WO2026010486A1 - 광학 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

광학 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치

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WO2026010486A1
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light
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electronic device
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optical module
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PCT/KR2025/099242
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English (en)
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박병훈
김영은
배영섭
이정현
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/026—Details of the structure or mounting of specific components

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical module and/or an electronic device including the same.
  • smartphones incorporate functions such as communication, audio playback, imaging, and electronic organizers. Furthermore, with the installation of additional applications, even more functions can be implemented on smartphones. As a single electronic device becomes more diverse, specialized electronic devices like electronic organizers, multimedia players, and compact digital cameras are being replaced by multifunctional devices like smartphones.
  • miniaturized electronic devices such as smartphones
  • improving the quality of captured images or videos can be challenging.
  • cameras equipped on electronic devices can improve the quality of captured images or videos by incorporating high-resolution image sensors
  • multiple cameras e.g., a telephoto camera, a wide-angle camera, a macro camera, or a portrait camera
  • implementing a single camera with good telephoto, wide-angle, and/or macro capabilities requires a large number of lenses and a mechanism for adjusting the relative positions of the lenses, which can be difficult to integrate into a miniaturized electronic device.
  • combining multiple cameras with different angles of view can improve the quality of captured images while making it easier to integrate into a miniaturized electronic device.
  • an optical module and/or an electronic device including the same may include a first substrate, a light-emitting element assembly disposed on the first substrate and configured to emit light of a specified wavelength band, a light-receiving element disposed on the first substrate at one side of the light-emitting element assembly and including a first detection area configured to receive first light emitted by the light-emitting element assembly and then reflected by a subject, and a first casing disposed on the first substrate and configured to provide a second receiving space accommodating the first detection area, a guide structure disposed between the light-emitting element assembly and the second receiving space, and a second partition wall extending from an inner surface between the guide structure and the second receiving space and disposed to face the light-receiving element.
  • the light-receiving element may further include a second detection area provided on one side of the first detection area and disposed at least partially inside the guide structure.
  • the second detection area may be configured to receive second light guided by the guide structure while being part of the light emitted by the light emitting element assembly.
  • an electronic device may include a housing, an optical module disposed in the housing and configured to emit light of a specified wavelength band and receive a first light reflected by a subject among the emitted light, at least one processor, and a memory storing instructions that, when individually or collectively executed by the at least one processor, cause the electronic device to calculate distance information to the subject based on at least the first light.
  • the optical module may include a first substrate, a light-emitting element assembly disposed in the first substrate and configured to emit light of a specified wavelength band, a light-receiving element including a first detection area disposed in the first substrate at one side of the light-emitting element assembly and configured to receive the first light, and a first casing disposed in the first substrate and configured to provide a first receiving space for accommodating the light-emitting element assembly, a second receiving space for accommodating the first detection area, and a guide structure disposed between the first receiving space and the second receiving space.
  • the light-receiving element may further include a second detection area provided on one side of the first detection area and positioned at least partially within the guide structure.
  • the second detection area may be configured to receive a second light guided by the guide structure that is part of the light emitted by the light-receiving element assembly.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device within a network environment according to embodiments.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the front of an electronic device according to embodiments.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the rear side of the electronic device illustrated in FIG. 2 according to embodiments.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the front side of an electronic device according to embodiments.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the rear side of an electronic device according to embodiments.
  • Figure 6 is a perspective view showing an optical module according to embodiments.
  • FIG. 7 is a drawing showing an optical module according to embodiments, cut along line L1 of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a drawing showing an optical module according to embodiments, cut along line L2 of FIG. 6.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a light emitting element assembly of an optical module according to embodiments.
  • Fig. 10 is a perspective view illustrating a state in which a light-emitting element assembly of an optical module according to embodiments is arranged in a first casing.
  • Fig. 11 is a plan view showing a portion of a light emitting element assembly of an optical module according to embodiments.
  • Fig. 12 is a drawing for explaining a light emitting element assembly of an optical module according to embodiments.
  • Fig. 13 is a drawing for explaining the path along which the reference light of the optical module according to the embodiments proceeds.
  • Fig. 14 is a graph illustrating the first measurement results of an optical module according to embodiments.
  • Fig. 15 is a graph illustrating the second measurement results of the optical module according to the embodiments.
  • Fig. 16 is a flowchart illustrating a method for measuring reception deviation in an optical module according to embodiments.
  • Fig. 17 is a flowchart illustrating a method for measuring subject distance information using an optical module according to embodiments.
  • FIG. 18 is a perspective view illustrating the internal configuration of a wearable electronic device according to embodiments.
  • FIGS. 19 and 20 are drawings showing the front and back of a wearable electronic device according to embodiments.
  • FIG. 21 is a drawing showing a portion of a wearable electronic device according to embodiments.
  • distance information can be utilized to implement security features such as user facial recognition.
  • distance information can be detected by emitting light (e.g., infrared) from an electronic device, receiving the light reflected by a subject, and measuring the time between the emission and the reception.
  • an electronic device can detect distance information to a subject by including an infrared light source and an infrared receiver.
  • Infrared laser light can be effectively utilized to measure distance information to a subject. Emitting infrared laser light can generate high temperatures, and if the operating environment changes due to the generated heat, the distance information for a subject at the same distance can be detected differently.
  • One embodiment of the present disclosure is intended to at least resolve the above-described problems and/or disadvantages and at least provide the advantages described below, and can provide an optical module and/or an electronic device including the same that facilitates the dispersion or release of generated heat.
  • One embodiment of the present disclosure can provide an optical module and/or an electronic device including the same in which deviation of detection information for a subject distance according to an operating environment is suppressed.
  • a component surface could refer to one or more of the surfaces of a component.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device (1001) within a network environment (1000) according to embodiments.
  • the electronic device (1001) may communicate with the electronic device (1002) via a first network (1098) (e.g., a short-range wireless communication network), or may communicate with at least one of the electronic device (1004) or the server (1008) via a second network (1099) (e.g., a long-range wireless communication network).
  • the electronic device (1001) may communicate with the electronic device (1004) via the server (1008).
  • the electronic device (1001) may include a processor (1020), a memory (1030), an input module (1050), an audio output module (1055), a display module (1060), an audio module (1070), a sensor module (1076), an interface (1077), a connection terminal (1078), a haptic module (1079), a camera module (1080), a power management module (1088), a battery (1089), a communication module (1090), a subscriber identification module (1096), or an antenna module (1097).
  • the electronic device (1001) may omit at least one of these components (e.g., the connection terminal (1078)), or may have one or more other components added. In one embodiment, some of these components (e.g., sensor module (1076), camera module (1080), or antenna module (1097)) may be integrated into one component (e.g., display module (1060)).
  • the processor (1020) may, for example, execute software (e.g., a program (1040)) to control at least one other component (e.g., a hardware or software component) of the electronic device (1001) connected to the processor (1020) and perform various data processing or operations.
  • the processor (1020) may store commands or data received from other components (e.g., a sensor module (1076) or a communication module (1090)) in a volatile memory (1032), process the commands or data stored in the volatile memory (1032), and store result data in a non-volatile memory (1034).
  • the processor (1020) may include a main processor (1021) (e.g., a central processing unit or an application processor), or an auxiliary processor (1023) (e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor) that can operate independently or together with the main processor (1021).
  • a main processor (1021) e.g., a central processing unit or an application processor
  • an auxiliary processor (1023) e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor
  • the auxiliary processor (1023) may be configured to use less power than the main processor (1021) or to be specialized for a given function.
  • the auxiliary processor (1023) may be implemented separately from the main processor (1021) or as a part thereof.
  • the auxiliary processor (1023) may control at least a portion of functions or states associated with at least one component (e.g., the display module (1060), the sensor module (1076), or the communication module (1090)) of the electronic device (1001), for example, on behalf of the main processor (1021) while the main processor (1021) is in an inactive (e.g., sleep) state, or together with the main processor (1021) while the main processor (1021) is in an active (e.g., application execution) state.
  • the auxiliary processor (1023) e.g., an image signal processor or a communication processor
  • the auxiliary processor (1023) may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • the artificial intelligence models may be generated through machine learning. This learning can be performed, for example, in the electronic device (1001) itself where the artificial intelligence model is executed, or can be performed through a separate server (e.g., server (1008)).
  • the learning algorithm can include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but is not limited to the examples described above.
  • the artificial intelligence model can include a plurality of artificial neural network layers.
  • the artificial neural network can be one of a deep neural network (DNN), a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), a restricted Boltzmann machine (RBM), a deep belief network (DBN), a bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), deep Q-networks, or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • the artificial intelligence model can additionally or alternatively include a software structure.
  • the memory (1030) can store various data used by at least one component (e.g., the processor (1020) or the sensor module (1076)) of the electronic device (1001).
  • the data can include, for example, software (e.g., the program (1040)) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory (1030) can include volatile memory (1032) or non-volatile memory (1034).
  • the program (1040) may be stored as software in memory (1030) and may include, for example, an operating system (1042), middleware (1044), or an application (1046).
  • the input module (1050) can receive commands or data to be used in a component of the electronic device (1001) (e.g., a processor (1020)) from an external source (e.g., a user) of the electronic device (1001).
  • the input module (1050) can include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (e.g., a button), or a digital pen (e.g., a stylus pen).
  • the audio output module (1055) can output audio signals to the outside of the electronic device (1001).
  • the audio output module (1055) can include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes, such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. In one embodiment, the receiver can be implemented separately from the speaker or as part of the speaker.
  • the display module (1060) can visually provide information to an external party (e.g., a user) of the electronic device (1001).
  • the display module (1060) may include, for example, a display, a holographic device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module (1060) may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module (1070) can convert sound into an electrical signal, or vice versa, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module (1070) can acquire sound through the input module (1050), output sound through the sound output module (1055), or an external electronic device (e.g., electronic device (1002)) (e.g., speaker or headphone)) directly or wirelessly connected to the electronic device (1001).
  • an external electronic device e.g., electronic device (1002)
  • electronic device (1002) e.g., speaker or headphone
  • the sensor module (1076) can detect the operating status (e.g., power or temperature) of the electronic device (1001) or the external environmental status (e.g., user status) and generate an electrical signal or data value corresponding to the detected status.
  • the sensor module (1076) can include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface (1077) may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device (1001) to an external electronic device (e.g., the electronic device (1002)).
  • the interface (1077) may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • connection terminal (1078) may include a connector through which the electronic device (1001) may be physically connected to an external electronic device (e.g., electronic device (1002)).
  • the connection terminal (1078) may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (e.g., a headphone connector).
  • the haptic module (1079) can convert electrical signals into mechanical stimuli (e.g., vibration or movement) or electrical stimuli that a user can perceive through tactile or kinesthetic sensations.
  • the haptic module (1079) can include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module (1080) can capture still images and videos.
  • the camera module (1080) may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module (1088) can manage power supplied to the electronic device (1001).
  • the power management module (1088) can be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • a battery (1089) may power at least one component of the electronic device (1001).
  • the battery (1089) may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module (1090) may support the establishment of a direct (e.g., wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device (1001) and an external electronic device (e.g., electronic device (1002), electronic device (1004), or server (1008)), and the performance of communication through the established communication channel.
  • the communication module (1090) may operate independently from the processor (1020) (e.g., application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • the communication module (1090) may include a wireless communication module (1092) (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module (1094) (e.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module).
  • a wireless communication module (1092) e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • a wired communication module (1094) e.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module.
  • the corresponding communication module can communicate with an external electronic device via a first network (1098) (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network (1099) (e.g., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a local area network or a wide area network)).
  • a first network e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network (1099) e.g., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a local area network or a wide area network)
  • a computer network
  • the wireless communication module (1092) can verify or authenticate the electronic device (1001) within a communication network such as the first network (1098) or the second network (1099) by using subscriber information (e.g., an international mobile subscriber identity (IMSI)) stored in the subscriber identification module (1096).
  • subscriber information e.g., an international mobile subscriber identity (IMSI)
  • the wireless communication module (1092) can support 5G networks and next-generation communication technologies following the 4G network, such as NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology can support high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimizing terminal power and connecting multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency communications
  • the wireless communication module (1092) can support, for example, a high-frequency band (e.g., mmWave band) to achieve a high data transmission rate.
  • a high-frequency band e.g., mmWave band
  • the wireless communication module (1092) may support various technologies for securing performance in a high-frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module (1092) may support various requirements specified in the electronic device (1001), an external electronic device (e.g., the electronic device (1004)), or a network system (e.g., the second network (1099)).
  • the wireless communication module (1092) may support a peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for eMBB realization, a loss coverage (e.g., 164 dB or less) for mMTC realization, or a U-plane latency (e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL), or 1 ms or less for round trip) for URLLC realization.
  • a peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • a loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL), or 1 ms or less for round trip
  • the antenna module (1097) can transmit or receive signals or power to or from an external device (e.g., an external electronic device).
  • the antenna module may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (e.g., a PCB).
  • the antenna module (1097) may include a plurality of antennas (e.g., 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 (1098) or the second network (1099), may be selected from the plurality of antennas, for example, by the communication module (1090). A signal or power may be transmitted or received between the communication module (1090) and an external electronic device via the at least one selected antenna.
  • another component e.g., a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module (1097) may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module may include a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent a first surface (e.g., a bottom surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (e.g., a mmWave band), and a plurality of antennas (e.g., an array antenna) disposed on or adjacent a second surface (e.g., a top surface or a side surface) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band.
  • a designated high frequency band e.g., a mmWave band
  • a plurality of antennas e.g., an array antenna
  • At least some of the above components can be interconnected and exchange signals (e.g., commands or data) with each other via a communication method between peripheral devices (e.g., a bus, GPIO (general purpose input and output), SPI (serial peripheral interface), or MIPI (mobile industry processor interface)).
  • peripheral devices e.g., a bus, GPIO (general purpose input and output), SPI (serial peripheral interface), or MIPI (mobile industry processor interface)).
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device (1001) and an external electronic device (1004) via a server (1008) connected to a second network (1099).
  • Each of the external electronic devices (1002 or 104) may be the same or a different type of device as the electronic device (1001).
  • all or part of the operations executed in the electronic device (1001) may be executed in one or more of the external electronic devices (1002, 1004, or 1008).
  • the electronic device (1001) may, instead of or in addition to executing the function or service itself, request one or more external electronic devices to perform the function or at least a part of the service.
  • One or more external electronic devices that receive the request may execute at least a portion of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device (1001).
  • the electronic device (1001) may process the result as is or additionally and provide it as at least a portion of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used, for example.
  • the electronic device (1001) may provide an ultra-low latency service by using distributed computing or mobile edge computing, for example.
  • the external electronic device (1004) may include an Internet of Things (IoT) device.
  • the server (1008) may be an intelligent server utilizing machine learning and/or a neural network.
  • the external electronic device (1004) or the server (1008) may be included in the second network (1099).
  • the electronic device (1001) can be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • Electronic devices may take various forms. Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances. Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the aforementioned devices.
  • first,” “second,” or “first” or “second” may be used simply to distinguish the corresponding component from other corresponding components, and do not limit the corresponding components in any other respect (e.g., importance or order).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • the component can be connected to the other component directly (e.g., wired), wirelessly, or via a third component.
  • module used in the embodiments of the present disclosure may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integral component, or a minimum unit or part of such a component that performs one or more functions.
  • a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Embodiments of the present disclosure may be implemented as software (e.g., a program) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., built-in memory or external memory) readable by a machine (e.g., an electronic device).
  • a processor e.g., a processor of the machine (e.g., an electronic device) may call at least one instruction among the one or more instructions stored from the storage medium and execute it. This enables the machine to operate to perform at least one function according to the at least one instruction called.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • non-transitory only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g., electromagnetic waves), and this term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently and cases where it is stored temporarily in the storage medium.
  • a signal e.g., electromagnetic waves
  • a method according to an embodiment(s) of the present disclosure may be provided as a computer program product.
  • the computer program product may be traded as a commodity between a seller and a buyer.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play Store TM ) or directly between two user devices (e.g., smartphones).
  • an application store e.g., Play Store TM
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or an intermediary server.
  • each component e.g., a module or a program of the above-described components may include one or more entities, and some of the entities may be separated and placed in other components.
  • one or more components or operations of the aforementioned components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components e.g., a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration.
  • the operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.
  • the longitudinal direction, the width direction, and/or the thickness direction of the electronic device may be mentioned, and the longitudinal direction may be defined as the 'Y-axis direction', the width direction as the 'X-axis direction', and/or the thickness direction as the 'Z-axis direction'.
  • 'negative/positive (-/+)' may be mentioned together with the orthogonal coordinate system illustrated in the drawings.
  • the front of the electronic device and/or the housing may be defined as the 'side facing the +Z direction', and the back side may be defined as the 'side facing the -Z direction'.
  • the side of the electronic device and/or the housing may include a region facing the +X direction, a region facing the +Y direction, a region facing the -X direction, and/or a region facing the -Y direction.
  • the 'X-axis direction' may mean both the '-X direction' and the '+X direction'. It should be noted that this is based on the orthogonal coordinate system illustrated in the drawings for the sake of brevity of description, and that the description of such directions or components does not limit the embodiment(s) of the present disclosure. For example, depending on the design specifications of the electronic device or the user's usage habits, the orthogonal coordinate system may be defined differently from that in the present disclosure.
  • Fig. 2 is a perspective view showing the front side of an electronic device (100) according to embodiments.
  • Fig. 3 is a perspective view showing the rear side of the electronic device (100) illustrated in Fig. 2 according to embodiments.
  • an electronic device (100) may include a housing (110) that includes a first side (or front side) (110A), a second side (or back side) (110B), and a side surface (110C) that surrounds a space between the first side (110A) and the second side (110B).
  • the housing (110) may also refer to a structure that forms a portion of the first side (110A) of FIG. 2, the second side (110B), and the side surface (110C) of FIG. 3.
  • the first side (110A) may be formed by a front plate (102) that is at least partially substantially transparent (e.g., a glass plate or a polymer plate including various coating layers).
  • the second side (110B) may be formed by a substantially opaque back plate (111).
  • the rear plate (111) may be formed of, for example, coated or colored glass, ceramic, polymer, metal (e.g., aluminum, stainless steel (STS), or magnesium), or a combination of at least two of the foregoing materials.
  • the side surface (110C) may be formed by a side structure (or “side bezel structure”) (118) that is joined to the front plate (102) and the rear plate (111) and comprises a metal and/or polymer.
  • the rear plate (111) and the side structure (118) may be formed integrally and comprise the same material (e.g., a metal material such as aluminum).
  • the front plate (102) may include a region(s) that is(areas) that is(areas) that is(areas) that is(are) curved and extends seamlessly toward the rear plate (111) at least at a portion of an edge thereof.
  • the front plate (102) (or the rear plate (111)) may include only one of the regions that is(areas) that is(are) curved and extends toward the rear plate (111) (or the front plate (102)) at one edge of the first surface (110A).
  • the front plate (102) or the rear plate (111) may be substantially flat. For example, it may not include a curved and extending region. When it includes a curved and extending region, the thickness of the electronic device (100) in the portion that includes the curved and extending region may be smaller than that of other portions.
  • the electronic device (100) may include at least one of a display (101), an audio module (e.g., a microphone hole (103), an external speaker hole (107), a call receiver hole (114)), a sensor module (e.g., a first sensor module (104), a second sensor module, a third sensor module (119)), a camera module (e.g., a first camera device (105), a second camera device (112), a flash (113)), a key input device (117), a light-emitting element (106), and a connector hole (e.g., a first connector hole (108), a second connector hole (109)).
  • the electronic device (100) may omit at least one of the components (e.g., the key input device (117) or the light-emitting element (106)) or may additionally include another component.
  • the display (101) may output a screen or be visually exposed, for example, through a significant portion of the first surface (110A) (e.g., the front plate (102)). In embodiments, at least a portion of the display (101) may be visually exposed through the front plate (102) forming the first surface (110A) or through a portion of the side surface (110C). In embodiments, the corners of the display (101) may be formed to be substantially the same as the adjacent outer shape of the front plate (102). In embodiments, in order to expand the area in which the display (101) is visually exposed, the gap between the outer edge of the display (101) and the outer edge of the front plate (102) may be formed to be substantially the same.
  • a recess or opening may be formed in a part of a screen display area of the display (101), and at least one or more of an audio module (e.g., a call receiver hole (114)), a sensor module (e.g., a first sensor module (104)), a camera module (e.g., a first camera device (105)), and a light-emitting element (106) may be included aligned with the recess or opening.
  • an audio module e.g., a call receiver hole (114)
  • a sensor module e.g., a first sensor module (104)
  • a camera module e.g., a first camera device (105)
  • a light-emitting element (106) may be included aligned with the recess or opening.
  • an audio module e.g., a call receiver hole (114)
  • a sensor module e.g., a first sensor module (104)
  • a camera module e.g., a first camera device (105)
  • a fingerprint sensor e.g., a fingerprint sensor
  • a light-emitting element e.g., a light-emitting element
  • the display (101) may be coupled to or disposed adjacent to a touch sensing circuit, a pressure sensor capable of measuring the intensity (pressure) of a touch, and/or a digitizer capable of detecting a magnetic stylus pen.
  • the front plate (102) or the rear plate (111) includes a curved and extended area(s)
  • at least a portion of the sensor module e.g., the first sensor module (104), the third sensor module (119)
  • at least a portion of the key input device (117) may be disposed in the curved and extended area(s).
  • the audio modules (103, 107, 114) may include a microphone hole (103) and a speaker hole (e.g., an external speaker hole (107), a call receiver hole (114)).
  • the microphone hole (103) may have a microphone disposed inside to acquire external sound, and in embodiments, multiple microphones may be disposed to detect the direction of the sound.
  • the speaker hole may include an external speaker hole (107) and a call receiver hole (114).
  • the speaker hole e.g., an external speaker hole (107), a call receiver hole (114)
  • the microphone hole (103) may be implemented as a single hole, or a speaker may be included (e.g., a piezo speaker) without a speaker hole (e.g., an external speaker hole (107), a call receiver hole (114)).
  • the sensor module can generate an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state of the electronic device (100) or an external environmental state.
  • the sensor module may include, for example, a first sensor module (104) (e.g., a proximity sensor) and/or a second sensor module (e.g., a fingerprint sensor) disposed on a first surface (110A) of the housing (110), and/or a third sensor module (119) disposed on a second surface (110B) of the housing (110).
  • the second sensor module e.g., a fingerprint sensor
  • the second sensor module may be disposed on not only the first surface (110A) (e.g., the display (101)) of the housing (110), but also the second surface (110B) or the side surface (110C).
  • the electronic device (100) may further include, for example, at least one of a gesture sensor, a gyro sensor, a pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • a gesture sensor for example, at least one of a gesture sensor, a gyro sensor, a pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the camera module may include a first camera device (105) disposed on a first side (110A) of the electronic device (100), a second camera device (112) disposed on a second side (110B), and/or a flash (113).
  • the camera devices e.g., the first camera device (105), the second camera device (112)
  • the flash (113) may include, for example, a light-emitting diode or a xenon lamp.
  • one or more lenses (infrared camera, wide-angle and telephoto lenses) and image sensors may be disposed on one side of the electronic device (100).
  • the flash (113) may emit infrared light, and infrared light emitted by the flash (113) and reflected by a subject may be received via the third sensor module (119).
  • the electronic device (100) or the processor of the electronic device (100) e.g., the processor (1020) of FIG. 1 can detect distance information to the subject based on the point in time when infrared rays are received from the third sensor module (119).
  • the key input device (117) may be disposed on a side surface (110C) of the housing (110).
  • the electronic device (100) may not include some or all of the above-mentioned key input devices (117), and the key input devices (117) that are not included may be implemented in other forms, such as soft keys, on the display (101).
  • the key input device may include a sensor module disposed on a second surface (110B) of the housing (110).
  • the light emitting element (106) may be disposed, for example, on the first surface (110A) of the housing (110).
  • the light emitting element (106) may provide, for example, status information of the electronic device (100) in the form of light.
  • the light emitting element (106) may provide a light source that is linked to the operation of, for example, a camera module (e.g., the first camera device (105)).
  • the light emitting element (106) may include, for example, a light emitting diode (LED), an infrared LED, and a xenon lamp.
  • the connector hole may include a first connector hole (108) that can accommodate a connector (e.g., a USB connector) for transmitting and receiving power and/or data with an external electronic device (e.g., the electronic device (1002) of FIG. 1), and/or a second connector hole (e.g., an earphone jack) (109) that can accommodate a connector for transmitting and receiving audio signals with the external electronic device.
  • a connector e.g., a USB connector
  • an external electronic device e.g., the electronic device (1002) of FIG. 1
  • a second connector hole e.g., an earphone jack
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a front side of an electronic device (200) according to embodiments (e.g., the electronic device (100) illustrated in FIG. 2).
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a rear side of an electronic device (200) according to embodiments (e.g., the electronic device (100) illustrated in FIG. 3).
  • the electronic device (200) may include a side structure (210), a first support member (211) (e.g., a bracket), a front plate (220) (e.g., the front plate (102) of FIG. 2), a display (230) (e.g., the display (101) of FIG. 2), a printed circuit board (or board assembly) (240), a battery (250), a second support member (260) (e.g., a rear case), an antenna (e.g., the antenna module (1097) of FIG.
  • the electronic device (200) may omit at least one of the components (e.g., the first support member (211) or the second support member (260)) or may additionally include another component. At least one of the components of the electronic device (200) may be identical or similar to at least one of the components of the electronic device (100) of FIG. 2 or FIG. 3, and any redundant description may be omitted below.
  • the first support member (211) may be disposed inside the electronic device (200) and connected to the side structure (210), or may be formed integrally with the side structure (210).
  • the first support member (211) may be formed of, for example, a metallic material and/or a non-metallic (e.g., a polymer) material. When formed at least partially of a metallic material, the side structure (210) or a portion of the first support member (211) may function as an antenna.
  • the first support member (211) may have a display (230) coupled to one surface and a printed circuit board (240) coupled to the other surface.
  • the printed circuit board (240) may be equipped with a processor (e.g., a processor (1020) of FIG.
  • the processor may include, for example, one or more of a central processing unit, an application processor, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the processor and/or memory may refer to one of the circuit devices mounted on an integrated circuit chip.
  • the first support member (211) and the side structure (210) may be combined to be referred to as a front case or housing (201).
  • the housing (201) may be generally understood as a structure for accommodating, protecting, or arranging a printed circuit board (240) or a battery (250).
  • the housing (201) may be understood as including a structure that can be visually or tactilely recognized by a user in the appearance of the electronic device (200), for example, a side structure (210), a front plate (220), and/or a rear plate (280).
  • the 'front or rear surface of the housing (201)' may refer to the first surface (110A) of FIG. 2 or the second surface (110B) of FIG. 3.
  • the first support member (211) is disposed between the front plate (220) (e.g., the first side (110A) of FIG. 2) and the rear plate (280) (e.g., the second side (110B) of FIG. 3) and may function as a structure for arranging electrical/electronic components such as a printed circuit board (240) or a camera assembly (207).
  • the display (230) may include a display panel (231) and a flexible printed circuit board (233) extending from the display panel (231).
  • the flexible printed circuit board (233) may be understood to be electrically connected to the display panel (231) while being disposed, for example, at least partially on the rear surface of the display panel (231).
  • reference numeral '231' may be understood to be a protective sheet disposed on the rear surface of the display panel.
  • the protective sheet may be understood to be a part of the display panel (231).
  • the protective sheet may function as a buffer structure (e.g., a low-density elastomer such as a sponge) that absorbs external force or an electromagnetic shielding structure (e.g., a copper sheet (CU sheet)).
  • the display (230) may be disposed on the inner surface of the front plate (220) and may output a screen through at least a portion of the first surface (110A) or the front plate (220) of FIG. 2 by including a light-emitting layer. As mentioned above, the display (230) may output a screen through substantially the entire area of the first surface (110A) or the front plate (220) of FIG. 2.
  • the memory may include, for example, volatile memory or non-volatile memory.
  • the interface may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, and/or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • the interface may electrically or physically connect the electronic device (200) to an external electronic device, for example, and may include a USB connector, an SD card/MMC connector, or an audio connector.
  • the second support member (260) may include, for example, an upper support member (260a) and a lower support member (260b).
  • the upper support member (260a) may be arranged to surround the printed circuit board (240) together with a portion of the first support member (211).
  • the printed circuit board (240) may be substantially arranged between the first support member (211) and the second support member (260) (e.g., the upper support member (260a)).
  • a circuit device implemented in the form of an integrated circuit chip e.g., a processor, a communication module, or a memory
  • various electrical/electronic components may be arranged on the printed circuit board (240), and according to embodiments, the printed circuit board (240) may be provided with an electromagnetic shielding environment from the upper support member (260a).
  • at least one shield can (249) may be arranged on the printed circuit board (240).
  • the shield can (249) may provide an electromagnetic shielding environment to a portion or space on a printed circuit board (240).
  • the shield can (249) may be arranged to surround at least a portion of an integrated circuit chip having a processor, memory, and/or communication module mounted thereon.
  • the lower support member (260b) can be utilized as a structure for arranging electrical/electronic components such as a speaker module, an interface (e.g., a USB connector, an SD card/MMC connector, or an audio connector).
  • electrical/electronic components such as a speaker module, an interface (e.g., a USB connector, an SD card/MMC connector, or an audio connector) can be arranged on an additional printed circuit board.
  • the lower support member (260b) can be arranged to surround the additional printed circuit board together with another part of the first support member (211).
  • the speaker module or interface arranged on the additional printed circuit board or the lower support member (260b) can be arranged corresponding to the audio module (e.g., the microphone hole (103) or the speaker hole (e.g., the external speaker hole (107), the call receiver hole (114))) or the connector hole (e.g., the first connector hole (108), the second connector hole (109)) of FIG. 2.
  • the audio module e.g., the microphone hole (103) or the speaker hole (e.g., the external speaker hole (107), the call receiver hole (114))
  • the connector hole e.g., the first connector hole (108), the second connector hole (109)
  • the battery (250) is a device for supplying power to at least one component of the electronic device (200), and may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell. At least a portion of the battery (250) may be disposed substantially on the same plane as, for example, the printed circuit board (240). The battery (250) may be disposed integrally within the electronic device (200), or may be disposed detachably from the electronic device (200).
  • the antenna may include a conductive pattern implemented on the surface of the first support member (211) and/or the surface of the second support member (260), for example, through a laser direct structuring (LDS) method.
  • the antenna may include a printed circuit pattern formed on the surface of a thin film, and the thin film-type antenna may be disposed between the back plate (280) and the battery (250).
  • the antenna may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna.
  • the antenna may, for example, perform short-range communication with an external device or wirelessly transmit and receive power required for charging.
  • another antenna structure may be formed by the side structure (210) and/or a portion of the first support member (211), or a combination thereof.
  • the camera assembly (207) may include at least one camera module. Within the electronic device (200), the camera assembly (207) may receive at least a portion of light incident through an optical hole or camera window (212a, 212b, 212c, 213, 219). In embodiments, the camera assembly (207) may be disposed on the first support member (211) at a location adjacent to the printed circuit board (240). In embodiments, the camera module(s) of the camera assembly (207) may be generally aligned with any one of the camera windows (212a, 212b, 212c, 213, 219) and may be at least partially wrapped around the second support member (260) (e.g., the upper support member (260a)).
  • a portion of the camera assembly (207) may include a light-emitting element.
  • additional light-emitting elements and/or additional light-receiving elements may be provided in the camera assembly (207).
  • the configuration of the electronic devices (1001, 1002, 1004, 100, 200) described above may be referenced in the detailed description below. Even if not directly mentioned, the configuration of the above-described embodiment may be similarly applied to the embodiments described below.
  • the electronic device illustrated is a bar type device, the embodiments of the present disclosure are not limited thereto, and the optical module described below may be similarly or substantially identically arranged in a foldable type, a rollable type, and/or a slide type device.
  • Fig. 6 is a perspective view showing an optical module (307) according to embodiments.
  • Fig. 7 is a drawing showing an optical module (307) according to embodiments, cut along line L1 of Fig. 6.
  • Fig. 8 is a drawing showing an optical module (307) according to embodiments, cut along line L2 of Fig. 6.
  • the optical module (307) may include a first substrate (371), a light emitting element assembly (373), a light receiving element (375), and/or a first casing (377).
  • the optical module (307) may include a flexible printed circuit board (371a).
  • the flexible printed circuit board (371a) may extend from the first substrate (371) and be electrically connected to a main circuit board (e.g., the printed circuit board (240) of FIG. 4 or 5), for example.
  • the light receiving element (375) may include a first detection area (375a) configured to receive first light (RL1) that is emitted by the light emitting element assembly (373) and then reflected by a subject.
  • the light receiving element (375) may include a second detection area (375b) configured to receive a second light (RL2) (e.g., the second light (RL2) of FIG. 13) that is part of the light emitted by the light emitting element (373d) and guided through a path within the optical module (307).
  • the light receiving element (375) may receive light (e.g., the first light (RL1) and the second light (RL2)) incident through at least two different paths, and the optical module (307) and/or an electronic device (e.g., the electronic devices 1001, 1002, 1004, 100, and 200 of FIGS. 1 to 5) may calculate or determine a distance to a subject based on the light(s) received by the light receiving element (375).
  • the optical module (307) includes a first casing (377), thereby guiding a portion of the light (e.g., the second light (RL2) of FIG. 13) output from the light emitting element assembly (373) to the light receiving element (375) (e.g., the second detection area (375b)) through an independent path for light emitted toward the subject (e.g., the radiated light (EL)).
  • the second light (RL2) may be at least a portion of the light that is reflected or refracted inside the first casing (377) and is not emitted toward the subject.
  • the internal structure or internal shape of the first casing (377) guides or guides a portion of the light (e.g., the second light (RL2) of FIG. 13) output from the light emitting element assembly (373) to the light receiving element (375).
  • the first substrate (371) may be a mechanical structure that arranges a light emitting element assembly (373), a light receiving element (375), and/or a first casing (377), and may provide wiring for transmitting power or an electrical signal to the light emitting element assembly (373) and the light receiving element (375).
  • the first substrate (371) may be electrically connected to another component (e.g., a printed circuit board (or substrate assembly) (240) of FIG. 4 or 5) via a flexible printed circuit board.
  • An active or passive component other than the light emitting element assembly (373) or the light receiving element (375) may be arranged on the first substrate (371).
  • the first substrate (371) may be made of a dielectric material or a ceramic material (e.g., low temperature co-fired ceramic (LTCC) or high temperature co-fired ceramic (HTCC)).
  • the first substrate (371) may be made of a material with high thermal conductivity, such as ceramic, and may be made of a material other than ceramic, taking into consideration the specifications or manufacturing cost required for the optical module (307) and/or the electronic device (e.g., the electronic device (1001, 1002, 1004, 100, 200) of FIGS. 1 to 5).
  • the light emitting element assembly (373) may be arranged on the first substrate (371) to receive power or a control signal and configured to emit light of a specified wavelength band.
  • the light emitting element assembly (373) may be configured to emit laser light of an infrared wavelength band.
  • the light emitting element assembly (373) may include a second substrate (373a) including a ceramic material (e.g., LTCC or HTCC), a driving circuit (e.g., an integrated circuit chip (373b)) mounted on the second substrate (373a), and/or a light emitting element (373d).
  • the light emitting element (373d) may be configured to emit light of a specified wavelength band under control of the driving circuit.
  • the light emitting element (373d) may emit infrared laser light.
  • the light emitting element (373d) may include a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • light output from the light emitting element (373d) is substantially provided as radiant light (EL), and a portion of the light output from the light emitting element (373d) may be incident on the second detection area (375b) inside the first casing (377).
  • the second substrate (373a) may be a structure in which an integrated circuit chip (373b) having a built-in driving circuit and/or a light-emitting element (373d) is disposed, and may provide wiring for transmitting power or an electric signal to the integrated circuit chip (373b) and/or the light-emitting element (373d).
  • An active element or a passive element different from the driving circuit or the light-emitting element (373d) may be disposed on the second substrate (373a).
  • the second substrate (373a) may be made of a ceramic material (e.g., LTCC or HTCC).
  • the second substrate (373a) may be made of LTCC or HTCC with high thermal conductivity, thereby quickly dissipating generated heat (e.g., heat generated by the light-emitting element (373d)) to another structure or another area.
  • generated heat e.g., heat generated by the light-emitting element (373d)
  • the light emitting element assembly (373) may be disposed on the first substrate (371) through surface mounting technology (SMT).
  • the light emitting element assembly (373) may be assembled on the first substrate (371) with the driving circuit and the light emitting element (373d) disposed on the second substrate (373a).
  • the light emitting element assembly (373) may further include a second casing (373c), thereby preventing the light emitting element (373d) or the integrated circuit chip (373b) from being damaged during the process of assembling the assembly on the first substrate (371).
  • the second casing (373c) may be disposed on the second substrate (373a) while housing the integrated circuit chip (373b) and/or the light emitting element (373d).
  • the second substrate (373a) With the second casing (373c) placed, the second substrate (373a) is at least partially exposed to the external space of the light emitting element assembly (373), thereby allowing heat generated inside the second casing (373c) to be moved or released to the outside of the second casing (373c).
  • the light emitting element assembly (373) may further include a first guide hole (373g) provided in the second casing (373c).
  • the first guide hole (373g) may be disposed, for example, between the light emitting element (373d) and the light receiving element (375) (e.g., the second detection area (375b)).
  • a portion of the light output from the light emitting element (373d) may not be emitted outside the optical module (307) but may be reflected or refracted by another structure inside the second casing (373c) and guided to the second detection area (375b) through the first guide hole (373g).
  • the position or size of the first guide hole (373g) may be implemented in various ways by considering the relative positions of the light emitting element (373d) and the second detection area (375b), and/or the path of light reflected or refracted within the second casing (373c).
  • the optical module (307) and/or the light-emitting element assembly (373) may include optical element(s), such as a diffractive optical element (DOE) (373f) and/or a collimator (373e).
  • DOE diffractive optical element
  • the optical element(s) such as a diffractive optical element and/or a collimator
  • at least a portion of the light output from the light-emitting element (373d) may be guided or aligned in a designated direction.
  • the direction in which the output light is aligned may refer to the direction in which a camera (e.g., the camera assembly (207) of FIG.
  • an optical element such as a diffractive optical element (373f) or a collimator (373e) may be disposed in another structure such as an opening (377e) of the first casing (377).
  • an optical element such as a diffractive optical element (373f) or a collimator (373e) may be disposed in a light emitting element assembly (373) (e.g., a second casing (373c)) as a component that aligns or focuses light (e.g., radiated light (EL)) emitted from a light emitting element (373d), thereby facilitating setting of the direction of propagation of the radiated light (EL).
  • a light emitting element assembly e.g., a second casing (373c)
  • a diffractive optical element and a collimator are exemplified, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto, and the type or number of optical elements may be implemented differently from the exemplified embodiment depending on the specifications required for the optical module (307).
  • the diffractive optical element and the collimator may be replaced with an optical element such as a meta-lens, or additional optical elements not mentioned may be selectively combined.
  • the optical elements when including a diffractive optical element and/or a collimator, during the process of assembling the light emitting element assembly (373), the optical elements may be aligned and/or fixed at a designated position with respect to the light emitting element (373d) in accordance with the design specifications.
  • the light receiving element (375) may include a first detection area (375a) configured to receive externally incident light, and a second detection area (375b) provided on one side (e.g., adjacent to one side) of the first detection area (375a).
  • the light received by the first detection area (375a) may be, for example, first light (RL1) reflected by the subject after being emitted by the light emitting element assembly (373).
  • the second detection area (375b) may detect at least a portion of light reflected or refracted within the second casing (373c) among the light emitted by the light emitting element (373d).
  • most of the light output by the light emitting element (373d) at a given point in time is reflected by the subject and detected by the first detection area (375a), and some of the light output by the light emitting element (373d) at a given point in time can travel through the interior of the first casing (377) and be detected by the second detection area (375b).
  • the optical module (307) and/or the electronic device may calculate or determine the subject distance from the time from when light is emitted from the light emitting element assembly (373) to when the first detection area (375a) receives the first light (RL1).
  • the time from when light is emitted from the light emitting element assembly (373) may be calculated or determined based on the time from when the second detection area (375b) receives the second light (RL2) under conditions of substantially performing an operation of detecting distance information.
  • the distance information may be calculated or determined based on the time from when the second light (RL2) reaches the second detection area (375b) to when the first light (RL1) reaches the first detection area (375a).
  • the point in time at which light is emitted from the light emitting element assembly (373) can be determined and/or the subject distance can be calculated or determined.
  • the light emitting element assembly (373) may emit the first light (RL1) in the form of approximately 60,000 or more pulses toward the subject, and the point in time at which the first light (RL1) is received or the subject distance can be calculated or determined based on the point in time at which the largest number of pulses is received in the first detection area (375a). Such calculation or determination of the point in time or distance can suppress noise caused by interference from natural light or reflected light incident from an unintended direction.
  • the deviation in the arrival time of the first light (RL1) may be substantially the same as the deviation in the arrival time of the second light (RL2).
  • the deviation in the arrival time of the second light (RL2) may be substantially the same as the deviation in the arrival time of the second light (RL2).
  • a deviation in the operating environment such as temperature
  • the arrival time of the first light (RL1) and the arrival time of the second light (RL2) being substantially the same
  • deviation in distance measurement due to the operating environment can be suppressed.
  • the first casing (377) may include a first receiving space (307a) for receiving a light-emitting element assembly (373), a second receiving space (307b) for receiving at least a portion of the first detection area (375a), and/or a guide structure (307c) disposed between the first receiving space (307a) and the second receiving space (307b).
  • a first receiving space (307a) for receiving a light-emitting element assembly (373
  • a second receiving space (307b) for receiving at least a portion of the first detection area (375a)
  • a guide structure (307c) disposed between the first receiving space (307a) and the second receiving space (307b).
  • the second receiving space (307b) and the guide structure (307c) may be provided as an area (or space) for receiving the light-receiving element (375).
  • the light emitting element assembly (373) may be disposed in the first receiving space (307a) with the first guide hole (373g) aligned with the guide structure (307c).
  • the first guide hole (373g) may function as a path for guiding the second light (RL2) from the inside of the second casing (373c) to the inside of the guide structure (307c).
  • the guide structure (307c) may function as a structure for guiding or guiding the second light (RL2) to be incident on the second detection area (375b).
  • the first casing (377) may be disposed on the first substrate (371) with the light emitting element assembly (373) and the light receiving element (375) disposed on the first substrate (371) by surface mounting technology.
  • the first casing (377) may include a first partition wall (377c) disposed between the guide structure (307c) and the first receiving space (307a) and/or a second partition wall (377a) disposed between the guide structure (307c) and the second receiving space (307b).
  • the first partition wall (377c) may be a portion of a structure that substantially guides the assembly position of the light emitting element assembly (373).
  • the first partition wall (377c) may extend from an inner surface of the first casing (377) toward the first substrate (371), and a portion of an outer surface of the light emitting element assembly (373) (e.g., the second casing (373c)) may be disposed to substantially face the first partition wall (377c).
  • the second partition wall (377a) may be disposed to extend from the inner surface of the first casing (377) between the guide structure (307c) and the second receiving space (307b) and face the first substrate (371) and/or the light receiving element (375). In embodiments, the second partition wall (377a) may be disposed to correspond at least partially to the boundary between the first detection area (375a) and the second detection area (375b).
  • the first partition wall (377c) may provide a second guide hole (377d) aligned with the first guide hole (373g).
  • the second guide hole (377d) may be, for example, a hole at least partially surrounded by the first partition wall (377c) and the first substrate (371) and may provide a path for the second light (RL2) to enter the interior of the guide structure (307c).
  • the second guide hole (377d) may provide a larger cross-sectional area or a larger space than the first guide hole (373g).
  • the second partition wall (377a) may be disposed at least partially between the second receiving space (307b) and the guide structure (307c).
  • the second partition wall (377a) may allow the first light (RL1) reflected by the subject to be incident on the first detection area (375a) but may inhibit or block the light from being incident on the second detection area (375b).
  • the second partition wall (377a) may inhibit or block the second light (RL2) guided to the second detection area (375b) through the guide structure (307c) from being incident on the first detection area (375a).
  • the second partition wall (377a) may have a closed curve trajectory corresponding to the edge of the first detection area (375a).
  • the second bulkhead (377a) may be provided as a structure that divides or separates the space in which the first detection area (375a) is arranged from the remaining space inside the first casing (377).
  • the optical module (307) may include a lens assembly (379) configured to focus or guide the first light (RL1) to the first detection area (375a).
  • the lens assembly (379) may include, for example, at least one lens, and may guide the first light (RL1) reflected by the subject to the first detection area (375a).
  • a diffractive optical element (373f) or a collimator (373e) may be an optical system that focuses or guides light (e.g., radiated light (EL)) emitted from the light emitting element assembly (373) toward the subject
  • the lens assembly (379) may be an optical system that guides light (e.g., first light (RL1)) reflected by the subject to the first detection area (375a).
  • the light emitting element (373d), the diffractive optical element (373f), the collimator (373e), the lens assembly (379), and/or the light receiving element (375) may be arranged or aligned to emit light (e.g., infrared laser light) toward a subject and receive light that is reflected by the subject after being emitted toward the subject.
  • the light receiving element (375) may include a first detection area (375a) configured to receive first light (RL1) that is reflected by the subject after being emitted by the light emitting element assembly (373).
  • the light receiving element (375) may include a second detection area (375b) configured to receive a second light (RL2) (e.g., the second light (RL2) of FIG. 13) that is part of the light emitted by the light emitting element (373d) and guided through a path within the optical module (307).
  • a second light e.g., the second light (RL2) of FIG. 13
  • the light emitting element (373d), the diffractive optical element, the collimator, the lens assembly (379), and/or the light receiving element (375) may be assembled to the first substrate (371) within a specified error range.
  • the light emitting element (373d), the diffractive optical element (373f), the collimator (373e), the lens assembly (379), and/or the light receiving element (375) are individually assembled to the first substrate (371), if a defect occurs, a considerable amount of time may be required in the process of correcting the alignment state or error of the individual components, or the individual components may be damaged in the process of removing/replacing the individual components.
  • defects or errors in the light emitting element assembly (373) can be confirmed/corrected, thereby facilitating improvement in the defect rate.
  • defects or errors confirmed during the process of assembling the light receiving element (375) and/or the lens assembly (379) can be corrected during the process of assembling the light receiving element (375) and/or the lens assembly (379), thereby reducing the time and cost required for manufacturing/assembling the optical module (307) and facilitating improvement in the defect rate.
  • the optical module (307) may include at least one reflective member (e.g., the reflective member (473) of FIG. 11 or 12) and/or an inclined surface (377f).
  • the optical module (307) may use at least one reflective member (473) and/or an inclined surface (377f) to guide the second light (RL2) from the inside of the first receiving space (307a) (or the inside of the second casing (373c)) to the guide structure (307c) and/or to the second detection area (375b).
  • the optical module (307) can guide the reflected light to the guide structure (307c) and/or to the second detection area (375b) using at least one reflective member (473) and/or an inclined surface (377f).
  • the optical module (307) can have improved power efficiency and/or improved light efficiency.
  • the inclined surface (377f) may be provided as at least a portion of the inner surface of the first casing (377) on the guide structure (307c).
  • the inclined surface (377f) may be subjected to a reflective surface treatment (e.g., plating, printing, or coating) to guide the second light (RL2) along a designated path.
  • at least one reflective member (473) includes a reflective surface provided on the inclined surface (377f).
  • the inclined surface (377f) may be provided between the second detection area (375b) and the first partition wall (377c) (e.g., the second guide hole (377d)).
  • the inclined surface (377f) may refer to a surface inclined with respect to the first substrate (371) on the guide structure (307c) (e.g., the inner surface of the first casing (377).
  • the distance from the first substrate (371) to the inclined surface (377f) at a position adjacent to the second guide hole (377d) may be greater than the distance from the first substrate (371) to the inclined surface (377f) at a position adjacent to the second detection area (375b).
  • the inclined surface (377f) may be positioned so as not to substantially interfere with the second light (RL2) in the path along which the second light (RL2) travels from the first guide hole (373g) to the second detection area (375b).
  • At least one reflective member (473) may be provided on at least a portion of a structure facing the light-emitting element (373d) (e.g., an inner surface of the second casing (373c) or a collimator (373e)), an integrated circuit chip (373b), a second substrate (373a), a first partition wall (377c), and/or an inner surface of the guide structure (307c).
  • the at least one reflective member (473) may be understood as a configuration that sets a propagation path of the second light (RL2) from the light-emitting element (373d) to the second detection area (375b). The arrangement of the at least one reflective member (473) will be discussed again with reference to FIGS. 11 to 13.
  • Fig. 9 is a perspective view showing a light emitting element assembly (373) of an optical module (307) according to embodiments.
  • Fig. 10 is a perspective view for explaining a state in which a light emitting element assembly (373) (e.g., a second casing (373c)) of an optical module (307) according to embodiments is placed in a first casing (377).
  • a light emitting element assembly (373) e.g., a second casing (373c) of an optical module (307) according to embodiments is placed in a first casing (377).
  • FIGS. 9 and 10 may illustrate, for example, a state in which a light-emitting element assembly (373) (e.g., a second casing (373c)) is disposed within a first casing (377) with a first guide hole (373g) aligned with a guide structure (307c).
  • a light-emitting element assembly e.g., a second casing (373c)
  • the interior of the first casing (377) may include a first receiving space (307a) configured to receive the light-emitting element assembly (373) (e.g., a second casing (373c) may be provided within the first receiving space (307a), a second receiving space (307b) configured to receive a portion of a light-receiving element (375) (e.g., at least a portion of the first detection area (375a) of FIG. 7), and/or a guide structure (307c) disposed between the first receiving space (307a) and the second receiving space (307b).
  • another portion of the light receiving element (375) for example, at least a portion of the second detection area (375b), may be disposed in the guide structure (307c).
  • the first partition wall (377c) may be disposed between the first receiving space (307a) and the guide structure (307c), and may provide a second guide hole (377d) connecting the guide structure (307c) to the first receiving space (307a).
  • the second guide hole (377d) may be at least partially surrounded by the first substrate (371) and the first partition wall (377c).
  • the second partition wall (377a) may be disposed between the guide structure (307c) and the second receiving space (307b).
  • the second partition wall (377a) may have a shape disposed to form a closed curved trajectory.
  • the second partition wall (377a) may be provided in a closed curve shape or a polygonal ring shape corresponding to the edge of the first detection area (375a).
  • a part of the second partition wall (377a) may be arranged in the guide structure (307c) and the second receiving space (307b), and the second receiving space (307b) may be arranged at least partially between two different parts of the second partition wall (377a).
  • the light output by the light emitting element (373d) inside the second casing (373c) is substantially radiated toward the subject, but a portion of the output light (e.g., the second light (RL2)) may be reflected or refracted by an internal structure (e.g., an optical element such as a collimator (373e) or an inner wall of the second casing (373c)) and provided to the second detection area (375b).
  • an internal structure e.g., an optical element such as a collimator (373e) or an inner wall of the second casing (373c)
  • the first guide hole (373g) may be aligned with the guide structure (307c).
  • the light emitting element assembly (373) may be arranged in the first receiving space (307a) at a position where the first guide hole (373g) and the second guide hole (377d) are aligned to face each other.
  • the relative positions of the light-emitting element (373d) and the light-receiving element (375) may be determined differently depending on the specifications of the optical module (307).
  • the sizes of the first guide hole (373g) and the second guide hole (377d) may be determined.
  • the degree of design freedom in the position or size of the first guide hole (373g) may be increased.
  • the design of the size of the first guide hole (373g) or the position of the first guide hole (373g) in the D1 direction may be facilitated.
  • the power of light reaching the second detection area (375b) may be higher in a structure in which the first guide hole (373g) is disposed closer to the light-receiving element (375) (e.g., the second detection area (375b)) compared to a state in which the first guide hole (373g) is disposed closer to the center of the light-emitting element (373d).
  • the size or position of the first guide hole (373g) can be determined by considering the amount of light of the second light (RL2) received in the second detection area (375b).
  • Fig. 11 is a plan view showing a portion of a light emitting element assembly (373) of an optical module (307) according to embodiments.
  • Fig. 12 is a drawing for explaining a light emitting element assembly (373) of an optical module (307) according to embodiments.
  • Fig. 13 is a drawing for explaining a path along which a reference light (e.g., a second light (RL2)) of an optical module (307) according to embodiments proceeds.
  • a reference light e.g., a second light (RL2)
  • light output from a light-emitting element (373d) is generally radiated toward a subject, and a portion of the light output from the light-emitting element (373d) (e.g., second light (RL2)) may be reflected or refracted inside the optical module (307) and/or the light-emitting element assembly (373) and provided to the second detection area (375b) via the guide structure (307c).
  • the point in time when the second light (RL2) is detected in the second detection area (375b) may serve as a basis for calculating or determining subject distance information, together with the point in time when the first light (RL1) is reflected by the subject and detected in the first detection area (375a), for example.
  • a deviation may occur in distance information for a subject at the same distance depending on the operating environment (e.g., temperature).
  • distance information based solely on the time at which the first light (RL1) is detected may contain deviations depending on the operating environment, and the time at which the second light (RL2) is detected may be used to compensate for these deviations. Compensation for these deviations depending on the operating environment will be further discussed with reference to FIGS. 14 and 15.
  • the optical module (307) may include at least one reflective member (473) to guide or direct light reflected or refracted within the optical module (307) to the second detection area (375b).
  • the at least one reflective member (473) may increase the amount or power of light (e.g., second light (RL2)) reaching the first guide hole (373g) and/or the second detection area (375b) compared to a structure in which the reflective member is not arranged.
  • the at least one reflective member (473) may be arranged on, for example, an integrated circuit chip (373b) or a second substrate (373a), but may be sufficiently insulated so as not to affect electrical operation.
  • At least one reflective member (473) may be provided on at least a portion of the collimator (373e), the inner wall of the second casing (373c), and/or the inner wall of the second guide hole (377d).
  • the at least one reflective member (473) may include a plating layer, a printing layer, and/or a coating layer provided on the inner surface (e.g., the inclined surface (377f)) of the first casing (377) on the guide structure (307c).
  • a structure that guides or guides light that is not emitted toward the subject to the second detection area (375b) may be implemented.
  • the amount of light reaching the second detection area (375b) may vary depending on the relative position of each channel.
  • the size and position of the first guide hole (373g), the size and position of the second guide hole (377d), and/or the size and position of at least one reflective member (473) may be selected.
  • the deviation of distance information depending on the operating environment can be further suppressed.
  • the accuracy of the distance information increases, the quality of the subject image or the accuracy in user authentication can increase.
  • Fig. 14 is a graph illustrating a first measurement result of an optical module (307) according to embodiments.
  • Fig. 15 is a graph illustrating a second measurement result of an optical module (307) according to embodiments.
  • FIGS. 14 and 15 are graphs that measure the time from the time light is emitted toward a subject at the same distance to the time light reflected by the subject is received, wherein the horizontal axis represents the time at which light is emitted and/or the time at which light is received by the light receiving element (375), and the vertical axis may represent the amount of light received.
  • the 'TL' exemplified on the vertical axis may exemplify a threshold value for determining that the amount of light received is valid.
  • the optical module (307), the electronic device e.g., the electronic devices (1001, 1002, 1004, 100, 200) of FIGS. 1 to 5
  • at least one processor e.g., the processor (1020) of FIG.
  • a light source e.g., a light emitting element assembly (373)
  • a plurality of pulses e.g., approximately 60,000 pulses
  • distance information may be determined based on the point in time when the largest number of pulses are reflected by a subject and received by a light receiving element (375) among the emitted pulses.
  • FIG. 14 may illustrate a first reference time point (TR1) at which a portion of light (e.g., the second light (RL2) of FIG. 13) emitted from a light-emitting element assembly (373) is received in a second detection area (375b) and a first detection time point (TD1) at which the first light (RL1) emitted from the light-emitting element assembly (373) and then reflected by the subject is received in a first detection area (375a) when detecting distance information of a subject at a designated location for, for example, an optical module (307) or an electronic device (e.g., the electronic devices 1001, 1002, 1004, 100, 200 of FIGS. 1 to 5).
  • the subject distance at a specified location at room temperature can be calculated or determined based on the time taken from the first reference time point (TR1) to the first detection time point (TD1).
  • the subject distance information can be calculated based on the first detection time point (TD1) without considering the first reference time point (TR1), but the optical module (307), the electronic device (200), and/or at least one processor (1020) according to the embodiment(s) of the present disclosure can determine the subject distance information by considering both the first reference time point (TR1) and the first detection time point (TD1).
  • FIG. 15 may illustrate a second reference time point (TR2) at which a portion of the light emitted from the light emitting element assembly (373) (e.g., the second light (RL2) of FIG. 13) is received in the second detection area (375b) and a second detection time point (TD2) at which the first light (RL1) emitted from the light emitting element assembly (373) and then reflected by the subject is received in the first detection area (375a), for example, in detecting distance information of a subject at substantially the same distance as the measurement in FIG. 14.
  • the distance to the subject at a high temperature can be determined based on the time taken from the second reference time point (TR2) to the second detection time point (TD2).
  • the subject distance information can be calculated or determined based on the second detection time point (TD2) without considering the second reference time point (TR2).
  • the time point may be different from the time point received at room temperature due to the difference in the operating environment (e.g., temperature).
  • This time point deviation due to the operating environment may correspond to the reception deviation (TC).
  • TC reception deviation
  • the optical module (307), the electronic device (e.g., the electronic device (1001, 1002, 1004, 100, 200) of FIGS. 1 to 5), and/or at least one processor (e.g., the processor (1020) of FIG. 1) can suppress deviation in distance measurement depending on the operating environment by determining the subject distance by considering the second reference time point (TR2) and the second detection time point (TD2) together.
  • the distance to the subject can be calculated or determined based on the difference between the first reference time point (TR1) and the first detection time point (TD1) of FIG. 14.
  • the time value according to the difference between the first reference time point (TR1) and the first detection time point (TD1) and the speed of the light emitted from the light emitting element assembly (373) can be variables used to determine the distance to the subject.
  • the distance to the subject can be calculated or determined based on the difference between the second reference time point (TR2) and the second detection time point (TD2) of FIG. 15. For example, since the deviation according to temperature change can occur substantially equally at the second reference time point (TR2) and the second detection time point (TD2) compared to the time points (TD1, TR1) of FIG.
  • the time variable for determining the distance to the subject can be determined by directly comparing the second reference time point (TR2) and the second detection time point (TD2).
  • the reception deviation (TC) according to the operating environment may be stored in the memory as data in the form of a table, and the reception deviation (TC) may be compared with the information stored in the memory based on a detected reference time point (e.g., the first reference time point (TR1) of FIG. 14 or the second reference time point (TR2) of FIG. 15) when measuring the distance to the subject, and a time variable for determining the distance to the subject may be determined or determined based on the difference between the detection time point (e.g., the first detection time point (TD1) of FIG. 14 or the second detection time point (TD2) of FIG. 15) and the reception deviation (TC).
  • a method for measuring (or determining) the reception deviation (TC) and/or the distance information to the subject will be further described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a method for measuring a reception deviation in an optical module (e.g., the optical module (307) of FIGS. 6 to 8) according to embodiments.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a method for measuring subject distance information using an optical module (e.g., the optical module (307) of FIGS. 6 to 8) according to embodiments.
  • the measured information can be stored in a memory (e.g., the memory (1030) of FIG. 1).
  • a memory e.g., the memory (1030) of FIG. 1.
  • the reception deviation (TC) corresponding to the point in time when light is received in the second detection area (375b) by the measuring method (600) of FIG. 17 can be confirmed based on the data stored in the memory.
  • a method (500) for measuring a reception deviation (TC) may include an operation (501) of measuring a reception deviation (TC) and an operation (502) of storing the measured reception deviation (TC).
  • the operation 501 of measuring the reception deviation (TC) may be, for example, an operation of measuring a point in time when light emitted from a light-emitting element assembly (373) passes through the interior of an optical module (307) and reaches a second detection area (375b).
  • the operation 502 of storing the measured reception deviation (TC) may be, for example, an operation of storing data in a memory in the form of a table matching a current measurement temperature with a corresponding reference point in time.
  • the method (500) for measuring the reception deviation (TC) may be performed or completed by determining a reference point measured at a specified temperature (e.g., room temperature of approximately 20 degrees) as a first reference point (TR1), repeatedly measuring the reference point (e.g., the second reference point (TR2) of FIG. 15) while changing the temperature of the surrounding environment, and/or storing the reception deviation (TC) according to the temperature at the time of measurement (e.g., the time difference between the first reference point (TR1) and the second reference point (TR2)) in the form of tabulated data in a memory.
  • a specified temperature e.g., room temperature of approximately 20 degrees
  • the method (600) for measuring subject distance information may include an operation (601) for measuring a distance, an operation (602) for compensating for a deviation, an operation (603) for determining a distance, and/or an operation (604) for acquiring an image.
  • the distance information determined by the method (600) for measuring subject distance information may be used for processing or post-processing of the acquired image.
  • the electronic device (100, 200) and/or the optical module (307) may emit light using the light emitting element assembly (373).
  • a portion of the light emitted from the light emitting element assembly (373) may be reflected by the subject and reach the first detection area (375a), and another portion of the light emitted from the light emitting element assembly (373) may travel through the interior of the optical module (307) and reach the second detection area (375b).
  • a deviation may occur in the distance measurement value depending on the temperature at the time of measuring the distance information.
  • the electronic device (100, 200) and/or the optical module (307) determines a reception deviation (TC) corresponding to the time point (e.g., the second reference time point (TR2)) when light reaches the second detection area (375b) or based on the amount of light, and excludes the reception deviation (TC) determined at the time point (e.g., the second detection time point (TD2)) when light reaches the first detection area (375a), thereby compensating for the deviation of the measurement value due to the temperature difference.
  • operation 603 may be an operation of determining the measurement value with the deviation compensated as the distance to the subject. As described above, when the distance measuring method (600) of FIG.
  • the determined distance (e.g., the distance to the subject) can be used to improve the quality of the acquired image.
  • the distance measuring method (600) of FIG. 17 may be performed while capturing an image of a subject, and the distance information to the subject measured (or determined) in operation 603 may be used as one of the information(s) that form the basis of the image acquired in operation 604.
  • the wearable electronic device (700) of FIG. 18 may be substantially the same as the electronic device (1001) of FIG. 1 and may be implemented to be wearable on a user's body.
  • each of the external electronic devices (1002, 1004) of FIG. 1 may be the same or a different type of device as the electronic device (1001) or the wearable electronic device (700, 800).
  • all or part of the operations executed in the electronic device (1001) or the wearable electronic device (700, 800) may be executed in one or more of the external electronic devices (1002, 1004, or 1008).
  • the electronic device (1001) or the wearable electronic device (700, 800) may, instead of or in addition to executing the function or service on its own, request one or more external electronic devices to execute at least a part of the function or service.
  • the one or more external electronic devices that receive the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device (1001) or the wearable electronic device (700, 800).
  • the electronic device (1001) or the wearable electronic device (700, 800) may process the result as is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • an external electronic device (1002) renders content data executed in an application and transmits it to an electronic device (1001) or a wearable electronic device (700, 800), and the electronic device (1001) or the wearable electronic device (700, 800) that receives the data can output the content data to a display module (e.g., the display module (1060), the light output module (711), the display (821) of FIG. 1).
  • a display module e.g., the display module (1060), the light output module (711), the display (821) of FIG.
  • the processor e.g., the processor (1020) of the electronic device (1001) or the wearable electronic device (700, 800) can correct the rendering data received from the external electronic device (1002) based on the movement information and output the corrected data to the display module.
  • the motion information may be transmitted to an external electronic device (1002) to request rendering so that screen data is updated accordingly.
  • the external electronic device (1002) may be a variety of devices, such as a case device capable of storing and charging the electronic device (1001).
  • a wearable electronic device (700) may include at least one of a light output module (711), a display member (701), and a camera module (750).
  • the light output module (711) may include a light source capable of outputting an image (e.g., a projector or a display panel (911a) of FIG. 21), and a lens (e.g., a lens (911b) of FIG. 21) that guides the image to the display member (701).
  • the light output module (711) may include at least one of a liquid crystal display (LCD), a digital mirror device (DMD), a liquid crystal on silicon (LCoS), an organic light emitting diode (OLED), or a micro light emitting diode (micro LED).
  • LCD liquid crystal display
  • DMD digital mirror device
  • LCD liquid crystal on silicon
  • OLED organic light emitting diode
  • micro LED micro light emitting diode
  • the display member (701) may include a light waveguide (e.g., the light waveguide (913a) of FIG. 21).
  • a light waveguide e.g., the light waveguide (913a) of FIG. 21.
  • an image output from the light output module (711) incident on one end of the light waveguide may be propagated within the light waveguide and provided to a user.
  • the display member (701) may be an optical system that guides or focuses an image output from the light output module (711) along a designated path (e.g., the first path (P1) of FIG. 21) to the user's naked eye.
  • the display member (701) may include at least one of a diffractive optical element (DOE), a holographic optical element (HOE), or a reflective element (e.g., a reflective mirror) provided in the optical waveguide (e.g., the couplers (913b, 913c)(s) of FIG. 21).
  • DOE diffractive optical element
  • HOE holographic optical element
  • a reflective element e.g., a reflective mirror
  • the display member (701) may guide an output image of the optical output module (711) to a user's eye by including at least one diffractive optical element, a holographic optical element, or a reflective element, and/or by including an optical waveguide.
  • the camera module (750) can capture still images and/or moving images.
  • the camera module (750) can be disposed within a lens frame and can be disposed around the display member (701).
  • the wearable electronic device (700) can obtain information about the distance to the subject by including the optical module (307) of FIGS. 6 to 8 when capturing still images and/or moving images using the camera module (750).
  • the first camera module (751) can capture and/or recognize the trajectory of the user's eye (e.g., pupil, iris) or gaze. According to embodiments of the present disclosure, the first camera module (751) can periodically or aperiodically transmit information related to the trajectory of the user's eye or gaze (e.g., trajectory information) to a processor (e.g., processor (1020) of FIG. 1).
  • a processor e.g., processor (1020) of FIG. 1).
  • the second camera module (753) can capture external images.
  • the third camera module (755) may be used for hand detection and tracking, and user gesture (e.g., hand movement) recognition.
  • the third camera module (755) may be used for 3 degrees of freedom (3DoF), 6DoF head tracking, location (spatial, environmental) recognition, and/or movement recognition.
  • the second camera module (753) may also be used for hand detection and tracking, and user gesture recognition.
  • at least one of the first camera module (751) to the third camera module (755) may be replaced with a sensor module (e.g., a LiDAR sensor).
  • the sensor module may include at least one of a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), an infrared sensor, and/or a photodiode.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the sensor module may be implemented by the optical module (307) of FIGS. 6 to 8.
  • a wearable electronic device (700) may include a pair of display elements (701) arranged parallel to one side of each other.
  • a user may wear the wearable electronic device (700) on the face, and the display elements (701) may be arranged to correspond to any one of the user's eyes while the wearable electronic device (700) is worn on the user's face.
  • the wearable electronic device (700) may provide visual information to the user through any one of the display elements (701) and/or through each display element (701).
  • the wearable electronic device (700) may include at least one wearing member (702a, 702b) extending from or rotatably coupled to the display member (701).
  • the wearing member (702a, 702b) may be exemplified as a structure that is rotatably coupled (or connected) to the display member (701) by a hinge structure (H).
  • the wearing member (702a, 702b) may be in a position overlapped or folded with the display member (701), in which case the user may easily carry or store the wearable electronic device (700).
  • the wearable electronic device (700) can be easily worn on the user's face at a position where the wearing member (702a, 702b) is rotated by a specified angle (e.g., approximately 90 degrees) from a position overlapping the display member (701).
  • the wearable electronic device (700) can be stably worn by supporting the display member (701) on the user's face and supporting the wearing member (702a, 702b) on the side of the user's head (e.g., the ear).
  • FIG. 19 and FIG. 20 are drawings showing the front and back of a wearable electronic device (800) according to embodiments.
  • camera modules (811, 812, 813, 814, 815, 816) and/or depth sensors (817) for obtaining information related to the surrounding environment of the wearable electronic device (800) may be arranged on the first surface (810) of the housing.
  • the camera modules (811, 812) can acquire images related to the environment surrounding the wearable electronic device (800).
  • the camera modules (813, 814, 815, 816) can acquire images while the wearable electronic device (800) is worn by the user.
  • the wearable electronic device (800) includes the optical module (307) of FIGS. 6 to 8, so that when acquiring images using the camera modules (813, 814, 815, 816), information about the distance to the subject can be acquired.
  • the camera modules (813, 814, 815, 816) can be used for hand detection, tracking, and recognition of user gestures (e.g., hand movements).
  • the camera modules (813, 814, 815, 816) can be used for 3DoF, 6DoF head tracking, position (spatial, environmental) recognition, and/or movement recognition.
  • camera modules (811, 812) may be used for hand detection and tracking, and user gestures.
  • the depth sensor (817) may be configured to transmit a signal and receive a signal reflected from a subject, and may be used for purposes such as time of flight (TOF) to determine the distance to an object.
  • TOF time of flight
  • camera modules (813, 814, 815, 816) may determine the distance to an object.
  • the depth sensor (817) may be implemented by the optical module (307) of FIGS. 6 to 8.
  • a camera module (825, 826) for facial recognition and/or a display (821) (and/or a lens) may be arranged on the second side (820) of the housing.
  • a face recognition camera module (825, 826) adjacent to the display (821) may be used to recognize a user's face, or may recognize and/or track both eyes of the user.
  • the display (821) (and/or lens) may be disposed on the second side (820) of the wearable electronic device (800).
  • the wearable electronic device (800) may not include the camera module(s) indicated as '815' and/or '816' among the plurality of camera modules (813, 814, 815, 816).
  • the wearable electronic device (800) may further include at least one of the configurations illustrated in FIG. 18.
  • the wearable electronic device (800) may have a form factor for being worn on a user's head.
  • the wearable electronic device (800) may further include a strap for being fixed on a body part of the user, and/or a wearing member (e.g., the wearing member (702a, 702b) of FIG. 18).
  • the wearable electronic device (800) may provide a user experience based on augmented reality, virtual reality, and/or mixed reality while being worn on the user's head.
  • FIG. 21 is a drawing showing a portion of a wearable electronic device (e.g., the electronic device (1001) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (700, 800) of FIGS. 18 to 20) according to embodiments.
  • a wearable electronic device e.g., the electronic device (1001) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (700, 800) of FIGS. 18 to 20) according to embodiments.
  • the wearable electronic device may include a light output module (911) (e.g., the light output module (711) of FIG. 18), a display member (901) (e.g., the display member (701) of FIG. 18), a first polarizing reflector (961), a polarizing modulator (963), and/or a second polarizing reflector (965).
  • the display member (901) may be, for example, a see-through optical element that transmits light or an image about an environment or an object (O) around the user and provides the light or image to the user along a designated path (e.g., a second path (P2)).
  • the display member (901) may be a see-through optical element and provide a first path (P1) that guides or directs light (e.g., visual information such as characters or images) output from the light output module (911) to the user's naked eye (E).
  • a wearable electronic device can provide an environment in which a user can visually recognize a surrounding space or object (O) by including a transparent optical element (e.g., a display member (901)), and can visually provide stored or received information to the user by using a light output module (911) and a display member (901).
  • a portion of the light output by the light output module (911) may leak into the external space.
  • the first polarizing reflector (961), the polarizing modulator (963), and/or the second polarizing reflector (965) may reflect at least a portion of the light leaking into the external space and provide it to the user, and/or absorb a portion of the light leaking into the external space.
  • the wearable electronic device may provide visual information to the user more clearly or more brightly. For example, the wearable electronic device may have improved light efficiency or improved power efficiency.
  • the light output module (911) may include a display panel (911a) that outputs light (e.g., visual information such as an image) and at least one lens (911b).
  • the display panel (911a) may include, for example, the above-described liquid crystal display, digital mirror display, silicon liquid crystal display, organic light emitting diode, or micro LED.
  • the lens (911b) may guide or focus light output from the display panel (911a) to the display member (901).
  • the light output module (911) in guiding or aligning the light to the display member (901), may further include a reflective member (e.g., a mirror) or a refractive member (e.g., a prism).
  • the light output module (911) may further include a reflective member or a refractive member to output light in a direction toward the display member (901).
  • the display member (901) may include a first surface (F1) and a second surface (F2) opposite to the first surface (F1).
  • the first surface (F1) when the wearable electronic device is worn on a user's face, the first surface (F1) may be arranged substantially to face the user's face or the user's eyes, and the second surface (F2) may be arranged to face an external space (e.g., an environment around the user).
  • an image of the surrounding environment or an object (O) may be provided to the user by being incident on the second surface (F2) along a second path (P2) and output through the first surface (F1).
  • the display member (901) may transmit at least a portion of light incident on the second surface (F2) to the first surface (F1).
  • light output from the light output module (911) may be provided to a user by traveling through the interior of the display member (901) along the first path (P1) and being output through the first surface (F1).
  • the display member (901) may guide the light output from the light output module (911) to the user's eyes.
  • the display member (901) may include an optical waveguide (913a) and couplers (913b, 913c), thereby providing light output from the optical output module (911) to a user.
  • a first coupler (913b) may be provided at one end of the optical waveguide (913a) and aligned with the optical output module (911).
  • light guided or focused by a lens (911b) may be input into the optical waveguide (913a) through the first coupler (913b).
  • a second coupler (913c) may be provided at the other end of the optical waveguide (913a).
  • the second coupler (913c) when the wearable electronic device is worn on the user's face, the second coupler (913c) may be substantially aligned with the user's eyes.
  • light guided or focused by the lens (911b) may be input into the optical waveguide (913a) through the first coupler (913b) and may travel along the optical waveguide (913a), and the light traveling along the optical waveguide (913a) may be provided to the user's eyes by the second coupler (913c).
  • the first coupler (913b) and/or the second coupler (913c) may include at least one of a diffractive optical element, a holographic optical element, and/or a reflective element.
  • a diffractive optical element For example, light output from the light output module (911) may be input to the optical waveguide (913a) by the first coupler (913b), and light propagating through the optical waveguide (913a) may be output to the first surface (F1) by the second coupler (913c).
  • a wearable electronic device can suppress light output from a light output module (911) from leaking to the outside by including a first polarizing reflector (961), a polarizing modulator (963), and/or a second polarizing reflector (965).
  • the first polarizing reflector (961), the polarizing modulator (963), and/or the second polarizing reflector (965) are illustrated as being arranged at a position corresponding to the second coupler (913c), but when there is a part in which the light output from the light output module (911) may leak out of the path along the display member (901), the first polarizing reflector (961), the polarizing modulator (963), and/or the second polarizing reflector (965) may be further extended or additionally arranged at an appropriate position.
  • the first polarizing reflector (961), the polarizing modulator (963), and/or the second polarizing reflector (965) may be extended or additionally arranged at a position corresponding to the first coupler (913b) or the optical waveguide (913a).
  • the first polarizing reflector (961), the polarizing modulator (963), and/or the second polarizing reflector (965) may be disposed substantially over the entire area of the second surface (F2).
  • the first polarizing reflector (961), the polarizing modulator (963), and/or the second polarizing reflector (965) may be omitted in the wearable electronic device.
  • the first polarizing reflector (961) may be disposed on one surface (e.g., the second surface (F2)) of the display member (901) and configured to reflect or absorb at least a portion of light leaking to the outside via the second coupler (913c).
  • the first polarizing reflector (961) may increase the light efficiency of the wearable electronic device by reflecting the light output to the second surface (F2) via the second coupler (913c) to the first surface (F1).
  • the first polarizing reflector (961) when the first polarizing reflector (961) is configured to reflect light of a first polarization component (e.g., horizontal linear polarization (p-pol)), light of a second polarization component different from the first polarization component (e.g., vertical linear polarization (s-pol)) may be transmitted through the first polarizing reflector (961).
  • a first polarization component e.g., horizontal linear polarization (p-pol)
  • a second polarization component different from the first polarization component e.g., vertical linear polarization (s-pol)
  • the second polarizing reflector (965) may be configured to reflect light of the first polarization component, and the polarization modulator (963) may modulate at least a portion of the light transmitted through the first polarizing reflector (961) into light of the first polarization component and transmit the modulated light to the second polarizing reflector (965).
  • the first polarization component may be referred to as horizontal linear polarization
  • light of the second polarization component may be referred to as vertical linear polarization.
  • the embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • a third polarization component such as circular polarization or elliptically polarized light
  • some of the light of the third polarization component may transmit through the first polarization reflector (961) (or the second polarization reflector (965)), and at least some of the remaining light of the third polarization component may be reflected by the first polarization reflector (961) (or the second polarization reflector (965)).
  • the polarization modulator (963) may be disposed on the first polarization reflector (961).
  • the polarization modulator (963) may be disposed substantially facing the second surface (F2) with the first polarization reflector (961) therebetween.
  • the polarization modulator (963) may be disposed between the first polarization reflector (961) and the second polarization reflector (965) to modulate a polarization component of at least a portion of the light transmitted through the first polarization reflector (961).
  • the polarization modulator (963) may modulate at least a portion of the light transmitted through the first polarization reflector (961) into light having a polarization component reflected by the second polarization reflector (965).
  • the polarization modulator (963) can substantially transmit light transmitted through the first polarizing reflector (961) while modulating at least a portion of the polarization component of the light transmitted through the polarization modulator (963).
  • the polarization modulator (963) can include a wave plate (963a) (e.g., a half-wave phase retarder) and a rotator (963b) (e.g., a Faraday rotator).
  • the wave plate (963a) can change the polarization direction of light passing through the polarization modulator (963) by a specified angle
  • the rotator (963b) can modulate the polarization axis of light passing through the polarization modulator (963) in a specified direction.
  • the optical elements included in the polarization modulator (963) e.g., phase retarder (963a) and/or rotator (963b) may be implemented differently from those illustrated.
  • the second polarizing reflector (965) may be disposed on the polarization modulator (963).
  • the second polarizing reflector (965) may be disposed substantially facing the second surface (F2) with the first polarizing reflector (961) and the polarization modulator (963) interposed therebetween.
  • the second polarizing reflector (965) may reflect at least a portion of the light transmitted through the polarization modulator (963) and guide the light to the second surface (F2) and/or the first surface (F1).
  • the second polarizing reflector (965) may reflect light of the first polarization component, and at least a portion of the light transmitted through the polarization modulator (963) may be light of the first polarization component.
  • the wearable electronic device (700, 800) when including the optical module (307) of FIGS. 6 to 8, can detect (or determine) information regarding the distance to the subject when acquiring an image of the subject. For example, by including subject distance information when processing an image provided to the user, the wearable electronic device (700, 800) can provide the user with an image of improved quality.
  • the optical module according to the embodiments e.g., the optical module (307) of FIGS. 6 to 8) and/or the electronic device including the same (e.g., the electronic device (1001, 1002, 1004, 100, 200) of FIGS. 1 to 5) is provided with a structure in which a light-emitting element assembly (e.g., the light-emitting element assembly (373) of FIG. 7) including a light-emitting element (e.g., the light-emitting element (373d) of FIG. 7) and/or a driving circuit thereof (e.g., the integrated circuit chip (373b) of FIG. 7) is disposed on a substrate (e.g., the first substrate (371) of FIG.
  • a light-emitting element assembly e.g., the light-emitting element assembly (373) of FIG. 7
  • a driving circuit thereof e.g., the integrated circuit chip (373b) of FIG.
  • the substrate of the light-emitting element assembly e.g., the second substrate (373a) on which the light-emitting element and/or its driving circuit are disposed in FIG. 7
  • the substrate of the optical module on which such substrate is disposed e.g., the first substrate (371) on which the light-emitting element assembly and/or the light-receiving element are disposed in FIG.
  • the optical module may guide or direct light reflected or refracted within it to the light-receiving element (e.g., the second detection area (375b) in FIG. 7) to be used for distance measurement.
  • the optical efficiency and/or power efficiency of the optical module may be improved, and the accuracy of distance measurement may be increased.
  • the amount of light (e.g., the second light (RL2)) guided to the first guide hole (373g) or the second detection area (375b) can be sufficiently secured.
  • the amount of light (e.g., the second light (RL2)) guided to the first guide hole (373g) or the second detection area (375b) is sufficiently secured, deviation in subject distance measurement due to changes in the operating environment (e.g., temperature) can be suppressed.
  • an optical module (e.g., an optical module (307) of FIGS. 6 to 8) includes a first substrate (e.g., a first substrate (371) of FIG. 7), a light-emitting element assembly (e.g., a light-emitting element assembly (373) of FIG. 7) disposed on the first substrate and configured to emit light of a specified wavelength band, a light-receiving element (e.g., a light-receiving element (375) of FIG. 7) disposed on one side of the light-emitting element assembly and configured to receive first light (e.g., the first light (RL1) of FIG.
  • a first substrate e.g., a first substrate (371) of FIG. 7
  • a light-emitting element assembly e.g., a light-emitting element assembly (373) of FIG. 7
  • a light-receiving element e.g., a light-receiving element (375) of FIG. 7
  • the light receiving element may include a first casing (e.g., the first casing (377) of FIG. 7) including a second partition wall (e.g., the second partition wall (377a) of FIG.
  • the light receiving element may further include a second detection area (e.g., the second detection area (375b) of FIG. 7) provided on one side of the first detection area and positioned at least partially inside the guide structure.
  • the second detection area may be configured to receive a second light (e.g., the second light (RL2) of FIG. 13) guided by the guide structure and which is part of the light emitted by the light emitting element assembly.
  • the light-emitting element assembly may include a second substrate including a ceramic material (e.g., a second substrate (373a) of FIG. 7), a driving circuit mounted on the second substrate (e.g., an integrated circuit chip (373b) of FIG. 7), and a light-emitting element configured to emit light of a specified wavelength band by being controlled by the driving circuit (e.g., a light-emitting element (373d) of FIG. 7).
  • a second substrate including a ceramic material e.g., a second substrate (373a) of FIG. 7
  • a driving circuit mounted on the second substrate e.g., an integrated circuit chip (373b) of FIG. 7
  • a light-emitting element configured to emit light of a specified wavelength band by being controlled by the driving circuit (e.g., a light-emitting element (373d) of FIG. 7).
  • the light emitting element assembly may further include a second casing (e.g., the second casing (373c) of FIG. 7) disposed on the second substrate and accommodating at least the light emitting element, and a first guide hole (e.g., the first guide hole (373g) of FIG. 7) provided in the second casing and aligned with the guide structure within the first casing.
  • the first guide hole may be configured to guide the second light into the interior of the guide structure.
  • the optical module as described above may further include at least one reflective member (e.g., reflective member (473) of FIG. 11 or FIG. 12) disposed in the interior space of the second casing or inside the guide structure.
  • at least one reflective member e.g., reflective member (473) of FIG. 11 or FIG. 12
  • the optical module as described above may further include a first partition wall (e.g., the first partition wall (377c) of FIG. 7) disposed inside the first casing between the guide structure and the light emitting element assembly, and a second guide hole (e.g., the second guide hole (377d) of FIG. 7) at least partially surrounded by the first partition wall and the first substrate.
  • the first guide hole may be aligned with the second guide hole.
  • the light emitting element assembly may further include a diffractive optical element (e.g., the diffractive optical element (373f) of FIG. 7) and a collimator (e.g., the collimator (373e) of FIG. 7).
  • the diffractive optical element and the collimator may be configured to guide or align at least a portion of the light emitted from the light emitting element in a designated direction.
  • the light emitting device may include a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the optical module as described above may further include a lens assembly (e.g., lens assembly (379) of FIG. 7) arranged in the first casing and configured to guide or focus the first light to the first detection area.
  • a lens assembly e.g., lens assembly (379) of FIG. 7
  • the first casing may be configured to further provide a first receiving space (e.g., the first receiving space (307a) of FIG. 7) for receiving the light-emitting element assembly.
  • the guide structure may be disposed between the first receiving space and the second receiving space.
  • the second barrier may be configured to suppress or block the first light from entering the second detection area.
  • the second barrier may be configured to suppress or block the second light from entering the first detection area.
  • the second bulkhead may be arranged to form a closed curve trajectory corresponding to the edge of the first detection area.
  • At least a portion of the inner surface of the first casing on the guide structure may be inclined with respect to the first substrate.
  • an electronic device may include a housing (e.g., a housing (201) of FIG. 4 or 5), an optical module (e.g., an optical module (307) of FIGS. 6 to 8) disposed in the housing and configured to emit light of a designated wavelength band and receive a first light (e.g., a first light (RL1) of FIG. 6) reflected by a subject among the emitted light, at least one processor (e.g., a processor (1020) of FIG. 1), and a memory (e.g., a memory (1030) of FIG.
  • the optical module includes a first substrate (e.g., a first substrate (371) of FIG. 7), a light-emitting element assembly (e.g., a light-emitting element assembly (373) of FIG. 7) disposed on the first substrate and configured to emit light of a specified wavelength band, a light-receiving element (e.g., a light-receiving element (375) of FIG.
  • a first substrate e.g., a first substrate (371) of FIG. 7
  • a light-emitting element assembly e.g., a light-emitting element assembly (373) of FIG. 7
  • a light-receiving element e.g., a light-receiving element (375) of FIG.
  • first detection area e.g., a first detection area (375a) of FIG. 7
  • first casing e.g., a first accommodating space (307a) of FIG. 7
  • second accommodating space e.g., a second accommodating space (307b) of FIG. 7
  • guide structure e.g., a guide structure (307c) of FIG. 7
  • the first casing (377) may be included.
  • the light-receiving element may further include a second detection area (e.g., the second detection area (375b) of FIG. 7) provided on one side of the first detection area and positioned at least partially inside the guide structure.
  • the second detection area may be configured to receive a second light (e.g., the second light (RL2) of FIG. 13) that is part of the light emitted by the light-emitting element assembly and guided by the guide structure.
  • the light-emitting element assembly may further include a second substrate including a ceramic material (e.g., a second substrate (373a) of FIG. 7), a driving circuit mounted on the second substrate (e.g., an integrated circuit chip (373b) of FIG. 7), a light-emitting element configured to emit light of a specified wavelength band under control of the driving circuit (e.g., a light-emitting element (373d) of FIG. 7), a second casing disposed on the second substrate and accommodating at least the light-emitting element (e.g., a second casing (373c) of FIG.
  • a second substrate including a ceramic material e.g., a second substrate (373a) of FIG. 7
  • a driving circuit mounted on the second substrate e.g., an integrated circuit chip (373b) of FIG. 7
  • a light-emitting element configured to emit light of a specified wavelength band under control of the driving circuit
  • a second casing disposed on the second substrate and accommodating at
  • first guide hole provided in the second casing and aligned with the guide structure within the first casing (e.g., a first guide hole (373g) of FIG. 7).
  • first guide hole may be configured to guide the second light into the interior of the guide structure.
  • the light emitting element assembly may further include at least one reflective member (e.g., reflective member (473) of FIG. 11 or FIG. 12) disposed in the interior space of the second casing or inside the guide structure.
  • at least one reflective member e.g., reflective member (473) of FIG. 11 or FIG. 12
  • the light emitting element assembly may further include a diffractive optical element (e.g., the diffractive optical element (373f) of FIG. 7) and a collimator (e.g., the collimator (373e) of FIG. 7).
  • the diffractive optical element and the collimator may be configured to guide or align at least a portion of the light emitted from the light emitting element in a designated direction.
  • the light emitting device may include a vertical cavity surface emitting laser.
  • the light-emitting element assembly may further include a second partition wall (e.g., the second partition wall (377a) of FIG. 7) extending from the inner surface of the first casing between the guide structure and the second receiving space and positioned toward the light-receiving element.
  • a second partition wall e.g., the second partition wall (377a) of FIG. 7
  • the second barrier may be configured to suppress or block the first light from entering the second detection area, and may be configured to suppress or block the second light from entering the first detection area.

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따르면, 광학 모듈 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판에 배치되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자 조립체, 상기 발광 소자 조립체의 일측에서 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 후 피사체에 의해 반사된 제1 광을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역을 포함하는 수광 소자, 및 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 제1 검출 영역을 수용하는 제2 수용 공간, 상기 발광 소자 조립체와 상기 제2 수용 공간 사이에 배치된 안내 구조, 및 상기 안내 구조와 상기 제2 수용 공간 사이에서 내측면으로부터 연장되어 상기 수광 소자를 향하게 배치된 제2 격벽을 제공하도록 구성된 제1 케이싱을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 수광 소자는 상기 제1 검출 영역의 일측에 제공되어 적어도 부분적으로 상기 안내 구조의 내부로 배치된 제2 검출 영역을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제2 검출 영역은 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 광의 일부이면서 상기 안내 구조에 의해 안내된 제2 광을 수신하도록 구성될 수 있다. 이외에도 다양한 실시예가 가능할 수 있다.

Description

광학 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치
본 개시는 광학 모듈 및/또는 그를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자, 정보, 통신 기술이 발달하면서, 하나의 전자 장치에 다양한 기능이 통합되고 있다. 예를 들어, 스마트 폰은 통신 기능과 아울러, 음향 재생 기기, 촬상 기기 또는 전자 수첩의 기능을 포함하고 있으며, 어플리케이션의 추가 설치를 통해 더 많은 기능이 스마트 폰에서 구현될 수 있다. 하나의 전자 장치에서 다양한 기능이 구현되면서, 전자 수첩이나 멀티미디어 재생기, 소형 디지털 카메라와 같은 특화된 기능의 전자 장치가 스마트 폰과 같은 다기능 전자 장치로 대체되고 있다.
하나의 전자 장치 내에서 다양한 기능이 구현되어 일상적으로 휴대하고 다니면서 사용하게 됨에 따라, 사용자는 전자 장치의 편안한 사용성과 휴대성, 높은 성능(예: 빠른 정보 처리 또는 고품질 영상과 음향)을 요구할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 더욱 고도화된 디스플레이와 스피커를 포함함으로써 고품질의 영상과 음향을 제공할 수 있으며, 영상 신호나 음향 신호 처리를 위한 프로그램이나 집적회로 칩의 성능이 높아지고 있다.
스마트 폰과 같은 소형화된 전자 장치에서, 촬영 이미지나 동영상 품질을 향상시키는데 어려움이 따를 수 있다. 예를 들어, 전자 장치에 탑재된 카메라는 고화소 이미지 센서를 포함함으로써 촬영 이미지나 동영상 품질을 향상시킬 수 있지만, 망원 성능, 광각 성능 또는 접사 성능을 동시에 만족하는 렌즈(또는 렌즈 조립체)를 소형화된 전자 장치에 배치하는데 한계가 있을 수 있다. 하나의 전자 장치에 복수의 카메라(예; 망원 카메라, 광각 카메라, 접사 카메라 또는 인물 카메라)가 배치됨으로써, 촬영 이미지나 동영상 품질을 향상시키면서 소형화된 전자 장치를 구현할 수 있다. 예컨대, 망원 특성, 광각 특성 및/또는 접사 특성이 양호한 하나의 카메라를 구현함에 있어서는 렌즈의 수가 많아지고 렌즈들의 상대적인 위치를 조절하기 위한 메카니즘이 필요하여 소형화된 전자 장치에 탑재하기 어려울 수 있다. 반면에, 화각이 서로 다른 복수의 카메라를 조합할 때, 촬영 이미지의 품질을 높이면서 소형화된 전자 장치에 탑재하기 용이할 수 있다.
상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련하여 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 관해서는 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 광학 모듈 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판에 배치되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자 조립체, 상기 발광 소자 조립체의 일측에서 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 후 피사체에 의해 반사된 제1 광을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역을 포함하는 수광 소자, 및 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 제1 검출 영역을 수용하는 제2 수용 공간, 상기 발광 소자 조립체와 상기 제2 수용 공간 사이에 배치된 안내 구조, 및 상기 안내 구조와 상기 제2 수용 공간 사이에서 내측면으로부터 연장되어 상기 수광 소자를 향하게 배치된 제2 격벽을 제공하도록 구성된 제1 케이싱을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 수광 소자는 상기 제1 검출 영역의 일측에 제공되어 적어도 부분적으로 상기 안내 구조의 내부로 배치된 제2 검출 영역을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제2 검출 영역은 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 광의 일부이면서 상기 안내 구조에 의해 안내된 제2 광을 수신하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징에 배치되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하고 방사된 광 중 피사체에 의해 반사된 제1 광을 수신하도록 구성된 광학 모듈, 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 개별적으로 또는 집합적으로 실행될 때 상기 전자 장치로 하여금 적어도 상기 제1 광에 기반하여 피사체까지의 거리 정보를 산출하도록 하는 명령어들이 저장된 메모리를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 광학 모듈은, 제1 기판, 상기 제1 기판에 배치되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자 조립체, 상기 발광 소자 조립체의 일측에서 상기 제1 기판에 배치되며 상기 제1 광을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역을 포함하는 수광 소자, 및 상기 제1 기판에 배치되며 상기 발광 소자 조립체를 수용하는 제1 수용 공간, 상기 제1 검출 영역을 수용하는 제2 수용 공간, 및 상기 제1 수용 공간과 상기 제2 수용 공간 사이에 배치된 안내 구조를 제공하도록 구성된 제1 케이싱을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 수광 소자는 상기 제1 검출 영역의 일측에 제공되어 적어도 부분적으로 상기 안내 구조의 내부로 배치된 제2 검출 영역을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제2 검출 영역은 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 광의 일부이면서 상기 안내 구조에 의해 안내된 제2 광을 수신하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 관해 상술한 측면 또는 다른 측면, 구성 및/또는 장점은 첨부된 도면을 참조하는 다음의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 실시예들에 따른 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 실시예들에 따른, 도 2에 도시된 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 4는 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 분리 사시도로서 전면을 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 분리 사시도로서 후면을 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예들에 따른 광학 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 7은 실시예들에 따른 광학 모듈을, 도 6의 라인 L1을 따라 절개하여 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예들에 따른 광학 모듈을, 도 6의 라인 L2를 따라 절개하여 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예들에 따른 광학 모듈의 발광 소자 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 10은 실시예들에 따른 광학 모듈의 발광 소자 조립체가 제1 케이싱에 배치된 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 실시예들에 따른 광학 모듈의 발광 소자 조립체 일부를 나타내는 평면도이다.
도 12는 실시예들에 따른 광학 모듈의 발광 소자 조립체를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 실시예들에 따른 광학 모듈의 기준 광이 진행하는 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 실시예들에 따른 광학 모듈의 제1 측정 결과를 예시하는 그래프이다.
도 15는 실시예들에 따른 광학 모듈의 제2 측정 결과를 예시하는 그래프이다.
도 16은 실시예들에 따른 광학 모듈에서의 수신 편차를 측정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 실시예들에 따른 광학 모듈을 이용하여 피사체 거리 정보를 측정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 실시예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 19 및 도 20은 실시예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 전면 및 후면을 나타내는 도면이다.
도 21은 실시예들에 따른 웨어러블 전자 장치의 일부분을 나타내는 도면이다.
첨부된 도면의 전반에서, 유사한 부품, 구성 및/또는 구조에 대해서는 유사한 참조 번호가 부여될 수 있다.
피사체까지의 거리(또는 피사체 심도(depth)) 정보를 활용함으로써 소형화된 전자 장치에서도 촬영 이미지나 동영상 품질이 향상될 수 있다. 이러한 거리 정보는 사용자 안면 인식과 같은 보안 기능을 구현하는데 이용될 수 있다. 거리 정보는, 예를 들면, 전자 장치에서 광선(예: 적외선)을 방사하여 피사체에 의해 반사된 광선을 수신하고, 방사 시점으로부터 수신 시점까지의 시간에 기반하여 검출될 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 적외선 광원과 적외선 수신기를 포함함으로써, 피사체에 대한 거리 정보를 검출할 수 있다. 피사체 거리 정보의 측정에는, 적외선 레이저 광이 유용하게 활용될 수 있다. 적외선 레이저를 방사함에 있어서는 고온의 열이 발생될 수 있으며, 발생된 열로 인해 작동 환경이 달라질 경우, 동일 거리의 피사체에 대한 거리 정보가 다르게 검출될 수 있다.
본 개시의 일 실시예는, 상술한 문제점 및/또는 단점을 적어도 해소하고 후술하는 장점을 적어도 제공하기 위한 것으로서, 발생된 열의 분산 또는 방출이 용이한 광학 모듈 및/또는 그를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예는, 작동 환경에 따른 피사체 거리에 대한 검출 정보의 편차가 억제된 광학 모듈 및/또는 그를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
첨부된 도면에 관한 다음 설명은 청구항 및 이에 상응하는 내용을 포함하는 본 개시의 다양한 예시적인 구현에 대한 이해를 제공할 수 있다. 다음의 설명에서 개시된 예시적인 실시예는 이해를 돕기 위한 다양한 구체적인 세부사항들을 포함하고 있지만 이는 다양한 예시적인 실시예 중 하나인 것으로 간주된다. 따라서, 일반 기술자는 본 문서에 기술된 다양한 구현의 다양한 변경과 수정이 공개의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 또한 명확성과 간결성을 위해 잘 알려진 기능 및 구성의 설명은 생략될 수 있다.
다음 설명과 청구에 사용된 용어와 단어는 참고 문헌적 의미에 국한되지 않고, 본 개시의 일 실시예를 명확하고 일관되게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 기술분야에 통상의 기술자에게, 공시의 다양한 구현에 대한 다음의 설명이 권리범위 및 이에 준하는 것으로 규정하는 공시를 제한하기 위한 목적이 아니라 설명을 위한 목적으로 제공된다는 것은 명백하다 할 것이다.
문맥이 다르게 명확하게 지시하지 않는 한, "a", "an", 그리고 "the"의 단수형식은 복수의 의미를 포함한다는 것을 이해해야 한다. 따라서 예를 들어 "구성 요소 표면"이라 함은 구성 요소의 표면들 중 하나 또는 그 이상을 언급한 것일 수 있다.
도 1은, 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1000) 내의 전자 장치(1001)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(1000)에서 전자 장치(1001)는 제1 네트워크(1098)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1002)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(1099)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1004) 또는 서버(1008) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 서버(1008)를 통하여 전자 장치(1004)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 프로세서(1020), 메모리(1030), 입력 모듈(1050), 음향 출력 모듈(1055), 디스플레이 모듈(1060), 오디오 모듈(1070), 센서 모듈(1076), 인터페이스(1077), 연결 단자(1078), 햅틱 모듈(1079), 카메라 모듈(1080), 전력 관리 모듈(1088), 배터리(1089), 통신 모듈(1090), 가입자 식별 모듈(1096), 또는 안테나 모듈(1097)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(1001)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1078))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 일 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1076), 카메라 모듈(1080), 또는 안테나 모듈(1097))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1060))로 통합될 수 있다.
프로세서(1020)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1040))를 실행하여 프로세서(1020)에 연결된 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1020)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1076) 또는 통신 모듈(1090))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1032)에 저장하고, 휘발성 메모리(1032)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1034)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1020)는 메인 프로세서(1021)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1023)(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(1001)가 메인 프로세서(1021) 및 보조 프로세서(1023)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1023)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1021)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1021)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)와 함께, 전자 장치(1001)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1060), 센서 모듈(1076), 또는 통신 모듈(1090))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(1080) 또는 통신 모듈(1090))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(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(1001) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1008))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(1030)는, 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1020) 또는 센서 모듈(1076))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1040)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1030)는, 휘발성 메모리(1032) 또는 비휘발성 메모리(1034)를 포함할 수 있다.
프로그램(1040)은 메모리(1030)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1042), 미들 웨어(1044) 또는 어플리케이션(1046)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1050)은, 전자 장치(1001)의 구성요소(예: 프로세서(1020))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1050)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼) 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1055)은 음향 신호를 전자 장치(1001)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1055)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(1060)은 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1060)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1060)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1070)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1070)은, 입력 모듈(1050)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1055), 또는 전자 장치(1001)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(1002))(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1076)은 전자 장치(1001)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1076)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1077)는 전자 장치(1001)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1077)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1078)는, 그를 통해서 전자 장치(1001)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1078)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1079)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1079)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1080)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1080)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1088)은 전자 장치(1001)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1088)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1089)는 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1089)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1090)은 전자 장치(1001)와 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(1002), 전자 장치(1004), 또는 서버(1008))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1090)은 프로세서(1020)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1090)은 무선 통신 모듈(1092)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1094)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(1098)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(1099)(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 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 가입자 식별 모듈(1096)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(1098) 또는 제2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1001)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1092)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(1092)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)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(1092)은 전자 장치(1001), 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(1004)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(1099))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1092)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(1097)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(1098) 또는 제2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1090)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1090)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(1097)의 일부로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄회로 기판, 상기 인쇄회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄회로 기판의 제2 면(예: 윗면 또는 측면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들 간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(1099)에 연결된 서버(1008)를 통해서 전자 장치(1001)와 외부의 전자 장치(1004) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1002 또는 104) 각각은 전자 장치(1001)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1002, 1004 또는 1008) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1001)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1001)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(1001)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1001)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(1001)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1004)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1008)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1004) 또는 서버(1008)는 제2 네트워크(1099) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1001)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.
본 개시의 실시예(들)에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나”, "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나”, 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시의 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치)의 프로세서(예: 프로세서)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 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 개시의 실시예(들)에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
이하의 상세한 설명에서, 전자 장치의 길이 방향, 폭 방향 및/또는 두께 방향이 언급될 수 있으며, 길이 방향은 'Y축 방향'으로, 폭 방향은 'X축 방향'으로, 및/또는 두께 방향은 'Z축 방향'으로 정의될 수 있다. 실시예들에서, 구성요소가 지향하는 방향에 관해서는 도면에 예시된 직교 좌표계와 아울러, '음/양(-/+)'이 함께 언급될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치 및/또는 하우징의 전면은 '+Z 방향을 향하는 면'으로, 후면은 '-Z 방향을 향하는 면'으로 정의될 수 있다. 실시예들에서, 전자 장치 및/또는 하우징 측면은, +X 방향을 향하는 영역, +Y 방향을 향하는 영역, -X 방향을 향하는 영역 및/또는 -Y 방향을 향하는 영역을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 'X축 방향'은 '-X 방향'과 '+X 방향'을 모두 포함하는 의미일 수 있다. 이는 설명의 간결함을 위해 도면에 기재된 직교 좌표계를 기준으로 한 것으로, 이러한 방향이나 구성요소들에 대한 설명이 본 개시의 실시예(들)를 한정하지 않음에 유의한다. 예를 들어, 전자 장치의 설계 사양이나 사용자의 사용 습관에 따라 직교 좌표계는 본 개시와는 다르게 정의될 수 있다.
도 2는 실시예들에 따른 전자 장치(100)의 전면을 나타내는 사시도이다. 도 3은 실시예들에 따른, 도 2에 도시된 전자 장치(100)의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 실시예들에 따른 전자 장치(100)(예: 도 1의 전자 장치(1001))는, 제1 면(또는 전면)(110A), 제2 면(또는 후면)(110B), 및 제1 면(110A) 및 제2 면(110B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(110C)을 포함하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 실시예들에서는, 하우징(110)은, 도 2의 제1 면(110A), 도 3의 제2 면(110B) 및 측면(110C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 실시예들에 따르면, 제1 면(110A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(102)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제2 면(110B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(111)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(111)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(110C)은, 전면 플레이트(102) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 구조(또는 "측면 베젤 구조")(118)에 의하여 형성될 수 있다. 실시예들에서는, 후면 플레이트(111) 및 측면 구조(118)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
상기 전면 플레이트(102)는, 가장자리의 적어도 일부에서 상기 후면 플레이트(111) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 영역(들)을 포함할 수 있다. 실시예들에서는, 상기 전면 플레이트(102)(또는 상기 후면 플레이트(111))가 상기 후면 플레이트(111)(또는 상기 전면 플레이트(102)) 쪽으로 휘어져 연장된 영역들 중 하나만을, 제1 면(110A)의 일측 가장자리에 포함할 수 있다. 실시예들에 따라, 전면 플레이트(102) 또는 후면 플레이트(111)는 실질적으로 평판 형상일 수 있다. 예를 들어, 휘어져 연장된 영역을 포함하지 않을 수 있다. 휘어져 연장된 영역을 포함하는 경우, 휘어져 연장된 영역이 포함된 부분에서 전자 장치(100)의 두께는 다른 부분의 두께보다 작을 수 있다.
실시예들에 따르면, 전자 장치(100)는, 디스플레이(101), 오디오 모듈(예: 마이크 홀(103), 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114)), 센서 모듈(예: 제1 센서 모듈(104), 제2 센서 모듈, 제3 센서 모듈(119)), 카메라 모듈(예: 제1 카메라 장치(105), 제2 카메라 장치(112), 플래시(113)), 키 입력 장치(117), 발광 소자(106), 및 커넥터 홀(예: 제1 커넥터 홀(108), 제2 커넥터 홀(109)) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 실시예들에서는, 전자 장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(117), 또는 발광 소자(106))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(101)는, 예를 들어, 제1 면(110A)(예: 전면 플레이트(102))의 상당 부분을 통하여 화면을 출력하거나 시각적으로 노출될 수 있다. 실시예들에서는, 상기 제1 면(110A)을 형성하는 전면 플레이트(102)를 통하여 또는 측면(110C)의 일부를 통하여 상기 디스플레이(101)의 적어도 일부가 시각적으로 노출될 수 있다. 실시예들에서는, 디스플레이(101)의 모서리를 상기 전면 플레이트(102)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 실시예들에서는, 디스플레이(101)가 시각적으로 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(101)의 외곽과 전면 플레이트(102)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
실시예들에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)를 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(예: 통화용 리시버 홀(114)), 센서 모듈(예: 제1 센서 모듈(104)), 카메라 모듈(예: 제1 카메라 장치(105)), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 실시예들에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(예: 통화용 리시버 홀(114)), 센서 모듈(예: 제1 센서 모듈(104)), 카메라 모듈(예: 제1 카메라 장치(105)), 지문 센서, 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 실시예들에서는, 디스플레이(101)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서는, 전면 플레이트(102) 또는 후면 플레이트(111)가 휘어져 연장된 영역(들)을 포함할 때, 상기 센서 모듈(예: 제1 센서 모듈(104), 제3 센서 모듈(119))의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(117)의 적어도 일부가 휘어져 연장된 영역(들)에 배치될 수 있다.
오디오 모듈(103, 107, 114)들은, 마이크 홀(103) 및 스피커 홀(예: 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114))을 포함할 수 있다. 마이크 홀(103)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 실시예들에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀은, 외부 스피커 홀(107) 및 통화용 리시버 홀(114)을 포함할 수 있다. 실시예들에서는 스피커 홀(예: 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114))과 마이크 홀(103)이 하나의 홀로 구현되거나, 스피커 홀(예: 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114)) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
센서 모듈은, 전자 장치(100)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈은, 예를 들어, 하우징(110)의 제1 면(110A)에 배치된 제1 센서 모듈(104)(예: 근접 센서) 및/또는 제2 센서 모듈(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(110)의 제2 면(110B)에 배치된 제3 센서 모듈(119)을 포함할 수 있다. 제2 센서 모듈(예: 지문 센서)은 하우징(110)의 제1 면(110A)(예: 디스플레이(101))뿐만 아니라 제2 면(110B) 또는 측면(110C)에 배치될 수 있다. 전자 장치(100)는, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈은, 전자 장치(100)의 제1 면(110A)에 배치된 제1 카메라 장치(105), 및 제2 면(110B)에 배치된 제2 카메라 장치(112), 및/또는 플래시(113)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 장치들(예: 제1 카메라 장치(105), 제2 카메라 장치(112))은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(113)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 실시예들에서는, 1개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(100)의 한 면에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 플래시(113)는 적외선을 방사할 수 있으며, 플래시(113)에 의해 방사되어 피사체에 의해 반사된 적외선은 제3 센서 모듈(119)를 통해 수신될 수 있다. 전자 장치(100) 또는 전자 장치(100)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(1020))는 제3 센서 모듈(119)에서 적외선이 수신된 시점에 기반하여 피사체까지의 거리 정보를 검출할 수 있다.
키 입력 장치(117)는, 하우징(110)의 측면(110C)에 배치될 수 있다. 실시예들에서는, 전자 장치(100)는 상기 언급된 키 입력 장치(117) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(117)는 디스플레이(101) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 실시예들에서, 키 입력 장치는 하우징(110)의 제2 면(110B)에 배치된 센서 모듈을 포함할 수 있다.
발광 소자(106)는, 예를 들어, 하우징(110)의 제1 면(110A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, 전자 장치(100)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 실시예들에서는, 발광 소자(106)는, 예를 들어, 카메라 모듈(예: 제1 카메라 장치(105))의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, 발광 다이오드(light emitting diode; LED), 적외선 발광 다이오드(infrared LED) 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(예: 제1 커넥터 홀(108), 제2 커넥터 홀(109))은, 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(1002))와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제1 커넥터 홀(108), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(109)을 포함할 수 있다.
도 4는 실시예들에 따른 전자 장치(200)(예: 도 2에 도시된 전자 장치(100))를 나타내는 분리 사시도로서 전면을 나타내는 도면이다. 도 5는 실시예들에 따른 전자 장치(200)(예: 도 3에 도시된 전자 장치(100))를 나타내는 분리 사시도로서 후면을 나타내는 도면이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 전자 장치(200)(예: 도 1, 도 2 또는 도 3의 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100))는, 측면 구조(210), 제1 지지 부재(211)(예: 브라켓), 전면 플레이트(220)(예: 도 2의 전면 플레이트(102)), 디스플레이(230)(예: 도 2의 디스플레이(101)), 인쇄 회로 기판(또는 기판 조립체)(240), 배터리(250), 제2 지지 부재(260)(예: 리어 케이스), 안테나(예: 도 1의 안테나 모듈(1097)), 카메라 조립체(207) 및 후면 플레이트(280)(예: 도 3의 후면 플레이트(111))를 포함할 수 있다. 실시예들에서는, 전자 장치(200)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제1 지지 부재(211), 또는 제2 지지 부재(260))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(200)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 2 또는 도 3의 전자 장치(100)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략될 수 있다.
제1 지지 부재(211)는, 전자 장치(200) 내부에 배치되어 측면 구조(210)와 연결될 수 있거나, 측면 구조(210)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 지지 부재(211)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속(예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 적어도 부분적으로 금속 재질로 형성된 때, 측면 구조(210) 또는 제1 지지 부재(211)의 일부는 안테나로서 기능할 수 있다. 제1 지지 부재(211)는, 일면에 디스플레이(230)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(240)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(240)에는, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(1020)), 메모리(예: 도 1의 메모리(1030)), 및/또는 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(1077))가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 프로세서 및/또는 메모리는 집적회로 칩에 탑재된 회로 장치의 하나를 언급한 것일 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 지지 부재(211)와 측면 구조(210)가 조합되어 전면 케이스(front case) 또는 하우징(201)으로 칭해질 수 있다. 실시예들에 따르면, 하우징(201)은 대체로 인쇄 회로 기판(240)이나 배터리(250)를 수용, 보호 또는 배치하기 위한 구조물로서 이해될 수 있다. 실시예들에서, 하우징(201)은 전자 장치(200)의 외관에서 사용자가 시각적으로 또는 촉각적으로 인지할 수 있는 구조물, 예를 들면, 측면 구조(210), 전면 플레이트(220) 및/또는 후면 플레이트(280)를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 실시예들에서, '하우징(201)의 전면 또는 후면'이라 함은, 도 2의 제1 면(110A) 또는 도 3의 제2 면(110B)을 언급한 것일 수 있다. 실시예들에서, 제1 지지 부재(211)는 전면 플레이트(220)(예: 도 2의 제1 면(110A))와 후면 플레이트(280)(예: 도 3의 제2 면(110B)) 사이에 배치되며, 인쇄 회로 기판(240) 또는 카메라 조립체(207)와 같은 전기/전자 부품을 배치하기 위한 구조물로서 기능할 수 있다.
디스플레이(230)는 디스플레이 패널(231)과, 디스플레이 패널(231)로부터 연장된 가요성 인쇄회로 기판(233)을 포함할 수 있다. 가요성 인쇄회로 기판(233)은, 예를 들면, 적어도 부분적으로 디스플레이 패널(231)의 후면에 배치되면서 디스플레이 패널(231)과 전기적으로 연결된 것으로 이해될 수 있다. 실시예들에서, 참조번호 '231'은 디스플레이 패널의 후면에 배치된 보호 시트로 이해될 수 있다. 예를 들어, 이후의 상세한 설명에서 별도로 구분하지 않는다면 보호 시트는 디스플레이 패널(231)의 일부인 것으로 이해될 수 있다. 실시예들에서, 보호 시트는 외력을 흡수하는 완충 구조(예: 스펀지와 같은 저밀도 탄성체) 또는 전자기 차폐 구조(예: 구리 시트(CU sheet))로서 기능할 수 있다. 실시예들에 따르면, 디스플레이(230)는 전면 플레이트(220)의 내측면에 배치될 수 있으며, 발광층을 포함함으로써 도 2의 제1 면(110A) 또는 전면 플레이트(220)의 적어도 일부를 통해 화면을 출력할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 디스플레이(230)는 실질적으로 도 2의 제1 면(110A) 또는 전면 플레이트(220)의 전체 면적을 통해 화면을 출력할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(200)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
제2 지지 부재(260)는, 예를 들어, 상측 지지 부재(260a)와 하측 지지 부재(260b)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상측 지지 부재(260a)는 제1 지지 부재(211)의 일부와 함께 인쇄 회로 기판(240)을 감싸게 배치될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(240)은 실질적으로 제1 지지 부재(211)와 제2 지지 부재(260)(예: 상측 지지 부재(260a)) 사이에 배치될 수 있다. 집적회로 칩 형태로 구현된 회로 장치(예: 프로세서, 통신 모듈 또는 메모리)나 각종 전기/전자 부품이 인쇄 회로 기판(240)에 배치될 수 있으며, 실시예들에 따라 인쇄 회로 기판(240)은 상측 지지 부재(260a)로부터 전자기 차폐 환경을 제공받을 수 있다. 실시예들에서, 인쇄 회로 기판(240)에는 적어도 하나의 쉴드 캔(249)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 쉴드 캔(249)은 인쇄 회로 기판(240) 상의 일부 영역 또는 공간에 전자기 차폐 환경을 제공할 수 있다. 실시예들에서, 쉴드 캔(249)은 프로세서, 메모리 및/또는 통신 모듈이 탑재된 집적회로 칩의 적어도 일부분을 감싸게 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 하측 지지 부재(260b)는 스피커 모듈, 인터페이스(예: USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터)와 같은 전기/전자 부품을 배치하기 위한 구조물로서 활용될 수 있다. 실시예들에서는, 추가의 인쇄 회로 기판에 스피커 모듈, 인터페이스(예: USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터)와 같은 전기/전자 부품이 배치될 수 있다. 예를 들어, 하측 지지 부재(260b)는 제1 지지 부재(211)의 다른 일부와 함께 추가의 인쇄 회로 기판을 감싸게 배치될 수 있다. 추가의 인쇄 회로 기판 또는 하측 지지 부재(260b)에 배치된 스피커 모듈이나 인터페이스는 도 2의 오디오 모듈(예: 마이크 홀(103) 또는 스피커 홀(예: 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114))) 또는 커넥터 홀(예: 제1 커넥터 홀(108), 제2 커넥터 홀(109))에 상응하게 배치될 수 있다.
배터리(250)는 전자 장치(200)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(250)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(240)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(250)는 전자 장치(200) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(200)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나는, 예를 들면, 레이저 다이렉트 스트럭처링(laser direct structuring; LDS) 공법을 통해 제1 지지 부재(211)의 표면 및/또는 제2 지지 부재(260)의 표면에 구현된 도전체 패턴을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 안테나는 박막 필름의 표면에 형성된 인쇄 회로 패턴을 포함할 수 있으며, 박막 필름 형태의 안테나는 후면 플레이트(280)와 배터리(250) 사이에 배치될 수 있다. 안테나는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 실시예들에서는, 측면 구조(210) 및/또는 상기 제1 지지 부재(211)의 일부, 또는 그 조합에 의하여 다른 안테나 구조가 형성될 수 있다.
카메라 조립체(207)는 적어도 하나의 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 전자 장치(200)의 내부에서 카메라 조립체(207)는 광학 홀 또는 카메라 윈도우(212a, 212b, 212c, 213, 219)를 통해 입사된 빛의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 실시예들에서, 카메라 조립체(207)는 인쇄 회로 기판(240)에 인접하는 위치에서, 제1 지지 부재(211)에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 카메라 조립체(207)의 카메라 모듈(들)은 대체로 카메라 윈도우(212a, 212b, 212c, 213, 219)들 중 어느 하나와 정렬될 수 있으며, 적어도 부분적으로 제2 지지 부재(260)(예: 상측 지지 부재(260a))에 감싸질 수 있다. 전자 장치(200)가 거리 정보 검출 기능을 포함할 때, 카메라 조립체(207)의 일부가 발광 소자를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 전자 장치(200)가 거리 정보 검출 기능을 포함할 때, 추가의 발광 소자 및/또는 추가의 수광 소자가 카메라 조립체(207)에 제공될 수 있다.
상술한 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100, 200)의 구성이 아래의 상세한 설명에서 참조될 수 있다. 직접적으로 언급되지 않더라도, 상술한 실시예의 구성은 후술되는 실시예에 유사하게 적용될 수 있다. 예시된 전자 장치는 바 형(bar type) 장치가 예시되지만, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않으며 후술되는 광학 모듈이 유사하게 또는 실질적으로 동일하게 폴더블 형(foldable type), 롤러블 형(rollable type) 및/또는 슬라이드 형(slide type)) 장치에 배치될 수 있다.
도 6은 실시예들에 따른 광학 모듈(307)을 나타내는 사시도이다. 도 7은 실시예들에 따른 광학 모듈(307)을, 도 6의 라인 L1을 따라 절개하여 나타내는 도면이다. 도 8은 실시예들에 따른 광학 모듈(307)을, 도 6의 라인 L2를 따라 절개하여 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 광학 모듈(307)은, 제1 기판(first substrate)(371), 발광 소자 조립체(light emitting element assembly)(373), 수광 소자(light receiving element)(375), 및/또는 제1 케이싱(first casing)(377)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 광학 모듈(307)은 가요성 인쇄회로 기판(371a)을 포함할 수 있다. 가요성 인쇄 회로 기판(371a)은, 예를 들면, 제1 기판(371)으로부터 연장되어 주회로 기판(예: 도 4 또는 도 5의 인쇄 회로 기판(240))에 전기적으로 접속될 수 있다. 실시예들에서, 수광 소자(375)는 발광 소자 조립체(373)에 의해 방사된 후 피사체에 의해 반사된 제1 광(RL1)을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역(375a)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 수광 소자(375)는 발광 소자(373d)에 의해 방사된 광의 일부이면서 광학 모듈(307) 내부의 경로를 통해 안내된 제2 광(RL2)(예: 도 13의 제2 광(RL2))을 수신하도록 구성된 제2 검출 영역(375b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수광 소자(375)는 서로 다른 적어도 2개의 경로를 통해 입사된 광(예: 제1 광(RL1)과 제2 광(RL2))을 수신할 수 있으며, 광학 모듈(307) 및/또는 전자 장치(예; 도 1 내지 도 5의 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100, 200))는 수광 소자(375)에서 수신된 광(들)에 기반하여 피사체까지의 거리를 산출 또는 결정할 수 있다.
실시예들에 따르면, 광학 모듈(307)은 제1 케이싱(377)을 포함함으로써, 피사체를 향해 방사된 광(예: 방사 광(EL))에 대하여 독립된 경로를 통해 발광 소자 조립체(373)로부터 출력된 광의 일부(예: 도 13의 제2 광(RL2))를 수광 소자(375)(예: 제2 검출 영역(375b))으로 안내할 수 있다. 실시예들에서, 제2 광(RL2)은 제1 케이싱(377)의 내부에서 반사되어(reflected) 또는 굴절되어(refracted) 피사체를 향해 방사되지 못한 광의 적어도 일부일 수 있다. 실시예들에서는, 제1 케이싱(377)의 내부 구조 또는 내부 형상이 발광 소자 조립체(373)로부터 출력된 광의 일부(예: 도 13의 제2 광(RL2))를 수광 소자(375)로 유도 또는 안내하는 것으로 이해될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 기판(371)은 발광 소자 조립체(373), 수광 소자(375) 및/또는 제1 케이싱(377)을 배치하는 기계적인 구조물이면서, 발광 소자 조립체(373)와 수광 소자(375)로 전원 또는 전기 신호를 전달하는 배선을 제공할 수 있다. 실시예들에서, 제1 기판(371)은 가요성 인쇄회로 기판을 통해 다른 부품(예: 도 4 또는 도 5의 인쇄 회로 기판(또는 기판 조립체)(240))과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 기판(371)에는 발광 소자 조립체(373)나 수광 소자(375)와는 다른 능동 소자 또는 수동 소자가 배치될 수 있다. 실시예들에서, 제1 기판(371)은 유전체 재질로 제작되거나 세라믹 재질(예: 저온소성세라믹(low temperature co-fired ceramic; LTCC) 또는 고온소성세라믹(HTCC))로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(371)은 세라믹과 같은 열 전도율이 높은 재질로 제작될 수 있으며, 광학 모듈(307) 및/또는 전자 장치(예; 도 1 내지 도 5의 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100, 200))에서 요구되는 사양이나 제작 비용을 고려하여 세라믹이 아닌 다른 재질로 제작될 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광 소자 조립체(373)는, 제1 기판(371)에 배치되어 전원 또는 제어 신호를 제공받으며, 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광학 모듈(307)이 거리 정보를 검출하는데 이용될 때, 발광 소자 조립체(373)는 적외선 파장 대역의 레이저 광을 방사하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체(373)는, 세라믹 재질(예: LTCC 또는 HTCC)을 포함하는 제2 기판(373a), 제2 기판(373a)에 탑재된 구동 회로(예: 집적회로 칩(373b)), 및/또는 발광 소자(373d)를 포함할 수 있다. 발광 소자(373d)는 구동 회로에 의해 제어되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 광학 모듈(307)이 거리 정보를 검출하는데 이용될 때, 발광 소자(373d)는 적외선 레이저 광을 방사할 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자(373d)는 수직 공동 표면 방출형 레이저(vertical cavity surface emitting laser; VCSEL)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자(373d)로부터 출력된 광은 실질적으로 방사 광(EL)으로서 제공되며, 발광 소자(373d)로부터 출력된 광의 일부가 제1 케이싱(377)의 내부에서 제2 검출 영역(375b)으로 입사될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제2 기판(373a)은, 구동 회로가 내장된 집적회로 칩(373b) 및/또는 발광 소자(373d)를 배치하는 구조물이면서, 집적회로 칩(373b) 및/또는 발광 소자(373d)로 전원 또는 전기 신호를 전달하는 배선을 제공할 수 있다. 제2 기판(373a)에는 구동 회로나 발광 소자(373d)와는 다른 능동 소자 또는 수동 소자가 배치될 수 있다. 실시예들에서, 제2 기판(373a)은 세라믹 재질(예: LTCC 또는 HTCC)로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(373a)은 열 전도율이 높은 LTCC 또는 HTCC로 제작됨으로써, 발생된 열(예: 발광 소자(373d)에 의해 발생된 열)을 다른 구조물 또는 다른 영역으로 빠르게 분산시킬 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광 소자 조립체(373)는 표면 실장 기술(surface mounting technology; SMT)을 통해 제1 기판(371)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(373a) 상에 구동 회로와 발광 소자(373d)가 배치된 상태로 제1 기판(371)에 조립될 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체(373)는 제2 케이싱(373c)을 더 포함함으로써, 제1 기판(371)에 조립되는 공정에서 발광 소자(373d)나 집적회로 칩(373b)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 케이싱(373c)은 집적회로 칩(373b) 및/또는 발광 소자(373d)를 수용한 상태로 제2 기판(373a)에 배치될 수 있다. 제2 케이싱(373c)이 배치된 상태에서, 제2 기판(373a)은 발광 소자 조립체(373)의 외부 공간으로 적어도 부분적으로 노출됨으로써, 제2 케이싱(373c)의 내부에서 발생된 열을 제2 케이싱(373c)의 외부로 이동 또는 방출시킬 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광 소자 조립체(373)는 제2 케이싱(373c)에 제공된 제1 안내 홀(guide hole)(373g)을 더 포함할 수 있다. 제1 안내 홀(373g)은, 예를 들면, 발광 소자(373d)와 수광 소자(375)(예: 제2 검출 영역(375b)) 사이에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자(373d)에서 출력된 광의 일부는 광학 모듈(307)의 외부로 방사되지 않고 제2 케이싱(373c) 내부의 다른 구조물에 의해 반사 또는 굴절되어 제1 안내 홀(373g)을 통해 제2 검출 영역(375b)으로 안내될 수 있다. 실시예들에서, 제1 안내 홀(373g)의 위치나 크기는 발광 소자(373d)와 제2 검출 영역(375b)의 상대적인 위치, 및/또는 제2 케이싱(373c) 내에서 반사 또는 굴절된 광의 진행 경로를 고려하여 다양하게 구현될 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광 소자(373d)가 거리 정보 검출을 위한 적외선 레이저 광을 방사할 때, 광학 모듈(307) 및/또는 발광 소자 조립체(373)는 회절 광학 소자(diffractive optical element; DOE)(373f) 및/또는 콜리메이터(collimator)(373e)와 같은 광학 요소(들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 광학 소자 및/또는 콜리메이터와 같은 광학 요소(들)가 제공됨으로써, 발광 소자(373d)에서 출력된 광의 적어도 일부가 지정된 방향으로 안내 또는 정렬될 수 있다. 여기서, 출력된 광이 정렬되는 방향은, 피사체 촬영에서 카메라(예: 도 4 또는 도 5의 카메라 조립체(207))가 지향하는 방향을 언급한 것일 수 있다. 실시예들에서, 회절 광학 소자(373f)나 콜리메이터(373e)와 같은 광학 소자는 제1 케이싱(377)의 개구(377e)와 같은 다른 구조물에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 회절 광학 소자(373f)나 콜리메이터(373e)와 같은 광학 소자는 발광 소자(373d)에서 방사되는 광(예: 방사 광(EL))을 정렬 또는 집속하는 부품으로써, 발광 소자 조립체(373)(예: 제2 케이싱(373c))에 배치됨으로써 방사 광(EL)의 진행 방향의 설정이 용이할 수 있다.
실시예들에 따르면, 출력된 광을 정렬하기 위한 광학 요소로서, 회절 광학 소자와 콜리메이터를 예로 들고 있지만, 본 개시의 실시예들이 이에 한정되지 않으며, 광학 요소의 종류나 수는 광학 모듈(307)에서 요구되는 사양에 따라 예시된 실시예와는 다르게 구현될 수 있다. 예를 들어, 회절 광학 소자와 콜리메이터가 메타렌즈(meta-lens)와 같은 광학 요소로 대체되거나, 언급되지 않은 추가의 광학 요소가 선택적으로 조합될 수 있다. 실시예들에서, 회절 광학 소자 및/또는 콜리메이터를 포함할 때, 발광 소자 조립체(373)를 조립하는 과정에서, 발광 소자(373d)에 대하여 지정된 위치에 광학 요소들이 설계 사양에 맞게 정렬 및/또는 고정될 수 있다.
실시예들에서, 앞서 언급한 바와 같이, 수광 소자(375)는, 외부에서 입사된 광을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역(375a)과, 제1 검출 영역(375a)의 일측(예를 들어, 일측에 인접하게)에 제공된 제2 검출 영역(375b)을 포함할 수 있다. 제1 검출 영역(375a)에 의해 수신되는 광은, 예를 들면, 발광 소자 조립체(373)에 의해 방사된 후 피사체에 의해 반사된 제1 광(RL1)일 수 있다. 실시예들에서, 제2 검출 영역(375b)은 발광 소자(373d)에 의해 방사된 광 중 제2 케이싱(373c)의 내부에서 반사 또는 굴절된 광의 적어도 일부를 검출할 수 있다. 예를 들어, 지정된 시점에서 발광 소자(373d)에 의해 출력된 광의 대부분은 피사체에 의해 반사되어 제1 검출 영역(375a)에 의해 검출되며, 지정된 시점에서 발광 소자(373d)에 의해 출력된 광 중 일부는 제1 케이싱(377)의 내부를 진행하여 제2 검출 영역(375b)에서 검출될 수 있다.
실시예들에 따르면, 광학 모듈(307) 및/또는 전자 장치는, 발광 소자 조립체(373)로부터 광이 방사된 시점으로부터 제1 검출 영역(375a)이 제1 광(RL1)을 수신한 시점까지의 시간으로부터 피사체 거리를 산출 또는 결정할 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체(373)로부터 광이 방사된 시점은 실질적으로 거리 정보를 검출하는 동작을 수행하는 조건에서 제2 검출 영역(375b)이 제2 광(RL2)을 수신한 시점에 기반하여 산출 또는 결정될 수 있다. 예를 들어, 거리 정보는, 제2 검출 영역(375b)에 제2 광(RL2)이 도달한 시점으로부터 제1 검출 영역(375a)에 제1 광(RL1)이 도달한 시점까지의 시간에 기반하여 산출 또는 결정될 수 있다. 실시예들에서, 제1 검출 영역(375a) 및/또는 제2 검출 영역(375b)에 도달하는 광량(예: 제1 광(RL1)의 광량 및/또는 제2 광(RL2)의 광량)이 지정된 크기(예: 도 14 또는 도 15의 'TL')를 만족할 때, 발광 소자 조립체(373)로부터 광이 방사된 시점을 판단하거나 및/또는 피사체 거리를 산출 또는 결정할 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체(373)는 피사체를 향해 대략 6만개 이상의 펄스(pulse) 형태로 제1 광(RL1)을 방사하고, 제1 검출 영역(375a)에서 가장 많은 수의 펄스가 수신된 시점에 기반하여 제1 광(RL1)이 수신된 시점 또는 피사체 거리가 산출 또는 결정될 수 있다. 이러한 시점 또는 거리의 산출 또는 결정은, 자연광에 의한 간섭 또는 의도되지 않은 방향에서 입사된 반사광으로 인한 잡음(noise)을 억제할 수 있다.
실시예들에 따르면, 작동 환경(예: 온도)에 따른 편차가 발생한다고 할 때, 제1 광(RL1)의 도달 시점의 편차가 제2 광(RL2)의 도달 시점의 편차와 실질적으로 동일할 수 있다. 예컨대, 작동 환경에 따른 편차가 있다 하더라도, 제1 광(RL1)과 제2 광(RL2)이 도달하는 시점에 기반하여 거리에 관한 정보를 결정할 때, 작동 환경으로 인한 거리 정보의 왜곡이 억제될 수 있다. 이에 관해서는 도 14와 도 15를 참조하여 다시 살펴보게 될 것이다. 예를 들어, 온도와 같은 작동 환경의 편차는 제1 광(RL1)의 도달 시점과 제2 광(RL2)의 도달 시점에 실질적으로 동일하게 발생될 수 있으므로, 제1 검출 영역(375a)에서 제1 광(RL1)의 도달 시점과 제2 검출 영역(375b)에서 제2 광(RL2)의 도달 시점 사이의 시간 차에 기반하여 피사체까지의 거리를 결정할 때, 작동 환경으로 인한 거리 측정의 편차가 억제될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 케이싱(377)은, 발광 소자 조립체(373)를 수용하는 제1 수용 공간(307a), 제1 검출 영역(375a)의 적어도 일부를 수용하는 제2 수용 공간(307b), 및/또는 제1 수용 공간(307a)과 제2 수용 공간(307b) 사이에 배치된 안내 구조(307c)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제1 검출 영역(375a)이 제2 수용 공간(307b)에 배치될 때, 제2 검출 영역(375b)의 적어도 일부는 안내 구조(307c)의 내부로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 수용 공간(307b)과 안내 구조(307c)는 수광 소자(375)를 수용하는 영역(또는 공간)으로 제공될 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체(373)는 제1 안내 홀(373g)이 안내 구조(307c)와 정렬된 상태로 제1 수용 공간(307a)에 배치될 수 있다. 이로써 제1 안내 홀(373g)은 제2 케이싱(373c)의 내부로부터 안내 구조(307c)의 내부로 제2 광(RL2)을 안내하는 경로로서 기능할 수 있다. 실시예들에서, 제1 안내 홀(373g)과 정렬됨으로써 안내 구조(307c)는 제2 광(RL2)이 제2 검출 영역(375b)으로 입사되도록 유도 또는 안내하는 구조물로서 기능할 수 있다. 실시예들에서는, 발광 소자 조립체(373)와 수광 소자(375)가 표면 실장 기술에 의해 제1 기판(371)에 배치된 상태에서, 제1 케이싱(377)이 제1 기판(371)에 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 케이싱(377)은 안내 구조(307c)와 제1 수용 공간(307a) 사이에 배치된 제1 격벽(377c) 및/또는 안내 구조(307c)와 제2 수용 공간(307b) 사이에 배치된 제2 격벽(377a)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제1 격벽(377c)은 실질적으로 발광 소자 조립체(373)의 조립 위치를 안내하는 구조물의 일부일 수 있다. 예를 들어, 제1 격벽(377c)은 제1 케이싱(377)의 내측면으로부터 제1 기판(371)을 향해 연장될 수 있으며, 발광 소자 조립체(373)(예: 제2 케이싱(373c))의 외측면 중 일부는 제1 격벽(377c)과 실질적으로 마주보게 배치될 수 있다. 실시예들에서, 제2 격벽(377a)은 안내 구조(307c)와 제2 수용 공간(307b) 사이에서 제1 케이싱(377)의 내측면으로부터 연장되어 제1 기판(371) 및/또는 수광 소자(375)를 향하게 배치될 수 있다. 실시예들에서, 제2 격벽(377a)은 적어도 부분적으로 제1 검출 영역(375a)과 제2 검출 영역(375b) 사이의 경계에 상응하게 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 격벽(377c)은 제1 안내 홀(373g)과 정렬된 제2 안내 홀(377d)을 제공할 수 있다. 제2 안내 홀(377d)은 예를 들어, 적어도 부분적으로 제1 격벽(377c)과 제1 기판(371)에 의해 둘러싸인 홀로서 제2 광(RL2)이 안내 구조(307c)의 내부로 입사되는 경로를 제공할 수 있다. 실시예들에서, 제2 안내 홀(377d)은 제1 안내 홀(373g)보다 큰 단면적 또는 제1 안내 홀(373g)보다 큰 공간을 제공할 수 있다.
실시예들에 따르면, 제2 격벽(377a)은 적어도 부분적으로 제2 수용 공간(307b)과 안내 구조(307c) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 격벽(377a)은 피사체에 의해 반사된 제1 광(RL1)이 제1 검출 영역(375a)으로 입사되는 것을 허용하되 제2 검출 영역(375b)으로 입사되는 것을 억제 또는 차단할 수 있다. 실시예들에서, 제2 격벽(377a)은 안내 구조(307c)를 통해 제2 검출 영역(375b)으로 안내되는 제2 광(RL2)이 제1 검출 영역(375a)으로 입사되는 것을 억제 또는 차단할 수 있다. 실시예들에서, 제2 격벽(377a)은 제1 검출 영역(375a)의 가장자리에 상응하는 폐곡선 궤적을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 격벽(377a)은 제1 케이싱(377)의 내부에서, 제1 검출 영역(375a)이 배치된 공간을 나머지 공간으로부터 구분 또는 분리하는 구조물로서 제공될 수 있다.
실시예들에 따르면, 광학 모듈(307)은 제1 광(RL1)을 제1 검출 영역(375a)으로 집속 또는 안내하도록 구성된 렌즈 조립체(379)를 포함할 수 있다. 렌즈 조립체(379)는, 예를 들어, 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있으며, 피사체에 의해 반사된 제1 광(RL1)을 제1 검출 영역(375a)을 안내할 수 있다. 예를 들어, 회절 광학 소자(373f)나 콜리메이터(373e)는 발광 소자 조립체(373)로부터 방사된 광(예: 방사 광(EL))을 피사체를 지향하도록 집속 또는 안내하는 광학계이고, 렌즈 조립체(379)는 피사체에 의해 반사된 광(예: 제1 광(RL1))을 제1 검출 영역(375a)으로 안내하는 광학계일 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광 소자(373d), 회절 광학 소자(373f), 콜리메이터(373e), 렌즈 조립체(379) 및/또는 수광 소자(375)(예: 제1 검출 영역(375a))는, 피사체를 향해 광(예: 적외선 레이저 광)를 방사하고, 피사체를 향해 방사된 후 피사체에 의해 반사된 광을 수신하도록 배치 또는 정렬될 수 있다. 실시예들에서, 수광 소자(375)는 발광 소자 조립체(373)에 의해 방사된 후 피사체에 의해 반사된 제1 광(RL1)을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역(375a)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 수광 소자(375)는 발광 소자(373d)에 의해 방사된 광의 일부이면서 광학 모듈(307) 내부의 경로를 통해 안내된 제2 광(RL2)(예: 도 13의 제2 광(RL2))을 수신하도록 구성된 제2 검출 영역(375b)을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광 소자(373d), 회절 광학 소자, 콜리메이터, 렌즈 조립체(379) 및/또는 수광 소자(375)(예: 제1 검출 영역(375a))는 지정된 오차 범위 이내에서 제1 기판(371)에 조립될 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자(373d), 회절 광학 소자(373f), 콜리메이터(373e), 렌즈 조립체(379) 및/또는 수광 소자(375)가 개별적으로 제1 기판(371)에 조립될 때, 불량이 발생되는 경우 개별 부품의 정렬 상태 또는 오류를 정정하는 과정에서 상당한 시간이 소요되거나 개별 부품의 제거/교체 과정에서 개별 부품의 손상이 발생될 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자(373d), 회절 광학 소자 및/또는 콜리메이터가 발광 소자 조립체(373)로 제작/조립되는 과정에서 발광 소자 조립체(373)의 불량이나 오류가 확인/정정될 수 있어 불량율의 개선이 용이할 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체(373)가 이미 제1 기판(371)에 배치된 상태에서, 이후 수광 소자(375) 및/또는 렌즈 조립체(379)를 조립하는 과정에서 확인된 불량이나 오류는 수광 소자(375) 및/또는 렌즈 조립체(379)를 조립하는 과정에서 정정이 가능하므로 광학 모듈(307)의 제작/조립에 소요되는 시간이나 비용이 절감되고 불량율의 개선이 용이할 수 있다.
실시예들에 따르면, 광학 모듈(307)은 적어도 하나의 반사 부재(예: 도 11 또는 도 12의 반사 부재(473)) 및/또는 경사면(377f)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(373d)에서 출력된 광의 일부를 제2 검출 영역(375b)으로 제공함에 있어, 광학 모듈(307)은 적어도 하나의 반사 부재(473) 및/또는 경사면(377f)을 이용하여, 제1 수용 공간(307a)의 내부(또는 제2 케이싱(373c)의 내부)로부터 안내 구조(307c)로 및/또는 제2 검출 영역(375b)으로 제2 광(RL2)을 안내할 수 있다. 실시예들에서, 제2 케이싱(373c)의 내벽이나 콜리메이터(373e)와 같은 구조물에 의해 광이 반사될 때, 광학 모듈(307)은 적어도 하나의 반사 부재(473) 및/또는 경사면(377f)을 이용하여 반사된 광을 안내 구조(307c)로 및/또는 제2 검출 영역(375b)으로 안내할 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 반사 부재(473) 및/또는 경사면(377f)을 이용하여 출력된 광의 일부를 제2 광(RL2)으로 제공함으로써, 광학 모듈(307)의 내부에서 반사, 굴절 및/또는 산란에 의한 광의 손실이 억제될 수 있다. 실시예들에서, 적어도 하나의 반사 부재(473) 및/또는 경사면(377f)을 포함함으로써, 광학 모듈(307)은 향상된 전력 효율 및/또는 향상된 광 효율을 가질 수 있다.
실시예들에서, 경사면(377f)은, 안내 구조(307c) 상에서 제1 케이싱(377)의 내측면의 적어도 일부로서 제공될 수 있다. 실시예들에서, 경사면(377f)은 반사면 처리(예: 도금, 인쇄 또는 코팅)되어 제2 광(RL2)을 지정된 경로로 안내할 수 있다. 실시예들에서, 적어도 하나의 반사 부재(473)는 경사면(377f)에 제공된 반사면을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 실시예들에서, 경사면(377f)은 제2 검출 영역(375b)과 제1 격벽(377c)(예: 제2 안내 홀(377d)) 사이에 제공될 수 있다. 실시예들에서, 경사면(377f)은 안내 구조(307c) 상에서 제1 기판(371)에 대하여 경사진 면(예: 제1 케이싱(377)의 내측면)을 언급한 것일 수 있다. 실시예들에서, 제2 안내 홀(377d)에 인접하는 위치에서 제1 기판(371)으로부터 경사면(377f)까지의 거리는, 제2 검출 영역(375b)에 인접하는 위치에서 제1 기판(371)으로부터 경사면(377f)까지의 거리보다 클 수 있다. 실시예들에서, 제1 안내 홀(373g)로부터 제2 검출 영역(375b)에 이르기까지 제2 광(RL2)이 진행하는 경로에서 경사면(377f)은 실질적으로 제2 광(RL2)에 간섭되지 않도록 배치될 수 있다.
실시예들에서, 적어도 하나의 반사 부재(473)는, 발광 소자(373d)와 마주보는 구조물(예: 제2 케이싱(373c)의 내측면 또는 콜리메이터(373e)), 집적회로 칩(373b), 제2 기판(373a), 제1 격벽(377c) 및/또는 안내 구조(307c)의 내측면 중 적어도 일부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 반사 부재(473)는 발광 소자(373d)로부터 제2 검출 영역(375b)에 이르는 제2 광(RL2)의 진행 경로를 설정하는 구성으로 이해될 수 있다. 적어도 하나의 반사 부재(473)의 배치에 관해서는 도 11 내지 도 13을 참조하여 다시 살펴보게 될 것이다.
도 9는 실시예들에 따른 광학 모듈(307)의 발광 소자 조립체(373)를 나타내는 사시도이다. 도 10은 실시예들에 따른 광학 모듈(307)의 발광 소자 조립체(373)(예: 제2 케이싱(373c))가 제1 케이싱(377)에 배치된 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 9와 도 10은, 예를 들어, 제1 안내 홀(373g)이 안내 구조(307c)에 정렬된 상태로 발광 소자 조립체(373)(예: 제2 케이싱(373c))이 제1 케이싱(377) 내에 배치된 상태를 예시할 수 있다. 도 9와 도 10을 참조하면, 제1 케이싱(377)의 내부에는, 발광 소자 조립체(373)를 수용하도로 구성된 제1 수용 공간(307a)(예를 들면, 제2 케이싱(373c)이 제1 수용 공간(307a) 내에 제공될 수 있음), 수광 소자(375)의 일부(예: 도 7의 제1 검출 영역(375a)의 적어도 일부)를 수용하도록 구성된 제2 수용 공간(307b), 및/또는 제1 수용 공간(307a)과 제2 수용 공간(307b) 사이에 배치된 안내 구조(307c)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 수광 소자(375)의 다른 일부, 예를 들면, 제2 검출 영역(375b)의 적어도 일부는 안내 구조(307c)에 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 격벽(377c)은 제1 수용 공간(307a)과 안내 구조(307c) 사이에 배치되며, 안내 구조(307c)를 제1 수용 공간(307a)에 연결하는 제2 안내 홀(377d)을 제공할 수 있다. 제1 케이싱(377)이 도 7의 제1 기판(371)에 배치된 때, 제2 안내 홀(377d)은 적어도 부분적으로 제1 기판(371)과 제1 격벽(377c)에 의해 둘러싸일 수 있다. 실시예들에서, 제2 격벽(377a)은 안내 구조(307c)와 제2 수용 공간(307b) 사이에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 제2 격벽(377a)은 폐곡선 궤적을 이루게 배치된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 격벽(377a)은 제1 검출 영역(375a)의 가장자리에 상응하는 폐곡선 형상 또는 다각형 링 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 폐곡선 궤적을 이루게 배치된 형상일 때, 제2 격벽(377a)의 일부는 안내 구조(307c)와 제2 수용 공간(307b)에 배치되고, 제2 수용 공간(307b)는 적어도 부분적으로 제2 격벽(377a)의 서로 다른 두 부분 사이에 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 앞서 살펴본 바와 같이, 제2 케이싱(373c)의 내부에서 발광 소자(373d)에 의해 출력된 광은 실질적으로 피사체를 향해 방사되되, 출력된 광의 일부(예: 제2 광(RL2))는 내부 구조물(예: 콜리메이터(373e)와 같은 광학 소자 또는 제2 케이싱(373c)의 내벽)에 의해 반사 또는 굴절되어 제2 검출 영역(375b)으로 제공될 수 있다. 실시예들에서, 제2 케이싱(373c)이 제1 수용 공간(307a)에 배치된 때, 제1 안내 홀(373g)은 안내 구조(307c)와 정렬될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자 조립체(373)는, 제1 안내 홀(373g)과 제2 안내 홀(377d)이 마주보게 정렬된 위치에서 제1 수용 공간(307a)에 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광 소자(373d)와 수광 소자(375)(예: 제2 검출 영역(375b))의 상대적인 위치는 광학 모듈(307)의 사양에 따라 다르게 결정될 수 있다. 발광 소자 조립체(373)로부터 제2 검출 영역(375b)에 이르는 제2 광(RL2)의 광량을 확보함에 있어, 제1 안내 홀(373g)과 제2 안내 홀(377d)의 크기가 결정될 수 있다. 실시예들에서, 제2 안내 홀(377d)이 제1 안내 홀(373g)보다 충분히 크게 구현될 때, 제1 안내 홀(373g)의 위치 또는 크기의 설계 자유도가 높아질 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(373d)와 수광 소자(375)(예: 제2 검출 영역(375b))의 상대적인 위치, 및/또는 제2 검출 영역(375b)에서 수신되는 제2 광(RL2)의 광량을 고려하여, 제1 안내 홀(373g)의 크기 또는 D1 방향에서 제1 안내 홀(373g)의 위치의 설계가 용이할 수 있다. 실시예들에서는, 제1 안내 홀(373g)이 발광 소자(373d)의 중앙 부분에 가까이 배치된 상태와 비교할 때, 제1 안내 홀(373g)이 수광 소자(375)(예: 제2 검출 영역(375b))에 더 가까이 배치된 구조에서 제2 검출 영역(375b)에 도달하는 광의 파워가 더 높아질 수 있다. 예를 들어, 제1 안내 홀(373g)의 크기나 위치는 제2 검출 영역(375b)에서 수신되는 제2 광(RL2)의 광량을 고려하여 결정될 수 있다.
도 11은 실시예들에 따른 광학 모듈(307)의 발광 소자 조립체(373) 일부를 나타내는 평면도이다. 도 12는 실시예들에 따른 광학 모듈(307)의 발광 소자 조립체(373)를 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 실시예들에 따른 광학 모듈(307)의 기준 광(예: 제2 광(RL2))이 진행하는 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 발광 소자(373d)에서 출력된 광은 대체로 피사체를 향해 방사되며, 광학 모듈(307) 및/또는 발광 소자 조립체(373)의 내부에서 발광 소자(373d)에서 출력된 광의 일부(예: 제2 광(RL2))가 반사 또는 굴절되면서 안내 구조(307c)를 경유하여 제2 검출 영역(375b)에 제공될 수 있다. 제2 광(RL2)이 제2 검출 영역(375b)에서 검출되는 시점은, 예를 들어, 피사체에 의해 반사되어 제1 검출 영역(375a)에서 제1 광(RL1)이 검출되는 시점과 함께, 피사체 거리 정보를 산출 또는 결정하는 기반이 될 수 있다. 실시예들에서, 작동 환경(예: 온도)에 따라 동일 거리의 피사체에 대한 거리 정보에 편차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 광(RL1)이 검출되는 시점에만 기반한 거리 정보는 작동 환경에 따른 편차를 포함하고 있으며, 제2 광(RL2)이 검출되는 시점은 이러한 편차를 보상하는데 이용될 수 있다. 이러한 작동 환경에 따른 편차의 보상에 관해서는 도 14와 도 15를 참조하여 다시 살펴보게 될 것이다.
실시예들에 따르면, 광학 모듈(307)은 적어도 하나의 반사 부재(473)를 포함함으로써, 광학 모듈(307)의 내부에서 반사 또는 굴절된 광을 제2 검출 영역(375b)으로 유도 또는 안내할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 반사 부재(473)는, 반사 부재가 배치되지 않은 구조와 비교할 때, 제1 안내 홀(373g) 및/또는 제2 검출 영역(375b)에 도달하는 광(예: 제2 광(RL2))의 광량 또는 광 파워를 증가시킬 수 있다. 적어도 하나의 반사 부재(473)는, 예를 들면, 집적회로 칩(373b)이나 제2 기판(373a) 상에 배치되되, 전기적인 동작에 영향을 미치지 않도록 충분히 절연될 수 있다. 실시예들에서, 적어도 하나의 반사 부재(473)는 콜리메이터(373e), 제2 케이싱(373c)의 내벽, 및/또는 제2 안내 홀(377d)의 내벽 중 적어도 일부에 제공될 수 있다. 적어도 하나의 반사 부재(473)는, 안내 구조(307c) 상에서 제1 케이싱(377)의 내측면(예: 경사면(377f))에 제공된 도금층, 인쇄층, 및/또는 코팅층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 모듈(307)의 내부에 적어도 하나의 반사 부재(473)가 제공됨으로써, 피사체를 향해 방사되지 않은 광을 제2 검출 영역(375b)으로 유도 또는 안내하는 구조가 구현될 수 있다.
실시예들에서 따르면, 발광 소자(373d)가 다수의 채널을 포함하는 수직 공동 표면 방출형 레이저일 때, 각 채널의 상대적인 위치에 따라 제2 검출 영역(375b)에 도달하는 광량이 다를 수 있다. 실시예들에서, 각 채널에서 방사된 광 중 제2 검출 영역(375b)에 도달하는 광의 비율을 고려하여, 제1 안내 홀(373g)의 크기와 위치, 제2 안내 홀(377d)의 크기와 위치, 및/또는 적어도 하나의 반사 부재(473)의 크기와 위치가 선정될 수 있다. 예를 들어, 제1 안내 홀(373g)의 크기와 위치, 제2 안내 홀(377d)의 크기와 위치, 및/또는 적어도 하나의 반사 부재(473)의 크기와 위치를 이용하여, 작동 환경에 따른 거리 정보의 편차가 더욱 억제될 수 있다. 거리 정보의 정확도가 높아짐에 따라, 피사체 이미지의 품질 또는 사용자 인증에서의 정확도가 높아질 수 있다.
도 14는 실시예들에 따른 광학 모듈(307)의 제1 측정 결과를 예시하는 그래프이다. 도 15는 실시예들에 따른 광학 모듈(307)의 제2 측정 결과를 예시하는 그래프이다.
도 14와 도 15는 동일 거리의 피사체를 향해 광을 방사하고, 방사된 시점으로부터 피사체에 의해 반사된 광이 수신된 시점을 측정한 그래프로서, 가로축은 광을 방사한 시간 및/또는 수광 소자(375)에서 광이 수신된 시간을 나타내고, 세로축은 수신된 광량을 나타낼 수 있다. 세로축에서 예시하는 'TL'은 수신된 광량이 유효한 것으로 판단하는 임계값을 예시할 수 있다. 예를 들어, 광학 모듈(307), 전자 장치(예: 도 1 내지 도 5의 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100, 200)), 및/또는 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(1020))는 'TL' 이상의 광량이 수신된 때 해당 광량이 수신된 시점을 거리 정보 산출 또는 결정의 기반으로 활용할 수 있다. 실시예들에서는, 광원(예: 발광 소자 조립체(373))에서 다수(예: 대략 6만개)의 펄스를 방사하고, 방사된 펄스 중 피사체에 의해 반사되어 수광 소자(375)에서 수신된 펄스의 수가 가장 많은 시점을 기준으로 거리 정보가 결정될 수 있다.
도 14는, 예를 들면, 광학 모듈(307) 또는 전자 장치(예: 도 1 내지 도 5의 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100, 200))에 대하여 지정된 위치에 있는 피사체의 거리 정보를 검출함에 있어, 발광 소자 조립체(373)로부터 방사된 광의 일부(예: 도 13의 제2 광(RL2))가 제2 검출 영역(375b)에 수신된 제1 기준 시점(TR1)과, 발광 소자 조립체(373)로부터 방사된 후 피사체의 의해 반사된 제1 광(RL1)이 제1 검출 영역(375a)에 수신된 제1 검출 시점(TD1)을 도시할 수 있다. 실시예들에서, 도 14의 거리 측정은 상온 상태에서 진행된 것으로 이해될 수 있다. 상온 상태에서 지정된 위치의 피사체 거리는 실질적으로 제1 기준 시점(TR1)으로부터 제1 검출 시점(TD1)까지 소요된 시간에 기반하여 산출 또는 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 시점(TR1)을 고려하지 않고 제1 검출 시점(TD1)에 기반하여 피사체 거리 정보를 산출할 수 있지만, 본 개시의 실시예(들)에 따른 광학 모듈(307), 전자 장치(200), 및/또는 적어도 하나의 프로세서(1020)는 제1 기준 시점(TR1)과 제1 검출 시점(TD1)을 함께 고려하여 피사체 거리 정보를 결정할 수 있다.
도 15는, 예를 들면, 도 14에서의 측정과 실질적으로 동일한 거리에 있는 피사체의 거리 정보를 검출함에 있어, 발광 소자 조립체(373)로부터 방사된 광의 일부(예: 도 13의 제2 광(RL2))가 제2 검출 영역(375b)에 수신된 제2 기준 시점(TR2)과, 발광 소자 조립체(373)로부터 방사된 후 피사체의 의해 반사된 제1 광(RL1)이 제1 검출 영역(375a)에 수신된 제2 검출 시점(TD2)을 도시할 수 있다. 실시예들에서, 도 15의 거리 측정은, 반복된 촬영 및/또는 반복된 거리 측정으로 발광 소자 조립체(373)가 상온보다 높은 온도(대략 10도만큼)로 상승된 상태에서 진행된 것으로 이해될 수 있다. 높은 온도 상태(예: 상온보다 대략 10만큼 상승한 온도 상태)에서 피사체까지의 거리는, 실질적으로 제2 기준 시점(TR2)으로부터 제2 검출 시점(TD2)까지 소요된 시간에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 기준 시점(TR2)을 고려하지 않고 제2 검출 시점(TD2)에 기반하여 피사체 거리 정보를 산출 또는 결정할 수 있지만, 이 경우, 작동 환경(예: 온도)의 차이로 인해 동일 거리를 진행한 광을 수신하더라도 그 시점은 상온에서 수신된 시점과 다를 수 있다. 이러한 작동 환경으로 인한 시점의 편차가 수신 편차(TC)에 상응할 수 있다. 예를 들어, 상온보다 대략 10도 이상 상승된 온도에서 발광 소자 조립체(373)가 동작할 때, 제1 기준 시점(TR1)과 제2 기준 시점(TR2)의 차이만큼 편차가 있을 수 있다. 실시예들에 따른 광학 모듈(307), 전자 장치(예: 도 1 내지 도 5의 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100, 200)), 및/또는 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(1020))는 제2 기준 시점(TR2)과 제2 검출 시점(TD2)을 함께 고려하여 피사체 거리를 결정함으로써 작동 환경에 따른 거리 측정의 편차를 억제할 수 있다.
실시예들에 따르면, 도 14의 제1 기준 시점(TR1)과 제1 검출 시점(TD1)의 차이에 기반하여, 피사체까지의 거리가 산출 또는 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 시점(TR1)과 제1 검출 시점(TD1)의 차이에 따른 시간 값과 발광 소자 조립체(373)에서 방사된 광의 속도는 피사체까지의 거리 결정에 사용되는 변수일 수 있다. 실시예들에서, 도 15의 제2 기준 시점(TR2)과 제2 검출 시점(TD2)의 차이에 기반하여, 피사체까지의 거리가 산출 또는 결정될 수 있다. 예를 들어, 온도 변화에 따른 편차는 도 14의 시점(TD1, TR1) 대비, 제2 기준 시점(TR2)과 제2 검출 시점(TD2)에 실질적으로 동일하게 발생될 수 있으므로, 피사체까지의 거리 결정을 위한 시간 변수는 제2 기준 시점(TR2)과 제2 검출 시점(TD2)이 직접 비교되어 결정될 수 있다. 실시예들에서, 작동 환경에 따른 수신 편차(TC)가 테이블 형태의 데이터로 메모리에 저장될 수 있으며, 피사체 거리를 측정할 때 검출된 기준 시점(예: 도 14의 제1 기준 시점(TR1) 또는 도 15의 제2 기준 시점(TR2))에 기반하여 수신 편차(TC)를 메모리에 저장된 정보와 비교하여 판단하고, 검출 시점(예: 도 14의 제1 검출 시점(TD1) 또는 도 15의 제2 검출 시점(TD2))과 수신 편차(TC)의 차이에 기반하여 피사체까지 거리 결정을 위한 시간 변수가 판단 또는 결정될 수 있다. 수신 편차(TC) 및/또는 피사체까지의 거리 정보를 측정(또는 결정)하는 방법에 관해 도 16과 도 17을 더 참조하여 살펴보기로 한다.
도 16은 실시예들에 따른 광학 모듈(예: 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307))에서의 수신 편차를 측정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 17은 실시예들에 따른 광학 모듈(예: 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307))을 이용하여 피사체 거리 정보를 측정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
실시예들에 따르면, 도 16의 측정 방법(500)에 의해 온도에 따른 수신 편차(TC)가 미리 측정된 후 측정된 정보는 메모리(예: 도 1의 메모리(1030))에 저장될 수 있다. 거리를 측정하고자 하는 시점에서, 도 17의 측정 방법(600)에 의해 제2 검출 영역(375b)에서 광이 수신된 시점에 대응되는 수신 편차(TC)가 메모리에 저장된 데이터에 기반하여 확인될 수 있다.
도 16을 참조하면, 수신 편차(TC)의 측정 방법(500)은, 수신 편차(TC)를 측정하는 동작(501)과, 측정된 수신 편차(TC)를 저장하는 동작(502)을 포함할 수 있다. 수신 편차(TC)를 측정하는 501 동작은, 예를 들어, 발광 소자 조립체(373)에서 방사된 광이 광학 모듈(307)의 내부를 진행하여 제2 검출 영역(375b)에 도달하는 시점을 측정하는 동작일 수 있다. 측정된 수신 편차(TC)를 저장하는 502 동작은, 예를 들면, 현재 측정 온도와 그에 대응되는 기준 시점을 매칭한 테이블 형태의 데이터를 메모리에 저장하는 동작일 수 있다. 예를 들어, 수신 편차(TC)의 측정 방법(500)은, 지정된 온도(예: 대략 20도의 상온)에서 측정된 기준 시점을 제1 기준 시점(TR1)으로 결정하고, 주변 환경의 온도를 변화시키면서 기준 시점(예: 도 15의 제2 기준 시점(TR2))을 반복적으로 측정하며, 및/또는 측정 당시의 온도에 따른 수신 편차(TC)(예: 제1 기준 시점(TR1)과 제2 기준 시점(TR2) 사이의 시간 차)를 테이블화된 데이터 형태로 메모리에 저장함으로써, 수신 편차(TC)를 측정하는 방법(500)이 수행 또는 완료될 수 있다.
도 17을 참조하면, 피사체 거리 정보의 측정 방법(600)은, 거리를 측정하는 동작(601), 편차를 보상하는 동작(602), 거리를 결정하는 동작(603), 및/또는 이미지를 획득하는 동작(604)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 도 2 내지 도 5의 전자 장치(100, 200)가 피사체 이미지를 획득할 때, 피사체 거리 정보 측정 방법(600)에 의해 결정된 거리 정보는 획득된 이미지의 처리 또는 후가공에 이용될 수 있다.
실시예들에 따르면, 601 동작에서 전자 장치(100, 200) 및/또는 광학 모듈(307)은 발광 소자 조립체(373)를 이용하여 광을 방사할 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체(373)로부터 방사된 광의 일부는 피사체에 의해 반사되어 제1 검출 영역(375a)에 도달하고, 발광 소자 조립체(373)로부터 방사된 광의 다른 일부는 광학 모듈(307)의 내부를 진행하여 제2 검출 영역(375b)에 도달할 수 있다. 실시예들에서, 전자 장치(100, 200) 및/또는 광학 모듈(307)로부터 피사체까지의 거리가 동일하다 하더라도, 거리 정보 측정 당시의 온도에 따라 거리 측정 값에 편차가 발생될 수 있다.
실시예들에 따르면, 602 동작에서 전자 장치(100, 200) 및/또는 광학 모듈(307)은 제2 검출 영역(375b)에 광이 도달한 시점(예: 제2 기준 시점(TR2)) 또는 광량에 기반하여 그에 대응되는 수신 편차(TC)를 결정하고, 제1 검출 영역(375a)에 광이 도달한 시점(예: 제2 검출 시점(TD2))에서 결정된 수신 편차(TC)를 배제함으로써, 온도 차이에 따른 측정 값의 편차를 보상할 수 있다. 실시예들에서, 603 동작은 편차가 보상된 측정 값을 피사체까지의 거리로 결정하는 동작일 수 있다. 상술한 바와 같이, 피사체 이미지를 촬영할 때 도 17의 거리 측정 방법(600)을 수행된 경우, 결정된 거리(예: 피사체까지의 거리)는 획득된 이미지의 품질을 향상시키는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 피사체 이미지를 촬영하는 동안 도 17의 거리 측정 방법(600)이 수행될 수 있으며, 603 동작에서 측정된(또는 결정된) 피사체까지의 거리 정보는 604 동작에서 획득되는 이미지의 기반이 되는 정보(들) 중 하나로 이용될 수 있다.
도 18은, 실시예들에 따른, 웨어러블 전자 장치(700)의 내부 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 도 18의 웨어러블 전자 장치(700)(또는 후술되는 도 19 및 도 20의 웨어러블 전자 장치(800))는 도 1의 전자 장치(1001)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 사용자 신체에 착용 가능하게 구현될 수 있다. 실시예들에서, 도 1의 외부 전자 장치(1002, 1004) 각각은 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 실시예들에 따르면, 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(1002, 1004 또는 1008) 중 하나 이상의 외부 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 예를 들어, 외부 전자 장치(1002)는 어플리케이션에서 실행한 컨텐츠 데이터를 렌더링 후 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)에 전달하고, 상기 데이터를 수신한 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)는 상기 컨텐츠 데이터를 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(1060), 광출력 모듈(711), 디스플레이(821))에 출력할 수 있다. 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)가 관성 측정 유닛 센서(inertial measurement unit sensor) 등을 통해 사용자 움직임을 감지한 때, 전자 장치(1001) 또는 웨어러블 전자 장치(700, 800)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(1020))는 외부 전자 장치(1002)로부터 수신한 렌더링 데이터를 상기 움직임 정보를 기반으로 보정하여 디스플레이 모듈에 출력 할 수 있다. 또는 외부 전자 장치(1002)에 상기 움직임 정보를 전달하여 이에 따라 화면 데이터가 갱신되도록 렌더링을 요청할 수 있다. 실시예들에 따라 외부 전자 장치(1002)는 전자 장치(1001)를 보관하고 충전할 수 있는 케이스 장치 등 다양한 형태의 장치일 수 있다.
도 18을 참조하면, 실시예들에 따른 웨어러블 전자 장치(700)는, 광 출력 모듈(711), 표시 부재(701) 및 카메라 모듈(750) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예들에 따르면, 광 출력 모듈(711)은 영상을 출력할 수 있는 광원(예: 프로젝터 또는 도 21의 디스플레이 패널(911a)), 및 영상을 표시 부재(701)로 가이드하는 렌즈(예: 도 21의 렌즈(911b))를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 광 출력 모듈(711)은 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 디지털 미러 표시 장치(digital mirror device, DMD), 실리콘 액정 표시 장치(liquid crystal on silicon, LCoS), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 또는 마이크로 엘이디(micro light emitting diode, micro LED) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 표시 부재(701)는 광 도파로(light waveguide)(예: 도 21의 광 도파로(913a))를 포함할 수 있다. 실시예들에 따르면, 광 도파로의 일단으로 입사된 광 출력 모듈(711)의 출력된 영상은 광 도파로 내부에서 전파되어 사용자에게 제공될 수 있다. 예를 들어, 표시 부재(701)는 광 출력 모듈(711)에서 출력된 영상을 지정된 경로(예: 도 21의 제1 경로(P1))를 따라 사용자 육안으로 안내 또는 집속하는 광학계일 수 있다.
실시예들에 따르면, 표시 부재(701)는 광 도파로에 제공된 회절 광학 소자(DOE; diffractive optical element), 홀로그래픽 광학 소자(HOE; holographic optical element), 또는 반사 소자(예: 반사 거울) 중 적어도 하나(예: 도 21의 결합기(913b, 913c)(들))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 부재(701)는 적어도 하나의 회절 광학 소자, 홀로그래픽 광학 소자, 또는 반사 소자를 포함함으로써, 및/또는 광 도파로를 포함함으로써 광 출력 모듈(711)의 출력된 영상을 사용자의 눈으로 유도할 수 있다.
실시예들에 따르면, 카메라 모듈(750)은 정지 영상 및/또는 동영상을 촬영할 수 있다. 실시예들에 따르면, 카메라 모듈(750)은 렌즈 프레임 내에 배치되고, 표시 부재(701)의 주위에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 웨어러블 전자 장치(700)는 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307)을 포함함으로써, 카메라 모듈(750)을 이용한 정지 영상 및/또는 동영상을 촬영에서, 피사체까지의 거리에 관한 정보를 획득할 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 카메라 모듈(751)은 사용자의 눈(예: 동공(pupil), 홍채(iris)) 또는 시선의 궤적을 촬영 및/또는 인식할 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따르면, 제1 카메라 모듈(751)은, 사용자의 눈 또는 시선의 궤적과 관련된 정보(예: 궤적 정보)를 프로세서(예: 도 1의 프로세서(1020))로 주기적으로 또는 비주기적으로 전송할 수 있다.
실시예들에 따르면, 제2 카메라 모듈(753)은 외부의 이미지를 촬영할 수 있다.
실시예들에 따르면, 제3 카메라 모듈(755)은 핸드(hand) 검출과 트래킹(tracking), 사용자의 제스처(예: 손동작) 인식을 위해 사용될 수 있다. 실시예들에 따른 제3 카메라 모듈(755)은, 3DoF(3 degrees of freedom), 6DoF의 헤드 트래킹(head tracking), 위치(공간, 환경) 인식 및/또는 이동 인식을 위해 사용될 수 있다. 실시예들에 따른 핸드 검출과 트래킹, 사용자의 제스처 인식을 위해 제2 카메라 모듈(753)이 사용될 수도 있다. 실시예들에 따르면, 제1 카메라 모듈(751) 내지 제3 카메라 모듈(755) 중 적어도 하나는 센서 모듈(예: LiDAR 센서)로 대체될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈은, VCSEL(vertical cavity surface emitting laser), 적외선 센서, 및/또는 포토 다이오드(photodiode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 센서 모듈은, 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307)에 의해 구현될 수 있다.
실시예들에 따르면, 웨어러블 전자 장치(700)는, 서로의 일측에 나란하게 배치된 한 쌍의 표시 부재(701)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 웨어러블 전자 장치(700)를 안면에 착용할 수 있으며, 사용자 안면에 착용된 상태에서 표시 부재(701)들은 사용자의 육안 중 어느 하나에 상응하게 배치될 수 있다. 실시예들에서, 한 쌍의 표시 부재(701)를 포함할 때, 웨어러블 전자 장치(700)는 표시 부재(701)들 중 임의의 하나를 통해 및/또는 각각의 표시 부재(701)를 통해 사용자에게 시각적인 정보를 제공할 수 있다.
실시예들에 따르면, 웨어러블 전자 장치(700)는 표시 부재(701)(들)로부터 연장된 또는 표시 부재(701)에 회동 가능하게 결합된 적어도 하나의 착용 부재(702a, 702b)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 착용 부재(702a, 702b)는 힌지 구조(H)에 의해 표시 부재(701)에 회동 가능하게 결합된(또는 연결된) 구조로 예시될 수 있다. 예를 들어, 착용 부재(702a, 702b)가 표시 부재(701)와 중첩된(overlapped or folded) 위치에 있을 수 있으며, 이때, 사용자는 웨어러블 전자 장치(700)를 휴대 또는 보관하기 용이할 수 있다. 실시예들에서, 표시 부재(701)와 중첩된 위치로부터 착용 부재(702a, 702b)가 지정된 각도(예: 대략 90도)만큼 회동한 위치에서 사용자는 웨어러블 전자 장치(700)를 안면에 용이하게 착용할 수 있다. 예를 들어, 표시 부재(701)가 사용자 안면에 지지되고, 착용 부재(702a, 702b)는 사용자 머리의 측면(예: 귀)에 지지됨으로써, 웨어러블 전자 장치(700)가 안정적으로 착용될 수 있다.
도 19 및 도 20은 실시예들에 따른 웨어러블 전자 장치(800)의 전면 및 후면을 나타내는 도면이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 실시예들에서, 하우징의 제1 면(810) 상에는 웨어러블 전자 장치(800)의 주변 환경과 관련된 정보를 획득하기 위한 카메라 모듈(811, 812, 813, 814, 815, 816)들 및/또는 뎁스 센서(depth sensor)(817)가 배치될 수 있다.
실시예들에서, 카메라 모듈(811, 812)들은, 웨어러블 전자 장치(800) 주변 환경과 관련된 이미지를 획득할 수 있다.
실시예들에서, 카메라 모듈(813, 814, 815, 816)들은, 웨어러블 전자 장치(800)가 사용자에 의해 착용된 상태에서, 이미지를 획득할 수 있다. 실시예들에서, 웨어러블 전자 장치(800)는 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307)을 포함함으로써, 카메라 모듈(813, 814, 815, 816)들 이용하여 이미지를 획득함에 있어 피사체까지의 거리에 관한 정보를 획득할 수 있다. 카메라 모듈(813, 814, 815, 816)들은 핸드 검출과, 트래킹, 사용자의 제스처(예: 손동작) 인식을 위해 사용될 수 있다. 카메라 모듈(813, 814, 815, 816)들은 3DoF, 6DoF의 헤드 트래킹, 위치(공간, 환경) 인식 및/또는 이동 인식을 위하여 사용될 수 있다. 실시예들에서, 핸드 검출과 트래킹, 사용자의 제스처 위하여 카메라 모듈(811, 812)들이 사용될 수도 있다.
실시예들에서, 뎁스 센서(817)는, 신호를 송신하고 피사체로부터 반사되는 신호를 수신하도록 구성될 수 있으며, TOF(time of flight)와 같이 물체와의 거리 확인을 위한 용도로 사용될 수 있다. 뎁스 센서(817)를 대체하여 또는 추가적으로, 카메라 모듈(813, 814, 815, 816)들이 물체와의 거리를 확인할 수 있다. 실시예들에서, 뎁스 센서(817)는 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307)에 의해 구현될 수 있다.
실시예들에 따라서, 하우징의 제2 면(820) 상에는 얼굴 인식용 카메라 모듈(825, 826) 및/또는 디스플레이(821)(및/또는 렌즈)가 배치될 수 있다.
실시예들에서, 디스플레이(821)에 인접한 얼굴 인식용 카메라 모듈(825, 826)은 사용자의 얼굴을 인식하기 위한 용도로 사용되거나, 사용자의 양 눈들을 인식 및/또는 트래킹할 수 있다.
실시예들에서, 디스플레이(821)(및/또는 렌즈)는, 웨어러블 전자 장치(800)의 제2 면(820)에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 웨어러블 전자 장치(800)는, 복수의 카메라 모듈(813, 814, 815, 816)들 중에서, '815' 및/또는 '816'으로 지시된 카메라 모듈(들)을 포함하지 않을 수 있다. 웨어러블 전자 장치(800)는, 도 18에 도시된 구성들 중 적어도 하나의 구성을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시예들에 따른, 웨어러블 전자 장치(800)는 사용자의 머리에 착용되기 위한 폼 팩터를 가질 수 있다. 웨어러블 전자 장치(800)는 사용자의 신체 부위 상에 고정되기 위한 스트랩, 및/또는 착용 부재(예: 도 18의 착용 부재(702a, 702b))를 더 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(800)는, 상기 사용자의 머리에 착용된 상태 내에서, 증강 현실, 가상 현실, 및/또는 혼합 현실에 기반하는 사용자 경험을 제공할 수 있다.
도 21은 실시예들에 따른 웨어러블 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(1001) 및/또는 도 18 내지 도 20의 웨어러블 전자 장치(700, 800))의 일부분을 나타내는 도면이다.
도 21을 참조하면, 웨어러블 전자 장치는, 광 출력 모듈(911)(예: 도 18의 광 출력 모듈(711)), 표시 부재(901)(예: 도 18의 표시 부재(701)), 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)을 포함할 수 있다. 표시 부재(901)는, 예를 들면, 사용자 주변의 환경이나 사물(O)에 관한 광 또는 영상을 투과시켜 지정된 경로(예: 제2 경로(P2))를 따라 사용자에게 제공하는 투과형 광학 요소(see-through optics)일 수 있다. 실시예들에서, 표시 부재(901)는 투과형 광학 요소이면서, 광 출력 모듈(911)에서 출력된 광(예: 문자나 영상과 같은 시각적 정보)를 사용자 육안(E)으로 안내 또는 유도하는 제1 경로(P1)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치는, 투과형 광학 요소(예: 표시 부재(901))를 포함함으로써 주변의 공간이나 사물(O)을 사용자가 시각적으로 인지할 수 있는 환경을 제공할 수 있으며, 광 출력 모듈(911)과 표시 부재(901)를 이용하여 저장된 정보 또는 수신된 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.
실시예들에 따르면, 각종 정보를 시각적으로 사용자에게 제공함에 있어, 광 출력 모듈(911)이 출력한 광의 일부는 외부 공간으로 유출될 수 있다. 실시예들에서, 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)은 외부 공간으로 유출되는 광의 적어도 일부를 반사하여 사용자에게 제공하거나, 및/또는 외부 공간으로 유출되는 광의 일부를 흡수할 수 있다. 실시예들에서, 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)이 외부 공간으로 유출되는 광을 반사할 때, 웨어러블 전자 장치는 시각적인 정보를 사용자에게 좀더 선명하게 또는 좀더 밝게 제공할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치는 향상된 광 효율이나 향상된 전력 효율을 가질 수 있다.
실시예들에 따르면, 광 출력 모듈(911)은 광(예: 영상과 같은 시각적 정보)을 출력하는 디스플레이 패널(911a)과, 적어도 하나의 렌즈(911b)를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(911a)은 예를 들면, 상술한 액정 표시 장치, 디지털 미러 표시 장치, 실리콘 액정 표시 장치, 유기 발광 다이오드 또는 마이크로 엘이디를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 렌즈(911b)는, 디스플레이 패널(911a)에서 출력된 광을 표시 부재(901)로 안내 또는 집속할 수 있다. 실시예들에서, 광을 표시 부재(901)로 안내 또는 정렬함에 있어, 광 출력 모듈(911)은 반사 부재(예: 미러) 또는 굴절 부재(예: 프리즘)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(911a)이 정렬된 방향에 따라, 광 출력 모듈(911)은 반사 부재나 굴절 부재를 더 포함함으로써, 표시 부재(901)를 향하는 방향으로 광을 출력시킬 수 있다.
실시예들에 따르면, 표시 부재(901)는 제1 면(F1)과, 제1 면(F1)의 대향하는(opposite to) 제2 면(F2)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 웨어러블 전자 장치가 사용자 안면에 착용된 때, 제1 면(F1)은 실질적으로 사용자 안면 또는 육안을 지향하게 배치될 수 있고, 제2 면(F2)은 외부 공간(예: 사용자 주변의 환경)을 지향하게 배치될 수 있다. 실시예들에서, 주변 환경이나 사물(O)의 영상은 제2 경로(P2)를 따라 제2 면(F2)으로 입사되어 제1 면(F1)을 통해 출력됨으로써 사용자에게 제공될 수 있다. 예컨대, 표시 부재(901)는 제2 면(F2)으로 입사된 광의 적어도 일부를 제1 면(F1)으로 투과시킬 수 있다. 실시예들에서, 광 출력 모듈(911)에서 출력된 광이 제1 경로(P1)를 따라 표시 부재(901)의 내부를 진행하여 제1 면(F1)을 통해 출력됨으로써 사용자에게 제공될 수 있다. 예를 들어, 표시 부재(901)는 광 출력 모듈(911)에서 출력된 광을 사용자 육안으로 안내할 수 있다.
실시예들에 따르면, 표시 부재(901)는 광 도파로(913a)와 결합기(913b, 913c)들을 포함함으로써, 광 출력 모듈(911)에서 출력된 광을 사용자에게 제공할 수 있다. 결합기(913b, 913c)들 중 제1 결합기(913b)는 광 도파로(913a)의 일단에 제공되어 광 출력 모듈(911)과 정렬될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(911b)에 의해 안내 또는 집속된 광이 제1 결합기(913b)를 통해 광 도파로(913a)로 입력될 수 있다. 결합기(913b, 913c)들 중 제2 결합기(913c)는 광 도파로(913a)의 타단에 제공될 수 있다. 실시예들에서, 웨어러블 전자 장치가 사용자 안면에 착용된 때, 제2 결합기(913c)는 실질적으로 사용자 육안과 정렬될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(911b)에 의해 안내 또는 집속된 광이 제1 결합기(913b)를 통해 광 도파로(913a)로 입력되어 광 도파로(913a)를 따라 진행할 수 있으며, 광 도파로(913a)를 진행하는 광은 제2 결합기(913c)에 의해 사용자 육안으로 제공될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 결합기(913b) 및/또는 제2 결합기(913c)는 회절 광학 소자, 홀로그래픽 광학 소자, 및/또는 반사 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 출력 모듈(911)에서 출력된 광은 제1 결합기(913b)에 의해 광 도파로(913a)로 입력될 수 있고, 광 도파로(913a)를 진행하는 광은 제2 결합기(913c)에 의해 제1 면(F1)으로 출력될 수 있다. 제1 결합기(913b) 및/또는 제2 결합기(913c)에 의해 광의 진행 방향이 조절되는 시점에서, 및/또는 광 도파로(913a)를 진행하는 광이 광 도파로(913a) 내에서 반사되는 시점에서, 광의 일부가 외부로 유출될 수 있다. 본 개시의 실시예(들)에 따른 웨어러블 전자 장치는 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)을 포함함으로써, 광 출력 모듈(911)에서 출력된 광이 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있다.
실시예들에서, 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)은 제2 결합기(913c)에 상응하는 위치에 배치된 구성이 예시되지만, 광 출력 모듈(911)에서 출력된 광이 표시 부재(901)를 진행하는 경로에서 외부로 유출될 수 있는 부분이 있을 때, 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)이 더 확장되거나 적정 위치에 추가적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)은 제1 결합기(913b)나 광 도파로(913a)에 상응하는 위치까지 확장되거나 추가적으로 배치될 수 있다. 실시예들에서, 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)은 실질적으로 제2 면(F2) 전체 면적에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 제1 경로(P1)를 진행하는 광의 유출이 충분히 억제된 구조일 때, 웨어러블 전자 장치에서, 제1 편광 반사판(961), 편광 변조기(963) 및/또는 제2 편광 반사판(965)은 생략될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 편광 반사판(961)은 표시 부재(901)의 일면(예: 제2 면(F2))에 배치되며, 제2 결합기(913c)를 경유하여 외부로 유출되는 광의 적어도 일부를 반사시키거나 흡수하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 제공될 시각적인 정보가 사용자에게 제공됨에 있어, 광 출력 모듈(911)에서 출력된 광의 일부는 제2 결합기(913c)를 경유하여 제2 면(F2)으로 출력될 수 있다. 제1 편광 반사판(961)은 제2 결합기(913c)를 경유하여 제2 면(F2)으로 출력되는 광을 제1 면(F1)으로 반사시킴으로써, 웨어러블 전자 장치의 광 효율을 높일 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 편광 반사판(961)이 제1 편광 성분의 광(예: 수평 선형 편광(p-pol))을 반사하도록 구성된 때, 제1 편광 성분과는 다른 제2 편광 성분의 광(예: 수직 선형 편광(s-pol))은 제1 편광 반사판(961)을 투과할 수 있다. 실시예들에서, 제1 편광 반사판(961)과 유사하게, 제2 편광 반사판(965)은 제1 편광 성분의 광을 반사하도록 구성될 수 있으며, 편광 변조기(963)는 제1 편광 반사판(961)을 투과한 광의 적어도 일부를 제1 편광 성분의 광으로 변조시켜 제2 편광 반사판(965)으로 투과시킬 수 있다. 설명의 간결함을 위해, 실시예들에서는 제1 편광 성분의 광은 수평 선형 편광으로 언급되고, 제2 편광 성분의 광은 수직 선형 편광으로 언급될 수 있다. 하지만 본 개시의 실시예(들)가 이에 한정되지 않음에 유의한다. 실시예들에서는, 원 편광이나 타원 편광과 같은 제3 편광 성분의 광이 제1 편광 반사판(961)(또는 제2 편광 반사판(965))으로 입사될 때, 제3 편광 성분의 광 중 일부는 제1 편광 반사판(961)(또는 제2 편광 반사판(965))을 투과하고, 제3 편광 성분의 광 중 나머지 적어도 일부는 제1 편광 반사판(961)(또는 제2 편광 반사판(965))에 의해 반사될 수 있다.
실시예들에 따르면, 편광 변조기(963)는 제1 편광 반사판(961)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 편광 변조기(963)는 제1 편광 반사판(961)을 사이에 두고 실질적으로 제2 면(F2)과 마주보게 배치될 수 있다. 실시예들에서, 편광 변조기(963)는 제1 편광 반사판(961)과 제2 편광 반사판(965) 사이에 배치되어, 제1 편광 반사판(961)을 투과한 광 중 적어도 일부의 편광 성분을 변조시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 편광 반사판(961)을 투과한 광의 적어도 일부를, 편광 변조기(963)는 제2 편광 반사판(965)에 의해 반사되는 편광 성분의 광으로 변조할 수 있다. 실시예들에서, 편광 변조기(963)는 제1 편광 반사판(961)을 투과한 광을 실질적으로 투과시키되 편광 변조기(963)를 투과하는 광의 편광 성분의 적어도 일부를 변조시킬 수 있다. 실시예들에서, 편광 변조기(963)는 위상지연자(wave plate)(963a)(예: 반파장 위상지연자)와 회전자(rotator)(963b)(예: 패러데이 회전자)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 위상지연자(963a)는 편광 변조기(963)를 통과하는 광의 편광 방향을 지정된 각도만큼 변화시킬 수 있으며, 회전자(963b)는 편광 변조기(963)를 통과하는 광의 편광축을 지정된 방향으로 변조할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(700, 800) 또는 표시 부재(901)의 사양에 따라 편광 변조기(963)에 포함되는 광학 소자(예: 위상지연자(963a) 및/또는 회전자(963b))는 예시된 것과 다르게 구현될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제2 편광 반사판(965)은 편광 변조기(963)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 편광 반사판(965)은 제1 편광 반사판(961)과 편광 변조기(963)를 사이에 두고 실질적으로 제2 면(F2)과 마주보게 배치될 수 있다. 실시예들에서, 제2 편광 반사판(965)은 편광 변조기(963)를 투과한 광의 적어도 일부를 반사시켜 제2 면(F2) 및/또는 제1 면(F1)으로 안내할 수 있다. 예를 들어, 제2 편광 반사판(965)은 제1 편광 성분의 광을 반사시킬 수 있으며, 편광 변조기(963)를 투과한 광의 적어도 일부는 제1 편광 성분의 광일 수 있다.
실시예들에 따르면, 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307)을 포함할 때, 웨어러블 전자 장치(700, 800)는 피사체 이미지를 획득할 때, 피사체까지의 거리에 관한 정보를 검출(또는 결정)할 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 제공되는 영상을 처리함에 있어 피사체 거리 정보가 포함됨으로써, 웨어러블 전자 장치(700, 800)는 향상된 품질의 이미지를 사용자에게 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시예들에 따른 광학 모듈(예: 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307)) 및/또는 그를 포함하는 전자 장치(예: 도 1 내지 도 5의 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100, 200))는, 발광 소자(예: 도 7의 발광 소자(373d)) 및/또는 그 구동 회로(예: 도 7의 집적회로 칩(373b))를 포함하는 발광 소자 조립체(예: 도 7의 발광 소자 조립체(373))를 표면 실장 기술을 통해 수광 소자(예: 도 7의 수광 소자(375))가 배치된 기판(예: 도 7의 제1 기판(371))에 배치하는 구조로 제공됨으로써, 제작 과정에서 발생되는 불량 또는 불량의 정정에서 발생될 수 있는 부품의 손상을 억제할 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체의 기판(예: 도 7의 발광 소자 및/또는 그 구동 회로가 배치된 제2 기판(373a)) 및/또는 이러한 기판이 배치되는 광학 모듈의 기판(예: 도 7의 발광 소자 조립체 및/또는 수광 소자가 배치된 제1 기판(371))은 LTCC 또는 HTCC와 같은 세라믹 재질을 포함함으로써, 발광 소자의 동작에서 발생된 열을 빠르게 분산 또는 방출시킬 수 있다. 예컨대, 발열로 인해 발광 소자나 전자 장치의 작동 환경이 열악해지는 것을 억제할 수 있다. 실시예들에서, 광학 모듈은 내부에서 반사 또는 굴절된 광을 수광 소자(예: 도 7의 제2 검출 영역(375b))로 유도 또는 안내하여 거리 측정에 이용할 수 있다. 예를 들어, 광학 모듈의 광 효율 및/또는 전력 효율이 향상될 수 있으며, 거리 측정의 정확도를 높일 수 있다. 실시예들에서, 발광 소자 조립체 또는 제1 케이싱(377)의 내부 공간 형상 또는 내부 공간의 크기를 적절하게 설계(또는 제작)함으로써, 제1 안내 홀(373g) 또는 제2 검출 영역(375b)로 안내되는 광량(예: 제2 광(RL2))의 광량이 충분히 확보될 수 있다. 제1 안내 홀(373g) 또는 제2 검출 영역(375b)로 안내되는 광량(예: 제2 광(RL2))의 광량이 충분히 확보될 때, 작동 환경(예: 온도)의 변화에 따른 피사체 거리 측정의 편차를 억제할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 상술한 실시예(들)의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예들에 따르면, 광학 모듈(예: 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307))은, 제1 기판(예: 도 7의 제1 기판(371)), 상기 제1 기판에 배치되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자 조립체(예: 도 7의 발광 소자 조립체(373)), 상기 발광 소자 조립체의 일측에서 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 후 피사체에 의해 반사된 제1 광(예: 도 6의 제1 광(RL1))을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역(예: 도 7의 제1 검출 영역(375a))을 포함하는 수광 소자(예: 도 7의 수광 소자(375)), 및 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 제1 검출 영역을 수용하는 제2 수용 공간(예: 도 7의 제2 수용 공간(307b)), 상기 발광 소자 조립체와 상기 제2 수용 공간 사이에 배치된 안내 구조(예: 도 7의 안내 구조(307c)), 및 상기 안내 구조와 상기 제2 수용 공간 사이에서 내측면으로부터 연장되어 상기 수광 소자를 향하게 배치된 제2 격벽(예: 도 7의 제2 격벽(377a))을 포함하는 제1 케이싱(예: 도 7의 제1 케이싱(377))을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 수광 소자는 상기 제1 검출 영역의 일측에 제공되어 적어도 부분적으로 상기 안내 구조의 내부로 배치된 제2 검출 영역(예: 도 7의 제2 검출 영역(375b))을 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 제2 검출 영역은 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 광의 일부이면서 상기 안내 구조에 의해 안내된 제2 광(예: 도 13의 제2 광(RL2))을 수신하도록 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 조립체는, 세라믹 재질을 포함하는 제2 기판(예: 도 7의 제2 기판(373a)), 상기 제2 기판에 탑재된 구동 회로(예: 도 7의 집적회로 칩(373b)), 및 상기 구동 회로에 의해 제어되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자(예: 도 7의 발광 소자(373d))를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 조립체는, 상기 제2 기판에 배치되어 적어도 상기 발광 소자를 수용하는 제2 케이싱(예: 도 7의 제2 케이싱(373c)), 및 상기 제2 케이싱에 제공되어 상기 제1 케이싱 내에서 상기 안내 구조와 정렬된 제1 안내 홀(예: 도 7의 제1 안내 홀(373g))을 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 제1 안내 홀은 상기 안내 구조의 내부로 상기 제2 광을 안내하도록 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기와 같은 광학 모듈은, 상기 제2 케이싱의 내부 공간 또는 상기 안내 구조의 내부에 배치된 적어도 하나의 반사 부재(예: 도 11 또는 도 12의 반사 부재(473))를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기와 같은 광학 모듈은, 상기 안내 구조와 상기 발광 소자 조립체 사이에서 상기 제1 케이싱의 내부에 배치된 제1 격벽(예: 도 7의 제1 격벽(377c)), 및 적어도 부분적으로 상기 제1 격벽과 상기 제1 기판에 의해 둘러싸인 제2 안내 홀(예: 도 7의 제2 안내 홀(377d))을 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 제1 안내 홀이 상기 제2 안내 홀과 정렬될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 조립체는, 회절 광학 소자(예: 도 7의 회절 광학 소자(373f)), 및 콜리메이터(예: 도 7의 콜리메이터(373e))를 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 회절 광학 소자 및 상기 콜리메이터는 상기 발광 소자에서 방사된 광의 적어도 일부를 지정된 방향으로 안내 또는 정렬시키도록 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자는 수직 공동 표면 방출형 레이저(VCSEL)를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기와 같은 광학 모듈은, 상기 제1 케이싱에 배치되어 상기 제1 광을 상기 제1 검출 영역으로 안내 또는 집속하도록 구성된 렌즈 조립체(예: 도 7의 렌즈 조립체(379))를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 제1 케이싱은 상기 발광 소자 조립체를 수용하는 제1 수용 공간(예: 도 7의 제1 수용 공간(307a))을 더 제공하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 상기 안내 구조가 상기 제1 수용 공간과 상기 제2 수용 공간 사이에 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 제2 격벽은, 상기 제1 광이 상기 제2 검출 영역에 입사되는 것을 억제 또는 차단하도록 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 제2 격벽은, 상기 제2 광이 상기 제1 검출 영역에 입사되는 것을 억제 또는 차단하도록 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 제2 격벽은 상기 제1 검출 영역의 가장자리에 상응하는 폐곡선 궤적을 이루게 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 안내 구조 상에서 상기 제1 케이싱의 내측면 적어도 일부(예: 도 7의 경사면(377f))는 상기 제1 기판에 대하여 경사질 수 있다.
실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 5의 전자 장치(1001, 1002, 1004, 100, 200))는, 하우징(예: 도 4 또는 도 5의 하우징(201)), 상기 하우징에 배치되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하고 방사된 광 중 피사체에 의해 반사된 제1 광(예: 도 6의 제1 광(RL1))을 수신하도록 구성된 광학 모듈(예: 도 6 내지 도 8의 광학 모듈(307)), 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(1020)), 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 개별적으로 또는 집합적으로 실행될 때 상기 전자 장치로 하여금 적어도 상기 제1 광에 기반하여 피사체까지의 거리 정보를 결정하도록 하는 명령어들이 저장된 메모리(예: 도 1의 메모리(1030))를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 광학 모듈은, 제1 기판(예: 도 7의 제1 기판(371)), 상기 제1 기판에 배치되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자 조립체(예: 도 7의 발광 소자 조립체(373)), 상기 발광 소자 조립체의 일측에서 상기 제1 기판에 배치되며 상기 제1 광을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역(예: 도 7의 제1 검출 영역(375a))을 포함하는 수광 소자(예: 도 7의 수광 소자(375)), 및 상기 제1 기판에 배치되며 상기 발광 소자 조립체를 수용하는 제1 수용 공간(예: 도 7의 제1 수용 공간(307a)), 상기 제1 검출 영역을 수용하는 제2 수용 공간(예: 도 7의 제2 수용 공간(307b)), 및 상기 제1 수용 공간과 상기 제2 수용 공간 사이에 배치된 안내 구조(예: 도 7의 안내 구조(307c))를 포함하는 제1 케이싱(예: 도 7의 제1 케이싱(377))을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 수광 소자는 상기 제1 검출 영역의 일측에 제공되어 적어도 부분적으로 상기 안내 구조의 내부로 배치된 제2 검출 영역(예: 도 7의 제2 검출 영역(375b))을 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 제2 검출 영역은 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 광의 일부이면서 상기 안내 구조에 의해 안내된 제2 광(예: 도 13의 제2 광(RL2))을 수신하도록 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 조립체는, 세라믹 재질을 포함하는 제2 기판(예: 도 7의 제2 기판(373a)), 상기 제2 기판에 탑재된 구동 회로(예: 도 7의 집적회로 칩(373b)), 상기 구동 회로에 의해 제어되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자(예: 도 7의 발광 소자(373d)), 상기 제2 기판에 배치되어 적어도 상기 발광 소자를 수용하는 제2 케이싱(예: 도 7의 제2 케이싱(373c)), 및 상기 제2 케이싱에 제공되어 상기 제1 케이싱 내에서 상기 안내 구조와 정렬된 제1 안내 홀(예: 도 7의 제1 안내 홀(373g))을 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 제1 안내 홀은 상기 안내 구조의 내부로 상기 제2 광을 안내하도록 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 조립체는, 상기 제2 케이싱의 내부 공간 또는 상기 안내 구조의 내부에 배치된 적어도 하나의 반사 부재(예: 도 11 또는 도 12의 반사 부재(473))를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 조립체는, 회절 광학 소자(예: 도 7의 회절 광학 소자(373f)), 및 콜리메이터(예: 도 7의 콜리메이터(373e))를 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 회절 광학 소자 및 상기 콜리메이터는 상기 발광 소자에서 방사된 광의 적어도 일부를 지정된 방향으로 안내 또는 정렬시키도록 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자는 수직 공동 표면 방출형 레이저를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 조립체는, 상기 안내 구조와 상기 제2 수용 공간 사이에서 상기 제1 케이싱의 내측면으로부터 연장되어 상기 수광 소자를 향하게 배치된 제2 격벽(예: 도 7의 제2 격벽(377a))을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 격벽은, 상기 제1 광이 상기 제2 검출 영역에 입사되는 것을 억제 또는 차단하도록 구성되고, 및 상기 제2 광이 상기 제1 검출 영역에 입사되는 것을 억제 또는 차단하도록 구성될 수 있다.
본 개시는 실시예들에 관해 예시하여 설명되었지만, 실시예들이 본 개시를 한정하는 것이 아니라 예시를 위한 것으로 이해되어야 할 것이다. 첨부된 청구항과 그 균등물을 포함하여, 본 개시의 전체 관점에서 벗어나지 않는 범위에서 그 형식과 세부적인 구성에 다양한 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 예를 들어, 작동 환경에 따른 수신 편차를 설명함에 있어, 작동 환경의 차이를 대략 10도 정도의 온도로 예시하여 설명하고 있지만, 본 개시의 실시예(들)가 이에 한정되지 않음에 유의한다. 실시예들에서, 촬영(또는 거리 측정)의 지속 시간과 주기, 또는 광학 모듈(또는 전자 장치)의 작동 모드와 현재 위치된 공간의 온도에 따라, 작동 환경의 편차는 상술한 실시예에서 언급된 것과 다를 수 있다.

Claims (14)

  1. 광학 모듈(307)에 있어서,
    제1 기판(first substrate)(371);
    상기 제1 기판에 배치되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자 조립체(light emitting element assembly)(373);
    상기 발광 소자 조립체의 일측에 인접하게 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 후 피사체에 의해 반사된 제1 광(RL1)을 수신하도록 구성된 제1 검출 영역(375a)을 포함하는 수광 소자(light receiving element)(375); 및
    상기 제1 기판에 배치되며, 상기 제1 검출 영역을 수용하는 제2 수용 공간(307b), 상기 발광 소자 조립체와 상기 제2 수용 공간 사이에 배치된 안내 구조(307c), 및 상기 안내 구조와 상기 제2 수용 공간 사이에서 내측면으로부터 연장되어 상기 수광 소자를 향하게 배치된 제2 격벽(377a)을 제공하도록 구성된 제1 케이싱(first casing)(377)을 포함하고,
    상기 수광 소자는 상기 제1 검출 영역의 일측에 인접하면서 적어도 부분적으로 상기 안내 구조의 내부로 배치된 제2 검출 영역(375b)을 더 포함하며,
    상기 제2 검출 영역은 상기 발광 소자 조립체에 의해 방사된 광의 일부이면서 상기 안내 구조에 의해 안내된 제2 광(RL2)을 수신하도록 구성된 광학 모듈.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 발광 소자 조립체는,
    세라믹 재질을 포함하는 제2 기판(second substrate)(373a);
    상기 제2 기판에 탑재된 구동 회로(373b); 및
    상기 구동 회로에 의해 제어되어 지정된 파장 대역의 광을 방사하도록 구성된 발광 소자(light emitting element)(373d)를 포함하는 광학 모듈.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 발광 소자 조립체는,
    상기 제2 기판에 배치되며 적어도 상기 발광 소자를 수용하는 제2 케이싱(373c); 및
    상기 제2 케이싱에 제공되어 상기 제1 케이싱의 상기 안내 구조와 정렬된 제1 안내 홀(guide hole)(373g)을 더 포함하고,
    상기 제1 안내 홀은 상기 안내 구조의 내부로 상기 제2 광을 안내하도록 구성된 광학 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 케이싱의 내부 공간 또는 상기 안내 구조의 내부에 배치된 적어도 하나의 반사 부재(473)를 더 포함하는 광학 모듈.
  5. 제3 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내 구조와 상기 발광 소자 조립체 사이에서 상기 제1 케이싱의 내부에 배치된 제1 격벽(377c); 및
    적어도 부분적으로 상기 제1 격벽과 상기 제1 기판에 의해 둘러싸인 제2 안내 홀(377d)을 더 포함하고,
    상기 제1 안내 홀이 상기 제2 안내 홀과 정렬된 광학 모듈.
  6. 제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자 조립체는,
    회절 광학 소자(diffractive optical element; DOE)(373f); 및
    콜리메이터(collimator)(373e)를 더 포함하고,
    상기 회절 광학 소자 및 상기 콜리메이터는 상기 발광 소자에서 방사된 광의 적어도 일부를 지정된 방향으로 안내 또는 정렬시키도록 구성된 광학 모듈.
  7. 제2 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자는 수직 공동 표면 방출형 레이저(vertical cavity surfae emitting laser; VCSEL)를 포함하는 광학 모듈.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 케이싱에 배치되어 상기 제1 광을 상기 제1 검출 영역으로 안내 또는 집속하도록 구성된 렌즈 조립체(379)를 더 포함하는 광학 모듈.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 케이싱은 상기 발광 소자 조립체를 수용하는 제1 수용 공간(375)을 더 제공하도록 구성되며,
    상기 안내 구조가 상기 제1 수용 공간과 상기 제2 수용 공간 사이에 배치된 광학 모듈.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 격벽은, 상기 제1 광이 상기 제2 검출 영역에 입사되는 것을 억제 또는 차단하도록 구성된 광학 모듈.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 격벽은, 상기 제2 광이 상기 제1 검출 영역에 입사되는 것을 억제 또는 차단하도록 구성된 광학 모듈.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 격벽은 상기 제1 검출 영역의 가장자리에 상응하는 폐곡선 궤적을 이루게 배치된 광학 모듈.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내 구조 상에서 상기 제1 케이싱의 내측면 적어도 일부는 상기 제1 기판에 대하여 경사진 광학 모듈.
  14. 전자 장치(1001; 1002; 1004; 100; 200)에 있어서,
    하우징(201);
    상기 하우징에 배치된, 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 광학 모듈(307);
    적어도 하나의 프로세서(1020); 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 전자 장치로 하여금 적어도 상기 제1 광에 기반하여 피사체까지의 거리 정보를 결정하도록 하는 명령어들이 저장된 메모리(1030)를 포함하는 전자 장치.
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