메라 모듈(340), 및 통신 인터페이스(350))의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(300)는 광학 엔진(400), 센서 모듈(310), 오디오 모듈(320), 배터리(330), 카메라 모듈(340), 및 통신 인터페이스(350)와 전기적으로 및/또는 작동적으로 연결될 수 있다. 프로세서(300)는 소프트웨어를 실행하여 프로세서(300)에 연결된 적어도 하나의 다른 구성요소들(예: 광학 엔진(400), 센서 모듈(310), 오디오 모듈(320), 배터리(330), 카메라 모듈(340), 및 통신 인터페이스(350))을 제어할 수 있다. 프로세서(300)는 웨어러블 전자 장치(100)에 포함된 구성요소들로부터 명령을 획득할 수 있고, 상기 획득된 명령을 해석할 수 있으며, 상기 해석된 명령에 따라 다양한 데이터를 처리 및/또는 연산할 수 있다.According to an embodiment, the processor 300 executes instructions (eg, instructions) stored in the memory to configure components (eg, the optical engine 400 and the sensor module 310 of the wearable electronic device 100 ). ), the audio module 320 , the battery 330 , the camera module 340 , and the communication interface 350 ). The processor 300 may be electrically and/or operatively connected to the optical engine 400 , the sensor module 310 , the audio module 320 , the battery 330 , the camera module 340 , and the communication interface 350 . can The processor 300 executes software and includes at least one other component connected to the processor 300 (eg, the optical engine 400 , the sensor module 310 , the audio module 320 , the battery 330 , and the camera module). 340 , and the communication interface 350 ). The processor 300 may obtain a command from components included in the wearable electronic device 100 , interpret the obtained command, and process and/or calculate various data according to the interpreted command. can
일 실시 예에 따르면, 프로세서(300)는 시스루 디스플레이(140)에 투영되는 가상 객체 이미지가 사용자(102)의 눈(눈동자)이 응시하는 방향에 대응되도록 가상 영상의 위치를 조정할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는 센서 모듈(310) 및/또는 카메라 모듈(340)을 이용하여 웨어러블 전자 장치(100)의 움직임 및/또는 사용자(102)의 움직임을 판단할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(300)는 센서 모듈(310)(예: 제스처 센서, 자이로 센서, 또는 가속도 센서)를 이용하여 획득한 웨어러블 전자 장치(100)의 상태 정보 및/또는 카메라 모듈(340)을 이용하여 획득한 사용자의 동작(예: 웨어러블 전자 장치(100)에 대한 사용자(102) 신체의 접근)을 이용하여, 웨어러블 전자 장치(100)의 움직임 및/또는 사용자(102)의 움직임을 판단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 외부 장치(예: 휴대 단말)에 내장된 프로세서를 통해 처리된 데이터를 상기 외부 장치로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(100)는 카메라 모듈(340)를 통해 객체(예: 현실 객체 또는 사용자(102)의 눈)를 촬영할 수 있고, 촬영한 영상을 통신 인터페이스(350)를 통해 외부 장치로 전송하고, 상기 외부 장치로부터 상기 전송한 영상에 기반한 데이터를 수신할 수 있다. 상기 외부 장치는 웨어러블 전자 장치(100)로부터 수신된 상기 촬영된 객체의 정보(예: 형태, 색상, 또는 위치)에 기반하여 증강 현실과 관련된 이미지 데이터를 생성하고, 웨어러블 전자 장치(100)로 전송할 수 있다.According to an embodiment, the processor 300 may adjust the position of the virtual image so that the virtual object image projected on the see-through display 140 corresponds to the direction in which the eye (pupil) of the user 102 gazes. Also, the processor 300 may determine the movement of the wearable electronic device 100 and/or the movement of the user 102 using the sensor module 310 and/or the camera module 340 . For example, the processor 300 receives the state information of the wearable electronic device 100 and/or the camera module 340 obtained by using the sensor module 310 (eg, a gesture sensor, a gyro sensor, or an acceleration sensor). The movement of the wearable electronic device 100 and/or the movement of the user 102 may be determined using the user's motion (eg, the user's 102's body approach to the wearable electronic device 100) can According to an embodiment, the wearable electronic device 100 may receive data processed through a processor built in an external device (eg, a mobile terminal) from the external device. For example, the wearable electronic device 100 may photograph an object (eg, a real object or an eye of the user 102 ) through the camera module 340 , and transmit the captured image to an external device through the communication interface 350 . and may receive data based on the transmitted image from the external device. The external device generates image data related to augmented reality based on information (eg, shape, color, or location) of the photographed object received from the wearable electronic device 100 , and transmits the image data to the wearable electronic device 100 . can
일 실시 예에 따르면, 광학 엔진(400)은 마이크로 LED 모듈을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the optical engine 400 may include a micro LED module.
일 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 모듈은 프로세서(300)의 제어에 기초하여 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출할 수 있다. 마이크로 LED는 디스플레이 자체로부터 광을 방출하는 자발광 디스플레이로 이해될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(100)(예: 프로세서(300))는 광학 엔진(400)을 통해서 시스루 디스플레이(104)의 표시 영역에 증강 현실 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 광을 방출할 수 있다. 다른 예를 들어, 사용자(102)의 입력에 응답하여, 웨어러블 전자 장치(100)(예: 프로세서(300))는 시스루 디스플레이(104)의 표시 영역에 증강 현실 이미지를 디스플레이하기 위해 광학 엔진(400)을 제어할 수 있다. 사용자(102)의 입력의 유형은 버튼 입력, 터치 입력, 음성 입력, 및/또는 제스처 입력을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 광학 엔진(400)의 동작을 제어할 수 있는 다양한 입력 유형이 포함될 수 있다.According to an embodiment, the micro LED module may emit display light for displaying an augmented reality image based on the control of the processor 300 . A micro LED can be understood as a self-luminous display that emits light from the display itself. For example, the wearable electronic device 100 (eg, the processor 300 ) may emit display light for displaying the augmented reality image on the display area of the see-through display 104 through the optical engine 400 . As another example, in response to the input of the user 102 , the wearable electronic device 100 (eg, the processor 300 ) uses the optical engine 400 to display the augmented reality image in the display area of the see-through display 104 . ) can be controlled. Types of input of user 102 may include, but are not limited to, button input, touch input, voice input, and/or gesture input, which may include various input types capable of controlling operation of optical engine 400 . can
일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(310)은 적어도 하나의 센서(예: 시선 추적 센서 및/또는 조도 센서)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 센서는 상술한 예시에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 센서는 사용자(102)가 웨어러블 전자 장치(100)를 착용했는지를 감지할 수 있는 근접 센서 또는 접촉 센서를 더 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(100)는 상기 근접 센서 또는 상기 접촉 센서를 통해서 사용자(102)가 웨어러블 전자 장치(100)를 착용한 상태인지 감지할 수 있다. 예를 들면, 사용자(102)가 웨어러블 전자 장치(100)를 착용한 상태로 감지한 경우, 웨어러블 전자 장치(100)는 다른 전자 장치(예: 스마트 폰)과 수동적으로 및/또는 자동적으로 페어링(pairing)할 수 있다. According to an embodiment, the sensor module 310 may include at least one sensor (eg, a gaze tracking sensor and/or an illuminance sensor). The at least one sensor may not be limited to the above-described example. For example, the at least one sensor may further include a proximity sensor or a contact sensor capable of detecting whether the user 102 wears the wearable electronic device 100 . The wearable electronic device 100 may detect whether the user 102 is wearing the wearable electronic device 100 through the proximity sensor or the contact sensor. For example, when the user 102 detects that the wearable electronic device 100 is being worn, the wearable electronic device 100 is manually and/or automatically paired with another electronic device (eg, a smartphone) (eg, a smart phone). pairing) is possible.
일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(320)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(320)은 소리를 획득할 수 있는 장치(예: 마이크) 및/또는 소리를 출력할 수 있는 장치(예: 스피커)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 마이크를 통하여 사용자(102)의 음성 등의 외부 음향을 입력 받을 수 있고, 스피커를 통하여 디스플레이 되는 영상에 대응하는 음향을 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(320)은 제1 부재(211), 제2 부재(221), 제3 부재(212), 제4 부재(222), 및/또는 연결 부재(210)의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 오디오 모듈(320)은 웨어러블 전자 장치(100)의 하단 및/또는 상단에 배치될 수 있다. 일 실시 예들에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)는 적어도 하나의 오디오 모듈(320)로 획득된 음성 정보(예: 소리)를 이용하여 사용자의 음성을 보다 명확하게 인식할 수 있다. 예를 들면, 웨어러블 전자 장치(100)는 획득된 음성 정보 및/또는 추가 정보(예: 사용자의 피부와 뼈의 저주파 진동)에 기반하여, 음성 정보와 주변 잡음을 구별할 수 있다. 예를 들면, 웨어러블 전자 장치(100)는, 사용자의 음성을 명확하게 인식할 수 있고, 주변 소음을 줄여주는 기능(예: 노이즈 캔슬링)을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the audio module 320 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. The audio module 320 may include a device capable of acquiring a sound (eg, a microphone) and/or a device capable of outputting a sound (eg, a speaker). According to an embodiment, the wearable electronic device 100 may receive an external sound such as a voice of the user 102 through a microphone, and may output a sound corresponding to an image displayed through a speaker. According to an embodiment, the audio module 320 includes at least one of the first member 211 , the second member 221 , the third member 212 , the fourth member 222 , and/or the connection member 210 . Some may be placed. For example, the at least one audio module 320 may be disposed at the lower end and/or upper end of the wearable electronic device 100 . According to an embodiment of the present disclosure, the wearable electronic device 100 may more clearly recognize the user's voice using voice information (eg, sound) acquired by the at least one audio module 320 . For example, the wearable electronic device 100 may distinguish between the voice information and ambient noise based on the acquired voice information and/or additional information (eg, low-frequency vibration of the user's skin and bones). For example, the wearable electronic device 100 may clearly recognize a user's voice and may perform a function of reducing ambient noise (eg, noise canceling).
일 실시 예에 따르면, 배터리(330)는 웨어러블 전자 장치(100)의 적어도 하나의 구성요소들에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(330)는 외부 전원과 유선 또는 무선으로 연결되어 충전될 수 있다. 예를 들면, 웨어러블 전자 장치(100)는 외부 전원과 유선으로 연결을 위한 접속 단자(예: USB(universal serial bus) 커넥터)를 포함할 수 있고, 접속 단자를 통해 외부의 전자 장치와 전기적으로 연결되고, 상기 외부의 전자 장치로부터 수신한 전력을 웨어러블 전자 장치(100)의 구성요소들로 전달할 수 있다.According to an embodiment, the battery 330 may supply power to at least one component of the wearable electronic device 100 . The battery 330 may be charged by being connected to an external power source by wire or wirelessly. For example, the wearable electronic device 100 may include a connection terminal (eg, a universal serial bus (USB) connector) for connecting to an external power source by wire, and is electrically connected to an external electronic device through the connection terminal. and transmits the power received from the external electronic device to components of the wearable electronic device 100 .
일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(340)은 웨어러블 전자 장치(100)의 주변의 영상을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(340)은 웨어러블 전자 장치(100) 외부의 현실 객체 이미지를 촬영할 수 있고, 촬영된 객체는 광학 엔진(400)(예: 도 2의 광학 엔진(230))을 통하여 사용자에게 디스플레이 될 수 있다. 예를 들면, 카메라 모듈(340)은 글로벌 셔터 방식 또는 롤링 셔터(rolling shutter; RS) 방식의 카메라일 수 있다. 카메라 모듈(340)은 고해상도의 컬러 카메라로 구성될 수 있으며, HR(high resolution) 또는 PV(photo video) 카메라로 일컬어 질 수 있다. 또한, 카메라 모듈(340)은, 자동 초점 기능(auto focus, AF)과 이미지 안정화 기능(optical image stabilizer, OIS)을 제공할 수 있다. 또한, 웨어러블 전자 장치(100)는 카메라 모듈(340)와 근접된 위치에 발광부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 발광부(미도시)는 카메라 모듈(340)의 외부 이미지 획득 시, 웨어러블 전자 장치(100) 주변의 밝기(예: 조도)를 제공할 수 있으며, 어두운 환경, 다양한 광원의 혼입, 및/또는 반사로 인한 이미지 획득의 어려움이 발생하지 않도록 할 수 있다.According to an embodiment, the camera module 340 may capture an image around the wearable electronic device 100 . For example, the camera module 340 may capture an image of a real object outside the wearable electronic device 100 , and the captured object is transmitted to the user through the optical engine 400 (eg, the optical engine 230 of FIG. 2 ). can be displayed to For example, the camera module 340 may be a camera of a global shutter method or a rolling shutter (RS) method. The camera module 340 may be configured as a high-resolution color camera, and may be referred to as a high resolution (HR) or photo video (PV) camera. Also, the camera module 340 may provide an auto focus function (AF) and an optical image stabilizer (OIS) function. Also, the wearable electronic device 100 may include a light emitting unit (not shown) at a position close to the camera module 340 . For example, the light emitting unit (not shown) may provide brightness (eg, illuminance) around the wearable electronic device 100 when an external image of the camera module 340 is acquired, in a dark environment, mixing of various light sources, and/or avoiding difficulties in image acquisition due to reflection.
일 실시 예에 따르면, 제1 카메라 모듈은, 3DoF(degrees of freedom, 자유도), 또는 6DoF를 지원하는 카메라로 360도 공간(예: 전 방향), 위치 인식 및/또는 이동 인식을 제공할 수 있다. 예를 들면, 제1 카메라 모듈은, 스테레오 카메라로 동일 규격, 및 성능의 복수개의 글로벌 셔터(global shutter, GS) 방식의 카메라를 이용하여 이동 경로 추적 기능(simultaneous localization and mapping, SLAM) 및 사용자 움직임 인식 기능을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the first camera module may provide 360-degree spatial (eg omnidirectional), positional and/or movement recognition with a camera that supports 3DoF (degrees of freedom), or 6DoF. there is. For example, the first camera module uses a plurality of global shutter (GS) type cameras of the same standard and performance as a stereo camera to perform simultaneous localization and mapping (SLAM) and user movement It can perform a recognition function.
일 실시 예에 따르면, 통신 인터페이스(350)는 유선 인터페이스 및/또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(350)는 웨어러블 전자 장치(100)와 외부 장치(예: 휴대 단말)간의 직접 통신(예: 유선 통신) 또는 간접 통신(예: 무선 통신)의 수행을 지원할 수 있다.According to an embodiment, the communication interface 350 may include a wired interface and/or a wireless interface. The communication interface 350 may support direct communication (eg, wired communication) or indirect communication (eg, wireless communication) between the wearable electronic device 100 and an external device (eg, a mobile terminal).
이하에서는 도 4 내지 도 12b를 참조하여 웨어러블 전자 장치(100) 중 광학 엔진(400)의 구조 및 광 출력 원리에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the structure and light output principle of the optical engine 400 of the wearable electronic device 100 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 12B .
도 4는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(100)의 광학 엔진(400)의 내부 구조를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an internal structure of the optical engine 400 of the wearable electronic device 100 according to an exemplary embodiment.
도 4를 참조하면, 웨어러블 전자 장치(100)의 광학 엔진(400)은 마이크로 LED 어레이(array)(410), 및 마이크로 LED 어레이(410)의 상측에(above) 배치되고 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛을 통과시키는 투명 커버(450)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 투명 커버(450)는 제1 복굴절 판(451), 제1 액정 소자(452), 제2 복굴절 판(453), 제2 액정 소자(454), 및/또는 편광판(455)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 광학 엔진(400)은 마이크로 LED 어레이(410)와 투명 커버(450) 사이에 배치된 마이크로 렌즈 어레이(430)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the optical engine 400 of the wearable electronic device 100 is disposed above a micro LED array 410 , and above the micro LED array 410 , and the micro LED array 410 . It may include a transparent cover 450 that passes the light output from the. In addition, the transparent cover 450 includes a first birefringent plate 451 , a first liquid crystal element 452 , a second birefringent plate 453 , a second liquid crystal element 454 , and/or a polarizing plate 455 . can do. According to another embodiment, the optical engine 400 may further include a micro lens array 430 disposed between the micro LED array 410 and the transparent cover 450 .
일 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 어레이(410)를 구성하는 각각의 픽셀에서 방출된 빛은 마이크로 렌즈 어레이(430)를 통과한 후 투명 커버(450)를 구성하는 제1 복굴절 판(451), 제1 액정 소자(452), 제2 복굴절 판(453), 제2 액정 소자(454), 및 편광판(455)을 통과할 수 있다. 본 개시에서 빛, 광, 또는 광선은 같은 의미로 사용될 수 있다.According to an embodiment, the light emitted from each pixel constituting the micro LED array 410 passes through the micro lens array 430 and then the first birefringent plate 451 constituting the transparent cover 450, the second It may pass through the first liquid crystal element 452 , the second birefringent plate 453 , the second liquid crystal element 454 , and the polarizing plate 455 . In the present disclosure, light, light, or light beam may be used interchangeably.
일 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이(430)는 마이크로 LED 어레이(410)에서 방출된 빛이 퍼지는 정도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 LED 어레이(410)를 구성하는 각각의 픽셀에서 방출된 빛은 마이크로 렌즈 어레이(430)를 통과하면서 더 분산되어 방출될 수 있고, 더 오므라들어 방출될 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이(430)는, 마이크로 렌즈 어레이(430)에서 방출된 빛이 투명 커버(450)로 투사되는 광 전송효율을 높이기 위하여 사용될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이(430)는 선택적으로 사용될 수 있으며, 광학 엔진(400)에서 생략될 수도 있다.According to an embodiment, the micro lens array 430 may control the degree of spreading of the light emitted from the micro LED array 410 . For example, light emitted from each pixel constituting the micro LED array 410 may be more dispersed and emitted while passing through the micro lens array 430 , or may be more constricted and emitted. According to an embodiment, the micro lens array 430 may be used to increase light transmission efficiency through which light emitted from the micro lens array 430 is projected onto the transparent cover 450 . According to another embodiment, the micro lens array 430 may be selectively used, and may be omitted from the optical engine 400 .
일 실시 예에 따르면, 투명 커버(450)는 마이크로 LED 어레이(410)에서 방출된 빛(예: 마이크로 렌즈(433)를 통과한 빛)의 진행 방향을 바꿀 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 투명 커버(450)는 마이크로 LED 어레이(410)에서 방출된 빛을 상, 하, 좌, 우로 이동(shift)시켜 다양한 빛으로 출력할 수 있다. 예를 들면, 투명 커버(450)는 마이크로 LED 어레이(410)에서 방출된 빛을 마이크로 LED 어레이(410)를 구성하는 픽셀 크기의 1/2 만큼 상, 하, 좌, 우로 이동시켜 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 투명 커버(450)는 마이크로 LED 어레이(410)의 자체 해상도(native resolution) 보다 높은 해상도의 영상을 사용자에게 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 투명 커버(450)로 입사되는 빛은 무편광(unpolarized) 광선일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 투명 커버(450)로 입사되는 빛은 편광(polarized) 광선일 수 있다. 투명 커버로 입사되는 빛의 종류(예: 편광, 무편광)에 따라서 제1 복굴절 판(451), 제1 액정 소자(452), 제2 복굴절 판(453), 및 제2 액정 소자(454)의 배치 순서는 달라질 수 있다. 본 개시에서는 투명 커버(450)로 무편광 광선이 입사되는 실시 예에 대하여 설명한다.According to an embodiment, the transparent cover 450 may change the traveling direction of light emitted from the micro LED array 410 (eg, light passing through the micro lens 433 ). According to an embodiment, the transparent cover 450 may shift the light emitted from the micro LED array 410 up, down, left, and right to output various types of light. For example, the transparent cover 450 may output the light emitted from the micro LED array 410 by moving it up, down, left, and right by 1/2 of the pixel size constituting the micro LED array 410 . . According to an embodiment, the transparent cover 450 may be used to provide a user with an image having a higher resolution than the native resolution of the micro LED array 410 . According to an embodiment, the light incident to the transparent cover 450 may be an unpolarized light beam. According to another embodiment, the light incident to the transparent cover 450 may be a polarized light. A first birefringent plate 451 , a first liquid crystal element 452 , a second birefringent plate 453 , and a second liquid crystal element 454 depending on the type of light incident to the transparent cover (eg, polarized light or non-polarized light) The arrangement order may be different. In the present disclosure, an embodiment in which unpolarized light rays are incident to the transparent cover 450 will be described.
일 실시 예에 따르면, 투명 커버(450)는 제1 복굴절 판(451), 상기 제1 복굴절 판(451) 상에 배치된 제1 액정 소자(452), 상기 제1 액정 소자(452) 상에 배치된 제2 복굴절 판(453), 상기 제2 복굴절 판(453) 상에 배치된 제2 액정 소자(454), 및 상기 제2 액정 소자(454) 상에 배치된 편광판(455)을 포함할 수 있다. 다만, 투명 커버(450)를 구성하는 구성품의 개수 및/또는 적층 순서는 이에 제한되지 않으며, 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 광이 편광 또는 무편광 인지 여부에 따라 또는 투명 커버(450)를 통과한 빛을 통해 향상시키고자 하는 해상도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 투명 커버(450)로 입사되는 빛이 편광 광선인 경우, 투명 커버(450)는 파장판을 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 파장판은 투명 커버(450)의 제1 복굴절 판(451)의 아래면에 배치되고, 제1 복굴절 판(451), 제2 복굴절 판(453), 제1 액정 소자(452), 및 제2 액정 소자(454)의 적층 순서도 달라질 수 있다.According to an embodiment, the transparent cover 450 is formed on the first birefringent plate 451 , the first liquid crystal element 452 disposed on the first birefringent plate 451 , and the first liquid crystal element 452 . a second birefringent plate 453 disposed on the second birefringent plate 453 , a second liquid crystal element 454 disposed on the second birefringent plate 453 , and a polarizing plate 455 disposed on the second liquid crystal device 454 . can However, the number and/or stacking order of the components constituting the transparent cover 450 is not limited thereto, and the transparent cover 450 is installed depending on whether the light output from the micro LED array 410 is polarized or unpolarized. It can vary depending on the resolution you want to improve through the light passing through. For example, when the light incident on the transparent cover 450 is a polarized light, the transparent cover 450 may further include a wave plate, in which case the wave plate is a first birefringent plate of the transparent cover 450 . The stacking order of the first birefringent plate 451 , the second birefringent plate 453 , the first liquid crystal element 452 , and the second liquid crystal element 454 may be different.
일 실시 예에 따르면, 복굴절 판(예: 제1 복굴절 판(451), 제2 복굴절 판(453))은 복굴절 판을 통과하는 빛의 편광과 진행 방향에 따라 입사한 빛을 두 개의 굴절광으로 굴절시킬 수 있다. 예를 들면, 무편광 빛이 제1 복굴절 판(451) 및/또는 제2 복굴절 판(453)으로 입사한 경우 무편광 빛은 상광선(ordinary ray)과 이상광선(extraordinary ray)으로 분리되어 출력될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 복굴절 판(451) 및/또는 제2 복굴절 판(453)은 수정 또는 사파이어로 구성될 수 있고, 제1 복굴절 판(451) 및/또는 제2 복굴절 판(453)을 구성하는 물질에 따라 상광선과 이상광선의 분리 폭(d)이 달라질 수 있다. 본 개시의 경우, 제1 복굴절 판(451) 및/또는 제2 복굴절 판(453)을 통과한 빛의 광선 분리 폭(d)이, 마이크로 LED 어레이(410)를 구성하는 픽셀 크기의 1/2 이 되도록 복굴절 판을 구성할 수 있다. 도 4의 경우, 제1 복굴절 판(451)에 의하여 분리된 2개의 광선만 도시하였으나, 상기 분리된 광선은 제2 복굴절 판(453)을 통과하면서 더 분리될 수 있다.According to an embodiment, the birefringent plate (eg, the first birefringent plate 451 and the second birefringent plate 453 ) converts the incident light according to the polarization and the propagation direction of the light passing through the birefringent plate into two refracted lights. can be refracted. For example, when unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 , the unpolarized light is separated into an ordinary ray and an extraordinary ray and output can be According to an embodiment, the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 may be made of quartz or sapphire, and the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 may be used. The separation width (d) of the ordinary ray and the extraordinary ray may vary depending on the material constituting the ray. In the present disclosure, the ray separation width d of light passing through the first birefringent plate 451 and/or the second birefringent plate 453 is 1/2 of the pixel size constituting the micro LED array 410 . A birefringent plate can be configured so that it becomes this. In the case of FIG. 4 , only two rays separated by the first birefringent plate 451 are illustrated, but the separated rays may be further separated while passing through the second birefringent plate 453 .
일 실시 예에 따르면, 액정 소자(예: 제1 액정 소자(452), 제2 액정 소자(454))는 액체와 고체 결정 사이의 성질을 갖는 상태의 물질인 액정으로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 액정 소자(452) 및/또는 제2 액정 소자(454)는 제1 액정 소자(452) 및/또는 제2 액정 소자(454)로 공급되는 전기적 신호(전원, 제어 신호)에 의하여 구동이 제어될 수 있다. 상기 제1 액정 소자(452) 및/또는 제2 액정 소자(454)를 제어하는 제어 신호는 후술할 회로 기판(도 5의 회로 기판(470) 참조)에서 공급될 수 있고, 액정 소자는 회로 기판에서 공급된 제어 신호에 기초하여 입사되는 광의 편광 상태(예: 편광 방향)를 바꿔줄 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 액정 소자(예: 제1 액정 소자(452), 제2 액정 소자(454))는 파장판(wave plate), 편광 층(polarizing layer, or polarizer), 또는 위상 지연 층(retardation layer, or retarder)으로 동작할 수 있다. 예를 들면, 액정 소자(예: 제1 액정 소자(452), 제2 액정 소자(454))는 '원 편광 층'으로 동작할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 액정 소자(예: 제1 액정 소자(452), 제2 액정 소자(454))는 1/2 파장판, 또는 1/4 파장판의 역할을 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 액정 소자(예: 제1 액정 소자(452), 제2 액정 소자(454))는 투명막에 전극이 연결된 상태에서, 스위치 동작으로 전원 공급되거나 전원 미공급 될 수 있다.According to an embodiment, the liquid crystal element (eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 ) may be composed of liquid crystal, which is a material in a state between a liquid and a solid crystal. According to an exemplary embodiment, the first liquid crystal element 452 and/or the second liquid crystal element 454 includes electrical signals (power, control) supplied to the first liquid crystal element 452 and/or the second liquid crystal element 454 . signal) can be controlled. A control signal for controlling the first liquid crystal element 452 and/or the second liquid crystal element 454 may be supplied from a circuit board (refer to the circuit board 470 of FIG. 5 ) to be described later, and the liquid crystal element is configured on the circuit board It is possible to change the polarization state (eg, polarization direction) of the incident light based on the control signal supplied from the . According to an embodiment, the liquid crystal element (eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 ) may include a wave plate, a polarizing layer, or a polarizer, or a phase retardation layer ( It can act as a retardation layer, or retarder). For example, the liquid crystal element (eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 ) may operate as a 'circular polarization layer'. According to an embodiment, the liquid crystal element (eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 ) may serve as a half-wave plate or a quarter-wave plate. According to an embodiment, the liquid crystal element (eg, the first liquid crystal element 452 , the second liquid crystal element 454 ) may be powered or not powered by a switch operation while the electrode is connected to the transparent film.
일 실시 예에 따르면, 편광판(455)은 자연광(예: 무편광 빛)을 투과하면 직선 편광으로 변화하는 얇은 판을 의미할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 편광 빛을 편광판(455)으로 투사하는 경우, 입사되는 편광 빛의 편광 방향 및 편광판(455)의 편광 방향에 따라 출력 여부가 달라질 수 있다. 예를 들면, 편광판(455)은 입하되는 빛 중 편광판(455)의 편광 방향에 해당하는 빛만 출력할 수 있다. 예를 들면, 입사되는 편광 빛의 편광 방향과 편광판(455)의 편광 방향이 수직인 경우, 편광판(455)에서 출력되는 빛이 존재하지 않을 수 있다. 도 5는 일 실시 예에 따른 광학 엔진(400)의 마이크로 LED 어레이(410), 회로 기판(470), 및 마이크로 렌즈 어레이(430)를 나타내는 도면이다.According to an embodiment, the polarizing plate 455 may refer to a thin plate that changes to linearly polarized light when natural light (eg, unpolarized light) is transmitted. According to another embodiment, when polarized light is projected onto the polarizing plate 455 , output may vary depending on the polarization direction of the incident polarized light and the polarization direction of the polarizing plate 455 . For example, the polarizing plate 455 may output only light corresponding to the polarization direction of the polarizing plate 455 among incoming light. For example, when the polarization direction of the incident polarized light is perpendicular to the polarization direction of the polarizing plate 455 , light output from the polarizing plate 455 may not exist. 5 is a diagram illustrating a micro LED array 410 , a circuit board 470 , and a micro lens array 430 of the optical engine 400 according to an exemplary embodiment.
도 5를 참조하면, 마이크로 LED 어레이(410)는 복수개의 픽셀(411)들로 구성될 수 있고, 각각의 픽셀(411)들 사이에는 격벽(413)이 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 어레이(410)의 상측에는 마이크로 렌즈 어레이(430)가 배치될 수 있고, 마이크로 LED 어레이(410)의 하측에는 회로 기판(470)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the micro LED array 410 may include a plurality of pixels 411 , and a barrier rib 413 may be disposed between each pixel 411 . According to an embodiment, a micro lens array 430 may be disposed on an upper side of the micro LED array 410 , and a circuit board 470 may be disposed on a lower side of the micro LED array 410 .
일 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 어레이(410)에서 픽셀(411)들 사이에 배치되는 격벽(413)은 하나의 픽셀(411)에서 방출되는 빛이 다른 픽셀(411)에게 영향을 끼치는 것을 방지할 수 있고, 광 전송 효율을 높일 수 있다. 예를 들면, 격벽(413)은 실리카 계열의 무기물 또는 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 또는 폴리이미드계 수지(polyimides resin)등의 유기물을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 격벽(413)은 광 차단 물질을 포함하여, 광을 차단할 수도 있다. 예를 들면, 격벽(413)이 광 차단 물질을 포함하는 경우, 적어도 하나의 픽셀(411)에서 생성된 빛과 인접하는 다른 픽셀(411)에서 생성된 빛의 혼색을 방지할 수 있다. 또한, 격벽(413)은 불투명한 재질을 포함하고, 광을 차단하는 역할을 할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 어레이(410)를 구성하는 픽셀(411)은, red 픽셀, green 픽셀, 및 blue 픽셀을 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, red 픽셀의 경우 blue 픽셀 위에 QD(quantum dot), QC(quantum crystal), 및/또는 컬러 필터를 배치하여 빨간색 성분을 만들 수 있다. 또는 green 픽셀도 blue 픽셀 위에 QD(quantum dot), QC(quantum crystal), 및/또는 컬러 필터를 배치하여 녹색 성분을 만들 수 있다. 예를 들면, 마이크로 LED 어레이(410)은 RGB 픽셀들을 형성할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 어레이(410)를 구성하는 픽셀(411)은, QD(quantum dot), QC(quantum crystal), 및/또는 컬러 필터를 이용하지 않고, red 픽셀, green 픽셀, 및 blue 픽셀로 각각 구성될 수 있다.According to an embodiment, the barrier rib 413 disposed between the pixels 411 in the micro LED array 410 prevents light emitted from one pixel 411 from affecting the other pixels 411 . and increase the light transmission efficiency. For example, the barrier rib 413 may include a silica-based inorganic material or an organic material such as polyacrylates resin or polyimides resin. According to an embodiment, the barrier rib 413 may include a light blocking material to block light. For example, when the barrier rib 413 includes a light blocking material, it is possible to prevent color mixing of light generated from at least one pixel 411 and light generated from other adjacent pixels 411 . Also, the barrier rib 413 may include an opaque material and serve to block light. According to an embodiment, the pixel 411 constituting the micro LED array 410 may include a red pixel, a green pixel, and a blue pixel. Referring to FIG. 5 , in the case of a red pixel, a red component may be formed by disposing a quantum dot (QD), a quantum crystal (QC), and/or a color filter on a blue pixel. Alternatively, the green pixel may also create a green component by disposing a quantum dot (QD), a quantum crystal (QC), and/or a color filter on the blue pixel. For example, the micro LED array 410 may form RGB pixels. According to another embodiment, the pixels 411 constituting the micro LED array 410 do not use QD (quantum dot), QC (quantum crystal), and/or color filters, but red pixels, green pixels, and Each may be composed of blue pixels.
일 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이(430)는 마이크로 LED 어레이(410)의 픽셀(411)에서 방출하는 빛이 발산되는 정도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 렌즈 어레이(430)는 픽셀(411)에서 출력된 빛의 지향각을 조정할 수 있다. 예를 들면 마이크로 LED 어레이(410)에 포함된 각각의 픽셀(411) 상측에 마이크로 렌즈 어레이(430)에 포함된 각각의 마이크로 렌즈(예: 도 6a의 마이크로 렌즈(433))를 배치함으로써, 빛이 발산되는 정도를 결정할 수 있고 사방으로 흩어지는 광 손실을 줄일 수 있다.According to an embodiment, the micro lens array 430 may control the degree of emission of light emitted from the pixels 411 of the micro LED array 410 . For example, the micro lens array 430 may adjust the beam angle of light output from the pixel 411 . For example, by arranging each micro lens (eg, the micro lens 433 of FIG. 6A ) included in the micro lens array 430 above each pixel 411 included in the micro LED array 410 , light It is possible to determine the degree of divergence and to reduce light loss scattered in all directions.
일 실시 예에 따르면, 회로 기판(470)은 마이크로 LED 어레이(410) 및 투명 커버(450)(예: 도 4의 투명 커버(450)) 중 적어도 하나로 구동 전원 및/또는 제어 신호를 공급할 수 있고, 마이크로 LED 어레이(410) 및 투명 커버(450)로 구동 전원 및/또는 제어 신호를 동시에 공급할 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(470)에는 마이크로 LED 어레이(410) 및 투명 커버(예: 도 4의 제1 액정 소자(452), 제2 액정 소자(454)) 중 적어도 하나로 구동 전원 및/또는 제어 신호를 공급하기 위한 회로가 구비될 수 있다. 본 개시에서 회로 기판(470)은, 백플레인(backplane) 또는 실리콘 기판(silicon substrate)을 의미할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 회로 기판(470)은 투명한 재질의 플렉서블 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(470)은 무색이고, 투명한 폴리머 재질의 필름일 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(470)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN: polyethylene naphthalate), 폴레에틸렌 설파이드(PES: polyethylene sulfide), 폴리에틸렌(PE: polyethylene), 폴리이미드(PI: polyimide) 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다According to an embodiment, the circuit board 470 may supply driving power and/or a control signal to at least one of the micro LED array 410 and the transparent cover 450 (eg, the transparent cover 450 in FIG. 4 ). , it is possible to simultaneously supply driving power and/or control signals to the micro LED array 410 and the transparent cover 450 . For example, the circuit board 470 includes at least one of a micro LED array 410 and a transparent cover (eg, the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 in FIG. 4 ) for driving power and/or control. A circuit for supplying a signal may be provided. In the present disclosure, the circuit board 470 may refer to a backplane or a silicon substrate. According to an embodiment, the circuit board 470 may include a flexible substrate made of a transparent material. For example, the circuit board 470 may be a colorless, transparent polymer film. For example, the circuit board 470 is polyethylene terephthalate (PET: polyethylene terephthalate), polyethylene naphthalate (PEN: polyethylene naphthalate), polyethylene sulfide (PES: polyethylene sulfide), polyethylene (PE: polyethylene), polyimide ( PI: polyimide) may include at least one material.
일 실시 예에 따르면, 회로 기판(470)은 마이크로 LED 어레이(410)를 제어하여 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력되는 빛 또는 영상을 제어할 수 있고, 투명 커버(450)의 출력을 제어하여 상기 출력된 빛 또는 영상을 흔들 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 회로 기판(470)에서 마이크로 LED 어레이(410)로 공급하는 전기적 신호(전원 및 제어 신호)와 회로 기판(470)에서 투명 커버(450)로 공급하는 전기적 신호는 동일한 패스(path)를 가지도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(470)은 가상 영상의 신호(예: 마이크로 LED 어레이(410) 제어 신호)와 투명 커버(450)의 신호를 동기화하여 구동할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 회로 기판(470)에서 마이크로 LED 어레이(410)로 공급하는 전기적 신호(예: 전원 및 제어 신호)와 회로 기판(470)에서 투명 커버(450)로 공급하는 전기적 신호는 상이한 패스(path)를 가지도록 설계될 수도 있다. 다른 실시 예에 따라, 제어 신호(예: 마이크로 LED 어레이(410) 및/또는 투명 커버(450) 제어 신호)는 AP(application processor))를 통해 제어되거나, 상기 AP와 독립적으로 구성된 마이크로 LED 구동 회로(미도시)를 이용하여 제어될 수 있다.According to an embodiment, the circuit board 470 may control the light or image output from the micro LED array 410 by controlling the micro LED array 410, and control the output of the transparent cover 450 to The output light or image can be shaken. According to an embodiment, the electrical signal (power and control signal) supplied from the circuit board 470 to the micro LED array 410 and the electrical signal supplied from the circuit board 470 to the transparent cover 450 pass through the same path ( path) can be designed. For example, the circuit board 470 may be driven by synchronizing a signal of a virtual image (eg, a control signal of the micro LED array 410 ) and a signal of the transparent cover 450 . According to another embodiment, an electrical signal (eg, power and control signal) supplied from the circuit board 470 to the micro LED array 410 and an electrical signal supplied from the circuit board 470 to the transparent cover 450 are different. It may be designed to have a path. According to another embodiment, a control signal (eg, a control signal for the micro LED array 410 and/or the transparent cover 450 ) is controlled through an AP (application processor) or a micro LED driving circuit configured independently of the AP. (not shown) may be used.
이하 도 6a 및 도 6b를 이용하여 마이크로 렌즈 어레이(430)를 제작하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the micro lens array 430 will be described with reference to FIGS. 6A and 6B .
도 6a는 일 실시 예에 따른 광학 엔진(400)의 마이크로 렌즈 어레이(430)를 제작하는 동작을 나타내는 도면이고, 도 6b는 일 실시 예에 따른 마이크로 렌즈 어레이(430)에 포함된 각각의 마이크로 렌즈(433)의 형상을 나타내는 도면이다.6A is a diagram illustrating an operation of manufacturing the micro lens array 430 of the optical engine 400 according to an embodiment, and FIG. 6B is each micro lens included in the micro lens array 430 according to an embodiment. It is a figure which shows the shape of (433).
일 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이(430)는 투명 글라스(431)(또는 투명 플레이트) 및 투명 글라스(431) 상에 배치된 복수개의 마이크로 렌즈(433)들로 구성될 수 있다. 도 6a를 참조하면, 투명 글라스(431) 위에 포토레지스트(photoresist)를 도포하고 제작하고자 하는 마이크로 렌즈(433)의 프로파일(예: 크기 및/또는 형태)에 맞는 마스크를 씌운 후 자외선(UV, ultraviolet rays)을 비출 수 있다. 이 경우, 마스크에 의해 가려진 부분을 제외한 영역은 자외선에 의하여 녹아 없어질 수 있고, 남은 포토레지스트 부분을 가공하여 목적한 크기의 마이크로 렌즈(433)를 얻을 수 있다. According to an embodiment, the micro lens array 430 may include a transparent glass 431 (or a transparent plate) and a plurality of micro lenses 433 disposed on the transparent glass 431 . Referring to FIG. 6A , after applying a photoresist on the transparent glass 431 and putting a mask that matches the profile (eg, size and/or shape) of the micro lens 433 to be manufactured, ultraviolet (UV) light is applied. rays) can be emitted. In this case, the region except for the portion covered by the mask may be melted away by ultraviolet rays, and the remaining photoresist portion may be processed to obtain a microlens 433 having a desired size.
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일 실시 예에 따르면, 자외선에 의하여 녹지 않고 남은 포토레지스트를 가공하는 동작에서 상기 수학식 1 및 수학식 2를 사용하여 목적하는 형태의 마이크로 렌즈(433)를 만들 수 있다. 도 6b를 참조하면, 상기 수학식 1 및 수학식 2에서 R은 마이크로 렌즈(433)의 곡률 반경이고, h는 마이크로 렌즈(433)의 높이이고, f는 마이크로 렌즈(433)의 초점거리이고, n은 마이크로 렌즈(433)의 굴절률이고, λ는 입사하는 빛의 파장이고, r은 광축까지의 거리이고, K는 상수(또는 광학 상수)이다. 일 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈(433)의 형태는 목적하는 빛의 지향각에 따라 달라질 수 있다.According to an embodiment, in the operation of processing the remaining photoresist that is not melted by the ultraviolet rays, the microlens 433 having a desired shape may be made by using Equations 1 and 2 above. 6B, in Equations 1 and 2, R is the radius of curvature of the micro lens 433, h is the height of the micro lens 433, f is the focal length of the micro lens 433, n is the refractive index of the microlens 433, λ is the wavelength of incident light, r is the distance to the optical axis, and K is a constant (or optical constant). According to an embodiment, the shape of the microlens 433 may vary according to a target beam angle.
도 7은 일 실시 예에 따른 마이크로 렌즈 어레이(430)와 마이크로 LED 어레이(410)의 결합 동작을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a coupling operation of the micro lens array 430 and the micro LED array 410 according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 상술한 도 6a 및 도 6b의 동작을 통하여 제작된 마이크로 렌즈 어레이(430)는 마이크로 LED 어레이(410) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 마이크로 LED 어레이(410)와 마이크로 렌즈 어레이(430)는 접착제로 결합될 수 있다. 다른 예를 들면, 마이크로 LED 어레이(410)의 픽셀(411) 위에 직접 마이크로 렌즈(433)가 배치된 일체로 형성될 수도 있다. 이 경우, 마이크로 렌즈 어레이(430)에 포함된 각각의 마이크로 렌즈(433)의 중심은 마이크로 LED 어레이(410)에 포함된 각각의 픽셀(411)의 중심과 정렬되도록 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이(430)에 포함된 각각의 마이크로 렌즈(433)의 중심은, 마이크로 LED 어레이(410) 내 중앙부에 위치하는 픽셀(411)과 마이크로 LED 어레이(410) 내 주변부에 위치하는 픽셀(411)에서 서로 상이하게 배치될 수 있다. 예를 들면, 마이크로 LED 어레이(410) 내 중심부에 위치하는 픽셀(411)의 경우, 픽셀(411)의 중심과 마이크로 렌즈(433)의 중심이 정렬되도록 배치될 수 있고, 마이크로 LED 어레이(410) 내 주변부에 위치하는 픽셀(411)의 경우, 픽셀(411)의 중심이 마이크로 렌즈(433)의 중심 보다 마이크로 LED 어레이(410)의 중심에 더 가깝게 배치될 수 있다. 즉, 마이크로 LED 어레이(410) 내 주변부에 위치하는 픽셀(411)의 경우, 픽셀(411)의 중심과 마이크로 렌즈(433)의 중심이 정렬되지 않게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(100)에서 마이크로 렌즈 어레이(430)는 생략될 수 있다. Referring to FIG. 7 , the micro lens array 430 manufactured through the operation of FIGS. 6A and 6B may be disposed on the micro LED array 410 . For example, the micro LED array 410 and the micro lens array 430 may be coupled with an adhesive. For another example, the micro-lens 433 may be formed integrally directly on the pixel 411 of the micro-LED array 410 . In this case, the center of each micro lens 433 included in the micro lens array 430 may be arranged to be aligned with the center of each pixel 411 included in the micro LED array 410 . According to another embodiment, the center of each micro lens 433 included in the micro lens array 430 is a pixel 411 located in the center of the micro LED array 410 and the peripheral portion in the micro LED array 410 . The pixels 411 positioned in ? may be disposed differently from each other. For example, in the case of the pixel 411 located in the center of the micro LED array 410 , the center of the pixel 411 and the center of the micro lens 433 may be aligned, and the micro LED array 410 . In the case of the pixel 411 located in the inner periphery, the center of the pixel 411 may be disposed closer to the center of the micro LED array 410 than the center of the micro lens 433 . That is, in the case of the pixel 411 located in the periphery of the micro LED array 410 , the center of the pixel 411 and the center of the micro lens 433 may be disposed not to be aligned. According to another embodiment, in the wearable electronic device 100 , the micro lens array 430 may be omitted.
도 8은 일 실시 예에 따른 광학 엔진(400)의 투명 커버(450)의 적층 구조를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a stacked structure of the transparent cover 450 of the optical engine 400 according to an exemplary embodiment.
도 8을 참조하면, 무편광 빛은 투명 커버(450)로 입사하여 입사한 그대로 출력되거나 수직 또는 수평으로 이동되어 출력될 수 있다. 예를 들면, 무편광 빛은 투명 커버(450) 내 제1 복굴절 판(451), 제1 액정 소자(452), 제2 복굴절 판(453), 제2 액정 소자(454), 및 편광판(455)을 투과한 후 입사한 그대로 출력되거나 진행 방향이 평행 이동되어 출력될 수 있다.Referring to FIG. 8 , unpolarized light is incident on the transparent cover 450 and may be output as it is incident or may be moved vertically or horizontally to be output. For example, the unpolarized light may include a first birefringent plate 451 , a first liquid crystal element 452 , a second birefringent plate 453 , a second liquid crystal element 454 , and a polarizing plate 455 in the transparent cover 450 . ), it may be output as it is incident, or may be output in a parallel movement direction.
일 실시 예에 따르면, 무편광 빛이 제1 복굴절 판(451)으로 입사하는 경우, 제1 복굴절 판(451)은 입사광을 굴절 없이 출력하는 상광선과 굴절시켜 출력하는 이상광선으로 입사광을 분리할 수 있다. 이 경우, 제1 복굴절 판(451)의 소재 및/또는 형태에 따라 광선이 분리되는 폭의 크기를 조절할 수 있다.According to an embodiment, when unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451, the first birefringent plate 451 separates the incident light into an ordinary ray that outputs the incident light without refraction and an abnormal ray that is refracted and output. can In this case, according to the material and/or shape of the first birefringent plate 451 , the size of the width at which the light beam is separated may be adjusted.
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일 실시 예에 따르면, 상기 수학식 3을 이용하여, 제1 복굴절 판(451)(또는 제2 복굴절 판(453))을 통과한 상광선과 이상광선의 분리 폭(d)이 픽셀(411) 크기의 1/2이 되도록, 제1 복굴절 판(451)(또는 제2 복굴절 판(453))의 두께(t), 상광선 굴절률(no), 및/또는 이상광선 굴절률(ne)을 조절할 수 있다.According to an embodiment, using Equation 3, the separation width d of the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the first birefringent plate 451 (or the second birefringent plate 453 ) is the pixel 411 . The thickness t of the first birefringent plate 451 (or the second birefringent plate 453 ), the ordinary ray refractive index n o , and/or the extraordinary ray refractive index ne e ) to be 1/2 of the size. can be adjusted
일 실시 예에 따르면, 상기 수학식 4를 이용하여, 상광선과 이상광선이 분리되는(또는 시프트되는) 각도(a)를 구할 수 있다. 상기 수학식 4에서 θ는 복굴절 판의 복굴절 배향(orientation) 각도이고, no는 상광선 굴절률이고, ne는 이상광선 굴절률이다.According to an embodiment, by using Equation 4, the angle a at which the ordinary ray and the extraordinary ray are separated (or shifted) may be obtained. In Equation 4, θ is a birefringent orientation angle of the birefringent plate, n o is an ordinary ray refractive index, and n e is an extraordinary ray refractive index.
일 실시 예에 따르면, 상기 수학식 5를 이용하여, 제1 복굴절 판(451)(또는 제2 복굴절 판(453))의 두께(t)를 구할 수 있다. 상기 수학식 5에서 a는 상광선과 이상광선이 분리되는(또는 시프트되는) 각도이고, d는 상광선과 이상광선의 분리 폭이다.According to an embodiment, the thickness t of the first birefringent plate 451 (or the second birefringent plate 453 ) may be obtained using Equation 5 above. In Equation 5, a is an angle at which the ordinary ray and the extraordinary ray are separated (or shifted), and d is the separation width between the ordinary ray and the extraordinary ray.
예를 들면, 상광선 굴절률(no)이 1.77nm이고, 이상광선 굴절률(ne)이 1.762nm이고, 복굴절 배향 각도(θ)가 45도인 제1 복굴절 판(451)(또는 제2 복굴절 판(453))을 사용하고 5.4㎛ 크기의 픽셀(411)을 사용하는 경우, 상기 수학식들을 이용하여 연산하면, 상광선과 이상광선이 분리되는(또는 시프트되는) 각도(a)의 값은 0.26도로 도출되고, 상광선과 이상광선의 분리 폭(d)의 값은 2.7㎛로 도출되고, 제1 복굴절 판(451)(또는 제2 복굴절 판(453))의 두께(t)의 값은 0.6mm로 도출될 수 있다. For example, the first birefringent plate 451 (or the second birefringent plate) having an ordinary refractive index n o of 1.77 nm, an extraordinary ray refractive index ne e of 1.762 nm, and a birefringence orientation angle θ of 45 degrees. (453)) and using the pixel 411 having a size of 5.4 μm, if calculated using the above equations, the value of the angle a at which the ordinary ray and the extraordinary ray are separated (or shifted) is 0.26 The value of the separation width d of the ordinary ray and the extraordinary ray is derived to be 2.7 μm, and the value of the thickness t of the first birefringent plate 451 (or the second birefringent plate 453) is 0.6 can be derived in mm.
일 실시 예에 따르면, 제1 복굴절 판(451)을 통과한 빛(예: 상광선 및 이상광선)은 제1 복굴절 판(451)과 인접하게 위치한 제1 액정 소자(452)로 입사할 수 있다. 이 경우, 제1 액정 소자(452)는 회로 기판(470)에서 공급된 제어 신호에 의하여, 입사한 빛의 편광 상태를 바꿀 수 있다. 예를 들면, 제1 액정 소자(452)는 회로 기판(470)에서 공급된 제어 신호에 기초하여 입사한 빛의 편광 방향을 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 액정 소자(452)에 전원이 공급되는 경우 입사한 빛을 그대로 출력시킬 수 있고, 제1 액정 소자(452)에 전원이 공급되지 않는 경우 입사한 빛의 편광 방향을 회전시켜 출력할 수 있다.According to an embodiment, light (eg, ordinary ray and extraordinary ray) passing through the first birefringent plate 451 may be incident on the first liquid crystal element 452 positioned adjacent to the first birefringent plate 451 . . In this case, the first liquid crystal element 452 may change the polarization state of the incident light according to the control signal supplied from the circuit board 470 . For example, the first liquid crystal element 452 may rotate the polarization direction of the incident light based on the control signal supplied from the circuit board 470 . For example, when power is supplied to the first liquid crystal element 452 , incident light can be output as it is, and when power is not supplied to the first liquid crystal element 452 , the polarization direction of the incident light is rotated to can be printed out.
일 실시 예에 따르면, 제1 액정 소자(452)를 통과한 빛은 제1 액정 소자(452)와 인접하게 위치한 제2 복굴절 판(453)으로 입사할 수 있다. 이 경우, 제1 복굴절 판(451)과 마찬가지로, 제2 복굴절 판(453)의 두께(t), 상광선 굴절률(no), 및/또는 이상광선 굴절률(ne)은, 상광선과 이상광선의 분리 폭(d)이 픽셀(411) 크기의 1/2이 되도록 조절될 수 있다. 도 8의 경우, 편의상 제1 복굴절 판(451)에 의하여 분리된 2개의 광선만 도시하였으나, 상기 분리된 광선은 제2 복굴절 판(453)을 통과하면서 한번 더 분리될 수 있다.According to an embodiment, light passing through the first liquid crystal element 452 may be incident on the second birefringent plate 453 positioned adjacent to the first liquid crystal element 452 . In this case, similarly to the first birefringent plate 451 , the thickness t of the second birefringent plate 453 , the ordinary ray refractive index n o , and/or the extraordinary ray refractive index ne e is different from the ordinary ray. The separation width d of the light beam may be adjusted to be 1/2 the size of the pixel 411 . In the case of FIG. 8 , only two rays separated by the first birefringent plate 451 are illustrated for convenience, but the separated rays may be separated once more while passing through the second birefringent plate 453 .
일 실시 예에 따르면, 제2 복굴절 판(453)을 통과한 빛(예: 상광선 및 이상광선)은 제2 복굴절 판(453)과 인접하게 위치한 제2 액정 소자(454)로 입사할 수 있다. 이 경우, 제1 액정 소자(452)와 마찬가지로, 제2 액정 소자(454)는 회로 기판(470)에서 공급된 제어 신호에 의하여, 입사한 빛의 편광 상태를 바꿀 수 있다. 예를 들면, 제2 액정 소자(454)는 회로 기판(470)에서 공급된 제어 신호에 기초하여 입사한 빛의 편광 방향을 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 제2 액정 소자(454)에 전원이 공급되는 경우 입사한 빛을 그대로 출력시킬 수 있고, 제2 액정 소자(454)에 전원이 공급되지 않는 경우 입사한 빛의 편광 방향을 회전시켜 출력할 수 있다.According to an embodiment, light (eg, ordinary ray and extraordinary ray) passing through the second birefringent plate 453 may be incident on the second liquid crystal element 454 positioned adjacent to the second birefringent plate 453 . . In this case, like the first liquid crystal element 452 , the second liquid crystal element 454 may change the polarization state of the incident light according to the control signal supplied from the circuit board 470 . For example, the second liquid crystal element 454 may rotate the polarization direction of the incident light based on the control signal supplied from the circuit board 470 . For example, when power is supplied to the second liquid crystal element 454 , incident light can be output as it is, and when power is not supplied to the second liquid crystal element 454 , the polarization direction of the incident light is rotated can be printed out.
일 실시 예에 따르면, 제2 액정 소자(454)를 통과한 빛은 제2 액정 소자(454)와 인접하게 위치한 편광판(455)으로 입사할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 편광판(455)은 입사되는 빛 중 편광판(455)의 편광 방향과 동일한 성분만 출력시킬 수 있다. 따라서, 편광판(455)에 의하여 최종 출력이 결정될 수 있다.According to an embodiment, light passing through the second liquid crystal element 454 may be incident on the polarizing plate 455 positioned adjacent to the second liquid crystal element 454 . According to an embodiment, the polarizing plate 455 may output only a component of the incident light that is the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 . Accordingly, the final output may be determined by the polarizing plate 455 .
도 9a 및 도 9b는 일 실시 예에 따른 투명 커버(450)에서 회로 기판(470)의 제어 신호에 따라 제1 복굴절 판(451), 제1 액정 소자(452), 및 제2 복굴절 판(453)을 통과한 빛을 나타내는 도면이다.9A and 9B illustrate a first birefringent plate 451 , a first liquid crystal element 452 , and a second birefringent plate 453 according to a control signal from the circuit board 470 in the transparent cover 450 according to an embodiment. ) is a diagram showing the light passing through it.
도 9a는 제1 액정 소자(452)에 전원이 공급되는 경우를 도시한 것이고, 도 9b는 제1 액정 소자(452)에 전원이 공급되지 않은 경우를 도시한 것이다.FIG. 9A illustrates a case in which power is supplied to the first liquid crystal element 452 , and FIG. 9B illustrates a case in which power is not supplied to the first liquid crystal element 452 .
일 실시 예에 따르면, 제1 복굴절 판(451)과 제2 복굴절 판(453)은 입사된 빛을 분리시키는 방향이 서로 다른(예: 서로 수직인) 복굴절 판을 이용할 수 있다. 복굴절 판의 절삭면의 각도(θ)에 따라 입사된 빛을 분리(또는 굴절)시키는 방향이 상이할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 복굴절 판(451)은 절삭면의 각도가 약 0도인 복굴절 판이고, 제2 복굴절 판(453)은 절삭면의 각도가 약 90도인 복굴절 판일 수 있다. 이 경우, 제1 복굴절 판(451)을 통과한 빛은 수평 방향으로 분리(또는 굴절)되어 출력될 수 있고, 제2 복굴절 판(453)을 통과한 빛은 수직 방향으로 분리(또는 굴절)되어 출력될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제1 복굴절 판(451)은 절삭면의 각도가 약 90도인 복굴절 판이고, 제2 복굴절 판(453)은 절삭면의 각도가 약 0도인 복굴절 판일 수 있다.According to an embodiment, the first birefringent plate 451 and the second birefringent plate 453 may use birefringent plates having different directions (eg, perpendicular to each other) for separating incident light. Depending on the angle θ of the cutting surface of the birefringent plate, the direction of separating (or refracting) the incident light may be different. According to an embodiment, the first birefringent plate 451 may be a birefringent plate having a cutting plane angle of about 0 degrees, and the second birefringent plate 453 may be a birefringent plate having a cutting plane angle of about 90 degrees. In this case, the light passing through the first birefringent plate 451 may be separated (or refracted) in the horizontal direction and output, and the light passing through the second birefringent plate 453 may be separated (or refracted) in the vertical direction. can be output. According to another embodiment, the first birefringent plate 451 may be a birefringent plate having a cutting plane angle of about 90 degrees, and the second birefringent plate 453 may be a birefringent plate having a cutting plane angle of about 0 degrees.
일 실시 예에 따르면, 제1 액정 소자(452)는 제어 신호에 따라 입사되는 빛을 그대로 출력하거나 1/4 파장판으로 동작하여 회전된 원 편광으로 변화시켜 출력할 수 있다. 예를 들면, 제1 액정 소자(452)는 제어 신호에 기초하여 출력되는 빛을 1/4 파장 회전시킬지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 액정 소자(452)에 전원이 공급되지 않은 경우, 제1 액정 소자(452)는 1/4 파장판의 역할(도 9b의 (b) 참조)을 할 수 있다. 제1 액정 소자(452)에 전원이 공급되는 경우 제1 액정 소자(452)는 빛의 편광 방향을 변화시키지 않고 그대로 출력시킬 수 있으며, 제1 액정 소자(452)에 전원이 공급되지 않는 경우 제1 액정 소자(452)는 빛의 편광 방향을 1/4 파장 회전시켜 원 편광된 빛을 출력할 수 있다.According to an embodiment, the first liquid crystal element 452 may output incident light as it is according to a control signal or may operate as a quarter-wave plate and change it into rotated circularly polarized light to output it. For example, the first liquid crystal element 452 may determine whether to rotate the output light by 1/4 wavelength based on the control signal. According to an embodiment, when power is not supplied to the first liquid crystal element 452 , the first liquid crystal element 452 may serve as a quarter wave plate (refer to (b) of FIG. 9B ). When power is supplied to the first liquid crystal element 452, the first liquid crystal element 452 can output the light without changing the polarization direction, and when power is not supplied to the first liquid crystal element 452, the first liquid crystal element 452 One liquid crystal element 452 may output circularly polarized light by rotating the polarization direction of light by 1/4 wavelength.
이하에서는, 제1 복굴절 판(451)은 절삭면의 각도가 약 0도인 복굴절 판을 이용하고, 제2 복굴절 판(453)은 절삭면의 각도가 약 90도인 복굴절 판을 이용하고, 제1 액정 소자(452)는 1/4 파장판의 역할을 하는 케이스에 대하여 설명한다.Hereinafter, the first birefringent plate 451 uses a birefringent plate having a cutting plane angle of about 0 degrees, and the second birefringent plate 453 uses a birefringent plate having a cutting plane angle of about 90 degrees, and the first liquid crystal The element 452 will be described with respect to a case serving as a quarter wave plate.
도 9a의 (a) 및 도 9b의 (a)를 참조하면, 무편광 빛이 제1 복굴절 판(451)(절삭면의 각도가 0도인 복굴절 판)으로 입사한 경우, 무편광 빛은 상광선 굴절률(no)에 따라 출력된 굴절되지 않은 상광선과 이상광선 굴절률(ne)에 따라 출력된 수평 방향으로 굴절된 이상광선으로 분리될 수 있다. 이 경우, 상광선은 광 축에 수직이고 이상광선은 광 축에 평행할 수 있으며, 상광선과 이상광선은 서로 다른 방향으로 편광된 빛 즉, 서로 수직인 방향으로 편광된 빛일 수 있다.Referring to FIGS. 9A and 9B , when unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 (a birefringent plate having a cutting plane angle of 0 degrees), the unpolarized light is an ordinary ray An ordinary ray that is not refracted according to the refractive index n o and an extraordinary ray that is output according to the refractive index ne may be divided into an extraordinary ray refracted in the horizontal direction. In this case, the ordinary ray may be perpendicular to the optical axis and the extraordinary ray may be parallel to the optical axis, and the ordinary ray and the extraordinary ray may be light polarized in different directions, that is, light polarized in directions perpendicular to each other.
도 9a의 (b) 및 도 9b의 (c)를 참조하면, 무편광 빛이 제2 복굴절 판(453)(즉, 절삭면의 각도가 90도인 복굴절 판)으로 입사한 경우, 무편광 빛은 상광선 굴절률(no)에 따라 출력된 굴절되지 않은 상광선과 이상광선 굴절률(ne)에 따라 출력된 수직 방향으로 굴절된 이상광선으로 분리될 수 있다. 이 경우, 상광선은 광 축에 수직이고 이상광선은 광 축에 평행할 수 있으며, 상광선과 이상광선은 서로 다른 방향으로 편광된 빛 즉, 서로 수직인 방향으로 편광된 빛일 수 있다.9a (b) and 9b (c), when unpolarized light is incident on the second birefringent plate 453 (ie, a birefringent plate having a cutting plane angle of 90 degrees), the unpolarized light is It may be divided into an unrefracted ordinary ray output according to the ordinary ray refractive index n o and an extraordinary ray refracted in a vertical direction output according to the extraordinary ray refractive index ne . In this case, the ordinary ray may be perpendicular to the optical axis and the extraordinary ray may be parallel to the optical axis, and the ordinary ray and the extraordinary ray may be light polarized in different directions, that is, light polarized in directions perpendicular to each other.
일 실시 예에 따르면, 무편광 빛이 제1 복굴절 판(451)으로 입사했을 때 출력된 상광선과, 무편광 빛이 제2 복굴절 판(453)으로 입사했을 때 출력된 상광선의 편광된 방향은 서로 수직일 수 있다. 무편광 빛이 제1 복굴절 판(451)으로 입사했을 때 출력된 이상광선과 무편광 빛이 제2 복굴절 판(453)으로 입사했을 때 출력된 이상광선의 편광된 방향은 서로 수직일 수 있다.According to an embodiment, the polarized direction of the normal ray output when the unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 and the normal ray output when the unpolarized light is incident on the second birefringent plate 453 . may be perpendicular to each other. Polarized directions of the abnormal ray output when the unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 and the abnormal ray output when the unpolarized light is incident on the second birefringent plate 453 may be perpendicular to each other.
도 9a의 (c)를 참조하면, 무편광 빛이 제1 복굴절 판(451)으로 입사한 경우 수직 성분의 편광된 빛인 상광선과 수평 성분의 편광된 빛인 이상광선으로 분리될 수 있다. 상기 상광선 및 이상광선은 제1 액정 소자(452)로 입사할 수 있다. 도 9a의 경우, 회로 기판(470)에서 공급된 제어 신호에 의하여 제1 액정 소자(452)로 전원이 공급된 상태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전원이 공급된 제1 액정 소자(452)로 입사된 빛은 편광 방향이 변화되지 않고 그대로 출력될 수 있다.Referring to (c) of FIG. 9A , when the unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 , it may be separated into an ordinary ray having a vertical component polarized light and an extraordinary ray having a horizontal component polarized light. The ordinary ray and the extraordinary ray may be incident on the first liquid crystal element 452 . In the case of FIG. 9A , power may be supplied to the first liquid crystal element 452 by the control signal supplied from the circuit board 470 . According to an embodiment, the light incident on the first liquid crystal element 452 to which power is supplied may be output without changing the polarization direction.
제1 액정 소자(452)를 그대로 통과한 수직 성분의 편광된 빛(상광선)과 수평 성분의 편광된 빛(이상광선)은 제2 복굴절 판(453)으로 입사할 수 있다. 수직 성분의 편광된 빛이 제2 복굴절 판(453)을 통과하는 경우, 제2 복굴절 판(453)에서 굴절되어 이상광선으로 출력될 수 있다. 예를 들면, 제2 복굴절 판(453)으로 입사된 수직 성분의 편광된 빛에는 수평 성분이 존재하지 않으므로 제2 복굴절 판(453)에서 굴절되지 않고 출력되는 수평 방향의 편광된 빛(예: 상광선)은 존재하지 않을 수 있다. 수평 성분의 편광된 빛이 제2 복굴절 판(453)을 통과하는 경우, 제2 복굴절 판(453)에서 굴절되지 않고 상광선으로 그대로 출력될 수 있다. 예를 들면, 제2 복굴절 판(453)으로 입사된 수평 성분의 편광된 빛에는 수직 성분이 존재하지 않으므로 제2 복굴절 판(453)에서 굴절되어 출력되는 수직 방향의 편광된 빛(예: 이상광선)은 존재하지 않을 수 있다.The vertically polarized light (normal ray) and horizontal polarized light (normal ray) passing through the first liquid crystal element 452 may be incident on the second birefringent plate 453 . When the vertically polarized light passes through the second birefringent plate 453 , it may be refracted by the second birefringent plate 453 and output as an abnormal ray. For example, since there is no horizontal component in the polarized light of the vertical component incident on the second birefringent plate 453 , the horizontally polarized light output without being refracted from the second birefringent plate 453 (eg, image rays) may not exist. When polarized light of a horizontal component passes through the second birefringent plate 453 , it is not refracted by the second birefringent plate 453 and may be output as normal rays as it is. For example, since there is no vertical component in the horizontal component polarized light incident on the second birefringent plate 453 , the vertically polarized light (eg, abnormal ray) refracted by the second birefringent plate 453 is output. ) may not exist.
도 9b의 (d)를 참조하면, 무편광 빛이 제1 복굴절 판(451)으로 입사한 경우 수직 성분의 편광된 빛인 상광선과 수평 성분의 편광된 빛인 이상광선으로 분리될 수 있다. 상기 상광선 및 이상광선은 제1 액정 소자(452)로 입사할 수 있다. 도 9b의 경우, 회로 기판(470)에서 공급된 제어 신호에 의하여 제1 액정 소자(452)로 전원이 공급되지 않은 상태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전원이 공급되지 않는 제1 액정 소자(452)로 입사된 빛은 편광 방향이 1/4 파장 회전되어 원 편광의 빛으로 출력될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 수직 방향 편광된 빛(상광선)이 제1 액정 소자(452)를 통과하면서 출력된 원 편광의 빛과 수평 방향 편광된 빛(이상광선)이 제1 액정 소자(452)를 통과하면서 출력된 원 편광의 빛은 서로 위상이 상이한 원 편광의 빛일 수 있다. Referring to (d) of FIG. 9B , when unpolarized light is incident on the first birefringent plate 451 , it may be separated into an ordinary ray having a vertical component polarized light and an extraordinary ray having a horizontal component polarized light. The ordinary ray and the extraordinary ray may be incident on the first liquid crystal element 452 . In the case of FIG. 9B , power may not be supplied to the first liquid crystal element 452 by the control signal supplied from the circuit board 470 . According to an embodiment, the polarization direction of the light incident to the first liquid crystal element 452 to which power is not supplied may be rotated by 1/4 wavelength to be output as circularly polarized light. According to an exemplary embodiment, circularly polarized light (normal ray) output while vertically polarized light (normal ray) passes through the first liquid crystal element 452 and horizontally polarized light (normal ray) are output by the first liquid crystal element 452 . The circularly polarized light output while passing through may be circularly polarized light having different phases from each other.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 액정 소자(452)를 통과한 두 개의 원 편광된 빛은 제2 복굴절 판(453)으로 입사할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 원 편광된 빛이 제2 복굴절 판(453)으로 입사되는 시점의 위상에 따라, 원 편광 빛은 수직 성분의 편광된 빛 및 수평 성분의 편광된 빛으로 분리되어 출력될 수 있다. 예를 들면, 원 편광 빛은, 원 편광된 빛이 제2 복굴절 판(453)으로 입사되는 시점의 위상에 따라, 굴절되지 않은 수평 방향의 편광된 빛(예: 상광선)과 굴절된 수직 방향의 편광된 빛(예: 이상광선)으로 분리되어 출력될 수 있다.According to an embodiment, the two circularly polarized lights passing through the first liquid crystal element 452 may be incident on the second birefringent plate 453 . According to an embodiment, depending on the phase at which the circularly polarized light is incident on the second birefringent plate 453 , the circularly polarized light may be separated into vertical component polarized light and horizontal component polarized light and output. there is. For example, the circularly polarized light may include unrefracted horizontally polarized light (eg, normal ray) and a refracted vertical direction according to the phase at which the circularly polarized light is incident on the second birefringent plate 453 . of polarized light (eg, extraordinary rays) can be separated and output.
도 10은 일 실시 예에 따른 투명 커버(450)에서 회로 기판(470)의 제어 신호에 따라 출력되는 빛을 나타내는 표이다. 10 is a table illustrating light output according to a control signal of the circuit board 470 from the transparent cover 450 according to an exemplary embodiment.
도 10의 출력 A는 도 9a 및 도 9b에서 설명한 출력에 대응될 수 있다. 예를 들면, 도 10의 출력 1001은 도 9b의 출력 910b에 대응될 수 있고, 도 10의 출력 1002는 도 9a의 출력 910a에 대응될 수 있다. 출력 1001의 경우, 원 편광된 빛이 제2 복굴절 판(453)으로 입사되는 시점의 위상을 조절함으로써, 출력되지 않는 빛 1001a와 출력되는 빛 1001b로 구성될 수 있다. 출력 1002의 경우, 도 9a에서 상술한 바와 같이, 출력되지 않는 빛 1002a와 출력되는 빛 1002b로 구성될 수 있다.The output A of FIG. 10 may correspond to the output described with reference to FIGS. 9A and 9B . For example, the output 1001 of FIG. 10 may correspond to the output 910b of FIG. 9B , and the output 1002 of FIG. 10 may correspond to the output 910a of FIG. 9A . In the case of the output 1001 , the non-output light 1001a and the output light 1001b may be configured by adjusting the phase at which the circularly polarized light is incident on the second birefringent plate 453 . In the case of the output 1002, as described above with reference to FIG. 9A, it may be composed of a non-output light 1002a and an output light 1002b.
일 실시 예에 따르면, 출력 A(1001, 1002)는 제2 액정 소자(454)로 입사될 수 있고, 제2 액정 소자(454)는 제어 신호에 따라 입사되는 빛을 그대로 출력하거나 약 90도 회전시켜 출력할 수 있다. 예를 들면, 제2 액정 소자(454)는 제어 신호에 기초하여 출력되는 빛을 약 90도 회전시킬지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 액정 소자(454)에 전원이 공급되지 않은 경우, 제2 액정 소자(454)는 1/2 파장판의 역할을 할 수 있다. 제2 액정 소자(454)에 전원이 공급되는 경우 제2 액정 소자(454)는 빛의 편광 방향을 변화시키지 않고 그대로 출력시킬 수 있으며, 제2 액정 소자(454)에 전원이 공급되지 않는 경우 제2 액정 소자(454)는 빛의 편광 방향을 약 90도 회전시켜 출력할 수 있다.According to an embodiment, the outputs A ( 1001 , 1002 ) may be incident on the second liquid crystal element 454 , and the second liquid crystal element 454 outputs the incident light as it is or rotates about 90 degrees according to the control signal. can be printed out. For example, the second liquid crystal element 454 may determine whether to rotate the output light by about 90 degrees based on the control signal. According to an embodiment, when power is not supplied to the second liquid crystal element 454 , the second liquid crystal element 454 may serve as a 1/2 wave plate. When power is supplied to the second liquid crystal element 454, the second liquid crystal element 454 can output the light as it is without changing the polarization direction, and when power is not supplied to the second liquid crystal element 454, the second liquid crystal element 454 can output the light. 2 The liquid crystal element 454 may output the light by rotating the polarization direction by about 90 degrees.
도 10의 구분 (1)을 참조하면, 출력 1001(또는 출력 1001을 구성하는 빛)은 전원이 공급되는 제2 액정 소자(454)로 입사할 수 있고, 제2 액정 소자(454)를 통과하면서 회전되지 않고 그대로 출력(출력 1003)될 수 있다. 출력 1003은 수평 방향의 편광판(455)으로 입사할 수 있고, 편광판(455)을 통과하면서 출력 1003을 구성하는 복수개의 빛 중 편광판(455)의 편광 방향과 동일한 또는 편광 방향에 대응되는 빛만 출력(출력 1007)될 수 있다.Referring to division (1) of FIG. 10 , the output 1001 (or the light constituting the output 1001) may be incident on the second liquid crystal element 454 to which power is supplied, and while passing through the second liquid crystal element 454 , It can be output as it is (output 1003) without being rotated. The output 1003 may be incident on the polarizing plate 455 in the horizontal direction, and only light corresponding to the polarization direction or the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 among a plurality of lights constituting the output 1003 while passing through the polarizing plate 455 is output ( output 1007).
도 10의 구분 (2)를 참조하면, 출력 1001(또는 출력 1001을 구성하는 빛)은 전원이 공급되지 않는 제2 액정 소자(454)로 입사할 수 있고, 제2 액정 소자(454)를 통과하면서 약 90도 회전되어 출력(출력 1004)될 수 있다. 출력 1004는 수평 방향의 편광판(455)으로 입사할 수 있고, 편광판(455)을 통과하면서 출력 1004를 구성하는 복수개의 빛 중 편광판(455)의 편광 방향과 동일한 또는 편광 방향에 대응되는 빛만 출력(출력 1008)될 수 있다.Referring to division (2) of FIG. 10 , the output 1001 (or the light constituting the output 1001) may be incident on the second liquid crystal element 454 to which power is not supplied, and pass through the second liquid crystal element 454 . It can be rotated about 90 degrees while being output (output 1004). The output 1004 may be incident on the polarizing plate 455 in the horizontal direction, and only light corresponding to the polarization direction or the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 among a plurality of lights constituting the output 1004 while passing through the polarizing plate 455 is output ( output 1008).
도 10의 구분 (3)을 참조하면, 출력 1002(또는 출력 1002를 구성하는 빛)은 전원이 공급되는 제2 액정 소자(454)로 입사할 수 있고, 제2 액정 소자(454)를 통과하면서 회전되지 않고 그대로 출력(출력 1005)될 수 있다. 출력 1005는 수평 방향의 편광판(455)으로 입사할 수 있고, 편광판(455)을 통과하면서 출력 1005를 구성하는 복수개의 빛 중 편광판(455)의 편광 방향과 동일한 또는 편광 방향에 대응되는 빛만 출력(출력 1009)될 수 있다.Referring to division (3) of FIG. 10 , the output 1002 (or the light constituting the output 1002) may be incident on the second liquid crystal element 454 to which power is supplied, and while passing through the second liquid crystal element 454 , It can be output as it is (output 1005) without being rotated. The output 1005 may be incident on the polarizing plate 455 in the horizontal direction, and only light corresponding to the polarization direction or the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 among a plurality of lights constituting the output 1005 while passing through the polarizing plate 455 is output ( output 1009).
도 10의 구분 (4)를 참조하면, 출력 1002(또는 출력 1002를 구성하는 빛)은 전원이 공급되지 않는 제2 액정 소자(454)로 입사할 수 있고, 제2 액정 소자(454)를 통과하면서 약 90도 회전되어 출력(출력 1006)될 수 있다. 출력 1006은 수평 방향의 편광판(455)으로 입사할 수 있고, 편광판(455)을 통과하면서 출력 1006을 구성하는 복수개의 빛 중 편광판(455)의 편광 방향과 동일한 또는 편광 방향에 대응되는 빛만 출력(출력 1010)될 수 있다.Referring to division (4) of FIG. 10 , the output 1002 (or light constituting the output 1002) may be incident on the second liquid crystal element 454 to which power is not supplied, and pass through the second liquid crystal element 454 . While being rotated about 90 degrees can be output (output 1006). The output 1006 may be incident on the polarizing plate 455 in the horizontal direction, and only light corresponding to the polarization direction or the same as the polarization direction of the polarizing plate 455 among a plurality of lights constituting the output 1006 while passing through the polarizing plate 455 is output ( output 1010).
일 실시 예에 따르면, 도 10의 구분 (1)의 출력 1007은 마이크로 LED 어레이(410) 자체에서 출력된 빛이 이동되지 않은 출력이고, 도 10의 구분 (2)의 출력 1008은 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수직 및 수평 이동(shift)된 출력이고, 도 10의 구분 (3)의 출력 1009는 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수평 이동(shift)된 출력이고, 도 10의 구분 (4)의 출력 1010은 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수직 이동(shift)된 출력일 수 있다.According to an embodiment, the output 1007 of the division (1) of FIG. 10 is an output in which the light output from the micro LED array 410 itself is not moved, and the output 1008 of the division (2) of FIG. 10 is the micro LED array ( The light output from 410 is an output that is vertically and horizontally shifted by 1/2 the size of the pixel 411, and the output 1009 of division (3) of FIG. 10 is the light output from the micro LED array 410 It is an output that is horizontally shifted by 1/2 of the size of the pixel 411, and the output 1010 of division (4) of FIG. 10 indicates that the light output from the micro LED array 410 is 1/2 of the size of the pixel 411 It may be a vertically shifted output.
도 11은 일 실시 예에 따른 투명 커버(450)를 통과한 영상 출력의 구성을 나타내는 도면이다.11 is a diagram illustrating a configuration of outputting an image passing through the transparent cover 450 according to an exemplary embodiment.
도 11을 참조하면, 원본 영상의 프레임(1110, 1120, 1130)은 60Hz의 속도로 출력될 수 있고, 제1 액정 소자(452) 및 제2 액정 소자(454)로 공급되는 제어 신호에 따라 원본 영상의 프레임이 수평 및/또는 수직 이동된 프레임(1111, 1112, 1113, 1121, 1122, 1123, 1131, 1132, 1133)은 240Hz의 속도록 출력될 수 있다.Referring to FIG. 11 , frames 1110 , 1120 , and 1130 of an original image may be output at a rate of 60 Hz, and the original image may be output according to a control signal supplied to the first liquid crystal element 452 and the second liquid crystal element 454 . Frames 1111 , 1112 , 1113 , 1121 , 1122 , 1123 , 1131 , 1132 , and 1133 in which the image frame is horizontally and/or vertically moved may be output at a speed of 240 Hz.
일 실시 예에 따르면, 원본 영상의 프레임(1110, 1120, 1130)은 도 10의 구분(1)(또는 출력 1007)에 대응될 수 있고, 원본 영상의 프레임이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수직 및 수평 이동된 프레임(1111, 1121, 1131)은 도 10의 구분 (2)(또는 출력 1008)에 대응될 수 있고, 원본 영상의 프레임이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수평 이동된 프레임(1112, 1122, 1132)은 도 10의 구분 (3)(또는 출력 1009)에 대응될 수 있고, 원본 영상의 프레임이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수직 이동된 프레임(1113, 1123, 1133)은 도 10의 구분 (4)(또는 출력 1010)에 대응될 수 있다.According to an embodiment, the frames 1110 , 1120 , and 1130 of the original image may correspond to division 1 (or output 1007 ) of FIG. 10 , and the frame of the original image is 1/2 of the size of the pixel 411 . Frames 1111, 1121, and 1131 moved vertically and horizontally by as much as possible may correspond to division (2) (or output 1008) of FIG. 10, and the frame of the original image is horizontally moved by 1/2 the size of the pixel 411 The frames 1112, 1122, and 1132 may correspond to division (3) (or output 1009) of FIG. 10, and the frame 1113, in which the frame of the original image is vertically moved by 1/2 the size of the pixel 411, 1123 and 1133 may correspond to division (4) (or output 1010) of FIG. 10 .
일 실시 예에 따르면, 원본 영상의 프레임이 60Hz의 속도로 출력되더라도 광학 엔진(400)의 투명 커버(450)를 통과하면서 이동된 프레임이 240Hz의 속도로 추가 출력되므로, 광학 엔진(400)은 마이크로 LED 어레이(410)의 자체 해상도 보다 해상도가 4배 높은 영상을 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 이동되지 않은 프레임, 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수직 및 수평 이동(shift)된 프레임, 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수평 이동(shift)된 프레임, 및 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수직 이동(shift)된 프레임은 서로 동기화되어 출력되어 보간법(interpolation) 원리에 의하여 가상의 픽셀을 구성할 수 있고, 이를 통해 마이크로 LED 어레이(410)의 자체 해상도 보다 높은 해상도의 영상을 출력할 수 있다.According to an embodiment, even if the frame of the original image is output at a speed of 60 Hz, since the frame moved while passing through the transparent cover 450 of the optical engine 400 is additionally output at a speed of 240 Hz, the optical engine 400 is a micro An image having a resolution 4 times higher than the resolution of the LED array 410 can be output. According to an embodiment, the frame in which the light output from the micro LED array 410 is not moved, the light output from the micro LED array 410 is vertically and horizontally shifted by 1/2 the size of the pixel 411 . A frame in which the light output from the micro LED array 410 is horizontally shifted by 1/2 of the size of the pixel 411, and the light output from the micro LED array 410 is the size of the pixel 411 Frames vertically shifted by 1/2 are output in synchronization with each other, and virtual pixels can be configured by the interpolation principle. can be printed out.
다른 실시 예에 따르면, 광학 엔진(400)의 투명 커버(450)는 하나의 복굴절 판(예: 제1 복굴절 판(451))만 포함할 수 있다. 이 경우 투명 커버(450)를 통과한 빛은 원본 영상의 프레임(1110, 1120, 1130) 및 원본 영상의 프레임이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수평 이동된 프레임(1112, 1122, 1132)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 원본 영상의 프레임이 60Hz의 속도로 출력되더라도 광학 엔진(400)의 투명 커버(450)를 통과하면서 이동된 프레임이 120Hz의 속도로 추가 출력되므로, 광학 엔진(400)은 마이크로 LED 어레이(410)의 자체 해상도 보다 2배가 높은 영상을 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 이동되지 않은 프레임, 및 마이크로 LED 어레이(410)에서 출력된 빛이 픽셀(411) 크기의 1/2 만큼 수평 이동(shift)된 프레임은 서로 동기화되어 출력되어 보간법(interpolation) 원리에 의하여 가상의 픽셀을 구성할 수 있고, 이를 통해 마이크로 LED 어레이(410)의 자체 해상도 보다 높은 해상도의 영상을 출력할 수 있다.According to another embodiment, the transparent cover 450 of the optical engine 400 may include only one birefringent plate (eg, the first birefringent plate 451 ). In this case, the light passing through the transparent cover 450 is the frames 1110 , 1120 , 1130 of the original image and frames 1112 , 1122 , 1132 in which the frames of the original image are horizontally moved by 1/2 the size of the pixel 411 . may include According to an embodiment, even if the frame of the original image is output at a speed of 60 Hz, the frame moved while passing through the transparent cover 450 of the optical engine 400 is additionally output at a speed of 120 Hz, so the optical engine 400 is a micro It is possible to output an image twice as high as the resolution of the LED array 410 itself. According to an embodiment, the frame in which the light output from the micro LED array 410 is not moved, and the light output from the micro LED array 410 is horizontally shifted by 1/2 the size of the pixel 411 . Frames are output in synchronization with each other to configure virtual pixels by the interpolation principle, and through this, an image having a higher resolution than that of the micro LED array 410 can be output.
도 12a는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(100)에 배치된 광학 엔진(400)을 도시한 도면이고, 도 12b는 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(100)의 광학 엔진(400)에서의 빛 출력을 나타내는 도면이다.12A is a diagram illustrating an optical engine 400 disposed in the wearable electronic device 100 according to an embodiment, and FIG. 12B is an optical engine 400 of the wearable electronic device 100 according to an embodiment. A diagram showing the light output.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 도 4 내지 도 11에서 상술한 광학 엔진(400)은 웨어러블 전자 장치(100)에 배치되어 제1 글라스(201) 및/또는 제2 글라스(202)로 광을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 LED 어레이(410)에서 방출된 빛은 마이크로 렌즈 어레이(430) 및 투명 커버(450)를 통과하는 동작에서, 서로 평행하고 서로 다른 편광 특성을 가진 복수개의 빛들로 분리되어 출력될 수 있고, 분리된 복수개의 빛들은 프로젝션 렌즈(projection lens)(470)를 통해 제1 글라스(201) 및/또는 제2 글라스(202)로 입사할 수 있다. 상기 웨어러블 전자 장치(100)를 착용한 사용자는, 광학 엔진(400)에서 출력된 복수개의 분리된 빛들에 의하여 마이크로 LED 어레이(410) 자체의 해상도 보다 높은 해상도의 영상을 시청할 수 있다.12A and 12B , the optical engine 400 described above with reference to FIGS. 4 to 11 is disposed in the wearable electronic device 100 and transmits light to the first glass 201 and/or the second glass 202 . can be printed out. For example, the light emitted from the micro LED array 410 passes through the micro lens array 430 and the transparent cover 450, and is separated into a plurality of lights parallel to each other and having different polarization characteristics to be output. The plurality of separated lights may be incident on the first glass 201 and/or the second glass 202 through a projection lens 470 . A user wearing the wearable electronic device 100 may view an image having a higher resolution than that of the micro LED array 410 itself by the plurality of separated lights output from the optical engine 400 .
도 13은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1300) 내의 전자 장치(1301)(예: 도 1의 웨어러블 전자 장치(100))의 블록도이다.13 is a block diagram of an electronic device 1301 (eg, the wearable electronic device 100 of FIG. 1 ) in a network environment 1300 according to various embodiments of the present disclosure.
도 13을 참조하면, 네트워크 환경(1300)에서 전자 장치(1301)는 제 1 네트워크(1398)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1302)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1399)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1304) 또는 서버(1308)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1301)는 서버(1308)를 통하여 전자 장치(1304)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1301)는 프로세서(1320)(예: 도 3의 프로세서(300)), 메모리(1330), 입력 모듈(1350), 음향 출력 모듈(1355), 디스플레이 모듈(1360), 오디오 모듈(1370)(예: 도 3의 오디오 모듈(320)), 센서 모듈(1376)(예: 도 3의 센서 모듈(310)), 인터페이스(1377), 연결 단자(1378), 햅틱 모듈(1379), 카메라 모듈(1380)(예: 도 3의 카메라 모듈(340)), 전력 관리 모듈(1388), 배터리(1389)(예: 도 3의 배터리(330)), 통신 모듈(1390)(예: 도 3의 통신 인터페이스(350)), 가입자 식별 모듈(1396), 또는 안테나 모듈(1397)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1301)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1378))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1376), 카메라 모듈(1380), 또는 안테나 모듈(1397))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1360))로 통합될 수 있다.Referring to FIG. 13 , in a network environment 1300 , the electronic device 1301 communicates with the electronic device 1302 through a first network 1398 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 1399 . It may communicate with the electronic device 1304 or the server 1308 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 1301 may communicate with the electronic device 1304 through the server 1308 . According to an embodiment, the electronic device 1301 includes a processor 1320 (eg, the processor 300 of FIG. 3 ), a memory 1330 , an input module 1350 , a sound output module 1355 , and a display module 1360 . ), audio module 1370 (eg, audio module 320 of FIG. 3 ), sensor module 1376 (eg, sensor module 310 of FIG. 3 ), interface 1377 , connection terminal 1378 , haptic Module 1379 , camera module 1380 (eg, camera module 340 in FIG. 3 ), power management module 1388 , battery 1389 (eg, battery 330 in FIG. 3 ), communication module 1390 . ) (eg, the communication interface 350 of FIG. 3 ), a subscriber identification module 1396 , or an antenna module 1397 . In some embodiments, at least one of these components (eg, the connection terminal 1378 ) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 1301 . In some embodiments, some of these components (eg, sensor module 1376 , camera module 1380 , or antenna module 1397 ) are integrated into one component (eg, display module 1360 ). can be
프로세서(1320)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1340))를 실행하여 프로세서(1320)에 연결된 전자 장치(1301)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1320)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1376) 또는 통신 모듈(1390))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1332)에 저장하고, 휘발성 메모리(1332)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1334)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1320)는 메인 프로세서(1321)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1323)(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(1301)가 메인 프로세서(1321) 및 보조 프로세서(1323)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1323)는 메인 프로세서(1321)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1323)는 메인 프로세서(1321)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The processor 1320, for example, executes software (eg, a program 1340) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 1301 connected to the processor 1320 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 1320 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 1376 or the communication module 1390) to the volatile memory 1332 . , process the command or data stored in the volatile memory 1332 , and store the result data in the non-volatile memory 1334 . According to an embodiment, the processor 1320 is the main processor 1321 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 1323 (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). For example, when the electronic device 1301 includes a main processor 1321 and a sub-processor 1323 , the sub-processor 1323 uses less power than the main processor 1321 or is set to be specialized for a specified function. can The coprocessor 1323 may be implemented separately from or as part of the main processor 1321 .
보조 프로세서(1323)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1321)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1321)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1321)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1321)와 함께, 전자 장치(1301)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1360), 센서 모듈(1376), 또는 통신 모듈(1390))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1323)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1380) 또는 통신 모듈(1390))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1323)(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, 인공지능이 수행되는 전자 장치(1301) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1308))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. The co-processor 1323 may be, for example, on behalf of the main processor 1321 while the main processor 1321 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 1321 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 1321, at least one of the components of the electronic device 1301 (eg, the display module 1360, the sensor module 1376, or the communication module 1390) It is possible to control at least some of the related functions or states. According to one embodiment, the coprocessor 1323 (eg, image signal processor or communication processor) may be implemented as part of another functionally related component (eg, camera module 1380 or communication module 1390). there is. According to an embodiment, the auxiliary processor 1323 (eg, a neural network processing device) 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 1301 itself on which artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 1308). 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.
메모리(1330)는, 전자 장치(1301)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1320) 또는 센서 모듈(1376))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1340)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1330)는, 휘발성 메모리(1332) 또는 비휘발성 메모리(1334)를 포함할 수 있다. The memory 1330 may store various data used by at least one component of the electronic device 1301 (eg, the processor 1320 or the sensor module 1376 ). The data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 1340 ) and instructions related thereto. The memory 1330 may include a volatile memory 1332 or a non-volatile memory 1334 .
프로그램(1340)은 메모리(1330)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1342), 미들 웨어(1344) 또는 어플리케이션(1346)을 포함할 수 있다. The program 1340 may be stored as software in the memory 1330 , and may include, for example, an operating system 1342 , middleware 1344 , or an application 1346 .
입력 모듈(1350)은, 전자 장치(1301)의 구성요소(예: 프로세서(1320))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1301)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1350)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다. The input module 1350 may receive a command or data to be used in a component (eg, the processor 1320 ) of the electronic device 1301 from the outside (eg, a user) of the electronic device 1301 . The input module 1350 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
음향 출력 모듈(1355)은 음향 신호를 전자 장치(1301)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1355)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. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The sound output module 1355 may output a sound signal to the outside of the electronic device 1301 . The sound output module 1355 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.
디스플레이 모듈(1360)은 전자 장치(1301)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1360)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1360)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. The display module 1360 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 1301 . The display module 1360 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device. According to an embodiment, the display module 1360 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.
오디오 모듈(1370)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1370)은, 입력 모듈(1350)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1355), 또는 전자 장치(1301)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1302))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.The audio module 1370 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 1370 acquires a sound through the input module 1350 or an external electronic device (eg, a sound output module 1355 ) directly or wirelessly connected to the electronic device 1301 . The electronic device 1302) (eg, a speaker or headphones) may output sound.
센서 모듈(1376)은 전자 장치(1301)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. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1376)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. The sensor module 1376 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 1301 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do. According to one embodiment, the sensor module 1376 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric 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.
인터페이스(1377)는 전자 장치(1301)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1302))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1377)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.The interface 1377 may support one or more specified protocols that may be used for the electronic device 1301 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 1302 ). According to an embodiment, the interface 1377 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
연결 단자(1378)는, 그를 통해서 전자 장치(1301)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1302))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1378)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.The connection terminal 1378 may include a connector through which the electronic device 1301 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 1302 ). According to an embodiment, the connection terminal 1378 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
햅틱 모듈(1379)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1379)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.The haptic module 1379 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can recognize through tactile or kinesthetic sense. According to an embodiment, the haptic module 1379 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
카메라 모듈(1380)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1380)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.The camera module 1380 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 1380 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
전력 관리 모듈(1388)은 전자 장치(1301)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.The power management module 1388 may manage power supplied to the electronic device 1301 . According to an embodiment, the power management module 1388 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
배터리(1389)는 전자 장치(1301)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1389)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.The battery 1389 may supply power to at least one component of the electronic device 1301 . According to one embodiment, battery 1389 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
통신 모듈(1390)은 전자 장치(1301)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1302), 전자 장치(1304), 또는 서버(1308)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1390)은 프로세서(1320)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1390)은 무선 통신 모듈(1392)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1394)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1398)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1399)(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(1304)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(1392)은 가입자 식별 모듈(1396)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1398) 또는 제 2 네트워크(1399)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1301)를 확인 또는 인증할 수 있다. The communication module 1390 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 1301 and an external electronic device (eg, the electronic device 1302 , the electronic device 1304 , or the server 1308 ). It can support establishment and communication performance through the established communication channel. The communication module 1390 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 1320 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication. According to one embodiment, the communication module 1390 is a wireless communication module 1392 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 1394 (eg, : It may include a LAN (local area network) communication module, or a power line communication module). A corresponding communication module among these communication modules is a first network 1398 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 1399 (eg, legacy). It may communicate with the external electronic device 1304 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 WAN). These various types of communication modules may be integrated into one component (eg, a single chip) or may be implemented as a plurality of components (eg, multiple chips) separate from each other. The wireless communication module 1392 uses subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 1396 within a communication network, such as the first network 1398 or the second network 1399 . The electronic device 1301 may be identified or authenticated.
무선 통신 모듈(1392)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(1392)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1392)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(1392)은 전자 장치(1301), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1304)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1399))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1392)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.The wireless communication module 1392 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)). The wireless communication module 1392 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example. The wireless communication module 1392 uses 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 1392 may support various requirements specified in the electronic device 1301 , an external electronic device (eg, the electronic device 1304 ), or a network system (eg, the second network 1399 ). According to an embodiment, the wireless communication module 1392 includes 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).
안테나 모듈(1397)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1397)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1397)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1398) 또는 제 2 네트워크(1399)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1390)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1390)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(1397)의 일부로 형성될 수 있다. The antenna module 1397 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device). According to an embodiment, the antenna module 1397 may include an antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern. According to an embodiment, the antenna module 1397 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication scheme used in a communication network such as the first network 1398 or the second network 1399 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 1390 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 1390 and an external electronic device through the selected at least one antenna. According to some embodiments, other components (eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)) other than the radiator may be additionally formed as a part of the antenna module 1397 .
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1397)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the antenna module 1397 may form a mmWave antenna module. According to one embodiment, 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.
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.At least some of the components are connected to each other through a communication method between peripheral devices (eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)) and a signal ( eg commands or data) can be exchanged with each other.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1399)에 연결된 서버(1308)를 통해서 전자 장치(1301)와 외부의 전자 장치(1304)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1302, 또는 1304) 각각은 전자 장치(1301)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1301)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1302, 1304, 또는 1308) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1301)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1301)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(1301)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1301)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(1301)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1304)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1308)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1304) 또는 서버(1308)는 제 2 네트워크(1399) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1301)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. According to an embodiment, the command or data may be transmitted or received between the electronic device 1301 and the external electronic device 1304 through the server 1308 connected to the second network 1399 . Each of the external electronic devices 1302 and 1304 may be the same or a different type of the electronic device 1301 . According to an embodiment, all or a part of operations executed by the electronic device 1301 may be executed by one or more external electronic devices 1302 , 1304 , or 1308 . For example, when the electronic device 1301 needs to perform a function or service automatically or in response to a request from a user or other device, the electronic device 1301 may instead of executing the function or service itself. Alternatively or additionally, 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 receiving 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 1301 . The electronic device 1301 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request. For this, for example, cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used. The electronic device 1301 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing. In another embodiment, the external electronic device 1304 may include an Internet of things (IoT) device. The server 1308 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks. According to an embodiment, the external electronic device 1304 or the server 1308 may be included in the second network 1399 . The electronic device 1301 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.
상술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(예: 도 3의 웨어러블 전자 장치(100))의 광학 엔진(예: 도 3의 광학 엔진(400))은, 마이크로 LED 어레이(array), 상기 마이크로 LED 어레이는 복수개의 픽셀들로 구성됨; 상기 마이크로 LED 어레이의 상측에(above) 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 통과시키는 투명 커버; 및 상기 마이크로 LED 어레이의 아래에 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급하는 회로 기판을 포함할 수 있고, 상기 투명 커버는: 제1 복굴절 판; 상기 제1 복굴절 판 상에(on) 배치된 제1 액정 소자; 상기 제1 액정 소자 상에(on) 배치된 제2 복굴절 판; 상기 제2 복굴절 판 상에(on) 배치된 제2 액정 소자; 및 상기 제2 액정 소자 상에(on) 배치된 편광판을 포함할 수 있다.As described above, the optical engine (eg, the optical engine 400 of FIG. 3 ) of the wearable electronic device (eg, the wearable electronic device 100 of FIG. 3 ) according to an embodiment includes a micro LED array, the micro LED array is composed of a plurality of pixels; a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; and a circuit board disposed under the micro LED array and supplying driving power and control signals to at least one of the micro LED array and the transparent cover, wherein the transparent cover includes: a first birefringent plate; a first liquid crystal element disposed on the first birefringent plate; a second birefringent plate disposed on the first liquid crystal element; a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate; and a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
일 실시 예에 따르면, 상기 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진은, 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 사이에 배치된 마이크로 렌즈 어레이를 더 포함할 수 있고, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 마이크로 LED 어레이로부터 입사한 빛의 지향각을 조절할 수 있다.According to an embodiment, the optical engine of the wearable electronic device may further include a micro lens array disposed between the micro LED array and the transparent cover, wherein the micro lens array includes light incident from the micro LED array. You can adjust the orientation angle of
일 실시 예에 따르면, 상기 마이크로 렌즈 어레이에 포함된 각각의 마이크로 렌즈의 중심은 상기 마이크로 LED 어레이에 포함된 상기 각각의 픽셀의 중심과 정렬되도록 배치될 수 있다.According to an embodiment, the center of each micro lens included in the micro lens array may be arranged to be aligned with the center of each pixel included in the micro LED array.
일 실시 예에 따르면, 상기 투명 커버는 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 수직 또는 수평 이동(shift)시켜 출력할 수 있다.According to an embodiment, the transparent cover may output the light output from the micro LED array by vertically or horizontally shifting it.
일 실시 예에 따르면, 상기 광학 엔진은, 상기 투명 커버를 통과한 빛이: 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 이동되지 않은 제1 출력; 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수직 이동(shift)된 제2 출력; 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수평 이동(shift)된 제3 출력; 및 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수직 및 수평 이동(shift)된 제4 출력 중 적어도 하나의 출력을 포함하도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, the optical engine may include: the light passing through the transparent cover includes: a first output in which the light output from the micro LED array is not moved; a second output in which the light output from the micro LED array is vertically shifted by 1/2 of the pixel size; a third output in which the light output from the micro LED array is horizontally shifted by 1/2 of the pixel size; and the light output from the micro LED array may be controlled to include at least one of a fourth output vertically and horizontally shifted by 1/2 of the pixel size.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 출력, 상기 제2 출력, 상기 제3 출력, 및 상기 제4 출력은 상기 투명 커버로 공급되는 상기 제어 신호에 의하여 결정될 수 있다.According to an embodiment, the first output, the second output, the third output, and the fourth output may be determined by the control signal supplied to the transparent cover.
일 실시 예에 따르면, 상기 회로 기판은 상기 제1 액정 소자 및 상기 제2 액정 소자 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급할 수 있다.According to an embodiment, the circuit board may supply a driving power and a control signal to at least one of the first liquid crystal element and the second liquid crystal element.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 복굴절 판 및 제2 복굴절 판 각각의 두께 및 굴절률은, 복굴절 판을 통과한 상광선(ordinary ray) 및 이상광선(extraordinary ray)의 광선 분리폭이 상기 픽셀 크기의 1/2이 되도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, the thickness and refractive index of each of the first birefringent plate and the second birefringent plate may be determined such that the ray separation width of the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the birefringent plate is the pixel size. It may be configured to be 1/2.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 복굴절 판 및 상기 제2 복굴절 판의 절삭면의 각도에 기반하여, 출력되는 상광선과 이상광선의 분리 각도가 결정될 수 있다.According to an embodiment, a separation angle between the output ordinary ray and the extraordinary ray may be determined based on the angles of the cutting surfaces of the first birefringent plate and the second birefringent plate.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 액정 소자 및 상기 제2 액정 소자는 상기 회로 기판의 제어 신호에 기초하여, 통과하는 빛의 편광 상태를 변화시킬 수 있다.According to an embodiment, the first liquid crystal element and the second liquid crystal element may change the polarization state of the passing light based on the control signal of the circuit board.
상술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(예: 도 3의 웨어러블 전자 장치(100))는, 상기 웨어러블 전자 장치의 외관의 적어도 일부를 형성하는 하우징(예: 도 2의 연결 부재(210), 도 2의 제1 부재(211), 도 2의 제2 부재(221), 도 2의 제3 부재(212), 및 도 2의 제4 부재(222)); 영상을 출력하기 위한 광을 방출하는 광학 엔진(optical engine)(예: 도 3의 광학 엔진(400); 및 상기 광학 엔진에서 방출된 광을 유도하는 도파관(waveguide)을 포함하는 투명 글라스(예: 도 2의 제1 글라스(201), 도 2의 제2 글라스(202))를 포함할 수 있고, 상기 광학 엔진은: 마이크로 LED 어레이(array), 상기 마이크로 LED 어레이는 복수개의 픽셀들로 구성됨; 상기 마이크로 LED 어레이의 상측에(above) 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 통과시키는 투명 커버; 및 상기 마이크로 LED 어레이의 아래에 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급하는 회로 기판을 포함할 수 있고, 상기 투명 커버는: 상기 제1 복굴절 판 상에(on) 배치된 제1 액정 소자; 상기 제1 액정 소자 상에(on) 배치된 제2 복굴절 판; 상기 제2 복굴절 판 상에(on) 배치된 제2 액정 소자; 및 상기 제2 액정 소자 상에(on) 배치된 편광판을 포함할 수 있다.As described above, in the wearable electronic device (eg, the wearable electronic device 100 of FIG. 3 ) according to an embodiment, a housing (eg, the connection member ( 210), the first member 211 of FIG. 2, the second member 221 of FIG. 2, the third member 212 of FIG. 2, and the fourth member 222 of FIG. 2); An optical engine (eg, the optical engine 400 of FIG. 3 ) that emits light for outputting an image; and a transparent glass (eg, a waveguide) that guides the light emitted from the optical engine a first glass 201 of FIG. 2 and a second glass 202 of FIG. 2 ), wherein the optical engine includes: a micro LED array, the micro LED array comprising a plurality of pixels; a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; a circuit board for supplying a control signal, wherein the transparent cover includes: a first liquid crystal element disposed on the first birefringent plate, and a second birefringence element disposed on the first liquid crystal element a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate, and a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
일 실시 예에 따르면, 상기 광학 엔진은, 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 사이에 배치된 마이크로 렌즈 어레이를 더 포함할 수 있고, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 마이크로 LED 어레이로부터 입사한 빛의 지향각을 조절할 수 있다.According to an embodiment, the optical engine may further include a micro-lens array disposed between the micro-LED array and the transparent cover, wherein the micro-lens array adjusts the beam angle of the light incident from the micro-LED array. can be adjusted
일 실시 예에 따르면, 상기 마이크로 렌즈 어레이에 포함된 각각의 마이크로 렌즈의 중심은 상기 마이크로 LED 어레이에 포함된 상기 각각의 픽셀의 중심과 정렬되도록 배치될 수 있다.According to an embodiment, the center of each micro lens included in the micro lens array may be arranged to be aligned with the center of each pixel included in the micro LED array.
일 실시 예에 따르면, 상기 투명 커버는 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 수직 또는 수평 이동(shift)시켜 출력할 수 있다.According to an embodiment, the transparent cover may output the light output from the micro LED array by vertically or horizontally shifting it.
일 실시 예에 따르면, 상기 광학 엔진은, 상기 투명 커버를 통과한 빛이: 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 이동되지 않은 제1 출력; 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수직 이동(shift)된 제2 출력; 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수평 이동(shift)된 제3 출력; 및 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수직 및 수평 이동(shift)된 제4 출력 중 적어도 하나의 출력을 포함하도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, the optical engine may include: the light passing through the transparent cover includes: a first output in which the light output from the micro LED array is not moved; a second output in which the light output from the micro LED array is vertically shifted by 1/2 of the pixel size; a third output in which the light output from the micro LED array is horizontally shifted by 1/2 of the pixel size; and the light output from the micro LED array may be controlled to include at least one of a fourth output vertically and horizontally shifted by 1/2 of the pixel size.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 출력, 상기 제2 출력, 상기 제3 출력, 및 상기 제4 출력은 상기 투명 커버로 공급되는 상기 제어 신호에 의하여 결정될 수 있다.According to an embodiment, the first output, the second output, the third output, and the fourth output may be determined by the control signal supplied to the transparent cover.
일 실시 예에 따르면, 상기 회로 기판은 상기 제1 액정 소자 및 상기 제2 액정 소자 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급할 수 있다.According to an embodiment, the circuit board may supply a driving power and a control signal to at least one of the first liquid crystal element and the second liquid crystal element.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 복굴절 판 및 제2 복굴절 판 각각의 두께 및 굴절률은, 복굴절 판을 통과한 상광선(ordinary ray) 및 이상광선(extraordinary ray)의 광선 분리폭이 상기 픽셀 크기의 1/2이 되도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, the thickness and refractive index of each of the first birefringent plate and the second birefringent plate may be determined such that the ray separation width of the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the birefringent plate is the pixel size. It may be configured to be 1/2.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 복굴절 판 및 상기 제2 복굴절 판의 절삭면의 각도에 기반하여, 출력되는 상광선과 이상광선의 분리 각도가 결정될 수 있다.According to an embodiment, a separation angle between the output ordinary ray and the extraordinary ray may be determined based on the angles of the cutting surfaces of the first birefringent plate and the second birefringent plate.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 액정 소자 및 상기 제2 액정 소자는 상기 회로 기판의 제어 신호에 기초하여, 통과하는 빛의 편광 상태를 변화시킬 수 있다.According to an embodiment, the first liquid crystal element and the second liquid crystal element may change the polarization state of the passing light based on the control signal of the circuit board.

Claims (15)

  1. 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진(optical engine)에 있어서,In an optical engine of a wearable electronic device,
    마이크로 LED 어레이(array), 상기 마이크로 LED 어레이는 복수개의 픽셀들로 구성됨;a micro LED array, wherein the micro LED array consists of a plurality of pixels;
    상기 마이크로 LED 어레이의 상측에(above) 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 통과시키는 투명 커버; 및a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; and
    상기 마이크로 LED 어레이의 아래에 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급하는 회로 기판을 포함하고,and a circuit board disposed under the micro LED array and supplying driving power and control signals to at least one of the micro LED array and the transparent cover,
    상기 투명 커버는:The transparent cover comprises:
    제1 복굴절 판;a first birefringent plate;
    상기 제1 복굴절 판 상에(on) 배치된 제1 액정 소자;a first liquid crystal element disposed on the first birefringent plate;
    상기 제1 액정 소자 상에(on) 배치된 제2 복굴절 판;a second birefringent plate disposed on the first liquid crystal element;
    상기 제2 복굴절 판 상에(on) 배치된 제2 액정 소자; 및a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate; and
    상기 제2 액정 소자 상에(on) 배치된 편광판을 포함하는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.An optical engine of a wearable electronic device comprising a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 사이에 배치된 마이크로 렌즈 어레이를 더 포함하고,Further comprising a micro lens array disposed between the micro LED array and the transparent cover,
    상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 마이크로 LED 어레이로부터 입사한 빛의 지향각을 조절하는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.The micro-lens array is an optical engine of a wearable electronic device for adjusting a beam angle of light incident from the micro LED array.
  3. 청구항 2에 있어서,3. The method according to claim 2,
    상기 마이크로 렌즈 어레이에 포함된 각각의 마이크로 렌즈의 중심은 상기 마이크로 LED 어레이에 포함된 상기 각각의 픽셀의 중심과 정렬되도록 배치되는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.The optical engine of the wearable electronic device, wherein the center of each micro lens included in the micro lens array is arranged to be aligned with the center of each pixel included in the micro LED array.
  4. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 투명 커버는 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 수직 또는 수평 이동시켜 출력하는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.The transparent cover moves the light output from the micro LED array vertically or horizontally and outputs it, the optical engine of the wearable electronic device.
  5. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 광학 엔진은, 상기 투명 커버를 통과한 빛이:The optical engine, the light passing through the transparent cover:
    상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 이동되지 않은 제1 출력;a first output in which the light output from the micro LED array is not moved;
    상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수직 이동된 제2 출력;a second output in which the light output from the micro LED array is vertically shifted by 1/2 of the pixel size;
    상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수평 이동된 제3 출력; 및a third output in which the light output from the micro LED array is horizontally shifted by 1/2 of the pixel size; and
    상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수직 및 수평 이동된 제4 출력 중 적어도 하나의 출력을 포함하도록 제어하는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.The optical engine of the wearable electronic device, controlling the light output from the micro LED array to include at least one of a fourth output vertically and horizontally moved by 1/2 of the pixel size.
  6. 청구항 5에 있어서,6. The method of claim 5,
    상기 제1 출력, 상기 제2 출력, 상기 제3 출력, 및 상기 제4 출력은 상기 투명 커버로 공급되는 상기 제어 신호에 의하여 결정되는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.The optical engine of the wearable electronic device, wherein the first output, the second output, the third output, and the fourth output are determined by the control signal supplied to the transparent cover.
  7. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 회로 기판은 상기 제1 액정 소자 및 상기 제2 액정 소자 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급하는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.and the circuit board supplies driving power and a control signal to at least one of the first liquid crystal element and the second liquid crystal element.
  8. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 복굴절 판 및 제2 복굴절 판 각각의 두께 및 굴절률은, 복굴절 판을 통과한 상광선(ordinary ray) 및 이상광선(extraordinary ray)의 광선 분리폭이 상기 픽셀 크기의 1/2이 되도록 구성된, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.The thickness and refractive index of each of the first birefringent plate and the second birefringent plate are configured so that the ray separation width of the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the birefringent plate is 1/2 of the pixel size. , the optical engine of wearable electronics.
  9. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 복굴절 판 및 상기 제2 복굴절 판의 절삭면의 각도에 기반하여, 출력되는 상광선과 이상광선의 분리 각도가 결정되는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.The optical engine of the wearable electronic device, wherein a separation angle between the output normal ray and the extraordinary ray is determined based on the angles of the cutting surfaces of the first birefringent plate and the second birefringent plate.
  10. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 액정 소자 및 상기 제2 액정 소자는 상기 회로 기판의 제어 신호에 기초하여, 통과하는 빛의 편광 상태를 변화시키는, 웨어러블 전자 장치의 광학 엔진.The optical engine of the wearable electronic device, wherein the first liquid crystal element and the second liquid crystal element change a polarization state of the passing light based on a control signal of the circuit board.
  11. 웨어러블 전자 장치에 있어서,A wearable electronic device comprising:
    상기 웨어러블 전자 장치의 외관의 적어도 일부를 형성하는 하우징;a housing forming at least a portion of an exterior of the wearable electronic device;
    영상을 출력하기 위한 광을 방출하는 광학 엔진(optical engine); 및an optical engine emitting light for outputting an image; and
    상기 광학 엔진에서 방출된 광을 유도하는 도파관(waveguide)을 포함하는 투명 글라스를 포함하고,a transparent glass comprising a waveguide for guiding the light emitted from the optical engine;
    상기 광학 엔진은:The optical engine is:
    마이크로 LED 어레이(array), 상기 마이크로 LED 어레이는 복수개의 픽셀들로 구성됨;a micro LED array, wherein the micro LED array consists of a plurality of pixels;
    상기 마이크로 LED 어레이의 상측에(above) 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛을 통과시키는 투명 커버; 및a transparent cover disposed above the micro LED array and passing light output from the micro LED array; and
    상기 마이크로 LED 어레이의 아래에 배치되고 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 중 적어도 하나로 구동 전원 및 제어 신호를 공급하는 회로 기판을 포함하고,and a circuit board disposed under the micro LED array and supplying driving power and control signals to at least one of the micro LED array and the transparent cover,
    상기 투명 커버는:The transparent cover comprises:
    상기 제1 복굴절 판 상에(on) 배치된 제1 액정 소자;a first liquid crystal element disposed on the first birefringent plate;
    상기 제1 액정 소자 상에(on) 배치된 제2 복굴절 판;a second birefringent plate disposed on the first liquid crystal element;
    상기 제2 복굴절 판 상에(on) 배치된 제2 액정 소자; 및a second liquid crystal element disposed on the second birefringent plate; and
    상기 제2 액정 소자 상에(on) 배치된 편광판을 포함하는, 웨어러블 전자 장치.A wearable electronic device comprising a polarizing plate disposed on the second liquid crystal element.
  12. 청구항 11에 있어서,12. The method of claim 11,
    상기 광학 엔진은, 상기 마이크로 LED 어레이 및 상기 투명 커버 사이에 배치된 마이크로 렌즈 어레이를 더 포함하고,The optical engine further includes a micro lens array disposed between the micro LED array and the transparent cover,
    상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 마이크로 LED 어레이로부터 입사한 빛의 지향각을 조절하고,The micro lens array adjusts the beam angle of the light incident from the micro LED array,
    상기 마이크로 렌즈 어레이에 포함된 각각의 마이크로 렌즈의 중심은 상기 마이크로 LED 어레이에 포함된 상기 각각의 픽셀의 중심과 정렬되도록 배치되는, 웨어러블 전자 장치.The wearable electronic device, wherein the center of each micro lens included in the micro lens array is arranged to be aligned with the center of each pixel included in the micro LED array.
  13. 청구항 11에 있어서,12. The method of claim 11,
    상기 광학 엔진은, 상기 투명 커버를 통과한 빛이:The optical engine, the light passing through the transparent cover:
    상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 이동되지 않은 제1 출력;a first output in which the light output from the micro LED array is not moved;
    상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수직 이동된 제2 출력;a second output in which the light output from the micro LED array is vertically shifted by 1/2 of the pixel size;
    상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수평 이동된 제3 출력; 및a third output in which the light output from the micro LED array is horizontally shifted by 1/2 of the pixel size; and
    상기 마이크로 LED 어레이에서 출력된 빛이 상기 픽셀 크기의 1/2 만큼 수직 및 수평 이동된 제4 출력 중 적어도 하나의 출력을 포함하도록 제어하고, Controlling the light output from the micro LED array to include at least one output of a fourth output vertically and horizontally moved by 1/2 of the pixel size,
    상기 제1 출력, 상기 제2 출력, 상기 제3 출력, 및 상기 제4 출력은 상기 투명 커버로 공급되는 상기 제어 신호에 의하여 결정되는, 웨어러블 전자 장치.The first output, the second output, the third output, and the fourth output are determined by the control signal supplied to the transparent cover.
  14. 청구항 11에 있어서,12. The method of claim 11,
    상기 제1 복굴절 판 및 제2 복굴절 판 각각의 두께 및 굴절률은, 복굴절 판을 통과한 상광선(ordinary ray) 및 이상광선(extraordinary ray)의 광선 분리폭이 상기 픽셀 크기의 1/2이 되도록 구성된, 웨어러블 전자 장치.The thickness and refractive index of each of the first birefringent plate and the second birefringent plate are configured such that the ray separation width of the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the birefringent plate is 1/2 of the pixel size. , wearable electronic devices.
  15. 청구항 11에 있어서,12. The method of claim 11,
    상기 제1 복굴절 판 및 상기 제2 복굴절 판의 절삭면의 각도에 기반하여, 출력되는 상광선과 이상광선의 분리 각도가 결정되는, 웨어러블 전자 장치.and a separation angle between the output normal ray and the extraordinary ray is determined based on angles of the cutting surfaces of the first birefringent plate and the second birefringent plate.
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