WO2023027446A1 - 전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법 Download PDF

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WO2023027446A1
WO2023027446A1 PCT/KR2022/012507 KR2022012507W WO2023027446A1 WO 2023027446 A1 WO2023027446 A1 WO 2023027446A1 KR 2022012507 W KR2022012507 W KR 2022012507W WO 2023027446 A1 WO2023027446 A1 WO 2023027446A1
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color
light
electronic device
waveguide
driving power
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PCT/KR2022/012507
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박경태
김나리
유찬형
정호영
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삼성전자주식회사
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Publication date
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    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B2027/0178—Eyeglass type

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device and a control method of the electronic device, for example, an electronic device capable of providing content through a plurality of light-emitting diodes (LEDs) and a waveguide, and a control method of the electronic device.
  • LEDs light-emitting diodes
  • AR glasses are devices implemented so that a user can enjoy augmented reality content by wearing them like wearing glasses, and provide high-resolution augmented reality content while providing convenience when worn by the user. Research related to possible AR glasses is continuing.
  • AR glass is implemented in an OLED-based liquid crystal on silicon (LCoS) method and has high optical efficiency, but in order to achieve high optical efficiency, it must have a bulky shape, so there may be limitations in miniaturization and weight reduction. .
  • LCD liquid crystal on silicon
  • micro LED-based AR glasses are being developed, but while micro-LED-based AR glasses are suitable for miniaturization and light weight, a high level of power consumption may occur due to the low luminous efficiency of the micro LED.
  • Various embodiments of the present disclosure may provide an electronic device capable of reducing power consumption while outputting light having a suitable white balance and a method for controlling the electronic device in providing content through an LED and a waveguide. there is.
  • an electronic device includes a power supply unit, a plurality of LEDs, a projection lens, and light emitted from the plurality of LEDs is input through the projection lens, and light output of a first color according to diffraction of the input light
  • a power supply unit a plurality of LEDs, a projection lens, and light emitted from the plurality of LEDs is input through the projection lens, and light output of a first color according to diffraction of the input light
  • the first color and the light output efficiency of the second color including a waveguide configured to have higher efficiency than the light output efficiency of the second color according to the diffraction of the input light, Determine first driving power for a first LED emitting light of the first color among the plurality of LEDs and second driving power for a second LED emitting light of the second color among the plurality of LEDs;
  • a processor controlling the power supply unit so that the first driving power is supplied to the first LED and the second driving power is supplied to the second LED while content is displayed on the display.
  • a control method of an electronic device including a display including a plurality of LEDs, a projection lens, and a waveguide includes an operation of receiving a request for displaying content, and light emission for each color of the waveguide. An operation of determining driving power for each color of the plurality of LEDs based on efficiency and an operation of displaying the content by driving the plurality of LEDs based on the determined driving power.
  • a display module includes a plurality of LEDs, a projection lens, and a waveguide, and the waveguide is configured when light emitted from the plurality of LEDs is input to the waveguide through the projection lens.
  • Light emission efficiency of the first color according to diffraction of light input to the waveguide may be higher than emission efficiency of the second color according to diffraction of light input to the waveguide.
  • the electronic device can reduce power consumption of the electronic device by controlling the light emission efficiency for each color of the waveguide and the driving power for each color of the LED while outputting light with a correct white balance through a display including an LED and a waveguide. there is. And, accordingly, heat generation of the electronic device may be reduced and a use time of the electronic device may be increased. In addition to this, various effects identified directly or indirectly through this document may be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a case where an electronic device according to an embodiment of the present disclosure is implemented as AR glasses;
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram showing in detail the configuration of a display according to an embodiment of the present disclosure.
  • 5 to 7 are diagrams for explaining a pixel configuration of a display according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 8 to 10 are diagrams for explaining a configuration of an LED module according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure in detail.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a control method of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • expressions such as “has,” “can have,” “includes,” or “can include” indicate the presence of a corresponding feature (eg, numerical value, function, operation, or component such as a part). , which does not preclude the existence of additional features.
  • expressions such as “A or B,” “at least one of A and/and B,” or “one or more of A or/and B” may include all possible combinations of the items listed together.
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • connection to it should be understood that the certain component may be directly connected to the other component or connected through another component (eg, a third component).
  • the phrase “device configured to” may mean that the device is “capable of” in conjunction with other devices or components.
  • a processor configured (or configured) to perform A, B, and C may include a dedicated processor (eg, embedded processor) to perform the operation, or by executing one or more software programs stored in a memory device.
  • a general-purpose processor eg, CPU or application processor
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logical blocks, parts, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof 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
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a case where an electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure is implemented as AR glasses.
  • An electronic device 100 refers to a device capable of displaying content through a plurality of light-emitting diodes (LEDs).
  • the electronic device 100 may be implemented as AR glasses capable of displaying augmented reality (AR) content, but the present disclosure is not limited thereto.
  • AR augmented reality
  • the electronic device 100 includes a device capable of providing virtual reality (VR) content, a device capable of providing mixed reality (MR) content, and an extended reality (eXtended Reality, It may be various types of head mounted display (HMD) devices, such as a device capable of providing XR) content or a device capable of providing substitutional reality (SR) content.
  • HMD head mounted display
  • the electronic device 100 according to the present disclosure may be a device having any type, structure, and form, as well as an HMD device.
  • the electronic device 100 includes a display and may display content along with an image corresponding to a live view of reality through the display.
  • the display may be a transparent display, and content may be displayed while an image corresponding to a live view of reality is displayed through the transparent display.
  • the electronic device 100 may include a camera and display content along with an image acquired through the camera. Also, the electronic device 100 may display content together with an image received from an external device.
  • the electronic device 100 includes a plurality of LEDs, and may include, for example, a green LED, a red LED, and a blue LED.
  • each of the plurality of LEDs may be a micro LED having a horizontal length and a vertical length of approximately 100 ⁇ m or less.
  • FIGS. 2 to 12 various embodiments according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 2 to 12 .
  • FIG. 2 is a diagram briefly illustrating the configuration of an electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • 3 is a diagram showing in detail the configuration of the display 20 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a graph for explaining the diffraction efficiency according to the design of the waveguide 23.
  • various embodiments of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 2 to 4 .
  • the electronic device 100 includes a power supply unit 10 (eg, the power management module 10 of FIG. 11 ), a display 20 (eg, the display module 20 of FIG. 11 ), and a memory. 30 (eg, the memory 30 of FIG. 11) and a processor 40 (eg, the processor 40 of FIG. 11).
  • a power supply unit 10 eg, the power management module 10 of FIG. 11
  • a display 20 eg, the display module 20 of FIG. 11
  • a memory. 30 eg, the memory 30 of FIG. 11
  • a processor 40 eg, the processor 40 of FIG. 11
  • the configurations shown in FIG. 2 are merely illustrative, and it goes without saying that new configurations may be added or some configurations may be omitted in addition to the configurations shown in FIG. 2 in practicing the present disclosure.
  • the power supply unit 10 may supply power to the electronic device 100 .
  • the power supply unit 10 may allow the electronic device 100 to operate by supplying power to a component of the electronic device 100 including an LED module under the control of the processor 40 .
  • the power supply unit 10 may supply different driving power for each color of the plurality of LEDs 21 under the control of the processor 40 .
  • driving power for each color of the plurality of LEDs 21 may be determined based on light emission efficiency for each color according to the design of the waveguide 23, as will be described later.
  • the display 20 may display images or content.
  • the processor 40 may display content on the display 20 based on image data pre-stored in the memory 30 .
  • the processor 40 may receive image data from an external device and display content on the display 20 based on the received data.
  • the display 20 includes a plurality of light-emitting diodes (LEDs 21), a projection lens 22, and a waveguide 23 ( waveguide).
  • the display 20 may be referred to as a 'display module', which is a term for referring to a unit including a plurality of LEDs 21, a projection lens 22, and a waveguide 23.
  • the plurality of LEDs 21 may emit light of a color corresponding to each of the plurality of LEDs 21 .
  • the plurality of LEDs 21 may include a first LED emitting light of a first color, a second LED emitting light of a second color, and a third LED emitting light of a third color.
  • the first color may be red
  • the second color may be green
  • the third color may be blue. That is, the first LED may emit red light
  • the second LED may emit green light
  • the third LED may emit blue light.
  • the first LED, the second LED, and the third LED may be disposed adjacent to each other to implement one of the pixels of the display 20 .
  • each of the plurality of pixels constituting the display 20 may be implemented through a set of the first LED, the second LED, and the third LED, and each of the plurality of pixels constituting the display 20 is the first LED.
  • White can be displayed according to a combination of light emitted through each of the second LED and the third LED.
  • the projection lens 22 may receive at least a portion of light emitted from the plurality of LEDs 21 . 3 shows that some of the light emitted from the plurality of LEDs 21 is received by the projection lens 22 . No particular limitation is imposed on the type of projection lens 22 according to the present disclosure.
  • the waveguide 23 may output light input through the projection lens 22 .
  • the waveguide 23 may include an input unit 23-1 that receives light through the projection lens 22 and an output unit 23-2 that outputs the input light.
  • the input light penetrates the inside of the waveguide 23. Accordingly, the light is transmitted to the output unit 23-2 of the waveguide 23, and the output unit 23-2 of the waveguide 23 may output light to a predetermined location.
  • the pre-designated position is an area where an image is displayed on the display 20, which means, for example, an area where an image projected through the output unit 23-2 can be clearly maintained on the display 20. It may mean an eye-box.
  • light emission efficiency of the waveguide 23 may vary depending on the internal design of the waveguide 23 .
  • the light emission efficiency refers to an index representing the efficiency of light output by the output unit 23-2 of the waveguide 23 compared to light input to the input unit 23-1 of the waveguide 23, and refers to diffraction according to a diffraction grating. It may be used as a generic term for light efficiency of the waveguide 23, such as efficiency.
  • the waveguide 23 may include diffractive elements such as diffractive optical elements (DOE) or holographic optical elements (HOE).
  • DOE diffractive optical elements
  • HOE holographic optical elements
  • the light emission efficiency of the waveguide 23 may be determined based on the depth of a diffraction grating constituting the diffraction element, and may also be determined according to various factors such as a period or a refractive index of the diffraction grating. There are no particular limitations on the specific design and manufacturing method of the waveguide 23 .
  • the depth of the diffraction grating refers to the depth of patterns formed by the diffraction grating, and may specifically mean the height of the diffraction grating with respect to the inner surface of the waveguide 23 as a reference.
  • the period of the diffraction grating refers to an interval between patterns formed inside the waveguide 23, and may specifically mean a distance between adjacent diffraction gratings among a plurality of diffraction gratings.
  • the blazed grating refers to a diffraction grating capable of exhibiting good efficiency at a specific wavelength by adjusting the inclination of the diffraction grating.
  • FIG. 4 is a graph 411 showing the 0th-order diffraction efficiency of blue light having a central wavelength of 460 nm, a graph 421 showing the 0th-order diffraction efficiency of green light having a central wavelength of 550 nm, and a red light having a central wavelength of 640 nm.
  • a graph 431 representing the 0th-order diffraction efficiency of each light is included.
  • 4 is a graph 432 showing the 1st diffraction efficiency of blue light having a center wavelength of 460 nm, a graph 422 showing the 1st diffraction efficiency of green light having a center wavelength of 550 nm and red light having a center wavelength of 640 nm. and a graph 412 showing the first order diffraction efficiency of each.
  • the 0th-order diffraction efficiency represents the rate at which light input to the waveguide 23 is transmitted without being diffracted by the diffractive element
  • the 1st-order diffraction efficiency represents the rate at which light input to the waveguide 23 is diffracted by the diffractive element. It represents the rate at which the advance angle changes as it progresses.
  • the difference between the 0th-order diffraction efficiency and the 1st-order diffraction efficiency of blue light is about 15%, whereas the 0th-order diffraction efficiency and 1st-order diffraction efficiency of red light It can be seen that the difference in efficiency is about 60% or more.
  • the depth of the diffractive element is greater than 300 nm, in the case of blue light, a reversal occurs in which the 0th-order diffraction efficiency becomes greater than the 1st-order diffraction efficiency. The difference in 1st-order diffraction efficiency becomes large.
  • the depth of the diffractive element is greater than 300 nm, the difference between the 0th-order diffraction efficiency and the 1st-order diffraction efficiency of red light is reduced.
  • the light output efficiency of the first color according to the diffraction of light input to the waveguide 23 is higher than the light output efficiency of the second color according to the diffraction of light input to the waveguide 23. It can be configured high. For example, when the first color is red and the second color is blue, light emission efficiency of red may be higher than light emission efficiency of blue. For example, the emission efficiency of red light may be twice that of blue light.
  • FIG. 3 shows the waveguide 23 in the form of a combination of two plates
  • the number of plates constituting the waveguide 23 is the size of the output unit 23-2 of the waveguide 23 (e.g. : eye box size), the angle of view of the image output through the waveguide 23, or the refractive index of the medium inside the waveguide 23. It can also consist of 3 individual plates. Also, the number of waveguides 23 included in the electronic device 100 is not particularly limited.
  • At least one instruction related to the electronic device 100 may be stored in the memory 30 .
  • an operating system (O/S) for driving the electronic device 100 may be stored in the memory 30 .
  • various software programs or applications for operating the electronic device 100 may be stored in the memory 30 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the memory 30 may include a semiconductor memory such as a flash memory or a magnetic storage medium such as a hard disk.
  • the memory 30 may store various software modules for operating the electronic device 100 according to various embodiments of the present disclosure
  • the processor 40 may store various software modules stored in the memory 30. It is possible to control the operation of the electronic device 100 by executing. For example, the memory 30 is accessed by the processor 40, and data can be read/written/modified/deleted/updated by the processor 40.
  • the term memory 30 refers to the memory 30, a ROM (not shown) in the processor 40, a RAM (not shown), or a memory card (not shown) mounted in the electronic device 100 (eg For example, micro SD card, memory stick) may be used as a meaning including.
  • the memory 30 includes image data corresponding to content, information on light emission efficiency for each color of the waveguide 23, and driving power for each color of the plurality of LEDs 21.
  • Various types of information such as information and information on a preset white balance may be stored.
  • various information necessary for achieving the object of the present disclosure may be stored in the memory, and the information stored in the memory may be updated as received from an external device or input by a user.
  • the processor 40 controls overall operations of the electronic device 100 .
  • the processor 40 is functionally connected to the configuration of the electronic device 100 including the power supply unit 10, the display 20, and the memory 30, and at least one stored in the memory 30 as described above. By executing one instruction, the overall operation of the electronic device 100 may be controlled.
  • processor 40 can be implemented in a variety of ways.
  • the processor 40 may include an application specific integrated circuit (ASIC), an embedded processor, a microprocessor, hardware control logic, a hardware finite state machine (FSM), a digital signal processor processor, DSP) may be implemented as at least one.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FSM hardware finite state machine
  • DSP digital signal processor processor
  • the term processor 40 may be used to include a central processing unit (CPU), a graphic processing unit (GPU), and a main processing unit (MPU).
  • CPU central processing unit
  • GPU graphic processing unit
  • MPU main processing unit
  • the processor 40 provides first driving power for a first LED emitting light of a first color among a plurality of LEDs based on the light emission efficiency of the first color and the light emission efficiency of the second color, and Second driving power for a second LED emitting light of a second color among the plurality of LEDs may be determined. Also, the processor 40 may control the power supply unit 10 to supply first driving power to the first LED and supply second driving power to the second LED while content is displayed on the display.
  • the processor 40 supplies the first driving power to the first LED emitting red light.
  • the power supply unit 10 may be controlled so that the second driving power is supplied to the second LED emitting blue light.
  • the processor 40 first drives the first LED emitting red light.
  • the power supply unit 10 may be controlled so that second driving power twice the first driving power is supplied to the second LED emitting blue light.
  • the ratio of the first driving power to the second driving power may be in inverse proportion to the ratio of light emission efficiency of the first color to light emission efficiency of the second color.
  • the first driving power, the second driving power, the light emission efficiency of the first color and the light emission efficiency of the second color are determined so that the white balance of the light output through the waveguide 23 corresponds to the preset white balance.
  • the ratio of emission efficiencies of blue, green, and red light of the waveguide 23 may be 0.5:1:2, and the luminance ratio of blue, green, and red lights to generate light with a preset white balance may be 1: It could be 6:3.
  • the luminance ratio of 1:6:3 reduces the down conversion efficiency of the color conversion medium to red when the plurality of LEDs 21 according to the present disclosure are implemented as an LED module as shown in FIG. It is a value calculated on the premise that the 20% level is common to green and green, but of course the present disclosure is not limited thereto.
  • the luminance ratio of blue, green, and red light for digital cinema initiatives (DCI)-P3 may vary by about 0.8:6.9:2.3 depending on the condition of the center wavelength.
  • the blue LED, green LED, and red LED for generating light with a luminance ratio of 1:6:3 is a unitless number of 100
  • the blue LED, green LED, and red LED The driving power may be 15, 35 and 50 respectively. That is, according to the low luminous efficiency of the red LED, the power consumption of the red LED for generating white light may be the largest, and the power consumption of the blue LED may be relatively small.
  • driving powers of the blue LED, green LED, and red LED may be adjusted to 30, 35, and 25, respectively. That is, in consideration of the fact that the ratio of light emission efficiencies for each of blue, green, and red of the waveguide 23 in the previous example is 0.5:1:2, the driving power of the blue LED, green LED, and red LED is , may be determined as a value inversely proportional to the ratio of light emission efficiencies for green and red stars.
  • the total power consumption of the display 20 is 90 (eg, the sum of driving powers of the blue LED, green LED, and red LED), and accordingly, the driving powers of the blue LED, green LED, and red LED are 15, Compared to the total power consumption of 100 in the case of 35 and 50, the power consumption can be reduced.
  • the ratio of the first driving power to the second driving power is inversely proportional to the ratio of the light emission efficiency of the first color to the light emission efficiency of the second color, but this is only for one embodiment.
  • the first driving power, the second driving power, the light emission efficiency of the first color and the light emission efficiency of the second color are used to ensure that the white balance of the light output through the waveguide 23 corresponds to the preset white balance. value can be determined. This is because an object of the present disclosure is to reduce power consumption while outputting light having a suitable white balance.
  • the preset white balance is a value set so that content having a suitable white balance can be viewed from the user's point of view, and can be changed according to a developer's or user's setting.
  • the white balance of the light output through the waveguide 23 is an area including the center of the output unit 23-2 of the waveguide 23 and having an area of 15% or less of the total area of the output unit 23-2. It can be calculated based on the light output through. This is to increase the reliability of evaluation of the white balance of light output through the waveguide 23, and the area of 15% may vary depending on the embodiment.
  • the electronic device 100 outputs light having a suitable white balance through the display 20 including the LED and the waveguide 23, while the waveguide 23 Power consumption of the electronic device 100 can be reduced by controlling light emission efficiency for each color and driving power for each color of the LED. And, accordingly, heat generation of the electronic device 100 may be reduced, and a use time of the electronic device 100 may be increased.
  • FIGS. 5 to 7 are views for explaining a pixel configuration of the display 20 according to various embodiments of the present disclosure. Specifically, FIGS. 5 to 7 each show some of the pixels of the display 20 according to the present disclosure.
  • a red LED 410, a green LED 420, and a blue LED 430 according to the present disclosure are arranged adjacent to each other, and each of the pixels 400 of the pixels of the display 20 ) can be implemented.
  • the arrangement of the LEDs shown in FIGS. 5 to 7 is only exemplary, and it goes without saying that the present disclosure can be applied no matter how they are arranged.
  • the first LED, the second LED, and the third LED that is, the red LED 410, the green LED 420, and the blue LED 430, the LED itself emits red, green, and blue light. It is used to refer to the case of emitting green, red, and blue light through a color conversion medium as well as the case implemented to do so.
  • a configuration of an LED module configured to emit green, red, and blue light through a color conversion medium will be described with reference to FIG. 8 .
  • FIGS. 8 to 10 are views for explaining a configuration of an LED module according to various embodiments of the present disclosure. Specifically, FIGS. 8 to 10 exemplarily show a configuration of an LED module for implementing one pixel of the display 20 according to the present disclosure.
  • the term LED module is used to include a plurality of LEDs 21 and components related to light emission of the plurality of LEDs 21 .
  • the LED module according to the present disclosure may include a silicon (Si)-based backplane and three blue LEDs 810 disposed on the substrate.
  • the blue LED 810 may be used as the excitation light of the LED module in that it has a wavelength suitable for use as the excitation light of a color conversion medium such as a quantum dot.
  • color conversion for converting the color of light emitted through the blue LED 810 to green on two blue LEDs 810 among the three blue LEDs 810 layer and a color conversion layer for converting the color of light emitted through the blue LED 810 to red.
  • the color conversion layer may include a color conversion medium 820 as shown in FIG. 8 , and the color conversion medium 820 may be implemented with, for example, quantum dots.
  • a color filter 830 and a protection layer may be additionally disposed on the color conversion layer.
  • the LED module according to the present disclosure includes a red LED (910), a green LED (920) and a blue LED (930), a red LED (910), a green LED (920) and a barrier reflector 940 to prevent leakage of light emitted through each of the blue LEDs 930 . That is, the LED module according to the present disclosure may be configured to implement pixels of the display 20 in a so-called native LED method.
  • the LED module in one embodiment, unlike the case of FIGS. 8 and 9, in which red LEDs, green LEDs, and blue LEDs are arranged adjacently to form one pixel, It includes a first panel 1010 including a plurality of red LEDs, a second panel 1020 including a plurality of green LEDs, and a third panel 1030 including a plurality of blue LEDs, and the first panel ( 1010), a prism 1040 (eg, an X-cube prism) for collecting light emitted from each of the second panel 1020 and the third panel 1030 may be implemented.
  • a prism 1040 eg, an X-cube prism
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure in detail.
  • FIG. 11 is a block diagram of an electronic device 100 within a network environment 1000 according to various embodiments.
  • an electronic device 100 communicates with an electronic device 400 through a first network 98 (eg, a short-range wireless communication network) or through a second network 99. It may communicate with at least one of the electronic device 200 or the server 300 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 100 may communicate with the electronic device 200 through the server 300 .
  • a first network 98 eg, a short-range wireless communication network
  • the server 300 e.g, a long-distance wireless communication network
  • the electronic device 100 may communicate with the first server 200 through the second server 300 .
  • the electronic device 100 includes a processor 40, a memory 30, an input module 76, an audio output module 60, a display module 20, an audio module 70, a sensor module ( 20), interface 77, connection terminal 78, haptic module 79, camera module 80, power management module 88, battery 89, communication module 50, subscriber identification module 96 , or the antenna module 97 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 78
  • some of these components eg, sensor module 20, camera module 80, or antenna module 97
  • are integrated into one component eg, display module 20). It can be.
  • the power management module 10 may manage power supplied to the electronic device 100 .
  • the power management module 10 may be implemented as at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the power management module 10 may be referred to as a 'power unit'.
  • the display module 20 may visually provide information to the outside of the electronic device 100 (eg, a user).
  • the display module 20 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 20 may include a touch sensor configured to detect a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • a user interface (UI) provided through the display module 20 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7 .
  • the sensor module 20 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 100 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 20 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the memory 30 may store various data used by at least one component of the electronic device 100 (eg, the processor 40 or the sensor module 20). Data may include, for example, input data or output data for software (eg, program 90) and instructions related thereto.
  • the memory 30 may include volatile memory 32 or non-volatile memory 34 .
  • the processor 40 for example, executes software (eg, the program 90) to control at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 100 connected to the processor 40. and can perform various data processing or calculations.
  • software eg, the program 90
  • the processor 40 executes software to control at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 100 connected to the processor 40. and can perform various data processing or calculations.
  • the processor 40 transfers instructions or data received from other components (eg, sensor module 20 or communication module 50) to volatile memory 32. , process commands or data stored in the volatile memory 32 , and store resultant data in the non-volatile memory 34 .
  • the processor 40 may include a main processor 42 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 44 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor).
  • main processor 42 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 44 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor.
  • the auxiliary processor 44 may use less power than the main processor 42 or be set to be specialized for a designated function.
  • Secondary processor 44 may be implemented separately from or as part of main processor 42 .
  • Secondary processor 44 may, for example, take place of main processor 42 while main processor 42 is inactive (eg, sleep), or when main processor 42 is active (eg, running an application). state, together with the main processor 42, at least one of the components of the electronic device 100 (eg, the display module 20, the sensor module 20, or the communication module 50) and It may control at least some of the related functions or states.
  • the auxiliary processor 44 eg, an image signal processor or a communication processor
  • the auxiliary processor 44 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • AI models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 100 itself where the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server.
  • 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 foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, software structures in addition to hardware structures.
  • the communication module 50 establishes a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 100 and an external electronic device (eg, the electronic device 200, the server 300, or the electronic device 400). , and can support communication through an established communication channel.
  • the communication module 50 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 40 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 50 may be a wireless communication module 52 (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 54 (eg, a : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • a wireless communication module 52 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 54 eg, a : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module.
  • the corresponding communication module is a first network 98 (eg, a short-distance communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 99 (eg, a legacy communication module).
  • a first network 98 eg, a short-distance communication network
  • the wireless communication module 12 uses subscriber information stored in the subscriber identification module 96 (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) within a communication network such as the first network 98 or the second network 99.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 52 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access of multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or high reliability and low latency (ultra-reliable and low latency (URLLC)). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 52 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 52 uses various technologies for securing performance in a high frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. Technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna may be supported.
  • the wireless communication module 12 may support various requirements defined by the electronic device 100, an external electronic device (eg, the electronic device 200), or a network system (eg, the second network 99).
  • the wireless communication module 12 is a peak data rate for eMBB realization (eg, 20 Gbps or more), a loss coverage for mMTC realization (eg, 164 dB or less), or a U-plane latency for URLLC realization (eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) may be supported.
  • eMBB peak data rate for eMBB realization
  • a loss coverage for mMTC realization eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for URLLC realization eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less
  • the sound output module 60 may output sound signals to the outside of the electronic device 100 .
  • the sound output module 60 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • a receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the audio module 70 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to one embodiment, the audio module 70 acquires sound through the input module 76, the sound output module 60, or an external device connected directly or wirelessly to the electronic device 100 (eg: Sound may be output through the electronic device 400 (eg, a speaker or a headphone).
  • Sound may be output through the electronic device 400 (eg, a speaker or a headphone).
  • the interface 77 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 100 to an external device (eg, the electronic device 400).
  • the interface 77 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 interface
  • audio interface audio interface
  • the connection terminal 78 may include a connector through which the electronic device 100 may be physically connected to an external device (eg, the electronic device 400).
  • the connection terminal 78 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 79 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or movement) or electrical stimuli that a user can perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 79 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 80 may capture still images and moving images. According to one embodiment, the camera module 80 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the input module 88 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 40) of the electronic device 100 from an outside of the electronic device 100 (eg, a user).
  • the input module 88 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg buttons), or a digital pen (eg stylus pen).
  • the battery 89 may supply power to at least one component of the electronic device 100 .
  • the battery 89 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the antenna module 97 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 97 may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 97 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 98 or the second network 99 is selected from the plurality of antennas by the communication module 50, for example. can be chosen A signal or power may be transmitted or received between the communication module 50 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as a part of the antenna module 97 in addition to the radiator.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 97 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first surface (eg, a lower surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, array antennas) disposed on or adjacent to a second surface (eg, a top surface or a side surface) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • the program 90 may be stored as software in the memory 30 and may include, for example, an application 91 , middleware 93 , or operating system 95 .
  • the term 'program' may be replaced with the term 'software'.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 100 and the external electronic device 200 through the server 300 connected to the second network 99 .
  • Each of the external electronic devices 200 or 400 may be the same as or different from the electronic device 100 .
  • all or part of operations executed in the electronic device 100 may be executed in one or more external electronic devices among the external electronic devices 200, 300, or 400. For example, when the electronic device 100 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 100 instead of executing the function or service by itself. Alternatively or additionally, one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of 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 deliver the execution result to the electronic device 100 .
  • the electronic device 100 may provide the result as at least part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • the electronic device 100 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the first server 200 may include an internet of things (IoT) device.
  • the second server 300 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external first server 200 or second server 300 may be included in the second network 99 .
  • the electronic device 100 may be applied to intelligent services (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a control method of the electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include a display including a plurality of LEDs, a projection lens, and a waveguide. Since the configuration of the electronic device 100 according to the present disclosure has been described above with reference to FIGS. 2 and 3 , redundant description of the same content will be omitted.
  • the electronic device 100 may receive a request for displaying content (1210).
  • the request for displaying the content may be received not only according to an event generated inside or outside the electronic device 100, but also may be received according to a user command input through the electronic device 100 or an external device. there is.
  • the electronic device 100 may determine driving power for each color of the plurality of LEDs based on light emission efficiency for each color of the waveguide (1210).
  • 'determining' the driving power for each color of the plurality of LEDs based on the light output efficiency for each color of the waveguide means that the driving power for each color of the plurality of LEDs corresponding to the light output efficiency for each color is defined. It may include the meaning of 'identifying' the driving power for each color of the LED.
  • the electronic device 100 may display content by driving the plurality of LEDs based on the determined driving power (1230).
  • the electronic device 100 supplies a first driving power to a first LED emitting light of a first color among a plurality of LEDs and supplies a first driving power to a second LED emitting light of a second color among the plurality of LEDs.
  • Content may be displayed by supplying the second driving power.
  • the light emission efficiency of the first color according to diffraction of light input to the waveguide is second according to the diffraction of light input to the waveguide. It may be configured to be higher than the light emission efficiency of the color.
  • the first driving power and the second driving power may be determined based on light emission efficiency of the first color and light emission efficiency of the second color. For example, when the light emission efficiency of the first color is higher than the light emission efficiency of the second color, the first driving power may be lower than the second driving power, and conversely, the light emission efficiency of the first color is lower than the light emission efficiency of the second color. In this case, the first driving power may be higher than the second driving power.
  • the ratio of the first driving power to the second driving power may be in inverse proportion to the ratio of light emission efficiency of the first color to light emission efficiency of the second color.
  • the first driving power, the second driving power, the light emission efficiency of the first color and the light emission efficiency of the second color may be determined such that a white balance of light output through the waveguide corresponds to a preset white balance.
  • the waveguide according to the present disclosure includes an input unit 23-1 for receiving light through a projection lens and an output unit 23-2 for outputting the input light, and the white light output through the waveguide is white.
  • the balance may be calculated based on light output through an area including the center of the output unit 23-2 and having an area of 15% or less of the total area of the output unit 23-2.
  • the light emission efficiency of the first color and the light emission efficiency of the second color may be determined based on the depth of a diffraction grating included in the waveguide.
  • the waveguide may include diffractive optical elements (DOE) or holographic optical elements (HOE).
  • DOE diffractive optical elements
  • HOE holographic optical elements
  • control method of the electronic device 100 may be implemented as a program and provided to the electronic device 100 .
  • a program including a control method of the electronic device 100 may be stored and provided in a non-transitory computer readable medium or a non-transitory machine readable storage device. there is.
  • the control method of the electronic device 100 includes a plurality of LEDs.
  • a control method of an electronic device 100 including a display including a projection lens and a waveguide includes an operation of receiving a request for displaying content, and a plurality of LED colors based on light emission efficiency for each color of the waveguide.
  • control method of the electronic device 100 and the computer readable recording medium or non-temporary readable storage device including a program for executing the control method of the electronic device 100 have been briefly described, but this is a redundant description. It is only for omission, and various embodiments of the electronic device 100 are computer readable recording media or non-temporary media containing a control method of the electronic device 100 and a program executing the control method of the electronic device 100. Of course, it can also be applied to a readable storage device.
  • a storage medium eg, internal memory 36 or external memory 38
  • a machine eg, electronic device 100
  • a processor eg, the processor 40
  • a device eg, the electronic device 100
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used when data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or between two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • a part of a computer program product eg, a downloadable app
  • a device-readable storage medium such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server. It can be temporarily stored or created temporarily.
  • Each of the components may be composed of a single object or a plurality of entities, and some of the sub-components described above are omitted. or other sub-elements may be further included in various embodiments. Alternatively or additionally, some components (eg, modules or programs) may be integrated into one entity and perform the same or similar functions performed by each corresponding component prior to integration.
  • operations performed by modules, programs, or other components may be executed sequentially, in parallel, repetitively, or heuristically, or at least some operations may be executed in a different order, may be omitted, or other operations may be added.
  • unit or “module” used in the present disclosure includes units composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, parts, or circuits, for example.
  • a “unit” or “module” may be an integrated component or a minimum unit or part thereof that performs one or more functions.
  • the module may be composed of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present disclosure may be implemented as software including commands stored in a storage medium readable by a machine (eg, a computer).
  • the device calls the stored commands from the storage medium.
  • a device capable of operating according to the called command it may include an electronic device (eg, the electronic device 100) according to the disclosed embodiments.
  • the processor may directly or use other elements under the control of the processor to perform a function corresponding to the command.
  • An instruction may include code generated or executed by a compiler or interpreter.

Abstract

전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법이 개시된다. 특히, 본 개시에 따른 전자 장치는 전원부, 복수의 LED, 투사 렌즈 및 도파관(waveguide)을 포함하는 디스플레이, 메모리 및 프로세서를 포함한다. 도파관은 복수의 LED로부터 방출된 광이 투사 렌즈를 통해 입력되며, 입력된 광의 회절에 따른 제1 색상의 출광 효율이 입력된 광의 회절에 따른 제2 색상의 출광 효율보다 높도록 구성된다. 그리고, 프로세서는 제1 색상의 출광 효율 및 제2 색상의 출광 효율을 바탕으로, 복수의 LED 중 제1 색상의 광을 방출하는 제1 LED에 대한 제1 구동 전력 및 복수의 LED 중 제2색상의 광을 방출하는 제2 LED에 대한 제2 구동 전력을 결정하고, 컨텐츠가 디스플레이 상에 표시되는 동안, 제1 LED에 제1 구동 전력이 공급되고 제2 LED에 제2 구동 전력이 공급되도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법
본 개시는 전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법에 관한 것으로서, 예를 들면 복수의 LED(light-emitting didode)와 도파관(waveguide)을 통해 컨텐츠를 제공할 수 있는 전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
근래에는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)를 통해 다양한 컨텐츠를 사용자에게 제공하기 위한 기술이 발전하고 있다. 예를 들면, AR 글래스는 사용자가 안경을 쓰듯이 착용하여 증강 현실 컨텐츠(augmented reality content)를 감상할 수 있도록 구현된 장치로서, 사용자의 착용 시 편의성을 제공하면서도 높은 해상도의 증강 현실 컨텐츠를 제공할 수 있는 AR 글래스에 관련된 연구가 계속되고 있다.
AR 글래스는 OLED 기반의 LCoS(liquid crystal on silicon) 방식으로 구현되고 있어 높은 광학 효율을 가지지만, 그 높은 광학 효율을 달성하기 위해서는 부피가 큰 형상을 가져야하기 때문에 소형화와 경량화에는 한계가 있을 수 있다.
한편, 마이크로 LED 기반의 AR 글래스가 개발되고 있으나, 마이크로 LED 기반의 AR 글래스의 경우 소형화와 경량화에는 적합한 반면, 마이크로 LED의 낮은 발광 효율로 인해 높은 수준의 전력 소모가 발생할 수 있다.
예를 들면, 적색 LED의 경우 LED의 크기를 축소함에 따라 외부 양자 효율(external quantum efficiency, EQE)은 지수적으로 감소하는 추세를 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 복수의 LED 및 도파관(waveguide)을 통해 컨텐츠를 제공하기 위한 AR 글래스의 경우, 도파관의 효율이 매우 낮기 때문에 LED 모듈이 높은 휘도의 광을 방출할 필요가 있다는 점에서, 전력 소모의 문제는 심화될 수 있다.
AR 글래스뿐만 아니라, 다양한 전자 장치의 개발에 있어서 소형화 및 경량화와 함께 소모 전력을 감소시키는 것이 요구될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 LED와 도파관을 통해 컨텐츠를 제공함에 있어서, 화이트 밸런스(white balance)가 맞는 광을 출력하면서도, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 전원부, 복수의 LED, 투사 렌즈 및 상기 복수의 LED로부터 방출된 광이 상기 투사 렌즈를 통해 입력되며, 상기 입력된 광의 회절에 따른 제1 색상의 출광 효율이 상기 입력된 광의 회절에 따른 제2 색상의 출광 효율보다 높도록 구성되는 도파관(waveguide)을 포함하는 디스플레이, 메모리 및 상기 제1 색상의 출광 효율 및 상기 제2 색상의 출광 효율을 바탕으로, 상기 복수의 LED 중 상기 제1 색상의 광을 방출하는 제1 LED에 대한 제1 구동 전력 및 상기 복수의 LED 중 상기 제2색상의 광을 방출하는 제2 LED에 대한 제2 구동 전력을 결정하고, 컨텐츠가 디스플레이 상에 표시되는 동안, 상기 제1 LED에 상기 제1 구동 전력이 공급되고 상기 제2 LED에 상기 제2 구동 전력이 공급되도록 상기 전원부를 제어하는 프로세서를 포함한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 복수의 LED, 투사 렌즈 및 도파관(waveguide)을 포함하는 디스플레이를 포함하는 전자 장치의 제어 방법은 컨텐츠를 표시하기 위한 요청을 수신하는 동작, 상기 도파관의 색상 별 출광 효율을 바탕으로 상기 복수의 LED의 색상 별 구동 전력을 결정하는 동작 및 상기 결정된 구동 전력을 바탕으로 상기 복수의 LED를 구동하여 상기 컨텐츠를 표시하는 동작을 포함한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈은 복수의 LED, 투사 렌즈 및 도파관(waveguide)을 포함하고, 상기 도파관은 상기 복수의 LED로부터 방출된 광이 상기 투사 렌즈를 통해 상기 도파관에 입력되는 경우, 상기 도파관에 입력된 광의 회절에 따른 상기 제1 색상의 출광 효율이 상기 도파관에 입력된 광의 회절에 따른 상기 제2 색상의 출광 효율보다 높도록 구성될 수 있다.
본 개시에 따른 전자 장치는 LED와 도파관을 포함하는 디스플레이를 통해 화이트 밸런스가 맞는 광을 출력하면서도, 도파관의 색상 별 출광 효율과 LED의 색상 별 구동 전력을 제어함으로써 전자 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 그리고 이에 따라, 전자 장치의 발열이 감소될 수 있으며 전자 장치의 사용 시간이 증가될 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 AR 글래스로 구현되는 경우를 나타내는 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 간략하게 나타내는 도면,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이의 구성을 상세하게 나타내는 도면,
도 4는 도파관의 설계에 따른 회절 효율에 대해 설명하기 위한 그래프,
도 5 내지 도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이의 픽셀 구성에 대해 설명하기 위한 도면,
도 8 내지 도 10은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 LED 모듈의 구성에 대해 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 상세하게 나타내는 블록도, 그리고,
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
덧붙여, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다.
대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
한편, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시에 따른 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)가 AR 글래스로 구현되는 경우를 나타내는 도면이다
본 개시에 따른 전자 장치(100)는 복수의 LED(light-emitting diode)를 통해 컨텐츠를 표시할 수 있는 장치를 말한다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 증강 현실(augmented reality, AR) 컨텐츠를 표시할 수 있는 AR 글래스로 구현될 수 있으며, 다만 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 가상 현실(virtual reality, VR) 컨텐츠를 제공할 수 있는 장치, 혼합 현실(mixed reality, MR) 컨텐츠를 제공할 수 있는 장치, 확장 현실(eXtended Reality, XR) 컨텐츠를 제공할 수 있는 장치 또는 대체 현실(substitutional reality, SR) 컨텐츠를 제공할 수 있는 장치 등과 같은 다양한 종류의 헤드 마운티드 디스플레이(head mounted display, HMD) 장치 일 수 있다. 또한, 복수의 LED를 통해 컨텐츠를 표시할 수 있는 장치라면, HMD 장치뿐만 아니라 어떠한 유형, 구조 및 형태 등을 갖는 장치라도 본 개시에 따른 전자 장치(100)에 해당될 수 있다.
전자 장치(100)는 디스플레이를 포함하며, 디스플레이를 통해 현실의 라이브 뷰에 대응되는 이미지와 함께 컨텐츠를 표시할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이는 투명 디스플레이일 수 있으며, 투명 디스플레이를 통해 현실의 라이브 뷰에 대응되는 이미지가 표시되는 동안 컨텐츠를 표시할 수 있다. 전자 장치(100)는 카메라를 포함하고, 카메라를 통해 획득된 이미지와 함께 컨텐츠를 표시할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 외부 장치로부터 수신된 이미지와 함께 컨텐츠를 표시할 수도 있다.
한편, 전자 장치(100)는 복수의 LED를 포함하며, 예를 들어 녹색 LED, 적색 LED 및 청색 LED를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 LED 각각은 가로 길이 및 세로 길이가 각각 대략 100㎛ 이하인 마이크로 LED일 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 12를 참조하여, 본 개시에 따른 다양한 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 구성을 간략하게 나타내는 도면이다. 도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이(20)의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다. 그리고, 도 4는 도파관(23)의 설계에 따른 회절 효율에 대해 설명하기 위한 그래프이다. 이하에서는 도 2 내지 도 4를 함께 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)는 전원부(10)(예: 도 11의 전력 관리 모듈(10)), 디스플레이(20)(예: 도 11의 디스플레이 모듈(20)), 메모리(30)(예: 도 11의 메모리(30)) 및 프로세서(40)(예: 도 11의 프로세서(40))를 포함할 수 있다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같은 구성들은 예시적인 것에 불과할 뿐이며, 본 개시를 실시함에 있어 도 2에 도시된 바와 같은 구성에 더하여 새로운 구성이 추가되거나 일부 구성이 생략될 수 있음은 물론이다.
일 실시 예에서, 전원부(10)는 전자 장치(100)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 전원부(10)는 프로세서(40)의 제어에 의해 LED 모듈을 포함하는 전자 장치(100)의 구성에 전력을 공급함으로써 전자 장치(100)의 동작이 수행되도록 할 수 있다. 본 개시에 있어서, 전원부(10)는 프로세서(40)의 제어에 의해 복수의 LED(21)의 색상 별로 상이한 구동 전력을 공급할 수 있다. 그리고, 복수의 LED(21)의 색상 별 구동 전력은 후술하는 바와 같이, 도파관(23)의 설계에 따른 색상 별 출광 효율을 바탕으로 결정될 수 있다.
디스플레이(20)는 이미지 또는 컨텐츠를 표시할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(40)는 메모리(30)에 기 저장된 이미지 데이터를 바탕으로 컨텐츠를 디스플레이(20) 상에 표시할 수 있다. 또한, 프로세서(40)는 외부 장치로부터 이미지 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 바탕으로 컨텐츠를 디스플레이(20) 상에 표시할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 디스플레이(20)는 복수의 LED(21)(light-emitting diode), 투사 렌즈(22)(projection lens) 및 도파관(23)(waveguide)을 포함할 수 있다. 본 개시에 있어서, 디스플레이(20)는 복수의 LED(21), 투사 렌즈(22) 및 도파관(23)(waveguide)을 포함하는 단위를 지칭하기 위한 용어인 '디스플레이 모듈'로 지칭될 수 있다.
복수의 LED(21)는 복수의 LED(21) 각각에 대응되는 색상의 광을 방출할 수 있다. 예를 들면, 복수의 LED(21)는 제1 색상의 광을 출력하는 제1 LED, 제2 색상의 광을 방출하는 제2 LED 및 제3 색상의 광을 방출하는 제3 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 색상은 적색, 제2 색상은 녹색, 그리고 제3 색상은 청색일 수 있다. 즉, 제1 LED는 적색의 광을 방출하고, 제2 LED는 녹색의 광을 방출하며, 제3 LED는 청색의 광을 방출할 수 있다.
여기서, 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED는 서로 인접하게 배치되어 디스플레이(20)의 픽셀들 중 하나의 픽셀을 구현할 수 있다. 다시 말해, 디스플레이(20)를 구성하는 복수의 픽셀 각각은 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED의 집합을 통해 구현될 수 있으며, 디스플레이(20)를 구성하는 복수의 픽셀 각각은 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED 각각을 통해 방출되는 광의 조합에 따라 백색을 표시할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 복수의 LED(21)의 배치 방법과 복수의 LED(21) 소자를 포함하는 LED 모듈의 구성에 대해서는 도 5 내지 도 10을 참조하여 상술한다.
투사 렌즈(22)는 복수의 LED(21)로부터 방출된 광의 적어도 일부를 수광할 수 있다. 도 3에서는 복수의 LED(21)로부터 방출된 광의 일부가 투사 렌즈(22)에 의해 수광되는 것을 나타내었다. 본 개시에 따른 투사 렌즈(22)의 유형에 특별한 제한이 따르는 것은 아니다.
도파관(23)은 투사 렌즈(22)를 통해 입력된 광을 출력할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도파관(23)은 투사 렌즈(22)를 통해 광을 입력받는 입력부(23-1) 및 입력된 광을 출력하는 출력부(23-2)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 LED(21)로부터 방출된 광의 적어도 일부가 투사 렌즈(22)를 통해 도파관(23)의 입력부(23-1)에 입력되면, 입력된 광은 도파관(23) 내부를 따라 도파관(23)의 출력부(23-2)에 전달되며, 도파관(23)의 출력부(23-2)는 광을 기 지정된 위치에 출력할 수 있다. 여기서, 기 지정된 위치는 디스플레이(20) 상에 이미지가 표시되는 영역으로서, 예를 들어 출력부(23-2)를 통해 투영되는 영상이 디스플레이(20) 상에서 선명하게 유지될 수 있는 영역을 의미하는 아이박스(eye-box)를 의미할 수 있다.
한편, 도파관(23)의 출광 효율은 도파관(23)의 내부 설계에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 출광 효율은 도파관(23)의 입력부(23-1)에 입력되는 광 대비 도파관(23)의 출력부(23-2)에 의해 출력되는 광의 효율을 나타내는 지표를 말하며, 회절 격자에 따른 회절 효율 등과 같은 도파관(23)의 광 효율을 총칭하는 의미로 사용될 수 있다.
일 실시 예에서, 도파관(23)은 회절 광학 소자(diffractive optical elements, DOE) 또는 홀로그래픽 광학 소자(holographic optical elements, HOE) 등과 같은 회절 소자를 포함할 수 있다. 그리고, 도파관(23)의 출광 효율은 회절 소자를 구성하는 회절 격자(diffraction grating)의 깊이를 바탕으로 결정될 수 있으며, 그 밖에도 회절 격자의 주기 또는 굴절률 등과 같은 다양한 요인에 따라 결정될 수 있다. 구체적인 도파관(23)의 설계 방식과 제조 방식에 특별한 제한이 따르는 것은 아니다.
여기서, 회절 격자의 깊이는 회절 격자에 의해 형성된 패턴들의 깊이를 말하며, 구체적으로 도파관(23) 내부 표면을 기준으로 할 때 회절 격자의 높이를 의미할 수 있다. 회절 격자의 주기는 도파관(23) 내부에 형성된 패턴들의 간격을 말하며, 구체적으로 복수의 회절 격자 중 인접한 회절 격자들 사이의 거리를 의미할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 청색, 녹색 및 적색의 광 별로 도파관(23)에 포함된 회절 격자의 깊이에 따른 회절 효율은 상이하다는 점을 알 수 있다. 도 4는 회절 광학 소자(DOE)에 포함되는 blazed grating(또는 에슐레트 격자(echelette grating))의 깊이 별 회절 효율을 나타낸다. 여기서, blazed grating이란 회절 격자의 기울기를 조절하여 특정 파장에서 좋은 효율을 나타낼 수 있도록 하는 회절 격자를 말한다.
구체적으로, 도 4는 중심 파장이 460nm인 청색 광의 제0 차 회절 효율을 나타내는 그래프(411), 중심 파장이 550nm인 녹색 광의 제0 차 회절 효율을 나타내는 그래프(421) 및 중심 파장이 640nm인 적색 광 각각의 제0 차 회절 효율을 나타내는 그래프(431)를 포함한다. 또한, 도 4는 중심 파장이 460nm인 청색 광의 제1 차 회절 효율을 나타내는 그래프(432), 중심 파장이 550nm인 녹색 광의 제1 차 회절 효율을 나타내는 그래프(422) 및 중심 파장이 640nm인 적색 광 각각의 제1 차 회절 효율을 나타내는 그래프(412)를 포함한다.
여기서, 제0 차 회절 효율은 도파관(23)에 입력된 광이 회절 소자에 의해 회절되지 않고 투과하는 비율을 나타내며, 제1 차 회절 효율은 도파관(23)에 입력된 광이 회절 소자에 의해 회절됨에 따라 진행 각도가 변경되는 비율을 나타낸다.
예를 들어, 도 4에서 회절 소자의 깊이가 250nm인 경우, 청색 광의 제0 차 회절 효율과 제1 차 회절 효율의 차이는 약 15%인 반면, 적생 광의 제0 차 회절 효율과 제1 차 회절 효율의 차이는 약 60% 이상이라는 점을 알 수 있다. 한편, 회절 소자의 깊이가 300nm보다 크게 되면, 청색 광의 경우 제0 차 회절 효율이 제1 차 회절 효율보다 크게 되는 역전이 발생되며, 회절 소자의 깊이가 300nm에서 증가할 수록 제0 차 회절 효율과 제1 차 회절 효율의 차이는 커지게 된다. 반면, 회절 소자의 깊이가 300nm보다 크게 되면, 적색 광의 제0 차 회절 효율과 제1 차 회절 효율의 차이는 줄어들게 된다.
도 4를 참조하면, 도파관(23) 내부의 설계에 따라 특정 색상을 갖는 광의 회절 효율은 증가시키고 다른 색상을 갖는 광의 회절 효율은 상대적으로 감소시키는 것이 가능하다. 예를 들면, 본 개시에 따른 도파관(23)은, 도파관(23)에 입력된 광의 회절에 따른 제1 색상의 출광 효율이 도파관(23)에 입력된 광의 회절에 따른 제2 색상의 출광 효율보다 높도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 색상이 적색이고 제2 색상이 청색인 경우, 적색의 출광 효율은 청색의 출광 효율보다 높을 수 있다. 예를 들어, 적색의 출광 효율은 청색의 출광 효율의 두 배일 수 있다.
한편, 도 3에서는 두 개의 플레이트(plate)가 결합된 형태의 도파관(23)을 도시하였으나, 도파관(23)을 구성하는 플레이트의 개수는 도파관(23) 출력부(23-2)의 크기(예: eye box 크기), 도파관(23)을 통해 출력되는 이미지의 화각 또는 도파관(23) 내부 매질의 굴절률 등에 따라 1장 또는 2장으로 구성될 수 있으며, 적색, 녹색 및 청색의 각 파장에 따라 적합한 개별 플레이트 3장으로 구성될 수도 있다. 또한, 전자 장치(100)에 포함되는 도파관(23)의 개수에도 특별한 제한이 있는 것은 아니다.
메모리(30)에는 전자 장치(100)에 관한 적어도 하나의 인스트럭션(instruction)이 저장될 수 있다. 그리고, 메모리(30)에는 전자 장치(100)를 구동시키기 위한 O/S(operating system)가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(30)에는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치(100)가 동작하기 위한 각종 소프트웨어 프로그램이나 애플리케이션이 저장될 수도 있다. 그리고, 메모리(30)는 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 반도체 메모리나 하드디스크(hard disk) 등과 같은 자기 저장 매체 등을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 메모리(30)에는 본 개시의 다양한 실시 예에 따라 전자 장치(100)가 동작하기 위한 각종 소프트웨어 모듈이 저장될 수 있으며, 프로세서(40)는 메모리(30)에 저장된 각종 소프트웨어 모듈을 실행하여 전자 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 메모리(30)는 프로세서(40)에 의해 액세스되며, 프로세서(40)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행될 수 있다.
한편, 본 개시에서 메모리(30)라는 용어는 메모리(30), 프로세서(40) 내 롬(미도시), 램(미도시) 또는 전자 장치(100)에 장착되는 메모리 카드(미도시)(예를 들어, micro SD 카드, 메모리 스틱)를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
특히, 본 개시에 따른 다양한 실시 예에 있어서, 메모리(30)에는 컨텐츠에 대응되는 이미지 데이터, 도파관(23)의 색상 별 출광 효율에 대한 정보, 복수의 LED(21)의 색상 별 구동 전력에 대한 정보, 그리고, 기 설정된 화이트 밸런스에 대한 정보 등과 같은 다양한 정보가 저장될 수 있다. 그 밖에도 본 개시의 목적을 달성하기 위한 범위 내에서 필요한 다양한 정보가 메모리에 저장될 수 있으며, 메모리에 저장된 정보는 외부 장치로부터 수신되거나 사용자에 의해 입력됨에 따라 갱신될 수도 있다.
프로세서(40)는 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들면, 프로세서(40)는 전원부(10), 디스플레이(20) 및 메모리(30)를 포함하는 전자 장치(100)의 구성과 기능적으로 연결되며, 상술한 바와 같은 메모리(30)에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함으로써, 전자 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
프로세서(40)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(40)는 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC), 임베디드 프로세서, 마이크로 프로세서, 하드웨어 컨트롤 로직, 하드웨어 유한 상태 기계(hardware finite state machine, FSM), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 한편, 본 개시에서 프로세서(40)라는 용어는 CPU(central processing unit), GPU(graphic processing unit) 및 MPU(main processing unit)등을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(40)는 제1 색상의 출광 효율 및 제2 색상의 출광 효율을 바탕으로, 복수의 LED 중 제1 색상의 광을 방출하는 제1 LED에 대한 제1 구동 전력 및 복수의 LED 중 제2색상의 광을 방출하는 제2 LED에 대한 제2 구동 전력을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(40)는 컨텐츠가 디스플레이 상에 표시되는 동안, 제1 LED에 제1 구동 전력이 공급되고 제2 LED에 제2 구동 전력이 공급되도록 전원부(10)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제1 색상이 적색이고 제2 색상이 청색이며 적색의 출광 효율은 청색의 출광 효율보다 높은 경우, 프로세서(40)는 적색의 광을 방출하는 제1 LED에 제1 구동 전력이 공급되고 청색의 광을 방출하는 제2 LED에 제2 구동 전력이 공급되도록 전원부(10)를 제어할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제1 색상이 적색이고 제2 색상이 청색이며 적색의 출광 효율이 청색의 출광 효율의 두 배인 경우, 프로세서(40)는 적색의 광을 방출하는 제1 LED에 제1 구동 전력이 공급되고 청색의 광을 방출하는 제2 LED에 제1 구동 전력의 두 배인 제2 구동 전력이 공급되도록 전원부(10)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 구동 전력 대 제2 구동 전력의 비는 제1 색상의 출광 효율 대 제2 색상의 출광 효율의 비에 반비례할 수 있다. 그리고, 제1 구동 전력, 제2 구동 전력, 제1 색상의 출광 효율 및 제2 색상의 출광 효율은 도파관(23)을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스(white balance)가 기 설정된 화이트 밸런스에 대응되도록 결정될 수 있다. 본 개시에 따른 도파관(23)의 색상 별 출광 효율과 복수의 LED(21)의 색상 별 구동 전력 사이의 관계에 대해서는 이하의 예시를 통해 보다 구체적으로 설명한다.
예를 들어, 도파관(23)의 청색, 녹색 및 적색 별 출광 효율의 비는 0.5:1:2일 수 있으며, 기 설정된 화이트 밸런스의 광을 생성하기 위한 청색, 녹색 및 적색 광의 휘도 비는 1:6:3일 수 있다. 여기서, 1:6:3이라는 휘도 비는 본 개시에 따른 복수의 LED(21)가 도 8에 도시된 바와 같은 LED 모듈로 구현되는 경우에 색 변환 매질의 하향 변환 효율(down conversion efficiency)이 적색과 녹색에 공통적으로 20% 수준이라고 전제하여 산출된 값이지만, 본 개시가 이에 국한되지 않음은 물론이다. 예를 들어, DCI(digital cinema Initiatives)-P3를 위한 청색, 녹색 및 적색 광의 휘도 비는 중심파장의 조건에 따라 0.8:6.9:2.3 정도로 변동될 수 있다.
일 실시 예에서, 1:6:3의 휘도 비의 광을 생성하기 위한 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED의 총 구동 전력이 단위 없는 수치 100이라고 가정할 때, 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED의 구동 전력은 각각 15, 35 및 50일 수 있다. 즉, 적색 LED의 낮은 발광 효율에 따라 백색 광을 생성하기 위한 적색 LED의 소모 전력이 가장 크고, 상대적으로 청색 LED의 소모 전력은 가장 작을 수 있다.
일 실시 예에서, 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED의 구동 전력은 각각 30, 35 및 25로 조절될 수 있다. 즉, 앞의 예시에서 도파관(23)의 청색, 녹색 및 적색 별 출광 효율의 비가 0.5:1:2라는 점을 고려하여, 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED의 구동 전력은 도파관(23)의 청색, 녹색 및 적색 별 출광 효율의 비에 반비례하는 값으로 결정될 수 있다. 이 경우, 디스플레이(20)의 총 소비 전력은 90(예: 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED의 구동 전력의 합)이 되며, 이에 따라 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED의 구동 전력이 각각 15, 35 및 50인 경우의 총 소비 전력인 100에 비해 소비 전력이 감소될 수 있게 된다.
한편, 이상에서는 제1 구동 전력 대 제2 구동 전력의 비는 제1 색상의 출광 효율 대 제2 색상의 출광 효율의 비에 반비례하는 실시 예에 대해 상술하였으나, 이는 일 실시 예에 관한 것일 뿐이며, 전술한 바와 같이 제1 구동 전력, 제2 구동 전력, 제1 색상의 출광 효율 및 제2 색상의 출광 효율은 결국 도파관(23)을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스가 기 설정된 화이트 밸런스에 대응되도록 하기 위한 값으로 결정될 수 있다. 본 개시의 목적이 화이트 밸런스가 맞는 광을 출력하면서도, 소비 전력을 감소시키기 위한 것이기 때문이다. 여기서, 기 설정된 화이트 밸런스는 사용자의 관점에서 적합한 화이트 밸런스를 갖는 컨텐츠를 시청할 수 있도록 설정된 값으로서, 개발자 또는 사용자의 설정에 따라 변경될 수 있다.
한편, 도파관(23)을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스는 도파관(23) 출력부(23-2)의 중심부를 포함하고 출력부(23-2)의 전체 면적 대비 15% 이하의 면적을 갖는 영역을 통해 출력되는 광을 바탕으로 산출될 수 있다. 이는 도파관(23)을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스에 대한 평가의 신뢰성을 높이기 위한 것으로서, 15%라는 면적은 실시 예에 따라 달라질 수도 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 상술한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 LED와 도파관(23)을 포함하는 디스플레이(20)를 통해 화이트 밸런스가 맞는 광을 출력하면서도, 도파관(23)의 색상 별 출광 효율과 LED의 색상 별 구동 전력을 제어함으로써 전자 장치(100)의 소비 전력을 감소시킬 수 있게 된다. 그리고 이에 따라 전자 장치(100)의 발열이 감소될 수 있으며, 전자 장치(100)의 사용 시간이 증가될 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이(20)의 픽셀 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 5 내지 도 7은 각각 본 개시에 따른 디스플레이(20)의 픽셀들 중 일부를 나타낸다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 개시에 따른 적색 LED(410), 녹색 LED(420) 및 청색 LED(430)는 서로 인접하게 배치되어 각각 디스플레이(20)의 픽셀들 중 하나의 픽셀(400)을 구현할 수 있다. 다만, 도 5 내지 도 7에 도시된 LED의 배치는 예시적인 것에 불과하며, 어떠한 방식으로 배치되더라도 본 개시가 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 개시에 있어서, 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED, 즉 적색 LED(410), 녹색 LED(420) 및 청색 LED(430)는 LED 자체가 적색, 녹색 및 청색의 광을 발광하도록 구현된 경우뿐만 아니라, 색 변환 매질을 통해 녹색, 적색 및 청색의 광을 방출하는 경우를 지칭하는 의미로 사용된다. 색 변환 매질을 통해 녹색, 적색 및 청색의 광을 방출하도록 구성된 LED 모듈의 구성에 대해서는 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8 내지 도 10은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 LED 모듈의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 8 내지 도 10은 본 개시에 따른 디스플레이(20)의 하나의 픽셀을 구현하기 위한 LED 모듈의 구성을 예시적으로 나타낸다. 본 개시를 설명함에 있어서, LED 모듈이라는 용어는 복수의 LED(21)와 함께 복수의 LED(21)의 발광에 관련된 구성들을 포함하는 의미로 사용된다.
도 8을 참조하면, 본 개시에 따른 LED 모듈은 실리콘(silicon, Si) 기반의 기판(backplane), 기판 상에 배치되는 세 개의 청색 LED(810)를 포함할 수 있다. 예를 들면 퀀텀 닷(quantum dot)과 같은 색 변환 매질의 여기광으로 사용하기에 적합한 파장을 가지고 있다는 점에서, 청색 LED(810)가 LED 모듈의 여기광으로 사용될 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에서, 세 개의 청색 LED(810) 중 두 개의 청색 LED(810) 상에는 청색 LED(810)를 통해 방출된 광의 색상을 녹색으로 변환하기 위한 색 변환층 및 청색 LED(810)를 통해 방출된 광의 색상을 적색으로 변환하기 위한 색 변환층을 포함할 수 있다. 여기서, 색 변환층은 도 8에 도시된 바와 같은 색 변환 매질(820)을 포함할 수 있으며, 색 변환 매질(820)은 예를 들어 퀀텀 닷(quantum dot)으로 구현될 수 있다. 한편, 색 변환 층 상에는 컬러 필터(830)(color filter) 및 보호층(protection layer) 등이 추가적으로 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 일 실시 예에서, 본 개시에 따른 LED 모듈은 적색 LED(910), 녹색 LED(920) 및 청색 LED(930)를 포함하고, 적색 LED(910), 녹색 LED(920) 및 청색 LED(930) 각각을 통해 방출되는 광의 누설을 방지하기 위한 반사 격벽(barrier reflector)(940)를 포함할 수 있다. 즉, 본 개시에 따른 LED 모듈은 소위 native LED 방식으로 디스플레이(20)의 픽셀을 구현하도록 구성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 일 실시 예에서, 본 개시에 따른 LED 모듈은 도8 및 도 9의 경우와 같이 하나의 픽셀을 구성하기 위해 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED가 인접하여 배치되는 것과는 달리, 복수의 적색 LED를 포함하는 제1 패널(1010), 복수의 녹색 LED를 포함하는 제2 패널(1020) 및 복수의 청색 LED를 포함하는 제3 패널(1030)을 포함하고, 또한 제1 패널(1010), 제2 패널(1020) 및 제3 패널(1030) 각각에서 방출되는 광을 모아주기 위한 프리즘(1040)(예: X-cube prism)을 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.
이상에서 도 8 내지 도 10을 통해 LED 모듈의 다양한 구성에 대해 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 개시에 따른 LED 모듈의 형태는 본 개시에 따른 실시 예를 적용할 수 있는 범위 내에서 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
한편, 도 8 내지 도 10와 같이 LED 모듈이 구성되는 어떠한 경우에도 본 개시에 따른 다양한 실시 예가 적용될 수 있음은 물론이다. 즉, 도 8 내지 도 10의 어떠한 경우에도 특히 적색 LED의 낮은 발광 효율로 인해 높은 수준의 전력 소모와 발열이 초래된다는 문제가 발생될 수 있으며, 본 개시에 따라 화이트 밸런스가 맞는 광을 출력하면서도, 소비 전력 및 발열을 감소시킬 수 있게 된다. 특히, 도 9의 경우와 같이 native LED 방식으로 디스플레이(20)의 픽셀이 구현되는 경우에는 더 높은 수준의 전력 소모가 초래되는 만큼 본 개시에 따른 소모 전력의 감소 효과 역시 더욱 현저할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 상세하게 나타내는 블록도이다.
구체적으로, 도 11은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경(1000) 내의 전자 장치(100)의 블록도이다. 도 11을 참조하면, 네트워크 환경(1000)에서 전자 장치(100)는 제 1 네트워크(98)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(400)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(99)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(200) 또는 서버(300) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 서버(300)를 통하여 전자 장치(200)와 통신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 제2 서버(300)를 통하여 제1 서버(200)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 프로세서(40), 메모리(30), 입력 모듈(76), 음향 출력 모듈(60), 디스플레이 모듈(20), 오디오 모듈(70), 센서 모듈(20), 인터페이스(77), 연결 단자(78), 햅틱 모듈(79), 카메라 모듈(80), 전력 관리 모듈(88), 배터리(89), 통신 모듈(50), 가입자 식별 모듈(96), 또는 안테나 모듈(97)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(100)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(78))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(20), 카메라 모듈(80), 또는 안테나 모듈(97))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(20))로 통합될 수 있다.
전력 관리 모듈(10)은 전자 장치(100)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(10)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다. 본 개시에 있어서, 전력 관리 모듈(10)은 '전원부'라는 용어로 지칭될 수도 있다.
디스플레이 모듈(20)은 전자 장치(100)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(20)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(20)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. 특히, 디스플레이 모듈(20)을 통해 제공되는 사용자 인터페이스(user interface, UI)에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
센서 모듈(20)은 전자 장치(100)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(20)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.
메모리(30)는 전자 장치(100)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(40) 또는 센서 모듈(20))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(90)) 및 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(30)는, 휘발성 메모리(32) 또는 비휘발성 메모리(34)를 포함할 수 있다.
프로세서(40)는 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(90))를 실행하여 프로세서(40)에 연결된 전자 장치(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(40)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(20) 또는 통신 모듈(50))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(32)에 저장하고, 휘발성 메모리(32)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(34)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(40)는 메인 프로세서(42)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(44)(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(100)가 메인 프로세서(42) 및 보조 프로세서(44)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(44)는 메인 프로세서(42)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(44)는 메인 프로세서(42)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(44)는 예를 들면, 메인 프로세서(42)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(42)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(42)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(42)와 함께, 전자 장치(100)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(20), 센서 모듈(20), 또는 통신 모듈(50))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(44)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(80) 또는 통신 모듈(50))의 일부로서 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(44)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(100) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버를 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.
통신 모듈(50)은 전자 장치(100)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(200), 서버(300) 또는 전자 장치(400))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(50)은 프로세서(40)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(50)은 무선 통신 모듈(52)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(54)(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(98)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(99)(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(200)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(12)은 가입자 식별 모듈(96)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(98) 또는 제 2 네트워크(99)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(100)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(52)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(52)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(52)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(12)은 전자 장치(100), 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(200)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(99))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 모듈(12)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.
음향 출력 모듈(60)은 음향 신호를 전자 장치(100)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(60)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
오디오 모듈(70)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(70)은, 입력 모듈(76)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(60), 또는 전자 장치(100)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부의 장치(예: 전자 장치(400))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
인터페이스(77)는 전자 장치(100)가 외부의 장치(예: 전자 장치(400))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(77)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(78)는 그를 통해서 전자 장치(100)가 외부의 장치(예: 전자 장치(400))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(78)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(79)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(79)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(80)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(80)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
입력 모듈(88)은 전자 장치(100)의 구성요소(예: 프로세서(40))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(100)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(88)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
배터리(89)는 전자 장치(100)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(89)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
안테나 모듈(97)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(97)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(97)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(98) 또는 제 2 네트워크(99)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(50)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(50)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(97)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(97)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
프로그램(90)은 메모리(30)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 어플리케이션(91), 미들 웨어(93) 또는 운영 체제(95)를 포함할 수 있다. 본 개시에 있어서, '프로그램'이라는 용어는 '소프트웨어' 라는 용어로 대체될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(99)에 연결된 서버(300)를 통해서 전자 장치(100)와 외부의 전자 장치(200)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(200, 또는 400) 각각은 전자 장치(100)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(200, 300 또는 400) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(100)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(100)로 전달할 수 있다. 전자 장치(100)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(100)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 제1 서버(200)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 제2 서버(300)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 외부의 제1 서버(200) 또는 제2 서버(300)는 제 2 네트워크(99) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(100)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 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
전술한 바와 같이, 본 개시에 따른 전자 장치(100)는 복수의 LED, 투사 렌즈 및 도파관(waveguide)을 포함하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 전자 장치(100)의 구성에 대해서는 도 2 및 도 3 등을 참조하여 상술하였으므로, 동일한 내용에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 전자 장치(100)는 컨텐츠를 표시하기 위한 요청을 수신할 수 있다(1210). 여기서, 컨텐츠를 표시하기 위한 요청은 전자 장치(100)의 내부 또는 외부에서 발생된 이벤트에 따라 수신될 수 있을 뿐만 아니라, 전자 장치(100) 또는 외부 장치를 통해 입력된 사용자 명령에 따라 수신될 수도 있다.
컨텐츠를 표시하기 위한 요청이 수신되면, 전자 장치(100)는 도파관의 색상 별 출광 효율을 바탕으로 복수의 LED의 색상 별 구동 전력을 결정할 수 있다(1210). 여기서, 도파관의 색상 별 출광 효율을 바탕으로 복수의 LED의 색상 별 구동 전력을 '결정'한다는 것은, 색상 별 출광 효율에 대응되는 복수의 LED의 색상 별 구동 전력이 정의된 데이터를 바탕으로 복수의 LED의 색상 별 구동 전력을 '식별'한다는 의미를 포함할 수 있다.
복수의 LED의 색상 별 구동 전력이 결정되면, 전자 장치(100)는 결정된 구동 전력을 바탕으로 복수의 LED를 구동하여 컨텐츠를 표시할 수 있다(1230).
일 실시 예에서, 전자 장치(100)는 복수의 LED 중 제1 색상의 광을 방출하는 제1 LED에 제1 구동 전력을 공급하고 복수의 LED 중 제2 색상의 광을 방출하는 제2 LED에 제2 구동 전력을 공급함으로써 컨텐츠를 표시할 수 있다.
일 실시 예에서, 도파관은 복수의 LED로부터 방출된 광이 투사 렌즈를 통해 도파관에 입력되는 경우, 도파관에 입력된 광의 회절에 따른 제1 색상의 출광 효율이 도파관에 입력된 광의 회절에 따른 제2 색상의 출광 효율보다 높도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 구동 전력 및 제2 구동 전력은 제1 색상의 출광 효율 및 제2 색상의 출광 효율을 바탕으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 색상의 출광 효율이 제2 색상의 출광 효율보다 높은 경우 제1 구동 전력은 제2 구동 전력보다 낮을 수 있으며, 반대로 제1 색상의 출광 효율이 제2 색상의 출광 효율보다 낮은 경우 제1 구동 전력은 제2 구동 전력보다 높을 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 구동 전력 대 제2 구동 전력의 비는 제1 색상의 출광 효율 대 제2 색상의 출광 효율의 비에 반비례할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 구동 전력, 제2 구동 전력, 제1 색상의 출광 효율 및 제2 색상의 출광 효율은 도파관을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스(white balance)가 기 설정된 화이트 밸런스에 대응되도록 결정될 수 있다.
일 실시 예에서, 본 개시에 따른 도파관은 투사 렌즈를 통해 광을 입력받는 입력부(23-1) 및 입력된 광을 출력하는 출력부(23-2)를 포함하고, 도파관을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스는 출력부(23-2)의 중심부를 포함하고 출력부(23-2)의 전체 면적 대비 15% 이하의 면적을 갖는 영역을 통해 출력되는 광을 바탕으로 산출될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 색상의 출광 효율 및 제2 색상의 출광 효율은 도파관에 포함된 회절 격자(diffraction grating)의 깊이를 바탕으로 결정될 수 있다.
일 실시 예에서, 도파관은 회절 광학 소자(diffractive optical elements, DOE) 또는 홀로그래픽 광학 소자(holographic optical elements, HOE)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 제어 방법은 프로그램으로 구현되어 전자 장치(100)에 제공될 수 있다. 특히, 전자 장치(100)의 제어 방법을 포함하는 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium) 또는 비일시적 판독 가능 저장 장치(non-transitory machine readable storage device)에 저장되어 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)의 제어 방법을 실행하는 프로그램을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 기록매체 또는 비일시적 판독 가능 저장 장치에 있어서, 전자 장치(100)의 제어 방법은 복수의 LED, 투사 렌즈 및 도파관(waveguide)을 포함하는 디스플레이를 포함하는 전자 장치(100)의 제어 방법은 컨텐츠를 표시하기 위한 요청을 수신하는 동작, 도파관의 색상 별 출광 효율을 바탕으로, 복수의 LED의 색상 별 구동 전력을 결정하는 동작 및 결정된 구동 전력을 바탕으로 복수의 LED를 구동하여 컨텐츠를 표시하는 동작을 포함한다.
이상에서 전자 장치(100)의 제어 방법, 그리고 전자 장치(100)의 제어 방법을 실행하는 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체 또는 비일시적 판독 가능 저장 장치에 대해 간략하게 설명하였으나, 이는 중복 설명을 생략하기 위한 것일 뿐이며, 전자 장치(100)에 대한 다양한 실시 예는 전자 장치(100)의 제어 방법, 그리고 전자 장치(100)의 제어 방법을 실행하는 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체 또는 비일시적 판독 가능 저장 장치에 대해서도 적용될 수 있음은 물론이다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(100)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(36) 또는 외장 메모리(38))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(90))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(100))의 프로세서(예: 프로세서(40))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 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.
이상에서 상술한 바와 같은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
한편, 본 개시에서 사용된 용어 "부" 또는 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "부" 또는 "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(100))를 포함할 수 있다.
상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접 또는 상기 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    전원부;
    복수의 LED, 투사 렌즈 및 상기 복수의 LED로부터 방출된 광이 상기 투사 렌즈를 통해 입력되며, 상기 입력된 광의 회절에 따른 제1 색상의 출광 효율이 상기 입력된 광의 회절에 따른 제2 색상의 출광 효율보다 높도록 구성되는 도파관(waveguide)을 포함하는 디스플레이;
    메모리; 및
    상기 제1 색상의 출광 효율 및 상기 제2 색상의 출광 효율을 바탕으로, 상기 복수의 LED 중 상기 제1 색상의 광을 방출하는 제1 LED에 대한 제1 구동 전력 및 상기 복수의 LED 중 상기 제2색상의 광을 방출하는 제2 LED에 대한 제2 구동 전력을 결정하고,
    컨텐츠가 디스플레이 상에 표시되는 동안, 상기 제1 LED에 상기 제1 구동 전력이 공급되고 상기 제2 LED에 상기 제2 구동 전력이 공급되도록 상기 전원부를 제어하는 프로세서; 를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 구동 전력 대 상기 제2 구동 전력의 비는 상기 제1 색상의 출광 효율 대 상기 제2 색상의 출광 효율의 비에 반비례하는 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 구동 전력, 상기 제2 구동 전력, 상기 제1 색상의 출광 효율 및 상기 제2 색상의 출광 효율은 상기 도파관을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스(white balance)가 기 설정된 화이트 밸런스에 대응되도록 결정되는 전자 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 투사 렌즈를 통해 광을 입력받는 입력부 및 상기 입력된 광을 출력하는 출력부를 포함하고,
    상기 도파관을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스는 상기 출력부의 중심부를 포함하고 상기 출력부의 전체 면적 대비 15% 이하의 면적을 갖는 영역을 통해 출력되는 광을 바탕으로 산출되는 전자 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 색상의 출광 효율 및 상기 제2 색상의 출광 효율은 상기 도파관에 포함된 회절 격자(diffraction grating)의 깊이를 바탕으로 결정되는 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 도파관은 회절 광학 소자(diffractive optical elements, DOE) 또는 홀로그래픽 광학 소자(holographic optical elements, HOE)를 포함하는 전자 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 색상은 적색이고,
    상기 제2 색상은 청색인 전자 장치.
  8. 복수의 LED, 투사 렌즈 및 도파관(waveguide)을 포함하는 디스플레이를 포함하는 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    컨텐츠를 표시하기 위한 요청을 수신하는 동작;
    상기 도파관의 색상 별 출광 효율을 바탕으로 상기 복수의 LED의 색상 별 구동 전력을 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 구동 전력을 바탕으로 상기 복수의 LED를 구동하여 상기 컨텐츠를 표시하는 동작; 를 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 컨텐츠를 표시하는 동작은,
    상기 복수의 LED 중 제1 색상의 광을 방출하는 제1 LED에 제1 구동 전력을 공급하고 상기 복수의 LED 중 제2 색상의 광을 방출하는 제2 LED에 제2 구동 전력을 공급함으로써 상기 컨텐츠를 표시하며,
    상기 도파관은,
    상기 복수의 LED로부터 방출된 광이 상기 투사 렌즈를 통해 상기 도파관에 입력되는 경우, 상기 도파관에 입력된 광의 회절에 따른 상기 제1 색상의 출광 효율이 상기 도파관에 입력된 광의 회절에 따른 상기 제2 색상의 출광 효율보다 높도록 구성되는 전자 장치의 제어 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 구동 전력 및 상기 제2 구동 전력은 상기 제1 색상의 출광 효율 및 상기 제2 색상의 출광 효율을 바탕으로 결정되는 전자 장치의 제어 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 구동 전력 대 상기 제2 구동 전력의 비는 상기 제1 색상의 출광 효율 대 상기 제2 색상의 출광 효율의 비에 반비례하는 전자 장치의 제어 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 구동 전력, 상기 제2 구동 전력, 상기 제1 색상의 출광 효율 및 상기 제2 색상의 출광 효율은 상기 도파관을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스(white balance)가 기 설정된 화이트 밸런스에 대응되도록 결정되는 전자 장치의 제어 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 투사 렌즈를 통해 광을 입력받는 입력부 및 상기 입력된 광을 출력하는 출력부를 포함하고,
    상기 도파관을 통해 출력되는 광의 화이트 밸런스는 상기 출력부의 중심부를 포함하고 상기 출력부의 전체 면적 대비 15% 이하의 면적을 갖는 영역을 통해 출력되는 광을 바탕으로 산출되는 전자 장치의 제어 방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 색상의 출광 효율 및 상기 제2 색상의 출광 효율은 상기 도파관에 포함된 회절 격자(diffraction grating)의 깊이를 바탕으로 결정되는 전자 장치의 제어 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 도파관은 회절 광학 소자(diffractive optical elements, DOE) 또는 홀로그래픽 광학 소자(holographic optical elements, HOE)를 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
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