WO2022108150A1 - 빛 간섭이 방지되는 증강 현실 웨어러블 전자 장치 - Google Patents

빛 간섭이 방지되는 증강 현실 웨어러블 전자 장치 Download PDF

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WO2022108150A1
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electronic device
display module
mirror
laser light
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이동희
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삼성전자 주식회사
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    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B2027/0178—Eyeglass type

Definitions

  • augmented reality wearable electronic device including an augmented reality (AR) function.
  • AR augmented reality
  • Augmented reality may refer to a technology for expressing a real reality recognized by a user by adding an element generated through computer graphic processing.
  • AR Augmented reality
  • a virtual object including information related to the object may be added to an object existing in reality and displayed together.
  • Augmented reality can be implemented through various devices.
  • augmented reality may be implemented through wearable electronic devices such as glasses-type wearable electronic devices and head mounted displays (HMDs).
  • wearable electronic devices such as glasses-type wearable electronic devices and head mounted displays (HMDs).
  • HMDs head mounted displays
  • an image may be displayed on the lens of the glasses in order to implement augmented reality in the glasses-type wearable electronic device.
  • an image By projecting light onto the lenses of the glasses, an image can be displayed on the lenses.
  • a projector with a very small size eg, micro projector, pico projector
  • Examples of such a projector include a laser scanning display (LSD), a digital micro-mirro display (DMD), and a liquid crystal on silicon (LCoS).
  • LSD laser scanning display
  • DMD digital micro-mirro display
  • LCDoS liquid crystal on silicon
  • an image may be displayed on the lens using a transparent display.
  • a projector may be used to display an image on the lens.
  • a wearable electronic device has a very limited space in which electronic components can be disposed due to wearability.
  • the projector is manufactured in the form of arranging the projector between both side ends of the eyeglass-type electronic device, that is, between the user's eyes and ears.
  • the light emitted from the projector is interfered with by the user's body.
  • the projector is placed close to the lens to avoid interference, the displayed angle of view is limited.
  • there is a problem that interference may occur even in the process of folding the temples to accommodate the spectacle-type electronic device.
  • Various embodiments disclosed in this document may provide an augmented reality wearable electronic device in which light emitted from a projector does not interfere with a user's body and does not interfere with folding of temples.
  • Various electronic devices disclosed in this document include a frame, a pair of window members supported by the frame, a pair of leg members rotatably connected to the frame, and at least one disposed between the pair of window members It may include a display module and at least one mirror member for reflecting the light emitted from the at least one display module so that the light emitted from the display module reaches at least one of the pair of window members.
  • the electronic device may be easily accommodated by folding some components of the electronic device. Also, it is possible to increase the size of the displayed image.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2A is a view of a state in which an electronic device according to various embodiments disclosed herein is worn.
  • FIG. 2B is a perspective view of an electronic device according to another exemplary embodiment disclosed in this document.
  • 3A and 3B are plan views viewed from above of an electronic device according to various embodiments disclosed herein.
  • 4 and 5 are schematic diagrams for explaining the operation of an electronic device according to various embodiments disclosed herein.
  • FIG. 6 is an overall configuration diagram of an electronic device including a plurality of cameras according to various embodiments of the present disclosure.
  • a or B at least one of A and B”, “or at least one of B,” “A, B or C,” “at least one of A, B and C,” and “B; or “at least one of C” may include any one of, or all possible combinations of, items listed together in the corresponding one of the phrases.
  • 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.
  • one (eg first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”
  • one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input module 150 , a sound output module 155 , a display module 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or an antenna module 197 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178
  • may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 .
  • some of these components are integrated into one component (eg, display module 160 ). can be
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 .
  • the volatile memory 132 may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 is the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123
  • the auxiliary processor 123 is, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the co-processor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component eg, the camera module 180 or the communication module 190. have.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself on which artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but in the above example not limited
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the above example.
  • the artificial intelligence model may include, in addition to, or alternatively, a software structure in addition to the hardware structure.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ).
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input module 150 may receive a command or data to be used in a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display module 160 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input module 150 , or an external electronic device (eg, a sound output module 155 ) connected directly or wirelessly with the electronic device 101 . A sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • an external electronic device eg, a sound output module 155
  • a sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used by the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication performance through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a LAN (local area network) communication module, or a power line communication module).
  • GNSS global navigation satellite system
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a first network 198 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 199 eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a telecommunication network
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR).
  • NR access technology includes high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency) -latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • a high frequency band eg, mmWave band
  • the wireless communication module 192 includes various technologies for securing performance in a high-frequency band, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), all-dimensional multiplexing. It may support technologies such as full dimensional MIMO (FD-MIMO), an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101 , an external electronic device (eg, the electronic device 104 ), or a network system (eg, the second network 199 ).
  • the wireless communication module 192 may include a peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency for realizing URLLC ( Example: downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less).
  • a peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for realizing URLLC
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module comprises a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (eg, bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, an array antenna) disposed on or adjacent to a second side (eg, top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or a part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or the server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to an intelligent service (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • 2A is a view of a state in which an electronic device according to various embodiments disclosed herein is worn.
  • 3A and 3B are plan views viewed from above of an electronic device according to various embodiments disclosed herein.
  • the electronic device 200 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments disclosed in this document may be a wearable electronic device 200 that can be worn on a user's body.
  • the electronic device 200 may be an electronic device 200 in the form of glasses as shown in FIG. 2A .
  • the electronic device 200 may include a frame 210 , a support member 260 , a window member 220 , a leg member 230 , a display module 240 , and a mirror member 250 . have.
  • the components of the electronic device 200 illustrated in FIGS. 2A and 3A are not limited to the components of the electronic device 200 . In order to change and add various design elements or functions within a range that can be understood by a person skilled in the art, some of the components of the electronic device 200 may be omitted or added.
  • the frame 210 may be configured to support other components of the electronic device 200 . Since the electronic device 200 disclosed in this document is an electronic device 200 that can be worn on a user's body, it is preferable that the frame 210 be made of a material having a light weight and high strength.
  • the frame 210 may be formed of a metal or alloy material including a synthetic resin such as acetate, an epoxy resin, or a metal such as titanium or stainless.
  • the support member 260 may be coupled to the frame 210 .
  • the support member 260 may be supported by at least a part of the user's body while the electronic device 200 is worn.
  • the support member 260 may be disposed at a central portion of the frame 210 to be supported by a user's nose while the electronic device 200 is worn.
  • a portion of the support member 260 in contact with the user's nose may be formed of a material having high elasticity, such as rubber or silicone, in consideration of wearability.
  • a pair of window members 220 may be provided and supported by the frame 210 .
  • the pair of window members 220 may be disposed in openings provided in the frame 210 at positions corresponding to the pair of eyes of the user.
  • At least a portion of the window member 220 may be formed of a material having high light transmittance.
  • the surface of the window member 220 may be coated with various materials in consideration of optical performance.
  • the window member 220 may be coated to have at least one function of UV blocking, scratch prevention, blue light blocking, fogging prevention, light reflection prevention, and heat resistance.
  • the window member 220 facing the user's eyes, light emitted from the display module 240 to be described later and reaching the window member 220 is emitted from the display module 240 so that the user's eyes can recognize it. It can be coated with a material that can reflect light.
  • the pair of leg members 230 may be connected to the frame 210 .
  • the leg member 230 may be rotatably coupled to both ends of the frame 210 , respectively.
  • FIG. 3B when the leg member 230 is rotated with respect to the frame 210 , the volume of the electronic device 200 is reduced, so that the electronic device 200 can be easily accommodated.
  • the display module 240 since the display module 240 is disposed at the central portion of the frame 210 , the leg member 230 is rotated by the frame 210 to display the display. No interference with module 240 occurs.
  • the pair of leg members 230 may be supported by the user's ear while the electronic device 200 is worn. As the leg member 230 is supported by the user's ear, the electronic device 200 may be stably positioned on the user's head.
  • the display module 240 may convert an image signal into light.
  • the image signal converted by the display module 240 may be an image signal processed by the processor of the electronic device 200 (eg, the processor 120 of FIG. 1 ).
  • the image signal may be a signal received from an external electronic device through a communication module (eg, the communication module 190 of FIG. 1 ).
  • the display module 240 may be disposed between a pair of window members 220 . As shown in FIGS. 2A and 3A , two display modules 240 may be disposed to correspond to each window member 220 . In some cases, it is also possible to use only one display module 240 .
  • the display module 240 may be installed on the support member 260 or the frame 210 .
  • the display module 240 may be detachably installed on the support member 260 or the frame 210 . The user may remove the display module 240 as necessary.
  • the mirror member 250 may be disposed between the window member 220 and the display module 240 .
  • the mirror member 250 may be formed of a material capable of reflecting light. Light emitted from the display module 240 may be reflected by the mirror member 250 to reach the window member 220 .
  • the mirror member 250 may be installed on the support member 260 .
  • the mirror member 250 may be detachably installed on the support member 260 . A user may remove the mirror member 250 as necessary.
  • AR Augmented reality
  • the electronic device is the glasses-type electronic device 200, but the electronic device may be changed into various forms that can be worn on a user's head.
  • the electronic device 201 may be an electronic device 201 worn in a manner that is fitted on the user's head.
  • the electronic device includes a frame 210 , a support member 260 , a window member 220 , a wearing member 300 , a display module (eg, the display module 240 of FIG. 2A ), and a mirror member ( For example, the mirror member 250 of FIG. 2A may be included.
  • the electronic device of FIG. 2B is an electronic device similar to the electronic device described with reference to FIG. 2A , but there may be differences in wearing method and shape.
  • the same reference numerals are used for the same or similar components, and overlapping descriptions are simplified.
  • a pair of window members 220 corresponding to the user's left and right eyes may be disposed on the frame 210 .
  • the display module may be disposed between the pair of window members 220 . Light emitted from the display module is projected onto the pair of window members 220 , so that the user can recognize information projected on the window member 220 .
  • the electronic device 201 of FIG. 2B may further include a blocking member 330 capable of blocking light incident from the front. When the blocking member 330 is present, the user cannot check the visual information in front of the electronic device 201 while wearing the electronic device 201 , and can recognize only the visual information projected on the window member 220 . have. In this case, the electronic device 201 may provide a virtual reality (VR) environment to the user.
  • VR virtual reality
  • the mirror member may reflect the light emitted from the display module so that the light emitted from the display module is directed toward the pair of window members 220 .
  • the mirror member may be disposed between the display module and the window member 220 .
  • the wearing member 300 may include a band unit 310 worn on the user's head, and an adjustment unit 320 for adjusting the diameter of the band unit 310 .
  • the band unit 310 may be coupled to both sides of the frame 210 , and may be coupled to the control unit 320 .
  • the band unit 310 and the adjustment unit 320 may be worn around the user's head to form a ring shape.
  • the band unit 310 may be partially deformed according to the shape of the user's head while being made of a material having elasticity.
  • the adjusting unit 320 may adjust the diameter of the wearing member 300 .
  • the control unit 320 may include a control wheel 321 .
  • the diameter of the wearing member 300 may increase or decrease.
  • the user may rotate the adjustment wheel 321 to adjust the wearing member 300 to have a diameter corresponding to the circumference of the user's head.
  • the adjustment wheel 321 may adjust the diameter of the wearing member 300 in various ways.
  • the control wheel 321 may be in the form of a gear
  • the band unit 310 may include a gear unit engaged with the control wheel 321 .
  • a wire may be wound around the control wheel 321 and the wire may be connected to the band unit 310 .
  • the area L in which the band portion 310 and the adjustment portion 320 overlap increases or decreases, so that the diameter of the wearing member 300 may be changed.
  • the structure of the wearing member 300 described above is merely an example, and the wearing member 300 may be changed into various shapes in which the electronic device 201 can be worn on a user's head.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the electronic device 200 according to various embodiments disclosed herein.
  • the display module 240 includes a laser light source 242 that generates laser light, an auxiliary mirror 243 that reflects the laser light to the scanning mirror 244 , a scanning mirror 244 , and a laser light source 242 . ) and a control unit 241 for controlling the scanning mirror 244 may be included.
  • the display module 240 may be a laser scanning display (LSD).
  • the laser scanning display may refer to a display in which a high-speed scanning mirror 244 reflects laser light to reach the laser light on the plane of a combiner (eg, the window member 220 of FIG. 3A ).
  • the laser light source 242 may include a plurality of light sources each generating lasers having wavelengths corresponding to red (R), green (G), and blue (B).
  • the wavelength of light emitted from the laser light source 242 may be determined by the intensity of lasers generated from the plurality of light sources.
  • the controller 241 may control the plurality of light sources according to the image signal to adjust the wavelength of the laser emitted from the laser light source 242 .
  • the auxiliary mirror 243 may reflect the laser light emitted from the laser light source 242 to the scanning mirror 244 .
  • the scanning mirror 244 may move at high speed.
  • the scanning mirror 244 may be rotated at a high speed by a micro electro mechanical system (MEMS).
  • MEMS micro electro mechanical system
  • a point at which the light reflected by the scanning mirror 244 arrives may be changed.
  • Laser light emitted from the laser light source 242 may be reflected by the scanning mirror 244 to reach one surface of the window member (eg, the window member 220 of FIG. 2A ).
  • the point at which the laser light reaches the window member 220 by the rotation of the scanning mirror 244 may be changed in the first direction (eg, the X direction of FIG. 4 ) and the second direction (eg, the Y direction of FIG. 4 ).
  • the laser light may sequentially reach the X-Y plane of the window member 220 . Since the sequential arrival is so fast that it cannot be recognized by the user's eyes, a specific image 410 may be displayed due to the sequential arrival of the laser light.
  • the controller 241 may control the scanning mirror 244 to move at a high speed.
  • the mirror member 250 may be disposed between the display module 240 and the window member 220 through which the light emitted from the display module 240 arrives.
  • the mirror member 250 may be formed of an asphere or a free-form surface, and may be formed of a material capable of reflecting the laser light emitted from the display module 240 .
  • the angular displacement (the second angular displacement ⁇ 2 ) of the reflected laser light may be larger. That is, the mirror member 250 in the form of an aspherical surface or a free-form surface may amplify the angle change of the laser light by the scanning mirror 244 .
  • the size of the image 410 displayed on the window member 220 is determined according to the angular displacement of the laser light reflected by the scanning mirror 244 of the display module 240 and the distance between the display module 240 and the window member 220 . can be decided. As the angular displacement increases and the distance between the display module 240 and the window member 220 increases (the path through which light travels), the size of the image 410 displayed on the window member 220 may increase.
  • the mirror member 250 is disposed on a path through which the light emitted from the display module 240 reaches the window member 220 so that the light travels.
  • the size of the image 410 displayed on the window member 220 by increasing and amplifying the angular displacement with a second angular displacement ⁇ 2 greater than the first angular displacement ⁇ 1 of the light emitted from the display module 240 can increase
  • the angular displacement can be amplified by the mirror member 250
  • the rotation angle of the scanning mirror 244 of the display module 240 can be reduced, so that the display module 240 can be miniaturized.
  • the display module 240 may be disposed between the window members 220 . Since the display module 240 is disposed between the window members 220 and the mirror member 250 transmits the light emitted from the display module 240 to the window member 220, it interferes with the user's body in the path through which the light is transmitted. this doesn't happen
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an operation of an electronic device according to various embodiments disclosed in this document.
  • the electronic device may include one display module 540 .
  • the display module 540 includes a laser light source 542, distribution mirrors 543 and 544, scanning mirrors 545 and 546, and a controller 541 for controlling the laser light source 542 and the scanning mirrors 545 and 546.
  • the display module 540 may include distribution mirrors 543 and 544 to allow laser light to reach the pair of window members. Referring to FIG. 5 , a portion of laser light generated from the laser light source 542 may be transmitted to the first scanning mirror 545 through the first distribution mirror 543 . A portion of the laser light may pass through the first distribution mirror 543 . The laser light passing through the first distribution mirror 543 may be transmitted to the second scanning mirror 546 through the second distribution mirror 544 .
  • the laser light reflected by the first scanning mirror 545 moving at high speed is reflected by the mirror member 250 to be one of a pair of window members (eg, the window member 220 of FIG. 2A ). can reach one.
  • the laser light reflected by the second scanning mirror 546 moving at high speed may be reflected by the mirror member 250 to reach the other one of the pair of window members.
  • the second angular displacement ⁇ 2 of the laser light reflected by the mirror member 250 is greater than the first angular displacement ⁇ 1 of the laser light reflected according to the rotation of the first scanning mirror 545 and the second scanning mirror 546 . Big.
  • the mirror member 250 may amplify the angular displacement of the laser light to display a larger image 510 on the window member.
  • the image 510 may be displayed on all of the pair of window members through one display module 540 .
  • FIG. 6 is an overall configuration diagram of an electronic device including a plurality of cameras (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 101 may be worn on a user's head to provide an image related to an augmented reality service to the user.
  • the electronic device 101 may provide an augmented reality service in which at least one virtual object is output so that at least one virtual object is superimposed on an area determined by the user's field of view (FoV).
  • the area determined by the user's viewing angle is an area determined by the user wearing the electronic device 101 to be recognizable through the electronic device 101
  • the display module of the electronic device 101 eg, FIG. 1 may be an area including all or at least a part of the display module 160).
  • the electronic device 101 uses a plurality of glasses (eg, the first glass 620 and the second glass 630 ) corresponding to both eyes (eg, left and/or right eyes) of the user, respectively.
  • a plurality of glasses eg, the first glass 620 and the second glass 630
  • both eyes eg, left and/or right eyes
  • the electronic device 101 may be configured in the form of at least one of glasses, goggles, a helmet, or a hat, but is not limited thereto.
  • an electronic device 101 includes a display module 614 (eg, the display module 160 of FIG. 1 ), a camera module (eg, the camera module 180 of FIG. 1 ); It may include an audio module (eg, the audio module 170 of FIG. 1 ), a first supporter 621 , and/or a second supporter 622 .
  • the display module 160 may include a first display (eg, first glass 620) and/or a second display (eg, second glass 630).
  • the at least one camera includes a camera 613 for photographing for photographing an image corresponding to a field of view (FoV) of the user and/or measuring a distance to an object, and the user's gaze It may include an eye tracking camera 612 for confirming the direction of , and/or gesture cameras 611-1 and 611-2 for recognizing a certain space.
  • the photographing camera 613 may photograph the front direction of the electronic device 101
  • the eye tracking camera 612 may photograph a direction opposite to the photographing direction of the photographing camera 613 .
  • the eye tracking camera 612 may at least partially photograph both eyes of the user.
  • the first support part 621 and/or the second support part 622 may include a printed circuit board (PCB) 631-1 and 631-2, and a speaker 632-1. , 632-2), and/or batteries 633-1 and 633-2.
  • PCB printed circuit board
  • the display module 160 (eg, the display module 614 of FIG. 6 ) includes a condensing lens (not shown) on glass (eg, the first glass 620 and the second glass 630 ). and/or a transparent waveguide (not shown).
  • the transparent waveguide may be located at least partially in a portion of the glass.
  • the light emitted from the display module 160 may be incident on one end of the glass through the first glass 620 and the second glass 630 , and the incident light is transmitted into the glass. It may be transmitted to the user through the formed waveguide and/or waveguide (eg, waveguide).
  • the waveguide may be made of glass, plastic, or polymer, and may include a nano-pattern formed on an inner or outer surface, for example, a polygonal or curved grating structure.
  • the incident light may be propagated or reflected inside the waveguide by the nanopattern and provided to the user.
  • the waveguide may include at least one of at least one diffractive element (eg, a diffractive optical element (DOE), a holographic optical element (HOE)) or a reflective element (eg, a reflective mirror).
  • DOE diffractive optical element
  • HOE holographic optical element
  • the waveguide may guide the display light emitted from the light source to the user's eyes using at least one diffractive element or a reflective element.
  • the first support part 621 and/or the second support part 622 are printed circuit boards 631-1 and 631-2 for transmitting electrical signals to each component of the electronic device 101 .
  • speakers 632-1 and 632-2 for outputting audio signals
  • batteries 633-1 and 633-2 and/or hinges for at least partially coupling to the body portion 623 of the electronic device 101 .
  • It may include branches 640-1 and 640-2.
  • the speakers 632-1 and 632-2 include a first speaker 632-1 for transmitting an audio signal to the user's left ear and a second speaker for transmitting an audio signal to the user's right ear ( 632-2) may be included.
  • the speakers 632-1 and 632-2 may be included in the audio module 170 of FIG. 1 .
  • the electronic device 101 may be provided with a plurality of batteries 633-1 and 633-2, and may be printed through a power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1 ). Power may be supplied to the circuit boards 631-1 and 631-2.
  • the electronic device 101 may include a microphone 641 for receiving a user's voice and ambient sounds.
  • the microphone 641 may be included in the audio module 170 of FIG. 1 .
  • the electronic device 101 includes at least one light emission for increasing the accuracy of at least one camera (eg, a photographing camera 613 , an eye tracking camera 612 , and/or a recognition camera 611-1, 611-2).
  • the light emitting device 642 may be used as an auxiliary means to increase accuracy when photographing the user's pupil with the eye tracking camera 612 , and the light emitting device 642 may use an IR LED having an infrared wavelength rather than a visible light wavelength.
  • the light emitting device 642 captures a user's gesture with the recognition cameras 611-1 and 611-2, it may not be easy to detect a subject to be photographed due to a dark environment or mixing of various light sources and reflected light. It can be used as an auxiliary means when
  • the electronic device 101 may include a body part 623 and a support part (eg, a first support part 621 and/or a second support part 622 ), and the body part 623 and The supports 621 and 622 may be in an operatively connected state.
  • the body portion 623 and the support portions 621 and 622 may be operatively connected through the hinge portions 640-1 and 640-2.
  • the body 623 may be at least partially mounted on the user's nose, and may include a display module 160 and a camera module (eg, the camera module 180 of FIG. 1 ).
  • the support parts 621 and 622 may include a support member mounted on the user's ear, and may include a first support part 621 mounted on the left ear and/or the second support part 622 mounted on the right ear.
  • the first support 621 or the second support 622 is at least in part a printed circuit board 631-1, 631-2, a speaker 632-1, 632-2, and/or It may include batteries 633 - 1 and 633 - 2 .
  • the battery may be electrically connected to a power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1 ).
  • the display module 160 may include a first glass 620 and/or a second glass 630 , and pass through the first glass 620 and the second glass 630 . Visual information can be provided to the user.
  • the electronic device 101 may include a first glass 620 corresponding to the left eye and/or a second glass 630 corresponding to the right eye.
  • the display module 160 may include a display panel and/or a lens (eg, glass).
  • the display panel may include a transparent material such as glass or plastic.
  • the display module 160 may be formed of a transparent element, and a user may perceive the actual space of the rear surface of the display module 160 through the display module 160 .
  • the display module 160 may display the virtual object on at least a portion of the transparent element so that the user sees the virtual object as being added to at least a portion of the real space.
  • the first glass 620 and/or the second glass 630 included in the display module 160 may include a plurality of glasses corresponding to both eyes of the user (eg, a left eye and/or a right eye). may include a display panel of
  • the electronic device 101 may include a virtual reality (VR) device (eg, a virtual reality device).
  • VR virtual reality
  • the first glass 620 and the second glass 630 may function as the display module 160 .
  • the virtual object output through the display module 160 corresponds to information related to an application program executed in the electronic device 101 and/or to a region determined by a user's field of view (FoV).
  • the electronic device 101 corresponds to a region determined by the user's field of view (FoV) among image information related to real space acquired through the camera of the electronic device 101 (eg, the camera 613 for photographing).
  • An external object included in at least a part may be identified.
  • the electronic device 101 may output (or display) a virtual object related to an external object identified at least in part through an area determined by the user's viewing angle among the display areas of the electronic device 101 .
  • the external object may include an object existing in a real space.
  • the display area in which the electronic device 101 displays the virtual object is a part of the display module (eg, the first display module 351 or the second display module 353 ) (eg, at least the display panel). some) may be included.
  • the display area may correspond to at least a portion of the first glass 620 and/or the second glass 630 .
  • the electronic device 101 includes a photographing camera 613 (eg, an RGB camera) for photographing an image corresponding to the user's field of view (FoV) and/or measuring a distance to an object, and the user Eye tracking camera 612 (eye tracking camera) for checking the gaze direction, and / or recognition cameras (611-1, 611-2) for recognizing a certain space (eg, gesture camera) ) may be included.
  • the electronic device 101 may measure a distance to an object located in the front direction of the electronic device 101 using the photographing camera 613 .
  • a plurality of eye tracking cameras 612 may be disposed to correspond to both eyes of the user.
  • the eye tracking camera 612 may photograph a direction opposite to the photographing direction of the photographing camera 613 .
  • the eye tracking camera 612 may detect the user's gaze direction (eg, eye movement).
  • the gaze tracking camera 612 includes a first gaze tracking camera 612-1 for tracking the gaze direction of the user's left eye, and a second gaze tracking camera for tracking the gaze direction of the user's right eye. (612-2) may be included.
  • the electronic device 101 may detect a user gesture within a preset distance (eg, a predetermined space) using the recognition cameras 611-1 and 611-2.
  • a plurality of recognition cameras 611-1 and 611-2 may be configured and disposed on both sides of the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may detect an eye corresponding to a primary eye and/or an auxiliary eye from among the left eye and/or the right eye using at least one camera. For example, the electronic device 101 may detect an eye corresponding to the primary eye and/or the auxiliary eye based on the user's gaze direction with respect to the external object or the virtual object.
  • the camera 613 for photographing may include a high-resolution camera such as a high resolution (HR) camera and/or a photo video (PV) camera.
  • the eye tracking camera 612 may detect the user's pupil, track the gaze direction, and may be utilized to move the center of the virtual image corresponding to the gaze direction.
  • the gaze tracking camera 612 may be divided into a first gaze tracking camera 612-1 corresponding to the left eye and a second gaze tracking camera 612-2 corresponding to the right eye, and the performance and /or the specifications may be substantially the same.
  • the recognition cameras 611-1 and 611-2 may be used for detecting a user's hand (gesture) and/or spatial recognition, and may include a global shutter (GS) camera.
  • GS global shutter
  • the recognition cameras 611-1 and 611-2 use a GS camera with less screen drag, such as a rolling shutter (RS) camera, in order to detect and track quick hand movements and/or minute movements such as fingers.
  • RS rolling shutter
  • the electronic device 101 provides virtual information related to an augmented reality service based on image information related to a real space acquired through a camera of the electronic device 101 (eg, the camera module 180 of FIG. 1 ). Objects can be displayed together.
  • the electronic device 101 includes display modules disposed to correspond to both eyes of the user (eg, a first display module 351 corresponding to the left eye and/or a second display module 353 corresponding to the right eye). )), the virtual object may be displayed.
  • the electronic device 101 may display the virtual object based on preset setting information (eg, resolution, frame rate, brightness, and/or display area). .
  • the electronic device 101 may operate the first display panel included in the first glass 620 and the second display panel included in the second glass 630 as independent components. For example, the electronic device 101 may determine the display performance of the first display panel based on the first setting information, and may determine the display performance of the second display panel based on the second setting information.
  • At least one camera eg, a photographing camera 613 , an eye tracking camera 612 and/or a recognition camera 611-1 and 611-2
  • the number and location may not be limited. For example, based on the shape (eg, shape or size) of the electronic device 101 , at least one camera (eg, a photographing camera 613 , an eye tracking camera 612 , and/or a recognition camera 611-1) , 611-2)), the number and location may vary.
  • Various electronic devices disclosed in this document include a frame, a pair of window members supported by the frame, a pair of leg members rotatably connected to the frame, and at least one disposed between the pair of window members It may include a display module and at least one mirror member for reflecting the light emitted from the at least one display module so that the light emitted from the display module reaches at least one of the pair of window members.
  • the at least one mirror member may be disposed between at least one of the pair of window members and the at least one display module.
  • the at least one display module controls a laser light source, a scanning mirror that reflects laser light generated from the laser light source at a plurality of reflection angles and transmits it to one of the pair of window members, and the laser light source and the scanning mirror It may include a control unit that
  • the at least one mirror member may be an aspherical surface.
  • the second angular displacement that is the angular displacement of the laser light reflected by the at least one mirror member may be greater than the first angular displacement that is the angular displacement of the laser light emitted from the at least one display module.
  • the display module may further include a support member disposed between the pair of window members, coupled to the frame and supported by a user's body, wherein the at least one display module includes at least one of the support member and the frame.
  • the at least one mirror member may be disposed on the support member.
  • the at least one display module may be detachably installed on at least one of the support member and the frame.
  • the at least one mirror member may be detachably installed on the support member.
  • the surfaces of the pair of window members may be coated with a material capable of reflecting light emitted from the display module.
  • the display module includes a first distribution mirror that transmits at least a portion of the laser light generated from the laser light source to the first scanning mirror, and a second distribution mirror that transmits the laser light that has passed through the first distribution mirror to the second scanning mirror.
  • a distribution mirror wherein the laser light reflected from the first scanning mirror may reach one of the pair of window members, and the laser light reflected from the second scanning mirror may be reflected from the pair of window members of the window members of the remaining window members can be reached.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

본 문서에 개시된 다양한 전자 장치는, 프레임, 상기 프레임에 의해 지지되는 한 쌍의 윈도우 부재, 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 다리 부재, 상기 한 쌍의 윈도우 부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 디스플레이 모듈 및 상기 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛이 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 적어도 하나에 도달하도록 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛을 반사시키는 적어도 하나의 미러 부재를 포함할 수 있다.

Description

빛 간섭이 방지되는 증강 현실 웨어러블 전자 장치
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 증강 현실(augmented reality; AR) 기능을 포함하는 증강 현실 웨어러블 전자 장치에 관한 것이다.
증강 현실(augmented reality; AR)은, 사용자가 인식하는 실제 현실에 컴퓨터그래픽 처리를 통해 생성되는 요소를 추가하여 표현하는 기술을 의미할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 기술을 이용하여 현실 상에 존재하는 객체에 그 객체의 관련 정보를 포함하는 가상 객체를 추가하여 함께 표시할 수 있다.
다양한 장치를 통해 증강 현실을 구현할 수 있다. 대표적으로 안경형 웨어러블 전자 장치, HMD(head mounted display)와 같은 착용형 전자 장치를 통해 증강 현실을 구현할 수 있다.
이 중 안경형 웨어러블 전자 장치에서 증강 현실을 구현하기 위하여 안경의 렌즈에 화상을 표시할 수 있다. 안경의 렌즈에 빛의 프로젝트함으로써, 렌즈에 화상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 크기가 매우 작은(예: 마이크로 프로젝터, 피코 프로젝터)의 프로젝터를 이용할 수 있다. 이러한 프로젝터의 예로는 LSD(laser scaning display), DMD(digital micro-mirro display) 및 LCoS(liquid crystal on silicon)등을 들 수 있다. 또한, 투명 디스플레이(transparent display)를 이용하여 렌즈에 화상을 표시할 수도 있다.
렌즈를 포함하는 전자 장치에서 렌즈에 화상이 표시되도록 프로젝터를 사용할 수 있다. 착용형 전자 장치는 착용 편의성 때문에 전자 부품이 배치될 수 있는 공간이 매우 제한적이다.
종래 프로젝터를 포함한 안경형 전자 장치에서는 안경형 전자 장치의 양 측단, 즉 사용자의 눈과 귀 사이 부분에 프로젝터를 배치하는 형태로 제작된다. 이 경우, 프로젝터에서 방출되는 빛이 사용자의 신체에 의해 간섭되는 문제가 발생할 수 있다. 혹은, 간섭을 피하기 위해 프로젝터를 렌즈 가까이 배치하게 될 경우, 표시되는 화각의 제한이 생긴다. 또한, 안경형 전자 장치의 수납을 위하여 안경 다리를 접는 과정에서도 간섭이 발생할 수 있는 문제가 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 프로젝터에서 방출되는 빛이 사용자의 신체에 간섭되지 않고 안경 다리를 접는데 간섭이 발생하지 않는 증강 현실 웨어러블 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 전자 장치는, 프레임, 상기 프레임에 의해 지지되는 한 쌍의 윈도우 부재, 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 다리 부재, 상기 한 쌍의 윈도우 부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 디스플레이 모듈 및 상기 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛이 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 적어도 하나에 도달하도록 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛을 반사시키는 적어도 하나의 미러 부재를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 화상을 표시하기 위한 빛이 사용자의 신체에 간섭되는 문제를 해결할 수 있다. 전자 장치의 일부 구성을 접어 전자 장치를 용이하게 수납할 수 있다. 또한, 표시되는 화상의 크기를 증가시킬 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 착용한 상태의 도면이다.
도 2b는, 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 위에서 내려다본 평면도이다.
도 4 및 도 5는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 카메라가 포함된 전자 장치의 전체 구성도이다.
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",“또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “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.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 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.
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.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 착용한 상태의 도면이다. 도 3a 및 도 3b는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 위에서 내려다본 평면도이다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 사용자의 신체에 착용될 수 있는 웨어러블(wearable) 전자 장치(200)일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 도 2a에 도시된 것과 같이 안경 형태의 전자 장치(200)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 프레임(210), 받침 부재(260), 윈도우 부재(220), 다리 부재(230), 디스플레이 모듈(240) 및 미러 부재(250)를 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 3a에 도시된 전자 장치(200)의 구성 요소가 전자 장치(200)의 구성 요소를 한정하는 것은 아니다. 다양한 설계 요소 또는 이 분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 범위에서의 기능의 변경 및 추가를 위해서 전자 장치(200)의 구성 요소가 일부 생략되거나 추가될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프레임(210)은 전자 장치(200)의 다른 구성 요소들을 지지하는 구성일 수 있다. 본 문서에 개시된 전자 장치(200)는 사용자의 신체에 착용 가능한 형태의 전자 장치(200)이므로 프레임(210)은 가볍고 높은 강도를 갖는 소재로 제작되는 것이 좋다. 예를 들어, 프레임(210)은 아세테이트(acetate), 에폭시(epoxy) 수지와 같은 합성 수지, 티타늄(titanium), 스테인레스(stainless)와 같은 금속을 포함하는 금속 또는 합금 소재로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 받침 부재(260)는 프레임(210)에 결합될 수 있다. 받침 부재(260)는 전자 장치(200)의 착용 상태에서 사용자의 신체의 적어도 일부에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 받침 부재(260)는 프레임(210)의 중앙 부분에 배치되어, 전자 장치(200)의 착용 상태에서 사용자의 코 부분에 의해 지지될 수 있다. 받침 부재(260)에서 사용자의 코 부분과 접촉하는 부분에는 착용 편의성을 고려하여 고무 또는 실리콘 같은 탄성력이 높은 소재로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 윈도우 부재(220)는 한 쌍 마련되어 프레임(210)에 의해 지지될 수 있다. 한 쌍의 윈도우 부재(220)는 사용자의 한 쌍의 눈과 대응되는 위치에서 프레임(210)에 마련된 개구(opening)에 배치될 수 있다. 윈도우 부재(220)는 적어도 일부 영역이 빛에 대한 투과율이 높은 소재로 형성될 수 있다. 윈도우 부재(220)는 광학적 성능을 고려하여 표면이 다양한 소재로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 윈도우 부재(220)는 자외선 차단, 스크래치 방지, 블루 라이트 차단, 김서림 방지, 빛 반사 방지 및 내열 중 적어도 하나의 기능을 갖도록 코팅 처리될 수 있다. 또한, 윈도우 부재(220)에서 사용자의 눈과 대면하는 면에는 후술하는 디스플레이 모듈(240)에서 방출되어 윈도우 부재(220)에 도달한 빛이 사용자의 눈에 인식되도록 디스플레이 모듈(240)에서 방출된 빛을 반사시킬 수 있는 소재로 코팅 처리될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 한 쌍의 다리 부재(230)는 프레임(210)에 연결될 수 있다. 다리 부재(230)는 프레임(210)의 양 단에 각각 회전 가능하게 결합될 수 있다. 도 3b에 도시된 것과 같이, 프레임(210)에 대하여 다리 부재(230)를 회전시키면 전자 장치(200)의 부피가 줄어들게 되어 전자 장치(200)를 용이하게 수납할 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 경우, 디스플레이 모듈(240)이 프레임(210)의 중앙 부분에 배치되므로 다리 부재(230)가 프레임(210)에 의해 회전하는 과정에서 디스플레이 모듈(240)과의 간섭이 발생되지 않는다. 한 쌍의 다리 부재(230)는 전자 장치(200)의 착용 상태에서 사용자의 귀에 지지될 수 있다. 다리 부재(230)가 사용자의 귀에 지지됨으로써, 전자 장치(200)가 사용자의 머리에 안정적으로 위치할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(240)은 영상 신호를 빛으로 전환할 수 있다. 디스플레이 모듈(240)에서 전환되는 영상 신호는 전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))에서 처리된 영상 신호일 수 있다. 또한, 영상 신호는 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))을 통해 외부 전자 장치로부터 수신된 신호일 수 있다. 도 2a 및 도 3a에 도시된 것과 같이, 디스플레이 모듈(240)은 한 쌍의 윈도우 부재(220) 사이에 배치될 수 있다. 디스플레이 모듈(240)은 도 2a 및 도 3a에 도시된 것과 같이, 각각의 윈도우 부재(220)에 대응하여 두 개 배치될 수 있다. 경우에 따라서는, 하나의 디스플레이 모듈(240)만을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 디스플레이 모듈(240)에서 방출되는 빛은 한 쌍의 윈도우 부재(220) 중 하나에만 도달할 수 있다. 또한, 하나의 디스플레이 모듈에서 분배된 빛이 한 쌍의 윈도우 부재(220)에 모두 도달할 수도 있다(도 5 참조). 일 실시예에서 디스플레이 모듈(240)은 받침 부재(260) 또는 프레임(210)에 설치될 수 있다. 디스플레이 모듈(240)은 받침 부재(260) 또는 프레임(210)에 탈착 가능하게 설치될 수도 있다. 사용자는 필요에 따라 디스플레이 모듈(240)을 제거할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 미러 부재(250)는 윈도우 부재(220)와 디스플레이 모듈(240) 사이에 배치될 수 있다. 미러 부재(250)는 빛을 반사시킬 수 있는 소재로 형성될 수 있다. 디스플레이 모듈(240)에서 방출되는 빛은 미러 부재(250)에 반사되어 윈도우 부재(220)에 도달할 수 있다. 일 실시예에서, 미러 부재(250)는 받침 부재(260)에 설치될 수 있다. 미러 부재(250)는 받침 부재(260)에 탈착 가능하게 설치될 수 있다. 사용자는 필요에 따라 미러 부재(250)를 제거할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(240)에서 방출된 빛이 미러 부재(250)에 반사되어 윈도우 부재(220)에 도달함으로써, 윈도우 부재(220)에 화상이 표시될 수 있다. 사용자가 윈도우 부재(220)를 통해 인식하는 현실 세계에 윈도우 부재(220)에 표시되는 화상을 부가하여 증강 현실(augmented reality; AR)을 구현할 수 있다.
도 2b는, 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다. 앞에서는, 전자 장치가 안경형 전자 장치(200)인 것으로 설명하였으나, 전자 장치는 사용자의 머리 부분에 착용될 수 있는 다양한 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 2b를 참조하면, 전자 장치(201)는 사용자의 머리에 끼워지는 방식으로 착용되는 전자 장치(201)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 프레임(210), 받침 부재(260), 윈도우 부재(220), 착용 부재(300), 디스플레이 모듈(예: 도 2a의 디스플레이 모듈(240)) 및 미러 부재(예: 도 2a의 미러 부재(250))를 포함할 수 있다. 도 2b의 전자 장치는 도 2a에서 설명된 전자 장치와 유사한 전자 장치이나 착용 방식과 형태의 차이가 있을 수 있다. 이하에서는, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 부재 번호를 사용하고 중복되는 설명은 간략화하여 설명한다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 프레임(210)에 사용자의 좌안 및 우안에 대응되는 한 쌍의 윈도우 부재(220)가 배치될 수 있다. 디스플레이 모듈은 한 쌍의 윈도우 부재(220) 사이에 배치될 수 있다. 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛이 한 쌍의 윈도우 부재(220)에 투영되어 사용자는 윈도우 부재(220)에 투영되는 정보를 인식할 수 있다. 도 2b의 전자 장치(201)의 경우, 전방에서 입사하는 빛을 차단할 수 있는 차단 부재(330)를 더 포함할 수 있다. 차단 부재(330)가 존재하는 경우, 전자 장치(201)를 착용한 상태에서 사용자는 전자 장치(201) 전방의 시각적 정보를 확인할 수 없고, 윈도우 부재(220)에 투영되는 시각적 정보만을 인식할 수 있다. 이러한 경우, 전자 장치(201)는 가상 현실(virtual reality; VR) 환경을 사용자에게 제공할 수 있다.
다양한 실시에에 따르면, 미러 부재는 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛이 한 쌍의 윈도우 부재(220)로 향하도록 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛을 반사할 수 있다. 일 실시예에서, 미러 부재는 디스플레이 모듈과 윈도우 부재(220) 사이에 배치될 수 있다. 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛이 미러 부재에 반사되어 윈도우 부재(220)에 도달하는 것과 관련된 자세한 설명은 도 4의 설명을 참조하도록 한다.
다양한 실시예에 따르면, 착용 부재(300)는 사용자의 머리에 착용되는 밴드부(310)와, 밴드부(310)의 직경을 조절하는 조절부(320)를 포함할 수 있다. 밴드부(310)는 프레임(210)의 양 측에 결합되고, 조절부(320)와 결합될 수 있다. 밴드부(310)와 조절부(320)는 링(ring) 형상을 이루어 사용자의 머리 둘레에 착용될 수 있다. 밴드부(310)는 탄성력을 갖는 소재로 제작되어 착용된 상태에서 사용자의 머리 모양에 따라 일부 변형될 수 있다. 일 실시예에서, 조절부(320)는 착용 부재(300)의 직경을 조절할 수 있다. 예를 들어, 조절부(320)는 조절휠(321)을 포함할 수 있다. 조절휠(321)의 회전 방향에 따라, 착용 부재(300)의 직경이 증가하거나 감소할 수 있다. 사용자는 전자 장치(201)를 머리에 거치한 뒤, 조절휠(321)을 회전시켜 착용 부재(300)가 자신의 머리 둘레에 대응되는 직경이 되도록 조절할 수 있다. 조절휠(321)은 다양한 방식으로 착용 부재(300)의 직경을 조절할 수 있다. 예를 들어, 조절휠(321)은 기어(gear) 형태일 수 있고, 밴드부(310)는 조절휠(321)과 맞물리는 기어부를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 조절휠(321)에는 와이어가 권취(wiring)되고 와이어는 밴드부(310)에 연결될 수 있다. 조절휠(321)을 회전시키면 밴드부(310)와 조절부(320)가 중첩되는 영역(L)이 증가하거나 감소함으로써, 착용 부재(300)의 직경이 변경될 수 있다. 이상 설명한 착용 부재(300)의 구조는 예시에 불과하며, 전자 장치(201)가 사용자의 머리에 착용될 수 있는 다양한 형태로 착용 부재(300)는 변경될 수 있다.
도 4는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(240)은 레이저 광을 발생시키는 레이저 광원(242), 레이저 광을 스캐닝 미러(244)로 반사시키는 보조 미러(243), 스캐닝 미러(244) 및 레이저 광원(242)과 스캐닝 미러(244)를 제어하는 제어부(241)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(240)은 레이저 스캐닝 디스플레이(laser scanning display; LSD)일 수 있다. 레이저 스캐닝 디스플레이는 고속으로 움직이는 스캐닝 미러(244)가 레이저 광을 반사시켜 컴바이너(combiner)(예: 도 3a의 윈도우 부재(220))의 평면 상에 레이저 광이 도달하도록 하는 디스플레이를 의미할 수 있다. 레이저 광원(242)은 레드(R), 그린(G), 블루(B)에 해당하는 파장의 레이저를 각각 생성하는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 복수의 광원에서 발생하는 레이저의 세기에 의해 레이저 광원(242)에서 방출되는 빛의 파장이 결정될 수 있다. 제어부(241)는 영상 신호에 따라 복수의 광원을 제어하여 레이저 광원(242)에서 방출되는 레이저의 파장을 조절할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 보조 미러(243)은 레이저 광원(242)에서 방출된 레이저 광을 스캐닝 미러(244)로 반사시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 스캐닝 미러(244)는 고속으로 움직일 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 미러(244)는 미세 전자 기계 시스템(micro electro mechanical system; MEMS)에 의해 고속으로 회전할 수 있다. 스캐닝 미러(244)가 회전하면 스캐닝 미러(244)에 반사되는 빛이 도달하는 지점이 변경될 수 있다. 레이저 광원(242)에서 방출된 레이저 광은 스캐닝 미러(244)에 의해 반사되어 윈도우 부재(예: 도 2a의 윈도우 부재(220))의 일면에 도달할 수 있다. 스캐닝 미러(244)의 회전에 의해 레이저 광이 윈도우 부재(220)에 도달하는 지점은 제1 방향(예: 도 4의 X 방향) 및 제2 방향(예: 도 4의 Y 방향)으로 변경될 수 있다. 스캐닝 미러(244)가 고속으로 회전하면 레이저 광은 윈도우 부재(220)의 X-Y 평면에 순차적으로 도달할 수 있다. 이러한 순차적 도달이 사용자의 눈으로 인식할 수 없을 정도로 빠르기 때문에 순차적인 레이저 광의 도달로 특정한 화상(410)이 표시될 수 있다. 제어부(241)는 스캐닝 미러(244)가 고속으로 움직이도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(240)과 디스플레이 모듈(240)에서 방출된 빛이 도달하는 윈도우 부재(220) 사이에는 미러 부재(250)가 배치될 수 있다. 미러 부재(250)는 비구면(asphere) 또는 자유 곡면 형태로 형성되고 디스플레이 모듈(240)에서 방출된 레이저 광을 반사시킬 수 있는 소재로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(240)의 스캐닝 미러(244)의 고속 회전에 의해 스캐닝 미러(244)에서 반사되는 레이저 광의 각변위(제1 각변위(θ1)) 보다 미러 부재(250)에서 반사되는 레이저 광의 각변위(제2 각변위(θ2))가 더 클 수 있다. 즉, 비구면 또는 자유 곡면 형태의 미러 부재(250)는 스캐닝 미러(244)에 의한 레이저 광의 각도 변화를 증폭시킬 수 있다.
디스플레이 모듈(240)의 스캐닝 미러(244)에 의해 반사되는 레이저 광의 각변위와 디스플레이 모듈(240)과 윈도우 부재(220)의 거리에 따라 윈도우 부재(220)에 표시되는 화상(410)의 크기가 결정될 수 있다. 각변위가 클수록, 디스플레이 모듈(240)과 윈도우 부재(220)의 거리가 멀수록(빛이 이동하는 경로가 길수록) 윈도우 부재(220)에 표시되는 화상(410)의 크기는 커질 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(200)는, 미러 부재(250)가 디스플레이 모듈(240)에서 방출되는 빛이 윈도우 부재(220)에 도달하는 경로 상에 배치되어 빛이 이동하는 경로를 증가시키고, 디스플레이 모듈(240)에서 방출되는 빛의 제1 각변위(θ1)보다 큰 제2 각변위(θ2)로 각변위를 증폭시켜 윈도우 부재(220)에 표시되는 화상(410)의 크기를 증가시킬 수 있다. 또한, 미러 부재(250)에 의해 각변위가 증폭될 수 있으므로 디스플레이 모듈(240)의 스캐닝 미러(244)의 회전각을 줄일 수 있어 디스플레이 모듈(240)을 소형화할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 미러 부재(250)가 빛의 경로를 변경시킬 수 있으므로 디스플레이 모듈(240)은 윈도우 부재(220) 사이에 배치될 수 있다. 디스플레이 모듈(240)이 윈도우 부재(220) 사이에 배치되고 미러 부재(250)가 디스플레이 모듈(240)에서 방출되는 빛을 윈도우 부재(220)로 전달하므로 빛이 전달되는 경로에서 사용자의 신체와 간섭이 일어나지 않는다.
도 5는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 하나의 디스플레이 모듈(540)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(540)은, 레이저 광원(542), 분배 미러(543, 544), 스캐닝 미러(545, 546) 및 레이저 광원(542)와 스캐닝 미러(545, 546)을 제어하는 제어부(541)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(540)은 레이저 광이 한 쌍의 윈도우 부재로 도달할 수 있도록 분배 미러(543, 544)를 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 레이저 광원(542)에서 발생한 레이저 광의 일부는 제1 분배 미러(543)를 통해 제1 스캐닝 미러(545)에 전달될 수 있다. 레이저 광의 일부는 제1 분배 미러(543)를 통과할 수 있다. 제1 분배 미러(543)를 통과한 레이저 광은 제2 분배 미러(544)를 통해 제2 스캐닝 미러(546)에 전달될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 고속으로 움직이는 제1 스캐닝 미러(545)에 의해 반사된 레이저 광은 미러 부재(250)에 의해 반사되어 한 쌍의 윈도우 부재(예: 도 2a의 윈도우 부재(220)) 중 하나에 도달할 수 있다. 고속으로 움직이는 제2 스캐닝 미러(546)에 의해 반사된 레이저 광은 미러 부재(250)에서 반사되어 한 쌍의 윈도우 부재 중 나머지 하나에 도달할 수 있다. 제1 스캐닝 미러(545) 및 제2 스캐닝 미러(546)의 회전에 따라 반사되는 레이저 광의 제1 각변위(θ1)보다 미러 부재(250)에 반사되는 레이저 광의 제2 각변위(θ2)가 더 크다. 미러 부재(250)는 레이저 광의 각변위를 증폭시켜 윈도우 부재에 더 큰 화상(510)이 표시되도록 할 수 있다.
이와 같이, 분배 미러를 포함하는 디스플레이 모듈(540)을 사용하는 경우, 하나의 디스플레이 모듈(540)을 통해 한 쌍의 윈도우 부재에 모두 화상(510)이 표시되도록 할 수 있다.
도 6는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 카메라가 포함된 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 전체 구성도이다.
다양한 실시예에서, 전자 장치(101)는 사용자의 머리 부분에 착용되어, 사용자에게 증강현실 서비스와 관련된 영상을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 시야각(FoV, field of view)으로 판단되는 영역에 적어도 하나의 가상 객체가 겹쳐 보이도록 출력하는 증강 현실 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 시야각으로 판단되는 영역은 전자 장치(101)를 착용한 사용자가 전자 장치(101)를 통해 인지할 수 있다고 판단되는 영역으로, 전자 장치(101)의 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))의 전체 또는 적어도 일부를 포함하는 영역일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 양안(예: 좌안 및/또는 우안), 각각에 대응하는 복수 개의 글래스(예: 제 1 글래스(620) 및 제 2 글래스(630))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 안경(glass), 고글(goggles), 헬멧 또는 모자 중 적어도 하나의 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 6를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는 디스플레이 모듈(614)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160)), 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 오디오 모듈(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 제 1 지지부(621), 및/또는 제 2 지지부(622)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 제 1 디스플레이(예: 제 1 글래스(620)) 및/또는 제 2 디스플레이(예: 제 2 글래스(630))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 카메라는 사용자의 시야각(FoV, field of view)에 대응되는 영상을 촬영하거나 및/또는 객체와의 거리를 측정하기 위한 촬영용 카메라(613), 사용자가 바라보는 시선의 방향을 확인하기 위한 시선 추적 카메라(eye tracking camera)(612), 및/또는 일정 공간을 인식하기 위한 인식용 카메라(gesture camera)(611-1, 611-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬영용 카메라(613)는 전자 장치(101)의 전면 방향을 촬영할 수 있고, 시선 추적 카메라(612)는 상기 촬영용 카메라(613)의 촬영 방향과 반대되는 방향을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(612)는 사용자의 양안을 적어도 부분적으로 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 지지부(621) 및/또는 제 2 지지부(622)는 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(631-1, 631-2), 스피커(speaker)(632-1, 632-2), 및/또는 배터리(633-1, 633-2)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)(예: 도 6의 디스플레이 모듈(614))은, 글래스(예: 제 1 글래스(620) 및 제 2 글래스(630))에 집광 렌즈(미도시) 및/또는 투명 도파관(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 도파관은 글래스의 일부에 적어도 부분적으로 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)에서 방출된 광은 상기 제 1 글래스(620) 및 상기 제 2 글래스(630)를 통해, 글래스의 일단으로 입광될 수 있고, 상기 입광된 광이 글래스 내에 형성된 도파관 및/또는 도파로(예: waveguide)를 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 도파관은 글래스, 플라스틱, 또는 폴리머로 제작될 수 있으며, 내부 또는 외부의 일표면에 형성된 나노 패턴, 예를 들어, 다각형 또는 곡면 형상의 격자 구조(grating structure)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 입광된 광은 나노 패턴에 의해 도파관 내부에서 전파 또는 반사되어 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파로(waveguide)는 적어도 하나의 회절 요소(예: DOE(diffractive optical element), HOE(holographic optical element)) 또는 반사 요소(예: 반사 거울) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도파로는 적어도 하나의 회절 요소 또는 반사 요소를 이용하여 광원부로부터 방출된 디스플레이 광을 사용자의 눈으로 유도할 수 있다.
도 6를 참조하면, 제 1 지지부(621) 및/또는 제 2 지지부(622)는 전자 장치(101)의 각 구성요소에 전기적 신호를 전달하기 위한 인쇄 회로 기판(631-1, 631-2), 오디오 신호를 출력하기 위한 스피커(632-1, 632-2), 배터리(633-1, 633-2) 및/또는 전자 장치(101)의 본체부(623)에 적어도 부분적으로 결합하기 위한 힌지부(640-1, 640-2)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스피커(632-1, 632-2)는 사용자의 좌측 귀에 오디오 신호를 전달하기 위한 제 1 스피커(632-1) 및 사용자의 우측 귀에 오디오 신호를 전달하기 위한 제 2 스피커(632-2)를 포함할 수 있다. 스피커(632-1, 632-2)는 도 1의 오디오 모듈(170)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 복수 개의 배터리(633-1, 633-2)가 구비될 수 있고, 전력 관리 모듈(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188))을 통해, 인쇄 회로 기판(631-1, 631-2)에 전력을 공급할 수 있다.
도 6를 참조하면, 전자 장치(101)는 사용자의 음성 및 주변 소리를 수신하기 위한 마이크(641)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크(641)는 도 1의 오디오 모듈(170)에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 적어도 하나의 카메라(예: 촬영용 카메라(613), 시선 추적 카메라(612) 및/또는 인식용 카메라(611-1, 611-2))의 정확도를 높이기 위한 적어도 하나의 발광 장치(illumination LED)(642)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 장치(642)는 시선 추적 카메라(612)로 사용자의 동공을 촬영할 때 정확도를 높이기 위한 보조 수단으로 사용될 수 있으며, 발광 장치(642)는 가시광 파장보다 적외선 파장의 IR LED를 사용할 수 있다. 다른 예를 들어, 발광 장치(642)는 인식용 카메라(611-1, 611-2)로 사용자의 제스처를 촬영할 때 어두운 환경이나 여러 광원의 혼입 및 반사 빛 때문에 촬영하고자 하는 피사체 검출이 용이하지 않을 때 보조 수단으로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(101)는 본체부(623)와 지지부(예: 제 1 지지부(621), 및/또는 제 2 지지부(622))로 구성될 수 있고, 본체부(623)와 지지부(621, 622)는 작동적으로 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 본체부(623)와 지지부(621, 622)는 힌지부(640-1, 640-2)를 통해 작동적으로 연결될 수 있다. 본체부(623)는 사용자의 코에 적어도 부분적으로 거치될 수 있고, 디스플레이 모듈(160) 및 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180))을 포함할 수 있다. 지지부(621, 622)는 사용자의 귀에 거치되는 지지 부재를 포함하고, 왼쪽 귀에 거치되는 제 1 지지부(621) 및/또는 오른쪽 귀에 거치되는 제 2 지지부(622)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 지지부(621) 또는 제 2 지지부(622)는 적어도 부분적으로 인쇄 회로 기판(631-1, 631-2), 스피커(632-1, 632-2), 및/또는 배터리(633-1, 633-2)를 포함할 수 있다. 배터리는 전력 관리 모듈(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188))과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 제 1 글래스(620) 및/또는 제 2 글래스(630)를 포함할 수 있고, 상기 제 1 글래스(620) 및 상기 제 2 글래스(630)를 통해 사용자에게 시각적인 정보를 제공할 수 있다. 전자 장치(101)는 좌안에 대응하는 제 1 글래스(620) 및/또는 우안에 대응하는 제 2 글래스(630)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 디스플레이 패널 및/또는 렌즈(예: 글래스)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 재질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 투명 소자로 구성될 수 있고, 사용자가 디스플레이 모듈(160)을 투과하여, 상기 디스플레이 모듈(160)의 후면의 실제 공간을 인지할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은 사용자에게 실제 공간의 적어도 일부에 가상 객체가 덧붙여진 것으로 보여지도록 투명 소자의 적어도 일부 영역에 가상 객체를 표시할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)에 포함된 제 1 글래스(620) 및/또는 제 2 글래스(630)는 사용자의 양안(예: 좌안(left eye) 및/또는 우안(right eye)), 각각에 대응되는 복수의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 VR(virtual reality) 장치(예: 가상 현실 장치)를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)가 VR 장치인 경우 제 1 글래스(620)와 제 2 글래스(630)은 디스플레이 모듈(160)로써 기능할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)을 통해 출력되는 가상 객체는 전자 장치(101)에서 실행되는 어플리케이션 프로그램과 관련된 정보 및/또는 사용자의 시야각(FoV, field of view)으로 판단되는 영역에 대응하는 실제 공간에 위치한 외부 객체와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 카메라(예: 촬영용 카메라(613))를 통해 획득한 실제 공간과 관련된 영상 정보 중 사용자의 시야각(FoV)으로 판단되는 영역에 대응하는 적어도 일부에 포함되는 외부 객체를 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는 적어도 일부에서 확인한 외부 객체와 관련된 가상 객체를 전자 장치(101)의 표시 영역 중 사용자의 시야각으로 판단되는 영역을 통해 출력(또는 표시)할 수 있다. 상기 외부 객체는 실제 공간에 존재하는 사물을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 가상 객체를 표시하는 표시 영역은 디스플레이 모듈(예: 제 1 디스플레이 모듈(351) 또는 제 2 디스플레이 모듈(353))의 일부(예: 디스플레이 패널의 적어도 일부)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 영역은 제 1 글래스(620) 및/또는 제 2 글래스(630)의 적어도 일부분에 대응되는 영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 시야각(FoV)에 대응되는 영상을 촬영하거나 및/또는 객체와의 거리를 측정하기 위한 촬영용 카메라(613)(예: RGB 카메라), 사용자가 바라보는 시선 방향을 확인하기 위한 시선 추적 카메라(612)(eye tracking camera), 및/또는 일정 공간을 인식하기 위한 인식용 카메라(611-1, 611-2)(예: 제스처 카메라(gesture camera))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 촬영용 카메라(613)를 사용하여, 상기 전자 장치(101)의 전면 방향에 위치한 객체와의 거리를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 양안에 대응하여 복수 개의 시선 추적 카메라(612)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(612)는 상기 촬영용 카메라(613)의 촬영 방향과 반대되는 방향을 촬영할 수 있다. 시선 추적 카메라(612)는 사용자의 시선 방향(예: 눈동자 움직임)을 감지할 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(612)는 사용자의 왼쪽 눈의 시선 방향을 추적하기 위한 제 1 시선 추적 카메라(612-1), 및 사용자의 오른쪽 눈의 시선 방향을 추적하기 위한 제 2 시선 추적 카메라(612-2)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 인식용 카메라(611-1, 611-2)를 사용하여, 기 설정된 거리 이내(예: 일정 공간)에서의 사용자 제스처를 감지할 수 있다. 예를 들어, 인식용 카메라(611-1, 611-2)는 복수 개로 구성될 수 있고, 전자 장치(101)의 양 측면에 배치될 수 있다. 전자 장치(101)는 적어도 하나의 카메라를 사용하여, 좌안 및/또는 우안 중에서 주시안 및/또는 보조시안에 대응되는 눈을 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 외부 객체 또는 가상 객체에 대한 사용자의 시선 방향에 기반하여, 주시안 및/또는 보조시안에 대응되는 눈을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 촬영용 카메라(613)는 HR(high resolution) 카메라 및/또는 PV(photo video) 카메라와 같은 고해상도의 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적 카메라(612)는 사용자의 눈동자를 검출하여, 시선 방향을 추적할 수 있고, 가상 영상의 중심이 상기 시선 방향에 대응하여 이동하도록 활용될 수 있다. 예를 들어, 시선 추적 카메라(612)는 좌안에 대응되는 제 1 시선 추적 카메라(612-1) 및 우안에 대응되는 제 2 시선 추적 카메라(612-2)로 구분될 수 있고, 카메라의 성능 및/또는 규격이 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인식용 카메라(611-1, 611-2)는 사용자의 손(제스처) 검출 및/또는 공간 인식을 위해 사용될 수 있고, GS(global shutter) 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인식용 카메라(611-1, 611-2)는 빠른 손동작 및/또는 손가락 등의 미세한 움직임을 검출 및 추적하기 위해, RS(rolling shutter) 카메라와 같이, 화면 끌림이 적은 GS 카메라를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 카메라(예: 도 1의 카메라 모듈(180))를 통해 획득한 실제 공간과 관련된 영상 정보에 기반하여 증강 현실 서비스와 관련된 가상 객체를 함께 표시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 양안에 대응하여 배치된 디스플레이 모듈(예: 좌안에 대응되는 제 1 디스플레이 모듈(351), 및/또는 우안에 대응되는 제 2 디스플레이 모듈(353))을 기반으로 상기 가상 객체를 표시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 기 설정된 설정 정보(예: 해상도(resolution), 프레임 레이트(frame rate), 밝기, 및/또는 표시 영역)를 기반으로 상기 가상 객체를 표시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제 1 글래스(620)에 포함된 제 1 디스플레이 패널과 제 2 글래스(630)에 포함된 제 2 디스플레이 패널을 각각 독립된 구성부로 동작할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 제 1 설정 정보를 기반으로 제 1 디스플레이 패널의 표시 성능을 결정할 수 있고, 제 2 설정 정보를 기반으로 제 2 디스플레이 패널의 표시 성능을 결정할 수 있다.
도 6,에 도시된 전자 장치(101)에 포함되는 적어도 하나의 카메라(예: 촬영용 카메라(613), 시선 추적 카메라(612) 및/또는 인식용 카메라(611-1, 611-2))의 개수 및 위치는 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)의 형태(예: 모양 또는 크기)에 기반하여 적어도 하나의 카메라(예: 촬영용 카메라(613), 시선 추적 카메라(612) 및/또는 인식용 카메라(611-1, 611-2))의 개수 및 위치는 다양할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 전자 장치는, 프레임, 상기 프레임에 의해 지지되는 한 쌍의 윈도우 부재, 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 다리 부재, 상기 한 쌍의 윈도우 부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 디스플레이 모듈 및 상기 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛이 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 적어도 하나에 도달하도록 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛을 반사시키는 적어도 하나의 미러 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 미러 부재는, 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 적어도 하나와 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈은, 레이저 광원, 상기 레이저 광원에서 발생된 레이저 광을 복수의 반사각으로반사시켜 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 하나에 전달하는 스캐닝 미러 및 상기 레이저 광원 및 스캐닝 미러를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 미러 부재는, 비구면(asphere)일 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈에서 방출되는 레이저 광의 각변위인 제1 각변위보다 상기 적어도 하나의 미러 부재에 반사된 레이저 광의 각변위인 제2 각변위가 더 클 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 윈도우 부재 사이에서 배치되어 상기 프레임에 결합되고 사용자의 신체에 의해 지지되도록 형성된 받침 부재를 더 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈은, 상기 받침 부재 및 프레임 중 적어도 하나에 배치될 수 있고, 상기 적어도 하나의 미러 부재는, 상기 받침 부재에 배치될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈은, 상기 받침 부재 및 프레임 중 적어도 하나에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 미러 부재는, 상기 받침 부재에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 윈도우 부재의 표면은, 상기 디스플레이 모듈에서 방출된 빛을 반사시킬 수 있는 소재로 코팅될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 모듈은, 레이저 광원에서 발생된 레이저 광의 적어도 일부를 제1 스캐닝 미러로 전달하는 제1 분배 미러와, 상기 제1 분배 미러를 투과한 레이저 광을 제2 스캐닝 미러로 전달하는 제2 분배 미러를 포함할 수 있고, 상기 제1 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 광은 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 하나의 윈도우 부재에 도달할 수 있고, 상기 제2 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 광은 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 나머지 윈도우 부재에 도달할 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 문서에 개시된 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 문서에 개시된 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 전자 장치에 있어서,
    프레임;
    상기 프레임에 의해 지지되는 한 쌍의 윈도우 부재;
    상기 프레임에 결합되는 착용 부재;
    상기 한 쌍의 윈도우 부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 디스플레이 모듈; 및
    상기 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛이 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 적어도 하나에 도달하도록 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈에서 방출되는 빛을 반사시키는 적어도 하나의 미러 부재;를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 착용 부재는,
    상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 다리 부재를 포함하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 착용 부재는,
    상기 착용 부재의 직경을 조절하는 조절부를 포함하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미러 부재는,
    상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 적어도 하나와 상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈 사이에 배치되는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈은,
    레이저 광원, 상기 레이저 광원에서 발생된 레이저 광을 복수의 반사각으로반사시켜 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 하나에 전달하는 스캐닝 미러 및 상기 레이저 광원 및 스캐닝 미러를 제어하는 제어부를 포함하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미러 부재는, 비구면(asphere)인 전자 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈에서 방출되는 레이저 광의 각변위인 제1 각변위보다 상기 적어도 하나의 미러 부재에 반사된 레이저 광의 각변위인 제2 각변위가 더 큰 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 윈도우 부재 사이에서 배치되어 상기 프레임에 결합되고 사용자의 신체에 의해 지지되도록 형성된 받침 부재;를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈은, 상기 받침 부재 및 프레임 중 적어도 하나에 배치되고,
    상기 적어도 하나의 미러 부재는, 상기 받침 부재에 배치되는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디스플레이 모듈은,
    상기 받침 부재 및 프레임 중 적어도 하나에 탈착 가능하게 설치되는 전자 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미러 부재는,
    상기 받침 부재에 탈착 가능하게 설치되는 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 윈도우 부재의 표면은,
    상기 디스플레이 모듈에서 방출된 빛을 반사시킬 수 있는 소재로 코팅된 전자 장치.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은,
    레이저 광원에서 발생된 레이저 광의 적어도 일부를 제1 스캐닝 미러로 전달하는 제1 분배 미러와, 상기 제1 분배 미러를 투과한 레이저 광을 제2 스캐닝 미러로 전달하는 제2 분배 미러를 포함하고,
    상기 제1 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 광은 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 제1 윈도우 부재에 도달하고,
    상기 제2 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 광은 상기 한 쌍의 윈도우 부재 중 제2 윈도우 부재에 도달하는 전자 장치.
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