WO2024071472A1 - 전자 디바이스 - Google Patents

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WO2024071472A1
WO2024071472A1 PCT/KR2022/014617 KR2022014617W WO2024071472A1 WO 2024071472 A1 WO2024071472 A1 WO 2024071472A1 KR 2022014617 W KR2022014617 W KR 2022014617W WO 2024071472 A1 WO2024071472 A1 WO 2024071472A1
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WO
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light source
electronic device
optical
source module
user
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/014617
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
신성철
이승규
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30—Collimators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer

Definitions

  • This disclosure relates to electronic devices. More specifically, it relates to electronic devices such as wearable displays used in VR (Virtual Reality), AR (Augmented Reality), and MR (Mixed Reality).
  • VR Virtual Reality
  • AR Augmented Reality
  • MR Mated Reality
  • VR Virtual Reality
  • Augmented Reality refers to a technology that synthesizes virtual objects or information in the real environment to make them look like objects that exist in the original environment.
  • Mixed Reality or Hybrid reality refers to combining the virtual world and the real world to create a new environment or new information. In particular, it is called mixed reality when it refers to real-time interaction between reality and virtual reality.
  • the created virtual environment or situation stimulates the user's five senses and enables spatial and temporal experiences similar to reality, allowing the user to freely move between reality and imagination.
  • users can not only immerse themselves in this environment, but also interact with things implemented in this environment, such as manipulating or giving commands using real devices.
  • helmet structures worn on the head and glasses-type structures There are two main types of wearable displays that display images in the air.
  • FOV field of view
  • the helmet structure In order to expand the field of view (FOV) and realize a large image, the helmet structure is designed to be worn overall on the head by increasing the volume of the optical lens system. This gives rise to the etymology of HMD (Head Mounted Display). It has been done. Therefore, the helmet structure is used in specialized fields such as military training (cyber flight driving) and cyber games where it is used in confined spaces with little movement.
  • the glasses-type structure is designed to be viewed over the nose and ears like a glasses structure and is small in size, making it light and small for easy use even in a moving environment.
  • Glasses-type structures are broadly classified into three structures.
  • the direct view type structure in which the panel and lens are mounted in front ((1-1) in Figure 1) is the most classic structure and is the basic structure of virtual image optical system design, providing an external view in front. It is in a see-closed form that cannot be seen. Therefore, the direct view type structure ((1-1) in FIG. 1) has a disadvantage because it needs to recognize the external view in the moving space.
  • the top mounting reflection is a structure in which the panel is mounted upward and the external view can be viewed using a partial reflective surface.
  • the top-mounted reflective structure ((1-2) in Figure 1) has the disadvantage of having the panel and optical system mounted in front of the eyes, which limits the thickness of the glasses structure and makes it difficult to have a light weight. there is.
  • the panel and optical lens group in front are moved to the side of the eye, and a light guide (or wave guide) is used to create a side-mounted light guide structure similar to an eyeglass lens. ((1-3) in Figure 1).
  • the side-mounted light guide structure ((1-3) in FIG. 1) is a Polarization Beam (PBS) system that sends a beam to the eye pupil through internal reflection of a planar light guide, as shown in FIG. 2.
  • PBS Polarization Beam
  • the PBS-type structure ((2-1) in Figure 2) has the difficulty of having to be fabricated by coating dozens of layers of special partial coating on each segmented PBS surface so that the beam from each mirror can come out uniformly. Additionally, it has the disadvantage that it can only be made from limited materials such as glass, making it difficult to mass-produce it with a mold structure.
  • the prismatic structure ((2-2) in FIG.
  • the existing method is a partial PBS mirror or prism mirror that changes the path so that it can be directed to the pupil through total internal reflection of the flat light guide, and has a structure that determines the size of the image because it is reflected in the effective range.
  • the viewing angle was limited. As shown in FIG. 3, in order to place a range where the beams do not overlap due to internal reflection, an effective segment partial PBS mirror range ((3-1) in FIG. 3) or a prism mirror range ((3-1 in FIG. 3) are used. (3-2)) is limited with respect to the planar light guide thickness.
  • the eye movement box EMB: Eye Motion Box
  • EMB Eye Motion Box
  • the present disclosure is proposed to solve the above-mentioned problems and various problems related thereto, and enables a wearable display with a wider field of view (FOV) and a visual pattern that does not stand out on the outside.
  • the purpose is to provide an electronic device such as a wearable display.
  • a transparent substrate a light source module array provided on the first side of the transparent substrate and a plurality of light source modules arranged in a lattice structure, and a second light source module array of the transparent substrate. It is provided on a surface, and includes an optical array in which a plurality of optical elements are arranged to correspond to each of the plurality of light source modules, and an optical driver that controls the light source module array, and external light is transmitted into the space between the plurality of light source modules and the plurality of light source modules.
  • An electronic device is provided to the user through the space between the optical elements, and a light beam according to the image generated by the optical driving unit is irradiated from the light source module array and provided to the user through the optical array.
  • Each light source module of the plurality of light source modules may include an external light blocking member for blocking the external light from passing through the light source module, and a light source element for irradiating the light beam.
  • the individual light source module further includes a collimating lens for preventing the irradiated light beam from being dispersed, and the light source element may contact the transparent substrate with the collimating lens interposed therebetween.
  • the external light blocking member may have a cap shape that covers the light source element and the collimating lens.
  • the optical properties of the collimating lens may be the same for all light source modules.
  • the transparent substrate may be arranged so that the second side faces the user.
  • the optical element is a lens, and the optical characteristics of the lens may be determined depending on the location of the optical element.
  • the optical element may be a pinhole formed in a layer polarized in the first direction.
  • the light source module array may irradiate a light beam polarized in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the transparent substrate may be arranged so that the first side faces the user.
  • the optical element is a reflective lens, and the optical characteristics of the reflective lens may be determined depending on the location of the optical element.
  • the distance between the plurality of light source modules may increase as it moves outward from the center of the light source module array.
  • the transparent substrate may be flat or have a predetermined curvature.
  • Each optical element may be aligned with its corresponding light source module in a radial direction from the user's pupil toward the transparent substrate.
  • the optical array may be composed of a diffractive optical element (DOE) or a holographic optical element (HOE).
  • DOE diffractive optical element
  • HOE holographic optical element
  • the electronic device may further include a front frame on which the transparent substrate is placed, and a side frame on which the optical driving unit is placed.
  • the electronic device may further include an image splitting circuit that divides the image generated by the optical driver and transmits it to an individual light source module.
  • the scale of the grid structure may be determined based on at least one of the distance between the light source module array and the user's pupils, pupil size, and light wavelength band.
  • the light source device includes a liquid crystal on silicon (LCoS) device, a liquid crystal display (LCD) device, an organic light emitting diode (OLED) device, a digital micromirror device (DMD) device, a Micro LED (light emitting diode) device, and a QD device. (quantum dot) may include LED elements.
  • LCD liquid crystal on silicon
  • OLED organic light emitting diode
  • DMD digital micromirror device
  • Micro LED light emitting diode
  • QD QD device.
  • the electronic device may be a wearable display.
  • Figure 2 shows examples of a wearable display using a planar light guide.
  • Figure 3 shows the field of view (FOV) of a wearable display of a flat light guide type.
  • Figure 4 is a cross-sectional view of an optical driver and a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 5 and 6 show an optical path change area according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 7 is a cross-sectional view of a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is a cross-sectional view of a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 9 is a perspective view of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 10 is a cross-sectional view of a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a plan view of the display unit of the electronic device of FIG. 10.
  • Figure 12 is an enlarged cross-sectional view of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 13 is a cross-sectional view of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a plan view of the display unit of the electronic device of FIG. 13.
  • Figure 15 is a cross-sectional view of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a plan view of the display unit of the electronic device of FIG. 15.
  • 17 and 18 are enlarged cross-sectional views of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 19 is a cross-sectional view and a top view of a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 4 is a cross-sectional view of an optical driver and a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 10 may include an optical driver 200 and a display unit 300.
  • the optical driver 200 is for controlling various electronic components provided in the electronic device 10, and is configured to diffuse and/or converge the image source panel 210 and the light generated from the image source panel 210. It may include a lens unit 220.
  • the image source panel 210 may generate a light beam to display an image.
  • the light beam may be a light beam that generates a two-dimensional image or a three-dimensional image.
  • the 3D image may include at least one of a stereo image or a multi-view image.
  • the lens unit 220 may include at least one lens, and the lens may include at least one of a glass lens, a plastic lens, and a liquid crystal lens.
  • the lens unit 220 serves to allow the user to see the image generated by the image source panel 210 as a virtual image.
  • the lens unit 220 may be located between the image source panel 210 and the display unit 300.
  • the image source panel 210 and the lens unit 220 may be spaced apart from the display unit 300 and disposed toward the side thereof.
  • the display unit 300 allows the user to see the image generated by the optical driving unit 200 and at the same time allows the user to see an external view.
  • the display unit 300 may be provided with a transparent substrate 301 and an optical path change area 302 formed on one surface of the transparent substrate 301.
  • the optical path change area 302 may be understood as a type of optical array.
  • the one side may refer to the side closer to the user's pupils among the two sides of the transparent substrate 301.
  • the transparent substrate 301 may be composed of a planar surface or a surface with a predetermined curvature.
  • the transparent substrate 301 may include at least one of a glass substrate, a plastic substrate, and a metal substrate. At least one of the size and location of the optical path change area 302 may be determined based on the user's field of view (FOV). The optical path change area 302 will be explained further later.
  • FOV field of view
  • the optical driver 200 may directly irradiate the light beam generated by the image source panel 210 to the optical path change area 302 of the display unit 300. That is, the optical driver 200 may irradiate the light beam to the optical path change area 302 obliquely in one direction of the display unit 300. The light beam may be directly irradiated to the optical path change area 302 without passing through the transparent substrate 301. At this time, the lens unit 220 of the optical driving unit 200 may allow the light beam to be confined to the optical path change area 302 and be incident thereon.
  • a portion of the optical path change area 302 may be configured to reflect the light beam at a certain level or more in the user's pupil direction (Z direction).
  • the portion may be opaque to block external light 410 incident from the outside, or may be translucent so that only a portion of the external light 410 is transmitted.
  • Another part of the optical path change area 302 may be configured to transmit the external light 410 and not reflect the light beam toward the user's pupil.
  • the optical path change area 302 may be configured in a uniform pattern shape. This will be explained further with reference to FIGS. 5 and 6. 5 and 6 show an optical path change area according to an embodiment of the present disclosure.
  • the optical path change area 302 includes a coating area (A1) for reflecting the light beam and a non-coating area (A2) that is not coated to prevent the light beam from being reflected. can do.
  • the coated area A1 and the uncoated area A2 in the optical path change area 302 may form a fine and uniform pattern shape. Therefore, when the electronic device 10 is worn close to the user's eyes, the user may hardly be able to perceive the pattern shape of the optical path change area 302.
  • the pattern shape is illustrated as a net or grid shape, but it is not limited thereto, and various periodic pattern shapes may be used.
  • the pattern shape is a diamond pattern shape
  • the pattern shape is a chessboard pattern shape
  • the pattern shape is It is illustrated as having a stripe pattern shape, but it is not limited to this.
  • the scale of the pattern shape may vary from tens of micrometers to several millimeters depending on at least one of the distance between the optical path change area 302 and the user's pupils, pupil size, and light wavelength band.
  • the coating material in the coating area A1 may be a reflective mode material.
  • the coating material may include materials for partial mirror coating and coating of special wavelength bands.
  • the periodic pattern-shaped grid may correspond to the coated area (A1), and the space between the grids may correspond to the uncoated area (A2). It could be the other way around.
  • the coating area (A1) may be provided with a DOE (Diffractive Optical Element) pattern (A1-1) for changing the optical path of the light beam so that the light beam is reflected in the user's pupil direction (Z direction).
  • DOE diffractive Optical Element
  • HOE Holographic Optical Element
  • the optical path can be changed in a desired direction by adjusting the optical path change angle of the DOE or HOE pattern within the optical path change area 302, thereby securing a wide field of view (FOV).
  • FOV wide field of view
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the optical driver 200 is omitted for simplicity of illustration.
  • the transparent substrate 301 of the display unit 300 of the electronic device 10 may serve as the planar light guide.
  • the light beam generated by the optical driver may be irradiated inward from the side of the transparent substrate 301 and guided within the transparent substrate 301 through total internal reflection.
  • the optical path change area 302 described above may be provided on one side of the transparent substrate 301.
  • the one side may refer to the side farther from the user's pupils among the two sides of the transparent substrate 301.
  • at least one of the size and location of the optical path change area 302 may be determined based on the user's field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • the guided light beam reaching the optical path change area 302 may be reflected in the direction of the user's pupils.
  • the reflected light beam may be visible to the user along with the external sight 410.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the optical driver 200 is omitted for simplicity of illustration.
  • the transparent substrate 301 of the display unit 300 of the electronic device 10 may be configured with a curved surface.
  • An optical path change area 302 may be formed on one surface of the transparent substrate 301.
  • the one side may refer to the inner side of the two sides of the transparent substrate 301, that is, the side closer to the user's pupils.
  • at least one of the size and location of the optical path change area 302 may be determined based on the user's field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • the optical driver directly irradiates the light beam generated by the image source panel to the optical path change area 302 of the display unit 300, and the optical path change area 302 directs the light beam in the direction of the user's eyes. Reflection is the same as described above.
  • the electronic device 10 When using the electronic device 10 as shown in FIG. 8, it can be manufactured in a structure that facilitates securing the viewing angle and optical performance while reducing the optical path distance between the pupil and the optical driver, and can also be applied to the existing glasses-type structure.
  • An electronic device 10 that can provide greater convenience to glasses wearers or sunglasses users can be implemented.
  • Figure 9 is a perspective view of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 10 may include a frame 100, an optical driver 200, and a display unit 300.
  • the electronic device 10 may be provided as a glass type (smart glass).
  • the glass-type electronic device 10 is configured to be worn on the head of the human body, and may be provided with a frame (case, housing, etc.) 100 for this.
  • the frame 100 may be made of a flexible material to make it easy to wear.
  • the frame 100 is supported on the head and provides space for various components to be mounted. As shown in FIG. 9 , electronic components such as an optical driver 200, a user input unit 130, or an audio output unit 140 may be mounted on the frame 100. Additionally, a lens covering at least one of the left eye and the right eye may be removably mounted on the frame 100.
  • the frame 100 may have the form of glasses worn on the face of the user's body, but is not necessarily limited thereto, and may have the form of goggles worn in close contact with the user's face. It may be possible.
  • Such a frame 100 may include a front frame 110 having at least one opening and a pair of side frames 120 extending in a first direction (y) intersecting the front frame 110 and parallel to each other. You can.
  • the optical driver 200 can control various electronic components provided in the electronic device 10.
  • the optical driver 200 unlike the electronic device of FIG. 4, may not include an image source panel and a lens unit. This will be explained again later.
  • the optical driver 200 may be fixed to one of the two side frames 120 .
  • the optical driver 200 may be fixed to the inside or outside of one of the side frames 120, or may be built into the inside of one of the side frames 120 and formed integrally.
  • the optical driver 200 may be fixed to the front frame 110 or may be provided separately from the electronic device 10.
  • the display unit 300 may be implemented in the form of a head mounted display (HMD).
  • HMD type refers to a display method that is mounted on the head and shows images directly in front of the user's eyes.
  • the display unit 300 may be arranged to correspond to at least one of the left eye and the right eye so that an image can be provided directly in front of the user's eyes.
  • FIG. 9 illustrates that the display unit 300 is located in a portion corresponding to the user's right eye so that an image can be output toward the user's right eye.
  • the display unit 300 allows the user to visually perceive an external scene and at the same time allows the user to see an image generated under the control of the optical driving unit 200.
  • the electronic device 10 may include a display area 303 on the display unit 300 instead of the image source panel 210 of FIG. 4 .
  • the display area 303 may be composed of a light source module array.
  • Each light source module 313 in the light source module array 303 may include a light source element implementing a single pixel, or may include a light source element implementing hundreds to thousands of pixel clusters.
  • the light source device may also be understood as a micro light source device.
  • the light source device may include a liquid crystal on silicon (LCoS) device, a liquid crystal display (LCD) device, an organic light emitting diode (OLED) device, and a digital micromirror device (DMD), and may also include a micro LED (light emitting device). It may include next-generation display devices such as diode) and QD (quantum dot) LED.
  • LCD liquid crystal on silicon
  • OLED organic light emitting diode
  • DMD digital micromirror device
  • next-generation display devices such as diode) and QD (quantum dot) LED.
  • the image data generated by the optical driver 200 is transmitted as an image signal along the conductive input line 316 to the light source module array 303, and the light source module array 303 converts the image signal into light. You can look into the user's eyes.
  • a plurality of light source modules 313 constituting the light source module array 303 may be arranged in a lattice structure.
  • the scale of the grid structure may vary depending on at least one of the distance between the light source module array 303 and the user's pupils, pupil size, and light wavelength band. Since the plurality of light source modules 313 are implemented in a lattice structure and have a fine size, they can provide a wide viewing angle (FOV) without impairing the aesthetics of the electronic device 10.
  • FOV wide viewing angle
  • the image signal generated by the optical driver 200 is transmitted to the image dividing circuit 315 provided on one side of the display area 303 through the conductive input line 316, and the image dividing circuit 315 It is divided into a plurality of branches and transmitted to the light source module 313 arranged for each branch.
  • the image splitting circuit 315 is located outside the user's visual range to minimize gaze interference.
  • Each of the split images divided by the image splitting circuit 315 is output by the individual light source module 313, and the split images can collectively implement one image.
  • Figure 10 is a cross-sectional view of a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light source module array 303 may be provided on the first side of the transparent substrate 301 of the display unit 300.
  • the first side may be the side away from the user.
  • the light source module array 303 may be composed of a plurality of light source modules 313 arranged in a lattice structure.
  • the spacing between the plurality of light source modules 313 in the light source module array 303 may be uniform. Alternatively, the distance between the plurality of light source modules 313 may gradually increase as it moves outward from the center of the light source module array 303.
  • the light source module 303 may output the segmented image 323 with directivity toward the user.
  • the light source element of the light source module 303 may be configured to have a size of several hundred um or less, and may be configured to have a special wavelength band depending on the purpose as well as the visible light region.
  • the light source module array 303 may be configured to have a uniform pattern shape and have a predetermined light beam direction, and each light source module may be structured to block light from an external direction.
  • the pattern shape may be a grid shape, a diamond pattern shape, or a chessboard pattern shape as described above.
  • a lens array 304 may be provided on the second side of the transparent substrate 301 of the display unit 300.
  • the lens array 304 may be understood as a type of optical array.
  • the second side is opposite to the first side and may be a side closer to the user.
  • the lens array 304 may be composed of a plurality of lenses 314 arranged in a lattice structure.
  • the lens 314 may be understood as a type of optical element.
  • the lens may be a micro lens.
  • the lens may be a Fresnel lens, or it may be a HOE or DOE lens.
  • Each of the plurality of light source modules 313 may correspond one-to-one to each of the plurality of lenses 314. That is, each lens may be aligned with each light source module in a radial direction from the user's pupil toward the display unit 300. Accordingly, the segmented image 323 from each light source module 303 may be output to the user's pupil through each lens 314. At the same time, external light 410 incident from the outside may enter the user's pupil through the space between the plurality of light source modules 313 and the space between the plurality of lenses 314. Accordingly, the display unit 300 can allow the user to visually perceive the external scene and at the same time view the image generated under the control of the optical driving unit 200.
  • the plurality of light source modules 313 serve as the image source panel 210 of the electronic device 10 of FIG. 4, and the plurality of lenses 314 serve as the lens unit ( 220) can play a role.
  • FIG. 11 is a plan view of the display unit of the electronic device of FIG. 10.
  • FIG. 11 shows a partial plane view of the second side of the transparent substrate 301.
  • each of the plurality of light source modules 313 may correspond one-to-one to each of the plurality of lenses 314. That is, each lens 314 may be aligned with each light source module 313 in a radial direction from the user's pupil toward the display unit 300. Accordingly, a segmented image from each light source module can be output to the user's pupil through each lens.
  • the optical characteristics of each lens 314 may vary depending on its location so that the segmented image of the corresponding light source module is directed toward the user's pupil.
  • external light incident from the outside may enter the user's pupil through the space between the plurality of light source modules 313 and the space between the plurality of lenses 314.
  • Figure 12 is an enlarged cross-sectional view of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light source module 313 may include an external light blocking member 313A, a light source element 313B, and a collimating lens 313C.
  • the light source element 313B contacts the transparent substrate 301 with the collimating lens 313C interposed therebetween, and the external light blocking member 313A covers the light source element 313B and the collimating lens 313C. It may have a cap shape.
  • the external light blocking member 313A may block external light from passing through the light source module 313.
  • the light source element 313B may output or irradiate a light beam 323 corresponding to the divided image with directivity in the direction of the transparent substrate 301.
  • the collimating lens 313C prevents the light beam 323 output from the light source element 313B from being dispersed in an undesired direction by forming it in parallel.
  • the optical characteristics of the collimating lens 313C may be common to all light source modules 313, or may be different depending on their positions to form a light beam in parallel with the corresponding lens 314.
  • the collimating lens 313C may be composed of a Fresnel lens, or a HOE or DOE lens. Thanks to the collimating lens 313C, the diameter of the individual lens 313 can be smaller than the size of the individual light source module 313.
  • the light beam 323 passing through the collimating lens 313C passes through the transparent substrate 301 and then through the corresponding lens 314 of the lens array 304.
  • the collimating lens 313C can be omitted.
  • Figure 13 is a cross-sectional view of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light source module array 303 may be provided on the first side of the transparent substrate 301 of the display unit 300.
  • the first side may be the side away from the user.
  • the light source module array 303 may be composed of a plurality of light source modules 313 arranged in a lattice structure.
  • the spacing between the plurality of light source modules 313 in the light source module array 303 may be uniform. Alternatively, the distance between the plurality of light source modules 313 may gradually increase as it moves outward from the center of the light source module array 303.
  • the light source module 303 may output the segmented image 323 with directivity toward the user. However, the output divided image may be an image polarized in the first direction. Although not shown, for this purpose, the light source module 303 may output the segmented image through a layer (eg, film or coating) polarized in the first direction.
  • a layer eg, film or coating
  • the light source element of the light source module 303 may be configured to have a size of several hundred um or less, and may be configured to have a special wavelength band depending on the purpose as well as the visible light region.
  • the light source module array 303 may be configured to have a uniform pattern shape and have a predetermined light beam direction, and each light source module may be structured to block light from an external direction.
  • the pattern shape may be a grid shape, a diamond pattern shape, or a chessboard pattern shape as described above.
  • a layer e.g., film or coating
  • the transparent substrate 301 may be as described in FIG. 12 .
  • a pinhole array 305 may be provided on the second side of the transparent substrate 301 of the display unit 300.
  • the pinhole array 305 can be understood as a type of optical array.
  • the second side is opposite to the first side and may be a side closer to the user.
  • the pinhole array 305 is a layer (eg, film or coating) polarized in a second direction perpendicular to the first direction, and a plurality of pinholes 315 may be formed in a lattice structure here.
  • the pinhole 315 can be understood as a type of optical element.
  • Each of the plurality of light source modules 313 may correspond one-to-one to each of the plurality of pinholes 315. That is, each pinhole 315 may be aligned in each light source module 313 in a radial direction from the user's pupil toward the display unit 300. Accordingly, the segmented image 323 from each light source module 313 may be output to the user's pupil through each pinhole 315. At the same time, external light 410 incident from the outside may be incident on the user's pupil through the space between the plurality of light source modules 313 and the layer polarized in the second direction of the pinhole array 305.
  • the pinhole is a term derived from the fact that the hole through which an object is viewed appears to have been pierced with a pin.
  • the pinhole effect refers to the fact that the light passing through a small hole has a deeper depth of field (DOF) and appears more clearly.
  • the display unit 300 can allow the user to visually perceive the external scene and at the same time view the image generated under the control of the optical driving unit 200.
  • the plurality of light source modules 313 serve as the image source panel 210 of the electronic device 10 of FIG. 4, and the plurality of pinholes 315 serve as the lens unit ( 220) can play a role.
  • FIG. 14 is a plan view of the display unit of the electronic device of FIG. 13.
  • FIG. 14 shows a partial plane view of the second side of the transparent substrate 301.
  • each of the plurality of light source modules 313 may correspond one-to-one to each of the plurality of pinholes 314. That is, each pinhole 315 may be aligned in each light source module 313 in a radial direction from the user's pupil toward the display unit 300. Accordingly, the segmented image 323 polarized in the first direction from each light source module 315 may be output to the user's pupil through each pinhole 315. At the same time, external light 410 incident from the outside may be incident on the user's pupil through the space between the plurality of light source modules 313 and the layer polarized in the second direction of the pinhole array 305.
  • the light source module array 303 is provided on the first side of the transparent substrate, that is, the side farthest from the user, and each light source module 313 of the light source module array 303 is oriented toward the user. It has been described that the electronic device 10 is configured to irradiate the light beam of the segmented image 323. However, in the above, the light source module array 303 is provided on the second side of the transparent substrate, that is, one side closer to the user, and each light source module 313 of the light source module array 303 is oriented away from the user. The electronic device 10 may be configured to irradiate the light beam of the segmented image 323 in the opposite direction. This will be explained further with reference to FIG. 15 .
  • Figure 15 is a cross-sectional view of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light source module array 303 may be provided on the second side of the transparent substrate 301 of the display unit 300.
  • the second side may be a side closer to the user.
  • the light source module array 303 may be composed of a plurality of light source modules 313 arranged in a lattice structure.
  • the spacing between the plurality of light source modules 313 in the light source module array 303 may be uniform. Alternatively, the distance between the plurality of light source modules 313 may gradually increase as it moves outward from the center of the light source module array 303.
  • the light source module 303 may output the segmented image 323 with directivity in a direction opposite to the user's direction.
  • the light source element of the light source module 303 may be configured to have a size of several hundred um or less, and may be configured to have a special wavelength band depending on the purpose as well as the visible light region.
  • the light source module array 303 may be configured to have a uniform pattern shape and a predetermined light beam direction, and each light source module may be structured to block the light beam toward the user.
  • the pattern shape may be a grid shape, a diamond pattern shape, or a chessboard pattern shape as described above.
  • a reflective mirror array 306 may be provided on the first side of the transparent substrate 301 of the display unit 300.
  • the reflective mirror array 306 can be understood as a type of optical array. As the side opposite to the second side of the first side, it may be a side facing away from the user.
  • the reflective mirror array 306 may be composed of a plurality of reflective mirrors 316 arranged in a lattice structure.
  • the reflective mirror 316 can be understood as a type of optical element.
  • the reflective mirror 316 may be a micro reflective mirror.
  • Each of the plurality of reflective mirrors 316 may be composed of a reflective lens.
  • the reflective lens may be composed of a Fresnel lens, or a HOE or DOE lens. Since the plurality of reflective mirrors 316 are implemented in a lattice structure and have a fine size, they do not impair the aesthetics of the electronic device 10.
  • Each of the plurality of light source modules 313 may correspond one-to-one to each of the plurality of reflection mirrors 316. That is, each reflective mirror may be aligned in each light source module in a radial direction from the user's pupil toward the display unit 300. Accordingly, the segmented image 323 from each light source module 313 may be reflected by each reflection mirror 315 and output to the user's pupil. At the same time, external light 410 incident from the outside may enter the user's pupil through the space between the plurality of light source modules 313 and the space between the plurality of reflection mirrors 316. Accordingly, the display unit 300 can allow the user to visually perceive the external scene and at the same time view the image generated under the control of the optical driving unit 200.
  • the plurality of light source modules 313 serve as the image source panel 210 of the electronic device 10 of FIG. 4, and the plurality of reflection mirrors 316 serve as the lens unit of the electronic device 10 of FIG. 4. (220) It can play a role.
  • FIG. 16 is a plan view of the display unit of the electronic device of FIG. 15.
  • FIG. 16 shows a partial plane view of the second side of the transparent substrate 301.
  • each of the plurality of light source modules 313 may correspond one-to-one to each of the plurality of reflection mirrors 316. That is, each reflection mirror 316 may be aligned with each light source module 313 in a radial direction from the user's pupil toward the display unit 300. Accordingly, the segmented image from each light source module may be reflected by each reflection mirror and output to the user's pupil.
  • the optical characteristics of the reflective lens of each reflective mirror 316 may vary depending on its location so that the segmented image of the corresponding light source module is reflected and directed toward the user's pupil.
  • external light incident from the outside may enter the user's pupil through the space between the plurality of light source modules 313 and the space between the plurality of reflection mirrors 316.
  • Figure 17 is an enlarged cross-sectional view of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light source module 313 may include an external light blocking member 313A and a light source element 313B.
  • the light source element 313B is in contact with the transparent substrate 301, and the external light blocking member 313A may have a cap shape that covers the light source element 313B.
  • the external light blocking member 313A may be structured to block the light beam 323 from the light source element 313B in the direction of the user.
  • the light source element 313B may output a light beam 323 corresponding to the segmented image with directivity in the direction of the reflective mirror 316.
  • the light beam 323 from the light source element 313B may pass through the transparent substrate 301 and then be reflected by the reflective mirror 316 and then pass through the transparent substrate 301 again and head to the user's pupil. there is.
  • External light 410 incident from the outside may be completely or partially blocked by the reflection mirror 316.
  • the size of the reflective mirror 316 (eg, tens to hundreds of micrometers) may be smaller than the size of a typical user's pupil (eg, several millimeters).
  • the size of the light source module 313 (for example, less than several tens of micrometers) may be configured to be smaller than the size of the reflection mirror 316.
  • Figure 18 is an enlarged cross-sectional view of the display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the reflective mirror 316 can change the path of the light beam 323 from the light source module 313 according to the first optical characteristic. there is.
  • the reflective mirror 316 may change the path of only light in some directions and/or light of some wavelengths.
  • the reflection mirror 316 spreads or focuses the light beam 323 from the light source module 313 according to the second optical characteristic. , that is, the focal length can be varied.
  • At least one of the first optical characteristic and the second optical characteristic of the reflective lens of each reflective mirror 316 may be different depending on its position so that the divided image of the corresponding light source module is reflected toward the user's pupil.
  • Figure 19 is a cross-sectional view and a top view of a display unit of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light source module array i.e., the one side closer to the user
  • the transparent substrate 301 having a predetermined curvature of the display unit 300 is provided. 303) may be provided.
  • the spacing between the plurality of light source modules 313 in the light source module array 303 may be uniform.
  • the distance between the plurality of light source modules 313 may gradually increase as it moves outward from the center of the light source module array 303.
  • the extent to which the gap gradually increases may vary depending on at least one of the curvature and the angle of view of the image.
  • a reflective mirror array 306 may be provided on the first side (that is, the side away from the user) of the transparent substrate 301 of the display unit 300.
  • Each of the plurality of light source modules 313 may correspond one-to-one to each of the plurality of reflection mirrors 316. That is, each reflective mirror may be aligned in each light source module in a radial direction from the user's pupil toward the display unit 300.

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Abstract

시야각(FOV)을 더욱 넓게 하기 위한 착용용 디스플레이와 같은 전자 디바이스로서, 투명 기판, 상기 투명 기판의 제 1 면에 구비되고, 복수의 광원 모듈이 격자 구조로 배열된 광원 모듈 어레이, 상기 투명 기판의 제 2 면에 구비되고, 복수의 광학 소자가 상기 복수 광원 모듈에 각각 대응되도록 배열된 광학 어레이, 및 상기 광원 모듈 어레이를 제어하는 광학 구동부를 포함하고, 외부 광이 상기 복수의 광원 모듈 간의 공간 및 상기 복수 개의 광학 소자 간의 공간을 통해 사용자에게 제공되고, 상기 광학 구동부에서 생성된 영상에 따른 광빔이 상기 광원 모듈 어레이에서 조사되어 상기 광학 어레이를 통해 상기 사용자에게 제공되는 것을 특징을 하는 전자 디바이스를 제공할 수 있다.

Description

전자 디바이스
본 개시는 전자 디바이스에 관한 것이다. 보다 상세하게, VR(Virtual Reality), AR(Augmented Reality), MR(Mixed Reality) 등에 사용되는 착용용 디스플레이(wearable display)와 같은 전자 디바이스에 관한 것이다.
가상현실(Virtual Reality, VR)은 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 말한다.
증강현실(Augmented Reality, AR)은 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 기술을 말한다.
혼합현실 (Mixed Reality, MR) 혹은 혼성현실 (Hybrid reality)은 가상 세계와 현실 세계를 합쳐서 새로운 환경이나 새로운 정보를 만들어 내는 것을 말한다. 특히, 실시간으로 현실과 가상에 존재하는 것 사이에서 실시간으로 상호작용할 수 있는 것을 말할 때 혼합현실이라 한다.
이 때, 만들어진 가상의 환경이나 상황 등은 사용자의 오감을 자극하며 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다. 또한 사용자는 이러한 환경에 단순히 몰입할 뿐만 아니라 실재하는 디바이스를 이용해 조작이나 명령을 가하는 등 이러한 환경 속에 구현된 것들과 상호작용이 가능하다.
최근, 이러한 기술분야에 사용되는 장비(gear)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
허공에 영상을 구현하는 착용용 디스플레이로 크게 두 가지 타입이 있다. 머리에 착용하는 헬멧 구조와 안경형 구조가 있다. 헬멧 구조는 시야각(FOV: Field Of View)을 확대해서 큰 영상을 구현하기 위해서는 광학 렌즈 계 구조의 부피가 커져서 머리에 전반적으로 착용되는 구조로 되어 있고, 이에 HMD (Head Mounted Display)라는 어원이 발생되었다. 따라서, 헬멧 구조는 군사훈련용(사이버 비행운전) 및 사이버 게임용 등 전문적이고 이동이 적은 한정공간에서 사용되는 분야에서 활용되고 있다.
반면에, 안경형 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 안경구조처럼 코와 귀에 걸쳐서 보는 구조로 아담한 사이즈로 구성이 되어 있어, 이동하는 환경에도 사용이 용이하도록 가볍고 작은 사이즈로 구성되어 있다. 안경형 구조는 크게 세 가지 구조로 분류된다.
첫 번째로, 패널과 렌즈가 눈앞에 거치된 다이렉트 직시 형 구조(도 1의 (1-1))는 가장 클래식한 구조이며, 허상광학계 설계의 기본이 되는 구조로서 앞에 외부 광경(external view)을 볼 수 없는 시-클로즈드(see-closed) 형태로 되어 있다. 따라서, 다이렉트 직시 형 구조(도 1의 (1-1))는 이동공간에서 외부 관경을 인식해야 할 필요성이 있기에 불리한 점이 있다.
두 번째로, 다이렉트 직시형 구조(도 1의 (1-1))의 단점을 보안해서, 패널을 위로 거치를 하고 부분 반사면을 사용하여 외부 광경을 볼 수 있는 구조인 탑(Top) 거치 반사 형 구조(도 1의 (1-2))가 있다. 하지만, 탑 거치 반사 형 구조(도 1의 (1-2))는 전반적으로 패널과 광학계 군이 눈앞에 거치 되어 있어, 안경구조의 얇은 두께를 갖는데 한계가 있고 가벼운 무게를 갖기에는 힘들다는 단점이 있다.
세 번째로, 앞에 있는 패널과 광학렌즈 군을 눈 옆의 안경태로 이동시키고 광 가이드(lightguide) (또는 웨이브 가이드(waveguide))를 사용하여 마치 안경 렌즈와 같은 구조인 사이드(Side) 거치 광 가이드 구조(도 1의 (1-3))가 있다.
사이드 거치 광 가이드 구조(도 1의 (1-3))는, 도 2에서 보는 봐와 같이, 평면 광 가이드(planar light guide)의 내부반사를 통해서 눈 동공으로 빔을 보내주기 한 PBS(Polarization Beam Splitter) 방식(도 2의 (2-1))과 프리즘(Prism) 방식(도 2의 (2-2))이 있다. PBS 방식 구조(도 2의 (2-1))는 각 미러에서 나온 빔이 균일하게 나올 수 있도록 각 세그먼트된 PBS면의 코팅이 수십 개 층의 특수 부분 코팅을 해서 접합 제작해야 하는 어려움이 있고, 또한 재질도 유리 재질과 같은 제한된 재질로만 만들 수가 있다는 단점이 있어, 몰드(mold) 구조로 대량생산하기가 어렵다. 반면에, 프리즘 방식 구조(도 2의 (2-2))는 몰드 구조로 제작이 가능하여 재질도 플라스틱으로 사용이 용이하다. 그러나 이 두 평면 광 가이드 방식은 눈에서 내부 전반 사를 통해서 렌즈 군이 멀리 배치되어 시야각(FOV: Field Of View)을 넓히는데 한계가 있으면 PBS나 프리즘 패턴이 시각적으로 존재하여 보인다는 단점을 가지고 있다.
또한, 기존 방식은 평면 광 가이드의 내부 전반사를 통해서 동공으로 향할 수 있도록 경로를 변경해주는 부분 PBS 미러(partial PBS mirror)나 프리즘 미러(prism mirror) 유효범위에서 반사되는 구조이기에 영상의 크기를 좌우하는 시야각에 제한이 있었다. 도 3에서 보는 것처럼, 내부반사를 하기에 빔이 겹치지 않는 범위를 배치하게 위해서 유효 세그먼트 부분 PBS 미러(segment partial PBS mirror) 범위(도 3의 (3-1))나 프리즘 미러 범위(도 3의 (3-2))는 평면 광 가이드 두께와 연관하여 제한되어 있다. 따라서, 특히, 사람마다 눈의 간격이 다르고 눈동자의 움직임이 있기에 그 변화량에서도 원하는 영상의 성능이 유지되는 눈 이동 영역(EMB: Eye Motion Box) 범위도 고려되어야 하기에 내부반사를 통한 더욱더 시야각을 키우기에는 가혹한 제한이 존재한다. 게다가 세그먼트 부분 PBS 미러나 프리즘 미러 구조는 그 비주얼 패턴(visual pattern)이 도드라져 보이기 때문에 미관을 해쳐서 디자인적으로 고려의 대상이 된다.
본 개시는 전술한 문제점 및 이와 연관된 다양한 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로서, 시야각(FOV: Field Of View)을 더욱 넓게 하고 외관 상으로 비주얼 패턴(visual pattern)이 도드라지지 않는 착용용 디스플레이를 가능하게 하는 착용용 디스플레이와 같은 전자 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 측면에 따르면, 투명 기판, 상기 투명 기판의 제 1 면에 구비되고, 복수의 광원 모듈이 격자 구조로 배열된 광원 모듈 어레이, 상기 투명 기판의 제 2 면에 구비되고, 복수의 광학 소자가 상기 복수 광원 모듈에 각각 대응되도록 배열된 광학 어레이, 및 상기 광원 모듈 어레이를 제어하는 광학 구동부를 포함하고, 외부 광이 상기 복수의 광원 모듈 간의 공간 및 상기 복수 개의 광학 소자 간의 공간을 통해 사용자에게 제공되고, 상기 광학 구동부에서 생성된 영상에 따른 광빔이 상기 광원 모듈 어레이에서 조사되어 상기 광학 어레이를 통해 상기 사용자에게 제공되는 것을 특징을 하는 전자 디바이스를 제공할 수 있다.
상기 복수의 광원 모듈의 개별 광원 모듈은, 상기 외부 광이 상기 광원모듈을 통과하지 않도록 차단하기 위한 외부광 차단부재, 및 상기 광빔을 조사하기 위한 광원 소자를 포함할 수 있다.
상기 개별 광원 모듈은, 상기 조사된 광빔이 분산되지 않도록 하기 위한 시준 렌즈를 더욱 포함하고, 상기 광원 소자는 상기 시준 렌즈를 사이에 두고 상기 투명 기판에 접할 수 있다.
상기 외부광 차단부재는 상기 광원 소자와 상기 시준 렌즈를 덮는 캡 형상을 가질 수 있다.
상기 시준 렌즈의 광학 특성은 모든 광원 모듈에 대해 동일할 수 있다.
제 2 면이 상기 사용자를 향하도록 상기 투명 기판이 배치될 수 있다.
상기 광학 소자는 렌즈이고, 상기 렌즈의 광학 특성은 상기 광학 소자의 위치에 따라 정해질 수 있다.
상기 광학 소자는 제 1 방향으로 편광된 레이어에 형성된 핀홀일 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이는 제 1 방향과 직교인 제 2 방향으로 편광된 광빔을 조사할 수 있다.
제 1 면이 상기 사용자를 향하도록 상기 투명 기판이 배치될 수 있다.
상기 광학 소자는 반사 렌즈이고, 상기 반사 렌즈의 광학 특성은 상기 광학 소자의 위치에 따라 정해질 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이의 중심에서 바깥 쪽으로 갈수록 상기 복수 개의 광원 모듈 간의 간격이 커질 수 있다.
상기 투명 기판은 평면이거나 소정 곡률을 가질 수 있다.
상기 사용자의 동공에서 상기 투명 기판을 향하는 방사 방향으로 각 광학 소자가 이에 대한 광원 모듈에 정렬될 수 있다.
상기 광학 어레이는 DOE(Diffractive Optical Element) 또는 HOE(Holographic Optical element)로 구성될 수 있다.
상기 전자 디바이스는, 상기 투명 기판이 배치되는 전면 프레임, 및 상기 광학 구동부가 배치되는 측면 프레임을 더욱 포함할 수 있다.
상기 전자 디바이스는, 상기 광학 구동부에서 생성된 영상을 분할하여 개별 광원 모듈로 전달하는 영상분할회로를 더욱 포함할 수 있다.
상기 격자 구조의 스케일은 상기 광원 모듈 어레이와 사용자 눈동자 간의 거리, 동공 사이즈, 및 광 파장 대역 등 중 적어도 하나에 기반하여 정해질 수 있다.
상기 광원 소자는, LCoS(liquid crystal on silicon) 소자, LCD(liquid crystal display) 소자, OLED(organic light emitting diode) 소자, DMD(digital micromirror device) 소자, Micro LED(light emitting diode) 소자, 및 QD(quantum dot) LED 소자를 포함할 수 있다.
상기 전자 디바이스는 착용용 디스플레이일 수 있다.
본 개시에 따른 전자 디바이스의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 개시의 여러 측면들 중 적어도 하나에 의하면, 시야각(FOV)을 더욱 넓게 하고 외관 상으로 비주얼 패턴(visual pattern)이 도드라지지 않는 착용용 디스플레이를 구현할 수 있도록 한다는 장점이 있다.
도 1은 착용용 디스플레이의 예시들을 도시한다.
도 2는 평면 광 가이드(planar light guide) 방식의 착용용 디스플레이이의 예시들을 도시한다.
도 3은 평면 광 가이드 방식의 착용용 디스플레이의 시야각(FOV : Field Of View)을 도시한다.
도 4는 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 광학 구동부 및 디스플레이부의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일실시예에 따른 광경로 변경 영역을 도시한다.
도 7은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다.
도 8은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다.
도 9는 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 사시도이다.
도 10은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다.
도 11은 도 10의 전자 디바이스의 디스플레이부의 평면도이다.
도 12은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 확대 단면도이다.
도 13은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다.
도 14은 도 13의 전자 디바이스의 디스플레이부의 평면도이다.
도 15는 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다.
도 16은 도 15의 전자 디바이스의 디스플레이부의 평면도이다.
도 17 및 도 18은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 확대 단면도이다.
도 19는 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도 및 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 4는 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 광학 구동부 및 디스플레이부의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 디바이스(10)는 광학 구동부 (200) 및 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다
상기 광학 구동부(200)는 상기 전자 디바이스(10)에 구비되는 각종 전자부품을 제어하기 위한 것으로서, 이미지 소스 패널(210) 및 상기 이미지 소스 패널(210)에서 발생된 광을 확산 및/또는 수렴하는 렌즈부(220)을 포함할 수 있다. 상기 이미지 소스 패널(210)는 이미지를 디스플레이하기 위한 광빔을 생성할 수 있다. 상기 광빔은 2차원 영상 또는 3차원 영상을 생성하는 광빔일 수 있다. 3차원 영상은 스테레오 이미지 또는 다시점 영상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(220)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있고, 상기 렌즈는 유리 렌즈, 플라스틱 렌즈 및 액정 렌즈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(220)는 상기 이미지 소스 패널(210)에서 생성된 이미지가 사용자가 허상으로 보이도록 하는 역할을 한다. 상기 렌즈부(220)는 상기 이미지 소스 패널(210)와 상기 디스플레이부(300) 사이에 위치할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 소스 패널(210) 및 상기 렌즈부(220)은 상기 디스플레이부(300)에서 이격되어 그 측면 방향 쪽에 배치될 수 있다.
상기 디스플레이부(300)는 사용자에게 상기 광학 구동부(200)에서 생성된 이미지가 보이도록 하면서, 동시에 외부 광경(external view)이 보이도록 할 수 있다.
이를 위해, 상기 디스플레이부(300)는 투명 기판(301) 및 상기 투명 기판(301)의 일면 상에 형성된 광경로 변경 영역(302)를 구비할 수 있다. 상기 광경로 변경 영역(302)는 일종의 광학 어레이로 이해될 수 있다. 상기 일면은 상기 투명 기판(301)의 양 면 중에서 사용자의 눈동자에 가까운 쪽의 면을 의미할 수 있다. 상기 투명 기판(301)은 평면(Planar Surface) 또는 소정 곡률을 가진 면으로 구성될 수 있다. 상기 투명 기판(301)은 유리 기판, 플라스틱 기판, 및 메탈 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광경로 변경 영역(302)의 크기 및 위치 중 적어도 하나는 사용자의 시야각(FOV)의 기준으로 결정될 수 있다. 상기 광경로 변경 영역(302)에 대해서는 나중에 더욱 설명하겠다.
상기 광학 구동부(200)는 상기 이미지 소스 패널(210)에서 생성된 광빔을 상기 디스플레이부(300)의 상기 광경로 변경 영역(302)로 직접 조사할 수 있다. 즉, 상기 광학 구동부(200)는 상기 디스플레이부(300)의 일측 방향에서 비스듬하게 상기 광경로 변경 영역(302)으로 상기 광빔을 조사할 수 있다. 상기 광빔은 상기 투명 기판(301)를 통과함 없이 직접 상기 광경로 변경 영역(302)에 조사될 수 있다. 이 때, 상기 광학 구동부(200)의 상기 렌즈부(220)는 상기 상기 광빔이 상기 광경로 변경 영역(302)에 한정되어 입사되도록 할 수 있다.
상기 광경로 변경 영역(302)의 일부분은 상기 광빔을 사용자의 눈동자 방향(Z 방향)으로 일정 레벨 이상 반사시키도록 구성될 수 있다. 상기 일부분은 외부로부터 입사되는 외부 광(410)을 차단하도록 불투명할 수 있고, 일부 외부 광(410)만이 투과되도록 반투명할 수도 있다. 상기 광경로 변경 영역(302)의 다른 부분은 상기 외부 광(410)을 투과시키면서 상기 광빔을 사용자의 눈동자 방향으로 반사시키지 않도록 구성될 수 있다.
이를 위해 상기 광경로 변경 영역(302)는 균일한 패턴 형상으로 구성될 수 있다. 이에 대해 도 5 및 도 6을 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 5 및 도 6은 본 개시의 일실시예에 따른 광경로 변경 영역을 도시한다.
상기 광경로 변경 영역(302)는 상기 광빔을 반사하기 위한 코팅 영역(coating area)(A1)과, 상기 광빔이 반사되지 않도록 코팅이 되지 않은 비코팅 영역(non-coating area)(A2)을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광경로 변경 영역(302)에서 상기 코팅 영역(A1)과 상기 비코팅 영역(A2)는 미세하고 균일한 패턴 형상을 구성할 수 있다. 따라서, 상기 전자기기(10)가 사용자의 눈동자에 가까이 착용되는 경우, 사용자는 상기 광경로 변경 영역(302)의 상기 패턴 형상을 거의 인지하지 못할 수 있다.
도 5에서는 상기 패턴 형상이 그물 또는 격자 형상인 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되지는 않고, 여러 가지 주기적 패턴 형상이 이용될 수도 있다. 도 6의 (6-1)에서는 상기 패턴 형상이 다이아몬드 패턴 형상이고, 도 6의 (6-2)에서는 상기 패턴 형상이 체스판 패턴 형상이고, 도 6의 (6-3)에서는 상기 패턴 형상이 스트라이프 패턴 형상인 것으로 예시되어 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 패턴 형상의 스케일은 상기 광경로 변경 영역(302)와 사용자 눈동자 간의 거리, 동공 사이즈, 및 광 파장 대역 등 중 적어도 하나에 따라서 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터까지 달라질 수 있다.
상기 코팅 영역(A1)에서의 코팅 재질은 반사 가능한 모드 재질이 적용 가능하다. 상기 코팅 재질은 부분 미러 코팅(partial mirror coating) 및 특수 파장 대역의 코팅을 위한 재질을 포함할 수 있다.
상기 주기적 패턴 형상의 격자는 상기 코팅 영역(A1)에 해당되고, 상기 격자 사이의 공간은 상기 비코팅 영역(A2)에 해당될 수 있다. 그 반대일 수도 있다.
상기 코팅 영역(A1)에는 상기 광빔이 사용자의 눈동자 방향(Z 방향)으로 반사되도록 상기 광빔의 광경로를 변경하기 위한 DOE(Diffractive Optical Element) 패턴(A1-1)이 구비될 수 있다. 상기 DOE 패턴 대신에 HOE(Holographic Optical element) 패턴이 상기 코팅 영역(A1)에 구비되어 상기 광빔의 광경로가 사용자의 눈동자 방향으로 변경될 수도 있다.
도 4에 따른 전자 디바이스(10)의 경우, 상기 투명 기판(301) 내의 내부 전반사를 이용하지 않으므로 얇은 두께의 안경 렌즈 구조가 가능하다. 또한, 상기 광경로 변경 영역(302) 내에서의 DOE 또는 HOE 패턴의 광경로 변경 각도 조절을 통해 원하는 방향으로 광경로를 변경할 수 있으므로 넓은 시야각(FOV)을 확보할 수 있다.
이상에서는 상기 이미지 소스 패널(210)에서 생성된 상기 광빔이 상기 투명 기판(301)를 통과함 없이 상기 디스플레이부(300)의 상기 광경로 변경 영역(302)에 직접 조사되는 것에 대해 설명하였다. 그러나, 상기 이미지 소스 패널(210)에서 생성된 상기 광빔이 상기 투명 기판(301)를 통과하여 상기 디스플레이부(300)의 상기 광경로 변경 영역(302)에 조사되도록 상기 전자기기(10)가 구성될 수도 있다. 이에 대해 도 7을 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 7은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다. 도 7에서는 도시의 간편함을 위해 광학 구동부(200)가 생략되어 있다.
도 7를 참조하면, 상기 전자기기(10)의 상기 디스플레이부(300)의 상기 투명 기판(301)는 상기 평면 광 가이드 역할을 할 수 있다.
상기 광학 구동부에 의해 생성되는 광빔은 상기 투명 기판(301)의 측면에서 내부로 조사되어 내부 전반사를 통해 상기 투명 기판(301) 내에서 가이드될 수 있다.
상기 투명 기판(301)의 일면에는 앞서 설명한 광경로 변경 영역(302)이 구비될 수 있다. 상기 일면은 상기 투명 기판(301)의 양 면 중에서 사용자의 눈동자에서 먼 쪽의 면을 의미할 수 있다. 상기 광경로 변경 영역(302)의 크기 및 위치 중 적어도 하나는 사용자의 시야각(FOV)의 기준으로 결정될 수 있음은 전술한 바와 같다.
상기 광경로 변경 영역(302)에 도달하는 상기 가이드된 광빔은 상기 사용자의 눈동자 방향으로 반사될 수 있다.
상기 반사된 광빔이 상기 외부 광경(410)과 함께 사용자에게 보일 수 있음은 전술한 바와 같다.
한편, 도 4의 전자기기(10)의 상기 디스플레이부(300)의 상기 투명 기판(301)이 곡면으로 구성될 수도 있다. 이에 대해 도 8을 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 8은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다. 도 8에서는 도시의 간편함을 위해 광학 구동부(200)가 생략되어 있다.
도 8를 참조하면, 상기 전자기기(10)의 상기 디스플레이부(300)의 상기 투명 기판(301)은 곡면으로 구성될 수 있다.
상기 투명 기판(301)의 일면 상에 광경로 변경 영역(302)가 형성될 수 있다. 상기 일면은 상기 투명 기판(301)의 양 면 중에서 안쪽 면, 즉 사용자의 눈동자에 가까운 쪽의 면을 의미할 수 있다. 상기 광경로 변경 영역(302)의 크기 및 위치 중 적어도 하나는 사용자의 시야각(FOV)의 기준으로 결정될 수 있음은 전술한 바와 같다.
상기 광학 구동부는 상기 이미지 소스 패널에서 생성된 광빔을 상기 디스플레이부(300)의 상기 광경로 변경 영역(302)로 직접 조사하고, 상기 광경로 변경 영역(302)는 상기 광빔을 사용자의 눈동자 방향으로 반사함은 전술한 바와 같다.
도 8과 같은 전자 디바이스(10)를 이용하는 경우, 동공과 상기 광학 구동부 간의 광경로 거리를 줄이면서 시야각이나 광학 성능 확보에도 용이한 구조로 제작이 가능하며, 기존 안경형태 구조로도 적용이 가능하여 안경 착용자나 선글라스 사용자에게 더욱 편의를 제공할 수 있는 전자 디바이스(10)를 구현할 수 있다.
이상에서는 상기 이미지 소스 패널(210) 및 상기 렌즈부(220)은 상기 디스플레이부(300)에서 이격되어 배치되는 것에 대해 설명하였다. 그런데 상기 이미지 소스 패널(210) 및 상기 렌즈부(220)이 상기 디스플레이부(300)와 일체로 구성될 수도 있다. 이에 대해 도 9를 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 9는 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 프레임(100), 광학 구동부(200) 및 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다.
상기 전자 디바이스(10)는 글라스 타입(smart glass)으로 마련될 수 있다. 상기 글라스 타입의 상기 전자 디바이스(10)는 인체의 두부에 착용 가능하도록 구성되며, 이를 위한 프레임(케이스, 하우징 등)(100)을 구비할 수 있다. 상기 프레임(100)은 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다.
상기 프레임(100)은 두부에 지지되며, 각종 부품들이 장착되는 공간을 마련한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(100)에는 광학 구동부(200), 사용자 입력부(130) 또는 음향 출력부(140) 등과 같은 전자부품이 장착될 수 있다. 또한, 상기 프레임(100)에는 좌안 및 우안 중 적어도 하나를 덮는 렌즈가 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
상기 프레임(100)은 도 9에 도시된 바와 같이, 사용자의 신체 중 안면에 착용되는 안경 형태를 가질 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 사용자의 안면에 밀착되어 착용되는 고글 등의 형태를 가질 수도 있다.
이와 같은 프레임(100)은 적어도 하나의 개구부를 구비하는 전면 프레임(110)과 전면 프레임(110)과 교차하는 제1 방향(y)으로 연장되어 서로 나란한 한 쌍의 측면 프레임(120)을 포함할 수 있다.
상기 광학 구동부(200)는 상기 전자 디바이스(10)에 구비되는 각종 전자부품을 제어할 수 있다. 상기 광학 구동부(200)는, 앞서 도 4의 전자기기와는 달리, 이미지 소스 패널 및 렌즈부를 포함하지 않을 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명된다.
상기 광학 구동부(200)는 두 측면 프레임(120) 중 어느 하나의 측면 프레임(120)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 구동부(200)는 어느 하나의 측면 프레임(120) 내측 또는 외측에 고정되거나, 어느 하나의 측면 프레임(120)의 내부에 내장되어 일체로 형성될 수 있다. 또는 상기 광학 구동부(200)가 전면 프레임(110)에 고정되거나 상기 전자 디바이스(10)와 별도로 마련될 수도 있다.
상기 디스플레이부(300)는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, HMD) 형태로 구현될 수 있다. HMD 형태란, 두부에 장착되어, 사용자의 눈 앞에 직접 영상을 보여주는 디스플레이 방식을 말한다. 사용자가 상기 전자 디바이스(10)를 착용하였을 때, 사용자의 눈 앞에 직접 영상을 제공할 수 있도록, 상기 디스플레이부(300)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다. 도 9에서는, 사용자의 우안을 향하여 영상을 출력할 수 있도록, 상기 디스플레이부(300)가 우안에 대응되는 부분에 위치한 것을 예시하고 있다.
상기 디스플레이부(300)는 사용자가 외부 광경을 시각적으로 인지하면서, 동시에 상기 광학 구동부(200)의 제어 하에 생성되는 이미지가 사용자에게 보이도록 할 수 있다.
상기 전자 디바이스(10)는, 도 4의 상기 이미지 소스 패널(210) 대신에, 디스플레이 영역(303)을 상기 디스플레이부(300) 상에 구비할 수 있다. 상기 디스플레이 영역(303)은 광원 모듈 어레이로 구성될 수 있다. 상기 광원 모듈 어레이(303) 내의 각 광원 모듈(313)은 단일 픽셀을 구현하는 광원 소자를 포함할 수도 있고, 수백 내지 수천 개의 픽셀 클러스터를 구현하는 광원 소자를 포함할 수도 있다. 상기 광원 소자는 마이크로 광원 소자로 이해될 수도 있다.
상기 광원 소자는, LCoS(liquid crystal on silicon) 소자, LCD(liquid crystal display) 소자, OLED(organic light emitting diode) 소자, DMD(digital micromirror device)를 포함할 수 있고, 또한, Micro LED(light emitting diode), QD(quantum dot) LED 등의 차세대 디스플레이 소자를 포함할 수 있다.
상기 광학 구동부(200)에서 생성된 이미지 데이터는 전도성 입력라인(316)을 따라 영상 신호로서 상기 광원 모듈 어레이(303)로 전달되고, 상기 광원 모듈 어레이(303)는 상기 영상신호를 광으로 변환하여 사용자의 눈에 조사할 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303)를 구성하는 복수의 광원 모듈들(313)은 격자 구조로 배열될 수 있다. 상기 격자 구조의 스케일은 상기 광원 모듈 어레이(303)와 사용자 눈동자 간의 거리, 동공 사이즈, 및 광 파장 대역 등 중 적어도 하나에 따라서 달라질 수 있다. 상기 복수의 광원 모듈들(313)은 격자 구조로 미세한 사이즈로 구현되기 때문에 상기 전자 디바이스(10)의 미관을 해치지 않고, 넓은 시야각(FOV)를 제공할 수 있다.
상기 광학 구동부(200)에서 생성된 이미지 신호는 전도성 입력라인(316)을 통해 상기 디스플레이 영역(303)의 일 측에 마련되는 영상분할회로(315)로 전달되고, 상기 영상분할회로(315)에서 복수의 분기로 분할되어 각 분기별로 배치되는 광원 모듈(313)에 전달된다. 상기 영상분할회로(315)는 사용자의 시각 범위 밖에 위치하여 시선 간섭을 최소화할 수 있다. 상기 영상분할회로(315)에 의해 분할된 분할 영상들 각각은 개별 광원 모듈(313)에 의해 출력되고, 상기 분할 영상들은 그 전체로 하나의 영상을 구현할 수 있다.
이하, 도 10을 더욱 참조하여, 상기 디스플레이부(300)에 대해 살펴보겠다. 도 10은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다.
상기 디스플레이부(300)의 투명 기판(301)의 제 1 면에 상기 광원 모듈 어레이(303)가 구비될 수 있다. 제 1 면은 사용자로부터 먼 쪽의 일면일 수 있다. 상기 광원 모듈 어레이(303)는 격자 구조로 배열된 복수 개의 광원 모듈(313)로 구성될 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303)에서 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 간격은 균일할 수 있다. 또는, 상기 광원 모듈 어레이(303)의 중심에서 바깥 쪽으로 멀어질수록 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 간격이 점점 커질 수도 있다.
상기 광원 모듈(303)은 사용자 방향으로 지향성을 갖도록 상기 분할 영상(323)을 출력할 수 있다.
상기 광원 모듈(303)의 상기 광원 소자는 수백 um이하 사이즈로 구성될 수 있으며, 가시광 영역 뿐만 아니라 용도에 따라서 특수 파장 대역을 갖도록 구성할 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303)은 균일한 패턴 형상으로 소정의 광빔 지향각을 갖도록 구성될 수 있으며, 각 광원 모듈은 외부 방향으로부터의 광을 차단하는 구조로 될 수 있다. 상기 패턴 형상은 앞서 설명한 바와 같은 격자 형상, 다이아콘드 패턴 형상, 체스판 패턴 형상일 수 있다.
한편, 상기 디스플레이부(300)의 투명 기판(301)의 제 2 면에 렌즈 어레이(304)가 구비될 수 있다. 상기 렌즈 어레이(304)는 일종의 광학 어레이로 이해될 수 있다. 제 2 면의 제 1 면의 반대면으로서, 사용자에서 가까운 쪽의 일면일 수 있다. 상기 렌즈 어레이(304)는 격자 구조로 배열된 복수 개의 렌즈(314)로 구성될 수 있다. 상기 렌즈(314)는 일종의 광학 소자로 이해될 수 있다. 예를 들면, 상기 렌즈는 마이크로 렌즈일 수 있다. 상기 렌즈는 프레즈넬(Fresnel) 렌즈로 구성될 수도 있고, HOE 또는 DOE 렌즈로 구성될 수도 있다.
상기 복수 개의 광원 모듈(313) 각각은 상기 복수 개의 렌즈(314) 각각에 일대일 대응될 수 있다. 즉, 사용자의 동공에서 상기 디스플레이부(300) 쪽으로의 방사 방향으로 각 렌즈가 각 광원 모듈에 정렬될 수 있다. 따라서, 각 광원 모듈(303)으로부터의 분할 영상(323)이 각 렌즈(314)를 통해 사용자의 동공으로 출력될 수 있다. 이와 동시에, 외부로부터 입사되는 외부 광(410)은 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 공간 및 상기 복수 개의 렌즈(314) 간의 공간을 통해 사용자 동공으로 입사될 수 있다. 따라서, 상기 디스플레이부(300)는 사용자가 외부 광경을 시각적으로 인지하면서, 동시에 상기 광학 구동부(200)의 제어 하에 생성되는 이미지를 볼 수 있도록 할 수 있다.
상기 복수 개의 광원 모듈(313)는 도 4의 전자 디바이스(10)의 상기 이미지 소스 패널(210) 역할을 하고, 상기 복수 개의 렌즈(314)는 도 4의 전자 디바이스(10)의 상기 렌즈부(220) 역할을 할 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303) 및 상기 렌즈 어레이(304)에 대해 도 11을 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 11은 도 10의 전자 디바이스의 디스플레이부의 평면도이다. 도 11에서는 상기 투명 기판(301)의 제 2 면을 바라본 부분 평면이 도시되어 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 각각은 상기 복수 개의 렌즈(314) 각각에 일대일 대응될 수 있다. 즉, 사용자의 동공에서 상기 디스플레이부(300) 쪽으로의 방사 방향으로 각 렌즈(314)가 각 광원 모듈(313)에 정렬될 수 있다. 따라서, 각 광원 모듈으로부터의 분할 영상이 각 렌즈를 통해 사용자의 동공으로 출력될 수 있다. 각 렌즈(314)의 광학 특성은 그 위치에 따라 해당 광원 모듈의 분할 영상이 사용자 동공을 향하도록 다를 수 있다. 이와 동시에, 외부로부터 입사되는 외부 광은 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 공간 및 상기 복수 개의 렌즈(314) 간의 공간을 통해 사용자 동공으로 입사될 수 있다.
이하, 도 12를 더욱 참조하여, 도 10의 상기 광원 모듈(313)에 대해 좀더 구체적으로 살펴보겠다. 도 12은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 확대 단면도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 광원모듈(313)은 외부광 차단부재(313A), 광원 소자(313B), 및 시준 렌즈(collimating lens)(313C)를 포함할 수 있다. 상기 광원 소자(313B)는 상기 시준 렌즈(313C)를 사이에 두고 상기 투명 기판(301)에 접하며, 상기 외부광 차단부재(313A)은 상기 광원 소자(313B)와 상기 시준 렌즈(313C)를 덮는 캡 형상을 가질 수 있다.
상기 외부광 차단부재(313A)는 외부광이 상기 광원모듈(313)을 통과하지 않도록 차단할 수 있다.
상기 광원 소자(313B)는 상기 분할 영상에 해당하는 광빔(323)을 상기 투명 기판(301) 방향으로 지향성을 갖도록 출력 또는 조사할 수 있다.
상기 시준 렌즈(313C)는 상기 광원 소자(313B)로부터 출력되는 광빔(323)이 평행하게 형성되도록 하여 원하지 않는 방향으로 분산되지 않도록 한다. 상기 시준 렌즈(313C)의 광학 특성은 모든 광원 모듈들(313)에 대해 공통적일 수도 있고, 그 위치에 따라 해당 렌즈(314)로 광빔을 평행하게 형성하기 위해 다를 수도 있다. 상기 시준 렌즈(313C)는 프레즈넬(Fresnel) 렌즈로 구성될 수도 있고, HOE 또는 DOE 렌즈로 구성될 수도 있다. 상기 시준 렌즈(313C) 덕택에 개별 렌즈(313)의 직경이 개별 광원모듈(313)의 크기 대비 작아질 수 있다.
상기 시준 렌즈(313C)를 통과한 상기 광빔(323)은 상기 투명 기판(301)를 통과하고 상기 렌즈 어레이(304)의 해당 렌즈(314)를 통과하게 된다.
상기 투명 기판(301)이 얇아서 상기 광원 모듈(313) 및 이에 해당하는 렌즈(314) 간의 거리가 가까운 경우 상기 시준 렌즈(313C)가 생략될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 전자 디바이스(10)에서 상기 렌즈 어레이(304) 대신에 핀홀(pinhole) 어레이가 사용될 수 있다. 이에 대해 도 13를 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 13은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다.
상기 디스플레이부(300)의 투명 기판(301)의 제 1 면에 상기 광원 모듈 어레이(303)가 구비될 수 있다. 제 1 면은 사용자로부터 먼 쪽의 일면일 수 있다. 상기 광원 모듈 어레이(303)는 격자 구조로 배열된 복수 개의 광원 모듈(313)로 구성될 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303)에서 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 간격은 균일할 수 있다. 또는, 상기 광원 모듈 어레이(303)의 중심에서 바깥 쪽으로 멀어질수록 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 간격이 점점 커질 수도 있다.
상기 광원 모듈(303)은 사용자 방향으로 지향성을 갖도록 상기 분할 영상(323)을 출력할 수 있다. 다만, 상기 출력되는 분할 영상은 제 1 방향으로 편광된 영상일 수 있다. 비록 도시되지는 않았지만, 이를 위해 상기 광원 모듈(303)은 제 1 방향으로 편광된 레이어(예를 들면, 필름 또는 코팅)을 통해 상기 분할 영상을 출력할 수도 있다.
상기 광원 모듈(303)의 상기 광원 소자는 수백 um이하 사이즈로 구성될 수 있으며, 가시광 영역 뿐만 아니라 용도에 따라서 특수 파장 대역을 갖도록 구성할 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303)은 균일한 패턴 형상으로 소정의 광빔 지향각을 갖도록 구성될 수 있으며, 각 광원 모듈은 외부 방향으로부터의 광을 차단하는 구조로 될 수 있다. 상기 패턴 형상은 앞서 설명한 바와 같은 격자 형상, 다이아콘드 패턴 형상, 체스판 패턴 형상일 수 있다.
상기 광원 모듈(303)의 경우, 제 1 방향으로 편광된 레이어(예를 들면, 필름 또는 코팅) 미도시)가 상기 광원 소자(313B) 및 상기 시준 렌즈(313C) 사이, 또는 상기 시준 렌즈(313C) 및 상기 투명 기판(301) 사이에 형성될 수 있음을 제외하고는 도 12에서 설명한 바와 같을 수 있다.
한편, 상기 디스플레이부(300)의 투명 기판(301)의 제 2 면에 핀홀(pinhole) 어레이(305)가 구비될 수 있다. 상기 핀홀 어레이(305)는 일종의 광학 어레이로 이해될 수 있다. 제 2 면의 제 1 면의 반대면으로서, 사용자에서 가까운 쪽의 일면일 수 있다. 상기 핀홀 어레이(305)는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 편광된 레이어(예를 들면, 필름 또는 코팅)으로서, 여기에 격자 구조로 복수 개의 핀홀(315)이 형성될 수 있다. 상기 핀홀(315)은 일종의 광학 소자로 이해될 수 있다.
상기 복수 개의 광원 모듈(313) 각각은 상기 복수 개의 핀홀(315) 각각에 일대일 대응될 수 있다. 즉, 사용자의 동공에서 상기 디스플레이부(300) 쪽으로의 방사 방향으로 각 핀홀(315)이 각 광원 모듈(313)에 정렬될 수 있다. 따라서, 각 광원 모듈(313)으로부터의 분할 영상(323)이 각 핀홀(315)을 통해 사용자의 동공으로 출력될 수 있다. 이와 동시에, 외부로부터 입사되는 외부 광(410)은 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 공간 및 상기 핀홀 어레이(305)의 제 2 방향으로 편광된 레이어를 통해 사용자 동공으로 입사될 수 있다. 제 1 방향으로 편광된 영상은 제 2 방향으로 편광된 레이어를 통과하지 못하므로, 사용자는 핀홀 효과에 기반하여 상기 영상을 볼 수 있다. 상기 핀홀은 물체를 바라보는 구멍이 핀으로 뚫은 것 같음에 유래된 용어로서, 상기 핀홀 효과는 작은 구멍으로 통과된 광이 심도(Depth of Field, DOF)가 깊어져 더 뚜렷하게 보이는 것을 말한다.
따라서, 상기 디스플레이부(300)는 사용자가 외부 광경을 시각적으로 인지하면서, 동시에 상기 광학 구동부(200)의 제어 하에 생성되는 이미지를 볼 수 있도록 할 수 있다.
상기 복수 개의 광원 모듈(313)는 도 4의 전자 디바이스(10)의 상기 이미지 소스 패널(210) 역할을 하고, 상기 복수 개의 핀홀(315)는 도 4의 전자 디바이스(10)의 상기 렌즈부(220) 역할을 할 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303) 및 상기 핀홀 어레이(305)에 대해 도 11을 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 14은 도 13의 전자 디바이스의 디스플레이부의 평면도이다. 도 14에서는 상기 투명 기판(301)의 제 2 면을 바라본 부분 평면이 도시되어 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 각각은 상기 복수 개의 핀홀(314) 각각에 일대일 대응될 수 있다. 즉, 사용자의 동공에서 상기 디스플레이부(300) 쪽으로의 방사 방향으로 각 핀홀(315)이 각 광원 모듈(313)에 정렬될 수 있다. 따라서, 각 광원 모듈(315)으로부터의 제 1 방향으로 편광된 분할 영상(323)이 각 핀홀(315)를 통해 사용자의 동공으로 출력될 수 있다. 이와 동시에, 외부로부터 입사되는 외부 광(410)은 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 공간 및 상기 핀홀 어레이(305)의 제 2 방향으로 편광된 레이어를 통해 사용자 동공으로 입사될 수 있다.
이상에서는 상기 광원 모듈 어레이(303)가 상기 투명 기판의 제 1 면, 즉 사용자로부터 먼 쪽의 일면에 구비되고, 상기 광원 모듈 어레이(303)의 각 광원 모듈(313)이 사용자 방향으로 지향성을 갖도록 상기 분할 영상(323)의 광빔을 조사하도록 상기 전자 디바이스(10)가 구성되는 것에 대해 설명하였다. 그런데, 이상에서는 상기 광원 모듈 어레이(303)가 상기 투명 기판의 제 2 면, 즉 사용자에서 가까운 쪽의 일면에 구비되고, 상기 광원 모듈 어레이(303)의 각 광원 모듈(313)이 사용자 방향과는 반대 방향으로 상기 분할 영상(323)의 광빔을 조사하도록 상기 전자 디바이스(10)가 구성될 수도 있다. 이에 대해 도 15를 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 15는 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도이다.
상기 디스플레이부(300)의 투명 기판(301)의 제 2 면에 상기 광원 모듈 어레이(303)가 구비될 수 있다. 제 2 면은 사용자에서 가까운 쪽의 일면일 수 있다. 상기 광원 모듈 어레이(303)는 격자 구조로 배열된 복수 개의 광원 모듈(313)로 구성될 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303)에서 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 간격은 균일할 수 있다. 또는, 상기 광원 모듈 어레이(303)의 중심에서 바깥 쪽으로 멀어질수록 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 간격이 점점 커질 수도 있다.
상기 광원 모듈(303)은 사용자 방향과 반대 방향으로 지향성을 갖도록 상기 분할 영상(323)을 출력할 수 있다.
상기 광원 모듈(303)의 상기 광원 소자는 수백 um이하 사이즈로 구성될 수 있으며, 가시광 영역 뿐만 아니라 용도에 따라서 특수 파장 대역을 갖도록 구성할 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303)은 균일한 패턴 형상으로 소정의 광빔 지향각을 갖도록 구성될 수 있으며, 각 광원 모듈은 사용자 방향으로의 광빔은 차단하도록 하는 구조로 될 수 있다. 상기 패턴 형상은 앞서 설명한 바와 같은 격자 형상, 다이아콘드 패턴 형상, 체스판 패턴 형상일 수 있다.
한편, 상기 디스플레이부(300)의 투명 기판(301)의 제 1 면에 반사 미러 어레이(306)가 구비될 수 있다. 상기 반사 미러 어레이(306)는 일종의 광학 어레이로 이해될 수 있다. 제 1 면의 제 2 면의 반대면으로서, 사용자로부터 먼 쪽의 일면일 수 있다. 상기 반사 미러 어레이(306)는 격자 구조로 배열된 복수 개의 반사 미러(316)로 구성될 수 있다. 상기 반사 미러(316)는 일종의 광학 소자로 이해될 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 미러(316)는 마이크로 반사 미러일 수 있다. 상기 복수 개의 반사 미러(316)는 각각 반사 렌즈로 구성될 수 있다. 상기 반사 렌즈는 상기 렌즈는 프레즈넬(Fresnel) 렌즈로 구성될 수도 있고, HOE 또는 DOE 렌즈로 구성될 수도 있다. 상기 복수의 반사미러(316)는 격자 구조로 미세한 사이즈로 구현되기 때문에 상기 전자 디바이스(10)의 미관을 해치지 않는다.
상기 복수 개의 광원 모듈(313) 각각은 상기 복수 개의 반사 미러(316) 각각에 일대일 대응될 수 있다. 즉, 사용자의 동공에서 상기 디스플레이부(300) 쪽으로의 방사 방향으로 각 반사 미러가 각 광원 모듈에 정렬될 수 있다. 따라서, 각 광원 모듈(313)으로부터의 분할 영상(323)이 각 반사 미러(315)에 의해 반사되어 사용자의 동공으로 출력될 수 있다. 이와 동시에, 외부로부터 입사되는 외부 광(410)은 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 공간 및 상기 복수 개의 반사 미러(316) 간의 공간을 통해 사용자 동공으로 입사될 수 있다. 따라서, 상기 디스플레이부(300)는 사용자가 외부 광경을 시각적으로 인지하면서, 동시에 상기 광학 구동부(200)의 제어 하에 생성되는 이미지를 볼 수 있도록 할 수 있다.
상기 복수 개의 광원 모듈(313)는 도 4의 전자 디바이스(10)의 상기 이미지 소스 패널(210) 역할을 하고, 상기 복수 개의 반사 미러(316)는 도 4의 전자 디바이스(10)의 상기 렌즈부(220) 역할을 할 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303) 및 상기 반사 미러 어레이(316)에 대해 도 16을 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 16은 도 15의 전자 디바이스의 디스플레이부의 평면도이다. 도 16에서는 상기 투명 기판(301)의 제 2 면을 바라본 부분 평면이 도시되어 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 각각은 상기 복수 개의 반사 미러(316) 각각에 일대일 대응될 수 있다. 즉, 사용자의 동공에서 상기 디스플레이부(300) 쪽으로의 방사 방향으로 각 반사 미러(316)가 각 광원 모듈(313)에 정렬될 수 있다. 따라서, 각 광원 모듈으로부터의 분할 영상이 각 반사 미러에 의해 반사되어 사용자의 동공으로 출력될 수 있다. 각 반사 미러(316)의 반사 렌즈의 광학 특성은 그 위치에 따라 해당 광원 모듈의 분할 영상이 반사되어 사용자 동공을 향하도록 다를 수 있다. 이와 동시에, 외부로부터 입사되는 외부 광은 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 공간 및 상기 복수 개의 반사 미러(316) 간의 공간을 통해 사용자 동공으로 입사될 수 있다.
이하, 도 17를 더욱 참조하여, 도 15의 상기 광원 모듈(313)에 대해 좀더 구체적으로 살펴보겠다. 도 17은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 확대 단면도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상기 광원모듈(313)은 외부광 차단부재(313A) 및 광원 소자(313B)를 포함할 수 있다. 상기 광원 소자(313B)는 상기 투명 기판(301)에 접하며, 상기 외부광 차단부재(313A)은 상기 광원 소자(313B)를 덮는 캡 형상을 가질 수 있다.
상기 외부광 차단부재(313A)는 상기 광원 소자(313B)로부터의 상기 광빔(323)이 사용자 방향으로는 차단되도록 하는 구조로 될 수 있다.
상기 광원 소자(313B)는 상기 분할 영상에 해당하는 광빔(323)을 상기 상기 반사 미러(316) 방향으로 지향성을 갖도록 출력할 수 있다.
상기 광원 소자(313B)부터의 상기 광빔(323)은 상기 투명 기판(301)를 통과한 다음 상기 반사 미러(316)에 의해 반사되어 다시 상기 투명 기판(301)를 통과하여 상기 사용자 동공으로 향할 수 있다.
외부로부터 입사되는 외부 광(410)은 상기 반사 미러(316)에 의해 완전 차단되거나 부분 차단될 수 있다.
상기 반사 미러(316)의 크기(예를 들면, 수십 내지 수백 마이크로미터)은 일반적인 사용자 동공 크기(예를 들면, 수 밀리미터)보다 작도록 구성될 수 있다. 상기 광원 모듈(313)의 크기(예를 들면, 수십 마이크로미터 미만)은 상기 반사 미러(316)의 크기보다 작도록 구성될 수 있다.
이하, 도 18을 더욱 참조하여, 상기 반사 미러(316), 즉 상기 반사 렌즈의 광학 특성에 대해 좀더 구체적을 살펴보겠다. 도 18은 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 확대 단면도이다.
도 18의 (18-1) 및 (18-2)에 도시된 바와 같이, 상기 반사 미러(316)는 제 1 광학 특성에 따라 상기 광원 모듈(313)로부터의 광빔(323)의 경로를 변경할 수 있다. 상기 반사 미러(316)는 일부 방향의 광 및/또는 일부 파장의 광만의 경로를 변경시킬 수도 있다.
도 18의 (18-3) 및 (18-4)에 도시된 바와 같이, 상기 반사 미러(316)는 제 2 광학 특성에 따라 상기 광원 모듈(313)로부터의 광빔(323)이 퍼지거나 모아지도록, 즉 초점 거리가 달라지도록 할 수 있다.
각 반사 미러(316)의 반사 렌즈의 제 1 광학 특성 및 제 2 광학 특성 중 적어도 하나는 그 위치에 따라 해당 광원 모듈의 분할 영상이 반사되어 사용자 동공을 향하도록 다를 수 있다.
이상에서는 평면의 상기 투명 기판(301)에 상기 광원 모듈 어레이(303) 및 상기 반사 미러 어레이(306)가 구비되는 것에 대해 설명하였다. 그러나, 상기 광원 모듈 어레이(303) 및 상기 반사 미러 어레이(306)는 소정 곡률의 투명 기판에 구비될 수도 있다. 이에 대해 도 19를 더욱 참조하여 설명하겠다. 도 19는 본 개시의 일실시예에 따른 전자 디바이스의 디스플레이부의 단면도 및 평면도이다.
도 19의 (19-1)에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이부(300)의 소정 곡률을 갖는 투명 기판(301)의 제 2 면(즉, 사용자에게 가까운 쪽의 일면)에 상기 광원 모듈 어레이(303)가 구비될 수 있다.
상기 광원 모듈 어레이(303)에서 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 간격은 균일할 수 있다. 또는, 도 19의 (19-2)에 도시된 바와 같이 상기 광원 모듈 어레이(303)의 중심에서 바깥 쪽으로 멀어질수록 상기 복수 개의 광원 모듈(313) 간의 간격이 점점 커질 수도 있다. 상기 간격이 점점 커지는 정도는 상기 곡률 및 상기 영상의 화각 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있다.
상기 디스플레이부(300)의 투명 기판(301)의 제 1 면(즉, 사용자로부터 먼 쪽의 일면)에 반사 미러 어레이(306)가 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 광원 모듈(313) 각각은 상기 복수 개의 반사 미러(316) 각각에 일대일 대응될 수 있다. 즉, 사용자의 동공에서 상기 디스플레이부(300) 쪽으로의 방사 방향으로 각 반사 미러가 각 광원 모듈에 정렬될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 제 1 면에 구비되고, 복수의 광원 모듈이 격자 구조로 배열된 광원 모듈 어레이;
    상기 투명 기판의 제 2 면에 구비되고, 복수의 광학 소자가 상기 복수 광원 모듈에 각각 대응되도록 배열된 광학 어레이; 및
    상기 광원 모듈 어레이를 제어하는 광학 구동부;를 포함하고,
    외부 광이 상기 복수의 광원 모듈 간의 공간 및 상기 복수 개의 광학 소자 간의 공간을 통해 사용자에게 제공되고,
    상기 광학 구동부에서 생성된 영상에 따른 광빔이 상기 광원 모듈 어레이에서 조사되어 상기 광학 어레이를 통해 상기 사용자에게 제공되는 것을 특징을 하는 전자 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 광원 모듈의 개별 광원 모듈은,
    상기 외부 광이 상기 광원모듈을 통과하지 않도록 차단하기 위한 외부광 차단부재; 및
    상기 광빔을 조사하기 위한 광원 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 개별 광원 모듈은,
    상기 조사된 광빔이 분산되지 않도록 하기 위한 시준 렌즈를 더욱 포함하고,
    상기 광원 소자는 상기 시준 렌즈를 사이에 두고 상기 투명 기판에 접하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부광 차단부재는 상기 광원 소자와 상기 시준 렌즈를 덮는 캡 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 시준 렌즈의 광학 특성은 모든 광원 모듈에 대해 동일한 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  6. 제 3 항에 있어서,
    제 2 면이 상기 사용자를 향하도록 상기 투명 기판이 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 렌즈이고,
    상기 렌즈의 광학 특성은 상기 광학 소자의 위치에 기반하여 정해지는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 제 1 방향으로 편광된 레이어에 형성된 핀홀인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광원 모듈 어레이는 제 1 방향과 직교인 제 2 방향으로 편광된 광빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  10. 제 2 항에 있어서,
    제 1 면이 상기 사용자를 향하도록 상기 투명 기판이 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 반사 렌즈이고,
    상기 반사 렌즈의 광학 특성은 상기 광학 소자의 위치에 기반하여 정해지는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원 모듈 어레이의 중심에서 바깥 쪽으로 갈수록 상기 복수 개의 광원 모듈 간의 간격이 커지는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 투명 기판은 평면이거나 소정 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 사용자의 동공에서 상기 투명 기판을 향하는 방사 방향으로 각 광학 소자가 이에 대한 광원 모듈에 정렬되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 어레이는 DOE(Diffractive Optical Element) 또는 HOE(Holographic Optical element)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 기판이 배치되는 전면 프레임; 및
    상기 광학 구동부가 배치되는 측면 프레임;을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 구동부에서 생성된 영상을 분할하여 개별 광원 모듈로 전달하는 영상분할회로를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 격자 구조의 스케일은 상기 광원 모듈 어레이와 사용자 눈동자 간의 거리, 동공 사이즈, 및 광 파장 대역 등 중 적어도 하나에 기반하여 정해지는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  19. 제 2 항에 있어서, 상기 광원 소자는,
    LCoS(liquid crystal on silicon) 소자, LCD(liquid crystal display) 소자, OLED(organic light emitting diode) 소자, DMD(digital micromirror device) 소자, Micro LED(light emitting diode) 소자, 및 QD(quantum dot) LED 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 전자 디바이스는 착용용 디스플레이인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160378176A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Mediatek Inc. Hand And Body Tracking With Mobile Device-Based Virtual Reality Head-Mounted Display
KR20180020768A (ko) * 2016-08-19 2018-02-28 엘지이노텍 주식회사 광출력 모듈 및 가상 현실 디스플레이 장치
US20190004325A1 (en) * 2017-07-03 2019-01-03 Holovisions LLC Augmented Reality Eyewear with VAPE or Wear Technology
KR20190084066A (ko) * 2016-11-15 2019-07-15 크리얼쓰리디 에스에이 보정한 단안의 깊이 단서를 갖는 접안 순차 라이트 필드 프로젝터
KR20220078093A (ko) * 2020-12-03 2022-06-10 삼성전자주식회사 발광부를 포함하는 웨어러블 전자 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160378176A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Mediatek Inc. Hand And Body Tracking With Mobile Device-Based Virtual Reality Head-Mounted Display
KR20180020768A (ko) * 2016-08-19 2018-02-28 엘지이노텍 주식회사 광출력 모듈 및 가상 현실 디스플레이 장치
KR20190084066A (ko) * 2016-11-15 2019-07-15 크리얼쓰리디 에스에이 보정한 단안의 깊이 단서를 갖는 접안 순차 라이트 필드 프로젝터
US20190004325A1 (en) * 2017-07-03 2019-01-03 Holovisions LLC Augmented Reality Eyewear with VAPE or Wear Technology
KR20220078093A (ko) * 2020-12-03 2022-06-10 삼성전자주식회사 발광부를 포함하는 웨어러블 전자 장치

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