WO2019235837A1 - 광학 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치 - Google Patents

광학 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치 Download PDF

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WO2019235837A1
WO2019235837A1 PCT/KR2019/006776 KR2019006776W WO2019235837A1 WO 2019235837 A1 WO2019235837 A1 WO 2019235837A1 KR 2019006776 W KR2019006776 W KR 2019006776W WO 2019235837 A1 WO2019235837 A1 WO 2019235837A1
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reflective
optical assembly
lens
electronic device
axis
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PCT/KR2019/006776
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김영란
김수정
김용수
박청수
이환선
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삼성전자 주식회사
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Publication date
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    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
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    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • G02B13/007—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror the beam folding prism having at least one curved surface
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    • G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/10—Mirrors with curved faces

Definitions

  • Various embodiments relate to an optical assembly and an electronic device including the same, and, for example, to an optical assembly including a compact and excellent optical performance and an electronic device including the same.
  • Head mounted displays refer to various digital devices that can be provided with multimedia content by wearing a glasses-type display on the head. According to the trend of light weight and miniaturization of digital devices, various wearable computers are being developed, and HMDs are also widely used.
  • the HMD can be combined with augmented reality technology and N screen technology to provide various conveniences to the user beyond simple display functions.
  • Various embodiments may provide an optical assembly that is small in size and excellent in optical performance, for example, in an electronic device (eg, a head mounted electronic device).
  • an electronic device eg, a head mounted electronic device.
  • various embodiments may provide an electronic device including, for example, an optical assembly.
  • an optical assembly includes a first reflection mirror for reflecting the image light output from the display module; A second reflection mirror that reflects the image light reflected by the first reflection mirror; A refractive lens through which the image light reflected by the second reflection mirror passes; And a first surface and a second surface, reflecting the image light passing through the refractive lens on the first surface in a first direction, and transmitting real light from a second direction facing the first direction. It includes a semi-transmissive coating layer is configured to, and wherein the first and second surfaces each have an asymmetric aspheric shape.
  • An anti-reflective coating layer may be further provided on the second surface of the reflective lens.
  • the radius of curvature of the first surface of the reflective lens may be the same as the radius of curvature of the second surface.
  • the first reflective mirror may have an asymmetric aspheric shape.
  • the second reflection mirror may have an asymmetric aspheric shape.
  • the first reflection mirror and the second reflection mirror may each have an asymmetric aspheric shape.
  • the optical assembly may have four or more asymmetric aspherical surfaces.
  • the axis perpendicular to the display module is referred to as the Z axis and the two axes perpendicular to the Z axis are referred to as the X axis and the Y axis
  • the four or more asymmetric aspherical surfaces are asymmetrical in the XZ plane based on the Y axis
  • the X axis By reference the YZ plane can be configured to be symmetrical.
  • An aperture may be further provided from the reflective lens in the first direction.
  • the straight line distance T3 between the incident pupil center of the optical assembly and the center of the display module may be 27 mm ⁇ T3 ⁇ 35 mm.
  • the optical assembly may satisfy the following equation.
  • M1 EFY represents the focal length of the first reflection mirror and EF Y represents the Y axis focal length of the optical assembly.
  • the optical assembly may satisfy the following equation.
  • M1 tilt represents a tilt angle with respect to the X axis in the XZ plane of the first reflection mirror.
  • the optical assembly may satisfy the following equation.
  • EF Y represents the Y axis focal length of the optical assembly
  • EF X represents the X axis focal length of the optical assembly
  • An electronic device includes a housing: a display module mounted on one surface of the housing; A first reflection mirror reflecting the image light output from the display module and disposed to face the display module; A second reflection mirror reflecting the image light reflected by the first reflection mirror and disposed below the display module; A refractive lens disposed to pass the image light reflected by the second reflection mirror; And a transflective coating layer configured to reflect the image light passing through the refractive lens toward the user's eye and to transmit external real light, wherein at least one of the two surfaces has a asymmetric aspheric shape.
  • the refractive lens may be disposed from the lower end of the first reflective mirror to the lower end of the second reflective mirror, and the reflective lens may be disposed below the refractive lens.
  • a cover disposed to cover the first reflective mirror and the reflective lens may be further provided.
  • An optical assembly may provide a compact and high quality image.
  • An electronic device according to various embodiments of the present disclosure is worn on a user's head so that an image generated by the display module and an actual image from the outside are displayed together.
  • FIG. 1 schematically illustrates an electronic device according to an embodiment.
  • FIG 2 is an exterior front view of an electronic device according to an embodiment.
  • FIG 3 is an inner front view of an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an operation of an electronic device, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 illustrates a tilt control method of a reflective lens included in an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG 6 illustrates an optical assembly, according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments.
  • Electronic devices according to various embodiments of the present disclosure may be various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, at least one of a portable communication device (eg, a smartphone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device eg, a smartphone
  • a computer device e.g., a laptop, a desktop computers
  • portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a portable medical device
  • a home appliance e.g., a portable medical device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • any (eg first) component is said to be “(functionally or communicatively)” or “connected” to another (eg second) component, the other component is said other
  • the component may be directly connected or connected through another component (eg, a third component).
  • module includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, components, or circuits.
  • the module may be an integrally formed part or a minimum unit or part of performing one or more functions.
  • the module may be configured as an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of this document include instructions stored in a machine-readable storage media (eg, internal memory 236 or external memory 238) that can be read by a machine (eg, a computer). It may be implemented in software (eg, program 240).
  • the device is a device capable of calling a stored command from a storage medium and operating according to the called command, and may include an electronic device (for example, the electronic device 201) according to the disclosed embodiments.
  • the processor may perform a function corresponding to the command directly or by using other components under the control of the processor.
  • the instructions can include code generated or executed by a compiler or interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-temporary' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, and does not distinguish that data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.
  • a method may be provided included in a computer program product.
  • the computer program product may be traded between the seller and the buyer as a product.
  • the computer program product may be distributed online in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (eg play store TM ).
  • a storage medium such as a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server, or may be temporarily created.
  • Each component eg, a module or a program
  • some components eg, modules or programs
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or at least some of the operations may be executed in a different order, omitted, or another operation may be added. Can be.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an electronic device 100 according to an embodiment, and FIG. 2 illustrates an outer front view. 1 and 2 show portions corresponding to a single eye of a user, each of which is mounted in the user's quantity.
  • the electronic device 100 may include a first housing H1, a display module 110 mounted on one surface of the first housing H1, and an image reflecting image light output from the display module 110.
  • the first reflection mirror 120 and the second reflection mirror 130 may include a second reflection mirror 130 that reflects the image light reflected by the first reflection mirror 120.
  • the first reflective mirror 120 may be disposed to face the display module 110.
  • the first reflective mirror 120 may be mounted on the second housing H2.
  • the first housing H1 and the second housing H2 may be configured as separate bodies. Alternatively, the first housing H1 and the second housing H2 may be configured as one body.
  • the first housing H1 may be configured to allow a user to wear the electronic device 100.
  • the first housing H1 may have a structure in which a user can wear the electronic device 100 on a face.
  • the wearable structure on the face can be variously modified, such as a helmet structure and glasses structure.
  • the second reflective mirror 130 may be disposed on the same surface of the first housing H1.
  • the second reflection mirror 130 may be disposed under the display module 110.
  • a reflective lens 150 is provided to reflect the image light reflected from the second reflective mirror 130, and a refractive lens 140 is provided on the optical path between the second reflective mirror 130 and the reflective lens 150. Can be.
  • the refractive lens 140 may be disposed to cross from the lower end of the first reflective mirror 120 to the lower end of the second reflective mirror 130.
  • the refractive lens 140 may be disposed in contact with lower ends of the first reflection mirror 120 and the second reflection mirror 130 or may be disposed adjacent to each other.
  • the electronic device 100 may include a first portion P1 positioned on the upper side and a second portion P2 positioned on the lower side with respect to the refractive lens 140.
  • the first portion P1 may be positioned above the eyes of the user
  • the second portion P2 may be positioned to face the eyes of the user.
  • the display module 110, the first reflective mirror 120, and the second reflective mirror 130 may be disposed in the first portion P1, and the reflective lens 150 may be disposed in the second portion P2.
  • the refractive lens 140 may correct the aberration to increase the optical performance of the electronic device 100.
  • the refractive lens 140 is disposed from the lower end of the first reflecting mirror 120 to the lower end of the second reflecting mirror 130 to form a part of the housing such as the first housing H1 and the second housing H2.
  • the refractive lens 140 serves to compensate for the performance by reducing the size and to protect the first reflection mirror 120 and the second reflection mirror 130 from foreign objects and external shocks.
  • the display module 110 may be movably mounted in the first housing H1 so that the left eye image generated by the left eye display module and the right eye image generated by the right eye display module overlap at a specific distance. Referring to FIG. 3, the display module 110 may decenter in the X-axis and Y-axis directions 115 by the holder 117. This is to improve the phenomenon in which the virtual image generated by the error of the mechanism and the lens of the electronic device does not overlap, and the display module can move within the range where no image occlusion occurs on each reflective surface. .
  • the first reflective mirror 120 may be disposed in the second housing H2, and the first reflective mirror 120 may be variable.
  • the tilt adjusting unit 160 may be further provided to move the first reflection mirror 120.
  • the first reflection mirror 120 moves, the first reflection mirror 120 and the reflection lens 150 may be coupled to each other so that the reflection lens 150 is interlocked.
  • the tilt angle of the reflection lens 150 may be adjusted by adjusting a distance between the first housing H1 and the second housing H2.
  • the reflective lens 150 may have a tilt angle ⁇ of approximately 15 ° in a downward direction with respect to the human eye, so that the virtual image may be positioned at a position where the gaze is comfortable.
  • the tilt angle ⁇ represents an angle at which the reflective lens 150 is inclined with respect to the horizontal line L in the drawing.
  • FIG. 5 illustrates one method of adjusting the tilt of the reflective lens 150.
  • the user may input a tilt angle adjustment command to the electronic device 100 (S100).
  • the tilt angle of the reflective lens 150 may be adjusted to adjust the optical path in the manufacturing process of the electronic device 100.
  • the electronic device 100 may move the first reflection mirror 120 by the tilt adjuster 160 in operation S101.
  • the tilt of the reflective lens 150 may be adjusted in conjunction with the first reflective mirror 120.
  • the tilt adjusting unit 160 may directly adjust the tilt of the reflective lens 150.
  • the tilt of the reflective lens 150 may be automatically adjusted, or the user may manually adjust the tilt.
  • a cover 170 may be further provided on the front surface of the electronic device to cover the first reflective mirror 120 and the reflective lens 150.
  • the cover 170 may be formed of a transparent material.
  • the cover 170 may adjust brightness and may also function to protect the first reflective mirror 120 and the reflective lens 150.
  • FIG. 4 an example in which the cover 170 covers all of the first reflection mirror 120 to the reflective lens 150 is illustrated.
  • the cover 170 may be changed to various shapes.
  • the cover 170 may be configured to cover only the reflective lens 150.
  • FIG. 6 illustrates an optical assembly according to one embodiment.
  • the components of the optical assembly use the same member numbers as in FIG. 1.
  • the reflective lens 150 includes a transflective coating layer 155 configured to reflect the image light IL reflected by the second reflective mirror 130 to the user's eye and to transmit external real light RL. can do.
  • the transflective coating layer 155 may transmit part of incident light and reflect the rest of the incident light. Accordingly, the light generated by the display module 110 may be viewed by reflecting some light of the image light to the user's eyes, and some light of the real light coming in from the opposite direction of the reflective lens 150 may be transmitted to display the real with the image. can see.
  • the transflective coating layer 155 may have a reflectance of, for example, 50%. Reflectance is only one example and is not limited thereto.
  • the transflective coating layer 155 may be provided on the first surface 150a of the reflective lens 150. The first surface 150a may indicate a surface facing the user's eyes when the user wears the electronic device 100.
  • An anti-reflective coating layer 157 may be further provided on the second surface 150b of the reflective lens 150.
  • the second surface 150b may be an opposite surface of the first surface 150a.
  • the antireflective coating layer 157 may be composed of multiple layers.
  • the anti-reflective coating layer 157 is intended to reduce the reflection of light when light from the outside is incident on the reflective lens 150. This is to make the outside real thing visible.
  • the reflective lens 150 may be an asymmetric aspheric lens.
  • the first surface 150a and the second surface 150b of the reflective lens 150 may each be aspherical asymmetric surfaces.
  • An axis perpendicular to the display module 130 is referred to as a Z axis, and two axes perpendicular to the Z axis are referred to as an X axis and a Y axis.
  • the first surface 150a and the second surface 150b may be configured such that the XZ plane is asymmetrical with respect to the Y axis and the YZ plane is symmetrical with respect to the X axis.
  • the YZ plane is symmetrical, which is advantageous for core correction in manufacturing a mold for manufacturing a lens.
  • the radius of curvature of the first surface 150a of the reflective lens 150 and the radius of curvature of the second surface 150b may be the same. This allows see-through images to be viewed without compromising distortion and optical performance.
  • At least one of the first reflection mirror 120 and the second reflection mirror 130 may be an asymmetric aspheric lens.
  • the first reflection mirror 120 and the second reflection mirror 130 may be configured such that the XZ plane is asymmetrical with respect to the Y axis and the YZ plane is symmetrical with respect to the X axis.
  • An optical assembly may have four or more asymmetric aspherical surfaces.
  • the first reflective mirror 120, the second reflective mirror 130, the first surface 150a and the second surface 150b of the reflective lens 150 may each be an asymmetric aspheric surface.
  • the refractive lens 140 may be a symmetric aspheric lens.
  • each asymmetric aspherical surface may be positioned on the non-axis relative to the optical axis from the user's eyes.
  • the aperture ST may be further provided from the reflective lens 150 in the first direction in which the user's eyes are located.
  • an aspherical surface used in an optical assembly is as follows.
  • Aspheric shape is Z axis
  • optical axis direction is X axis
  • Y axis is perpendicular to the optical axis direction
  • z represents the sag of the plane parallel to the Z axis
  • k is a conic constant ( c represents the inverse of the radius of curvature at the vertex of the lens (1 / R), and Cj represents the aspherical coefficient of the mononomial x m y n , respectively.
  • an image from the display module may be sequentially arranged through the first reflection mirror 120, the second reflection mirror 130, the refractive lens 140, and the reflection lens 150 along the optical axis. Can be projected onto the retina.
  • an electronic device is configured for both eyes, and the image from each display module is projected to the left and right eyes. The position of the image can be adjusted by adjusting the position of the left and right eyes.
  • the real object from the outside may pass through the reflective lens 150 to be visible to the user's eyes.
  • the linear distance T3 between the entrance pupil center of the optical assembly and the center of the display module may have a range of 27 mm ⁇ T3 ⁇ 35 mm.
  • T3 is less than the lower limit of the above range, when the user wears the electronic device, interference between the user's forehead and the electronic device may occur, and a problem may occur due to heat generation of the display module. If T3 exceeds the upper limit of the above range, the electronic device may be too far from the user's forehead, increasing the size of the entire device.
  • optical assembly may satisfy the following equation.
  • M1 EFY represents the focal length of the first reflection mirror and EF Y represents the Y axis focal length of the optical assembly.
  • the field of view (FOV) of the optical assembly may be large. If (M1 EFY ) / EF Y exceeds the lower limit of Equation 2, the aberration control becomes difficult because the power of the first reflecting mirror in the whole optical assembly becomes too large, and if it exceeds the upper limit, the first reflection in the whole optical assembly Because the power occupied by the mirror is so small, the angle of view of the optical assembly is reduced, making it difficult to achieve wide angles.
  • optical assembly may satisfy the following equation.
  • M1 tilt represents a tilt angle with respect to the X axis in the XZ plane of the first reflection mirror.
  • optical assembly may satisfy the following equation.
  • EF Y represents the Y axis focal length of the optical assembly
  • EF X represents the X axis focal length of the optical assembly
  • Equation 4 shows the conditions for maintaining the aspect ratio of the virtual image from the display module. (EF Y / EF X ) Distortion may occur when the range of Equation 4 is not satisfied.
  • the surface numbers (1, 2, 3..n; n is a natural number) are sequentially arranged from a position close to the user's eye to a position close to the display module.
  • EF Y is the Y-axis focal length of the optical assembly
  • FNO is the F number
  • 2w is the angle of view
  • ImgH is the image height
  • R is the radius of curvature
  • Dn is the thickness of the lens (or mirror), or Or air) between the lens and the lens (or mirror) between the lens and the lens (or mirror)
  • Nd represents the refractive index
  • Vd represents the Abbe's number.
  • ST represents an aperture
  • OBJ represents an object.
  • the optical assembly may be employed in an electronic device to provide a high quality image.
  • the electronic device may include an optical see-through lens that allows an image to be superimposed on a real world view of the user.
  • the electronic device may be, for example, a display device.
  • the electronic device may be, for example, a head mounted display.
  • the head mounted display may take the form of a helmet, visor, glasses and goggles, or may be attached by one or more straps. Head mounted displays can be used in aeronautics, engineering, science, medicine, computer games, video, sports, training, simulation, and various applications.
  • Electronic devices according to various embodiments include mobile devices, virtual reality devices, augmented reality devices, and It may be applied to a surround view input device of a vehicle, an unmanned mobile vision system, a driving imaging apparatus of a vehicle, and the like.
  • FIG. 7 is a block diagram of an electronic device 201 (eg, the electronic device 100) in a network environment 200, according to various embodiments.
  • the electronic device 100 shown in FIG. 1 may be applied in the network 200.
  • the electronic device 201 communicates with the electronic device 202 through the first network 298 (for example, short-range wireless communication), or the second network 299 ( For example, it may communicate with the electronic device 204 or the server 208 through remote wireless communication.
  • the electronic device 201 may communicate with the electronic device 204 through the server 208.
  • the electronic device 201 may include a processor 220, a memory 230, an input device 250, an audio output device 255, a display device 260, an audio module 270, and a sensor module ( 276, interface 277, haptic module 279, camera module 280, power management module 288, battery 289, communication module 290, subscriber identification module 296, and antenna module 297 ) May be included.
  • a processor 220 may include a processor 220, a memory 230, an input device 250, an audio output device 255, a display device 260, an audio module 270, and a sensor module ( 276, interface 277, haptic module 279, camera module 280, power management module 288, battery 289, communication module 290, subscriber identification module 296, and antenna module 297 ) May be included.
  • the components for example, the display device 260 or the camera module 280
  • another component may be added to the electronic device 201.
  • some configurations such as, for example, in the case of the sensor module 276 (eg, fingerprint sensor, iris sensor, or illuminance sensor) embedded in the display device 260 (eg, head mounted display).
  • the elements can be integrated and implemented.
  • the processor 220 may drive at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 201 connected to the processor 220, for example, by driving software (eg, a program 240). It can control and perform various data processing and operations.
  • the processor 220 loads and processes the command or data received from another component (eg, the sensor module 276 or the communication module 290) into the volatile memory 232, and processes the result data in the nonvolatile memory 234.
  • the processor 220 operates independently of the main processor 221 (eg, central processing unit or application processor), and additionally or alternatively, uses less power than the main processor 221, Or a coprocessor 223 (eg, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor) specialized for a designated function.
  • the coprocessor 223 may be operated separately from the main processor 221 or embedded.
  • the coprocessor 223 may, for example, replace the main processor 221 while the main processor 221 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 221 may be active (eg At least one of the components of the electronic device 201 (eg, the display device 260, the sensor module 276, or the communication module) together with the main processor 221 while in the application execution state. 290) may control at least some of the functions or states associated with).
  • the coprocessor 223 e.g., image signal processor or communication processor
  • is implemented as some component of another functionally related component e.g., camera module 280 or communication module 290. Can be.
  • the memory 230 may store various data used by at least one component of the electronic device 201 (eg, the processor 220 or the sensor module 276), for example, software (eg, the program 240). ), And input data or output data for a command related thereto.
  • the memory 230 may include a volatile memory 232 or a nonvolatile memory 234.
  • the program 240 is software stored in the memory 230 and may include, for example, an operating system 242, middleware 244, or an application 246.
  • the input device 250 is a device for receiving an instruction or data to be used for a component of the electronic device 201 (for example, the processor 220) from the outside of the electronic device 201 (for example, a user).
  • a component of the electronic device 201 for example, the processor 220
  • it may include a microphone, a mouse, or a keyboard.
  • the sound output device 255 is a device for outputting a sound signal to the outside of the electronic device 201.
  • the sound output device 255 may include a speaker used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and a receiver used only for receiving a call. It may include. According to one embodiment, the receiver may be formed integrally or separately from the speaker.
  • the display device 260 is a device for visually providing information to a user of the electronic device 201 and includes, for example, a display, a head mounted display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device. can do.
  • the display device 260 may include a pressure sensor capable of measuring the intensity of the pressure on the touch circuitry or the touch.
  • the audio module 270 may bidirectionally convert a sound and an electrical signal. According to an embodiment, the audio module 270 acquires sound through the input device 250, or an external electronic device (for example, a wired or wireless connection with the sound output device 255 or the electronic device 201). Sound may be output through the electronic device 202 (eg, a speaker or a headphone).
  • an external electronic device for example, a wired or wireless connection with the sound output device 255 or the electronic device 201). Sound may be output through the electronic device 202 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 276 may generate an electrical signal or data value corresponding to an operating state (eg, power or temperature) inside the electronic device 201 or an external environmental state.
  • the sensor module 276 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, Or an illumination sensor.
  • the interface 277 may support a specified protocol that may be connected to an external electronic device (for example, the electronic device 202) by wire or wirelessly.
  • the interface 277 may include a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • the connection terminal 278 may be a connector for physically connecting the electronic device 201 and an external electronic device (for example, the electronic device 202), for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector. (Eg, headphone connector).
  • an HDMI connector for example, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector. (Eg, headphone connector).
  • the haptic module 279 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that can be perceived by the user through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 279 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 280 may capture still images and videos. According to one embodiment, the camera module 280 may include one or more lenses, an image sensor, an image signal processor, or a flash.
  • the power management module 288 is a module for managing power supplied to the electronic device 201, and may be configured, for example, as at least part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 289 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 201, and may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 290 may establish a wired or wireless communication channel between the electronic device 201 and an external electronic device (for example, the electronic device 202, the electronic device 204, or the server 208), and the established communication channel. It can support to perform communication through.
  • the communication module 290 may include one or more communication processors that support wired communication or wireless communication that operate independently of the processor 220 (eg, an application processor).
  • the communication module 290 is a wireless communication module 292 (eg, a cellular communication module, a near field communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 294 (eg A local area network (LAN) communication module, or a power line communication module, comprising a local area network such as a first network 298 (eg, Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association) using a corresponding communication module. Communication with an external electronic device via a communication network) or a second network 299 (eg, a telecommunication network such as a cellular network, the Internet, or a computer network (eg, a LAN or a WAN)).
  • the various types of communication modules 290 described above may be implemented as one chip or may be implemented as separate chips.
  • the wireless communication module 292 may identify and authenticate the electronic device 201 within a communication network using user information stored in the subscriber identification module 296.
  • the antenna module 297 may include one or more antennas for transmitting or receiving signals or power from the outside.
  • the communication module 290 eg, the wireless communication module 292
  • peripheral devices eg, a bus, a general purpose input / output (GPIO), a serial peripheral interface (SPI), or a mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input / output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 201 and the external electronic device 204 through the server 208 connected to the second network 299.
  • Each of the electronic devices 202 and 204 may be the same or different type of device as the electronic device 201.
  • all or part of operations executed in the electronic device 201 may be executed in another or a plurality of external electronic devices.
  • the electronic device 201 when the electronic device 201 is to perform a function or service automatically or by request, the electronic device 201 may instead or additionally execute the function or service by itself. At least some associated functions may be requested to the external electronic device.
  • the external electronic device may execute the requested function or the additional function and transmit the result to the electronic device 201.
  • the electronic device 201 may provide the requested function or service by processing the received result as it is or additionally.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.

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Abstract

광학 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치가 개시된다. 개시된 광학 어셈블리가, 디스플레이 모듈에서 출력된 영상 광을 반사시키는 적어도 하나의 반사 미러, 상기 적어도 하나의 반사 미러에서 반사된 영상 광이 통과하는 굴절 렌즈, 및 제1면 및 제2면을 가지고, 상기 제1면에 상기 굴절 렌즈를 통과한 상기 영상 광을 제1 방향으로 반사시키고, 상기 제1 방향과 마주보는 제2 방향으로부터의 실물 광을 투과시키도록 구성된 반투과 코팅층이 구비된 반사 렌즈를 포함한다.

Description

광학 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
다양한 실시예들은 광학 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 소형이고, 광학 성능이 우수한 광학 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치에 관한 것이다.
최근 AR(Augmented Reality) 시스템과 관련한 제품 개발이 활발하게 진행되고 있다. 과거에 군사용으로 사용되던 제품이 게임용, 산업용 의료용, 자동차, 핸드폰 등에 적용되면서 좀더 작고 가벼운 사이즈에 좋은 화질을 가지는 제품이 요구되었다. 하지만, 좋은 품질을 위해 많은 렌즈들을 사용함으로 인하여 생산성 및 소형 시스템으로 구성하는 것에 어려움이 있다.
헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display)란 안경형 디스플레이를 머리에 착용하여 멀티미디어 콘텐츠를 제공받을 수 있도록 하는 각종 디지털 디바이스를 말한다. 디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라, 다양한 웨어러블 컴퓨터(Wearable Computer)가 개발되고 있으며, HMD 또한 널리 사용되고 있다. HMD는 단순한 디스플레이 기능을 넘어 증강 현실 기술, N 스크린 기술 등과 조합 되어 사용자에게 각종 편의를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들은, 예컨대, 전자 장치(예: 헤드 마운트 전자 장치)에서 소형이고, 광학 성능이 우수한 광학 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 다양한 실시예들은, 예컨대, 광학 어셈블리를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 한 실시예에 따른 광학 어셈블리는, 디스플레이 모듈에서 출력된 영상 광을 반사시키는 제1 반사 미러; 상기 제1 반사 미러에서 반사된 상기 영상 광을 반사시키는 제2 반사 미러; 상기 제2 반사 미러에서 반사된 상기 영상 광이 통과하는 굴절 렌즈; 및 제1면 및 제2면을 가지고, 상기 제1면에 상기 굴절 렌즈를 통과한 상기 영상 광을 제1 방향으로 반사시키고, 상기 제1 방향과 마주보는 제2 방향으로부터의 실물 광을 투과시키도록 구성된 반투과 코팅층이 구비되고, 상기 제1면과 제2면이 각각 비대칭 비구면 형상을 가지는 반사 렌즈;를 포함한다.
상기 반사 렌즈의 제2 면에 반사 방지 코팅층이 더 구비될 수 있다.
상기 반사 렌즈의 제1면의 곡률 반경과 제2면의 곡률 반경이 같을 수 있다.
상기 제1 반사 미러가 비대칭 비구면 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 반사 미러가 비대칭 비구면 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 반사 미러와 제2 반사 미러가 각각 비대칭 비구면 형상을 가질 수 있다.
상기 광학 어셈블리가 4개 이상의 비대칭 비구면을 가지질 수 있다.
상기 디스플레이 모듈에 수직한 축을 Z축이라고 하고, 상기 Z축에 대해 수직인 2개의 축을 X축, Y축이라고 할 때, 상기 4개 이상의 비대칭 비구면은 Y축 기준으로 XZ 평면이 비대칭이고, X축 기준으로 YZ 평면이 대칭이도록 구성될 수 있다.
상기 반사 렌즈로부터 상기 제1 방향에 조리개가 더 구비될 수 있다.
상기 광학 어셈블리의 입사동 중심과 상기 디스플레이 모듈 중심 사이의 직선 거리(T3)가 27mm < T3 < 35mm 일 수 있다.
상기 광학 어셈블리가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
1.8 < (M1 EFY)/EF Y < 2.2
여기서, M1 EFY은 제1 반사미러의 초점거리를, EF Y는 광학 어셈블리의 Y 축 초점거리를 나타낸다.
상기 광학 어셈블리가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
19deg < M1 tilt < 23deg
여기서, M1 tilt는 상기 제1 반사미러의 X-Z평면에서의 X축에 대한 틸트 각도를 나타낸다.
상기 광학 어셈블리가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.997 < EF Y/EF X < 1.003
EF Y는 광학 어셈블리의 Y축 초점거리를, EF X는 광학 어셈블리의 X축 초점거리를 나타낸다.
일 실시예에 따른 전자 장치가, 하우징: 상기 하우징의 일 면에 탑재된 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈에서 출력된 영상 광을 반사시키고, 상기 디스플레이 모듈에 마주보게 배치된 제1 반사 미러; 상기 제1 반사 미러에서 반사된 상기 영상 광을 반사시키며, 상기 디스플레이 모듈의 하방에 배치된 제2 반사 미러; 상기 제2 반사 미러에서 반사된 상기 영상 광이 통과하도록 배치된 굴절 렌즈; 및 상기 굴절 렌즈를 통과한 상기 영상 광을 사용자의 눈 방향으로 반사시키고, 외부의 실물 광을 투과시키도록 구성된 반투과 코팅층이 구비되고, 양 면들 중 하나 이상이 비대칭 비구면 형상을 가지는 반사 렌즈;를 포함하고, 상기 굴절 렌즈가 상기 제1 반사 미러의 하단부로부터 상기 제2 반사 미러의 하단부까지 배치되고, 상기 반사 렌즈가 상기 굴절 렌즈의 하방에 배치될 수 있다.
상기 제1 반사미러와 반사 렌즈를 덮도록 배치된 커버가 더 구비될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 광학 어셈블리는, 소형이고, 고품질의 영상을 제공할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 사용자의 머리에 착용되어 디스플레이 모듈에서 생성된 영상과 외부에서의 실제 영상이 같이 보이도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른, 전자 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 전자 장치의 외측 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 전자 장치의 내측 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른, 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 전자 장치에 포함된 반사 렌즈의 틸트 조절 방법을 나타낸 것이다.
도 6은 일 실시예에 따른, 광학 어셈블리를 도시한 것이다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 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 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 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 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(236) 또는 외장 메모리(238))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(240))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(201))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(220))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 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, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어 TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 광학 어셈블리, 및 이를 포함한 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 단면도이고, 도 2는 외측 정면도를 도시한 것이다. 도 1 및 도 2는 사용자의 일 안(single eye)에 대응되는 부분을 도시한 것이고, 이러한 장치가 사용자의 양 안에 각각 장착된다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치(100)는 제1하우징(H1), 제1하우징(H1)의 일 면에 탑재된 디스플레이 모듈(110), 디스플레이 모듈(110)에서 출력된 영상 광을 반사시키는 제1 반사 미러(120), 제1 반사 미러(120)에서 반사된 영상 광을 반사시키는 제2 반사 미러(130)를 포함할 수 있다. 제1 반사 미러(120)가 디스플레이 모듈(110)에 마주보게 배치될 수 있다. 제1 반사 미러(120)가 제2하우징(H2)에 탑재될 수 있다. 제1하우징(H1)과 제2하우징(H2)은 별개의 몸체로 구성될 수 있다. 또는 제1하우징(H1)과 제2하우징(H2)은 하나의 몸체로 구성되는 것도 가능하다. 제1하우징(H1)은 사용자가 전자 장치(100)를 착용 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1하우징(H1)은 사용자가 전자 장치(100)를 얼굴에 착용 가능하도록 된 구조를 가질 수 있다. 얼굴에 착용 가능한 구조는 헬멧 구조, 안경 구조 등 다양하게 변형 가능하다.
제2 반사 미러(130)가 제1하우징(H1)의 같은 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 반사 미러(130)가 디스플레이 모듈(110)의 하부에 배치될 수 있다. 제2 반사 미러(130)에서 반사된 영상 광을 반사시키는 반사 렌즈(150)가 구비되고, 제2 반사 미러(130)와 반사 렌즈(150) 사이의 광경로 상에 굴절 렌즈(140)가 구비될 수 있다.
굴절 렌즈(140)가 제1 반사 미러(120)의 하단부로부터 상기 제2 반사 미러(130)의 하단부까지 가로지르도록 배치될 수 있다. 굴절 렌즈(140)는 제1 반사 미러(120)와 제2 반사 미러(130)의 하단부에 접촉하여 배치될 수도 있고, 인접하게 배치될 수도 있다.
전자 장치(100)는 굴절 렌즈(140)를 기준으로 상 측(upper side)에 위치한 제1부분(P1)과 하 측(lower side)에 위치한 제2부분(P2)를 포함할 수 있다. 전자 장치(100)를 사용자가 착용했을 때, 제1부분(P1)은 사용자의 눈보다 위에 위치하고, 제2부분(P2)은 사용자의 눈에 마주보게 위치할 수 있다.
제1부분(P1)에 디스플레이 모듈(110), 제1 반사 미러(120), 제2 반사 미러(130)가 배치되고, 제2부분(P2)에 반사 렌즈(150)가 배치될 수 있다. 굴절 렌즈(140)는 수차를 보정하여 전자 장치(100)의 광학 성능을 높일 수 있다. 또한, 굴절 렌즈(140)가 제1 반사 미러(120)의 하단부로부터 제2 반사 미러(130)의 하단부까지 가로질러 배치되어 제1하우징(H1) 및 제2하우징(H2)과 같이 하우징의 일부로서 기능할 수 있다. 즉, 굴절 렌즈(140)가 제1부분(P1)과 제2부분(P2)의 경계에 배치되어 외부로부터 먼지나 불순물이 디스플레이 모듈(110)이나 제1반사 미러(120), 제2 반사 미러(130) 쪽으로 침투하는 것을 줄일 수 있다. 굴절 렌즈(140)는 사이즈 축소에 의한 성능보정 기능 및 제1 반사미러(120)와 제2반사미러(130)를 이물과 외부충격으로부터 보호하는 역할을 한다.
좌안용 디스플레이 모듈에서 생성된 좌안 영상과 우안용 디스플레이 모듈에서 생성된 우안 영상이 특정 거리에서 겹쳐 보이게 하기 위하여 제1 하우징(H1)에 디스플레이 모듈(110)이 이동 가능하게 장착될 수 있다. 도 3을 참조하면, 디스플레이 모듈(110)은 홀더(117)에 의해 X축과 Y축 방향(115)으로 디센터 이동할 수 있다. 이것은 전자 장치의 기구 및 렌즈의 오차로 인하여 발생하는 허상(Virtual image)이 겹쳐 보이지 않는 현상을 개선하기 위한 것으로, 디스플레이 모듈은 각각의 반사면에서 상 가림이 발생하지 않는 범위 내에서 이동이 가능하다.
도 4는 제1 반사 미러(120)의 동작을 보인 것이다. 제1 반사 미러(120)가 제2 하우징(H2)에 배치되고, 제1 반사 미러(120)가 가변될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 제1 반사 미러(120)를 이동할 수 있도록 틸트 조절부(160)가 더 구비될 수 있다. 제1 반사 미러(120)의 이동에 따라 반사 렌즈(150)가 연동되도록 제1 반사 미러(120)와 반사 렌즈(150)가 결합될 수 있다. 사람의 시선이 일반적으로 하측으로 향하는 특성을 반영하여 폭주각(convergence angle) 조절을 위해 반사 렌즈(150)의 틸트를 조절할 수 있도록 한 것이다. 디스플레이 모듈(110) 장착시 제1하우징(H1) 및 제2하우징(H2) 사이의 간격을 조정하여 반사 렌즈(150)의 틸트를 조절할 수 있다. 반사 렌즈(150)가 사람의 눈을 기준으로 하측 방향으로 대략 15°의 틸트 각도(θ)를 가지도록 하여 시선이 편안한 위치에 가상 영상(virtual image)이 위치하도록 조정 할 수 있다. 틸트 각도(θ)는 도면상 수평선(L)을 기준으로 반사 렌즈(150)가 기울어진 각도를 나타낸다.
반사 렌즈(150)의 틸트를 조절하는 다양한 방법이 가능하다. 도 5는 반사 렌즈(150)의 틸트를 조절하는 일 방법을 도시한 것이다. 사용자가 전자 장치(100)를 착용하였을 때, 사용자의 시야가 불편할 때 전자 장치(100)에 틸트각 조절 명령을 입력할 수 있다(S100). 또는, 전자 장치(100)의 제작 과정에서 광 경로 조절을 위해 반사 렌즈(150)의 틸트각을 조절할 수 있다. 전자 장치(100)는 틸트 조절부(160)에 의해 제1 반사 미러(120)를 이동시킬 수 있다(S101). 그리고, 제1 반사 미러(120)에 연동되어 반사 렌즈(150)의 틸트가 조절될 수 있다. 여기서는, 제1 반사 미러(120)의 이동에 따라 반사 렌즈(150)가 연동되도록 결합된 구조를 설명하였다. 하지만, 틸트 조절부(160)가 반사 렌즈(150)의 틸트를 직접적으로 조절하는 것도 가능하다. 또한, 반사 렌즈(150)의 틸트가 자동으로 조절되는 것도 가능하고, 사용자가 수동적으로 조절하는 것도 가능하다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 전자 장치의 전면에 제1 반사 미러(120)와 반사 렌즈(150)를 덮는 커버(170)가 더 구비될 수 있다. 커버(170)는 투명 재질로 형성될 수 있다. 커버(170)는 휘도 조절이 가능하며, 제1 반사 미러(120)와 반사 렌즈(150)를 보호하는 기능도 할 수 있다. 도 4에서는 커버(170)가 제1 반사 미러(120)에서 반사 렌즈(150)까지 모두 덮는 형태로 구성된 예를 도시하였으나, 다양한 형태로 변경 가능하다. 예를 들어, 커버(170)가 반사 렌즈(150)만을 덮도록 구성되는 것도 가능하다.
도 6은 일 실시예에 따른 광학 어셈블리를 도시한 것이다. 광학 어셈블리의 구성 요소는 도 1과 동일한 부재 번호를 사용한다.
반사 렌즈(150)는 제2 반사 미러(130)에서 반사된 영상 광(IL)을 사용자의 눈으로 반사시킴과 아울러 외부의 실물 광(RL)을 투과시키도록 구성된 반투과 코팅층(155)을 포함할 수 있다. 반투과 코팅층(155)은 입사광의 일부는 투과하고 나머지는 반사할 수 있다. 따라서, 영상 광의 일부 광을 사용자의 눈으로 반사시켜 디스플레이 모듈(110)에서 생성된 영상을 볼 수 있고, 반사 렌즈(150)의 반대 방향에서 들어 오는 실물 광의 일부 광을 투과시켜 영상과 함께 실물을 볼 수 있다. 반투과 코팅층(155)은 예를 들어, 50%의 반사율을 가질 수 있다. 반사율은 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니다. 반투과 코팅층(155)은 반사 렌즈(150)의 제1면(150a)에 구비될 수 있다. 제1면(150a)은 전자 장치(100)를 사용자가 착용했을 때 사용자의 눈을 향한 면을 나타낼 수 있다.
반사 렌즈(150)의 제2면(150b)에는 반사 방지 코팅층(157)이 더 구비될 수 있다. 제2면(150b)은 제1면(150a)의 반대 면일 수 있다. 반사 방지 코팅층(157)은 멀티 층으로 구성될 수 있다. 반사 방지 코팅층(157)은 외부로부터의 광이 반사 렌즈(150)로 입사될 때, 광이 반사되는 것을 줄이기 위한 것이다. 그럼으로써 외부의 실물이 잘 보이도록 하기 위한 것이다. 반사 렌즈(150)는 비대칭 비구면 렌즈일 수 있다. 반사 렌즈(150)의 제1면(150a)과 제2면(150b)은 각각 비구면 비대칭 면일 수 있다. 디스플레이 모듈(130)에 수직한 축을 Z축이라고 하고, Z축에 대해 수직인 2개의 축을 X축, Y축이라고 한다. 제1면(150a)과 제2면(150b)은 XZ 평면이 Y축 기준으로 비대칭이고, YZ 평면이 X축 기준으로 대칭이도록 구성될 수 있다. YZ 평면이 대칭이 되도록 함으로써 렌즈 제작용 금형 제조시 코어 보정에 유리하다.
반사 렌즈(150)의 제1면(150a)의 곡률 반경과 제2면(150b)의 곡률 반경이 같을 수 있다. 그럼으로써 왜곡 및 광학 성능의 저하 없이 시-쓰루(see through) 영상을 볼 수 있다.
제1 반사 미러(120)와 제2 반사 미러(130) 중 적어도 하나가 비대칭 비구면 렌즈일 수 있다. 제1 반사 미러(120)와 제2 반사 미러(130)는 XZ 평면이 Y축 기준으로 비대칭이고, YZ 평면이 X축 기준으로 대칭이도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 광학 어셈블리는 4개 이상의 비대칭 비구면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 반사 미러(120), 제2 반사 미러(130), 반사 렌즈(150)의 제1면(150a), 제2면(150b)이 각각 비대칭 비구면일 수 있다. 굴절 렌즈(140)는 대칭 비구면 렌즈일 수 있다. 전자 장치의 사이즈 축소를 위하여 각 비대칭 비구면들은 사용자의 눈으로부터의 광축에 대해 비축상에 위치할 수 있다.
한편, 반사 렌즈(150)로부터 사용자의 눈이 있는 제1 방향에 조리개(ST)가 더 구비될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 광학 어셈블리에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
비구면 형상은 광축 방향을 Z축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 X축, Y축으로 할 때, z는 Z 축에 대해 평행한 면의 새그(sag)를 나타내고, k는 코닉 상수(conic constant)를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를, Cj는 단항식 x my n의 비구면 계수를 각각 나타낸다.
Figure PCTKR2019006776-appb-img-000001
Figure PCTKR2019006776-appb-img-000002
<식 1>
다양한 실시예에 따른 전자 장치에서는, 디스플레이 모듈로부터 나온 영상이 순차적으로 광축을 따라 제1 반사 미러(120), 제2 반사 미러(130), 굴절 렌즈(140), 반사렌즈(150)를 통하여 사용자의 망막으로 투영될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 양안용으로 구성되어, 좌안과 우안으로 각각의 디스플레이 모듈에서 나온 영상이 투영된다. 좌안과 우안의 위치 조정을 통하여 영상의 위치를 조절할 수 있다. 그리고, 외부로부터의 실물이 반사 렌즈(150)를 통과하여 사용자의 눈에 보여질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 광학 어셈블리의 입사동(entrance pupil) 중심과 디스플레이 모듈의 중심 사이의 직선 거리(T3)가 27mm < T3 < 35mm 범위를 가질 수 있다. T3가 상기 범위의 하한 치 미만인 경우, 사용자가 전자 장치를 착용시 사용자의 이마와 전자 장치의 간섭이 발생될 수 있고, 디스플레이 모듈의 발열로 인해 사용에 문제가 발생될 수 있다. T3가 상기 범위의 상한 치를 초과한 경우, 전자 장치가 사용자의 이마에서 너무 멀어져서 전체 장치의 사이즈가 증가할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 광학 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
1.8 < (M1 EFY)/EF Y < 2.2 <식 2>
여기서, M1 EFY은 제1 반사미러의 초점거리를, EF Y는 광학 어셈블리의 Y 축 초점거리를 나타낸다.
광학 어셈블리 전체 파워에서　제1 반사미러(120)의 파워가 커야　광학 어셈블리의 화각(FOV;field of view)을 크게 가져가기 쉽다. (M1 EFY)/EF Y 가 식 2의 하한 치를 초과할 경우, 전체 광학 어셈블리에서 제1 반사미러가 차지하는 파워가 너무 커지기 때문에 수차 제어가 어려워지며, 상한 치를 초과할 경우 전체 광학 어셈블리에서 제1 반사미러가 차지하는 파워가 너무 작아지기 때문에 광학 어셈블리의 화각이 작아져 광각 달성이 어려워진다.
다양한 실시예에 따른 광학 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
19deg < M1 tilt < 23deg <식 3>
여기서, M1 tilt는 상기 제1 반사미러의 XZ평면에서의 X축에 대한 틸트 각도를 나타낸다.
M1 tilt 가 식 3의 하한 치를 초과할 경우, 제2 반사 미러, 굴절 렌즈, 반사 렌즈를 통해 눈으로 입사되는 광속이 차단(block)될 가능성이 높아지며, 상한 치를 초과할 경우, 광학 어셈블리 외부의 실물 영상(real image)을 시-스루(see-through)로 볼 때 실물 영상(real image)의 위치 왜곡 값이 증가하게 된다.
다양한 실시예에 따른 광학 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.997 < EF Y/EF X < 1.003 <식 4>
EF Y는 광학 어셈블리의 Y축 초점거리를, EF X는 광학 어셈블리의 X축 초점거리를 나타낸다.
식 4는 디스플레이 모듈로부터의 가상 영상(virtual image)의 종횡비를 유지하기 위한 조건을 나타낸 것이다. (EF Y/EF X)가 식 4의 범위를 만족하지 않을 때 왜곡이 발생될 수 있다.
다음은 다양한 설계에 따른 실시예를 설명한다.
각 실시예에서 면 번호(1,2,3..n; n은 자연수)는 사용자의 눈에 가까운 위치로부터 디스플레이 모듈에 가까운 위치까지 순차적으로 일렬로 부쳐진다. EF Y는 광학 어셈블리의 Y축 초점 거리를, FNO는 F 넘버를, 2w는 화각을, ImgH는 상고(image height)를, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈(또는 미러)의 두께 또는 렌즈(또는 미러)와 렌즈(또는 미러) 사이의 공기 간격을, Nd는 굴절률을, Vd는 아베수를 나타낸다. ST는 조리개를 나타내고, OBJ는 물체를 나타낸다.
<실시예 1>
f ; 9.5667 FNO ; 1.19 2w ; 35 ImgH ; 3.011
면 R DN Nd Vd
OBJ: INFINITY INFINITY
ST: INFINITY 54.6
2: -30.65 -12.19
C1: -2.13E+00 C4: 4.70E-03 C6: 4.54E-03 C8: 7.55E-05 C10: 7.25E-05 C11: -9.33E-06 C13: -1.51E-05 C15: -8.16E-06 C17: -7.73E-09 C19: 3.59E-08 C21: -5.95E-08 C22: 2.45E-08 C24: 1.50E-08 C26: 9.37E-09 C28: 7.63E-09 C30: 3.33E-10 C32: 4.69E-10 C34: 1.15E-09 C36: 9.40E-10 C37: -7.36E-11 C39: -5.19E-11 C41: -5.62E-11 C43: -7.32E-11 C45: -8.44E-11 C47: -5.97E-13 C49: -1.00E-12 C51: -4.06E-12 C53: -6.51E-12 C55: -3.72E-12 C56: 8.05E-14 C58: 5.86E-14 C60: 1.07E-13 C62: 2.01E-13 C64: 3.72E-13 C66: 3.65E-13
3: -2404.87 -0.98 1.635505 23.9
A :0.204599E-04 B :-.322376E-06 C :0.000000E+00 D :0.000000E+00
4: -4717.82 -10.47
A :0.314060E-04 B :-.256746E-06 C :0.000000E+00 D :0.000000E+00
5: -13.75 22.29
C1: 1.49E-01 C4: 4.03E-03 C6: 2.31E-02 C8: -2.39E-03 C10: -1.62E-03 C11: -5.95E-04 C13: -3.68E-04 C15: -1.44E-04 C17: -1.33E-04C19: -9.80E-05 C21: -1.52E-05 C22: 1.17E-05C24: -4.52E-05 C26: -3.00E-05 C28: -3.12E-06C30: 8.01E-07 C32: -1.18E-05 C34: -6.11E-06C36: -7.17E-07 C37: -9.23E-07 C39: -1.05E-06C41: -2.26E-06 C43: -5.76E-07 C45: -4.56E-08C47: -3.77E-07 C49: -3.21E-07 C51: -2.25E-07C53: -1.39E-08 C55: 3.05E-09 C56: -7.73E-09C58: -4.94E-08 C60: -1.97E-08 C62: -8.86E-09C64: 6.19E-10 C66: 3.32E-10
6: -23.76 -21.90
C1: -2.08E-01 C4: 2.12E-03 C6: 3.44E-03 C8: 3.04E-05 C10: 1.93E-05 C11: 4.74E-07 C13: 1.71E-06 C15: 1.52E-06 C17: 3.21E-08 C19: 8.32E-08 C21: 3.30E-08 C22: 3.70E-10 C24: 4.81E-09 C26: 4.20E-09 C28: 1.59E-09 C30: 1.06E-10 C32: -2.17E-11 C34: -1.15E-10 C36: -3.89E-11 C37: 5.45E-13 C39: -2.43E-11 C41: -1.77E-11 C43: -5.55E-12 C45: -1.66E-12 C47: -9.92E-14 C49: 5.94E-13 C51: 1.61E-12 C53: 9.96E-13 C55: 2.67E-13 C56: -6.70E-15 C58: 5.73E-14 C60: 7.20E-14 C62: 1.81E-14 C64: 1.06E-14 C66: 1.97E-15
IMG INFINITY -0.89
다음은 상기 실시예에서 조건 범위에 대한 값을 나타낸 것이다.
조건 실시예
27mm < T3 < 35mm 30.45
1.8 < (M1 EFY)/EF Y < 2.2 2.06
19deg < M1 tilt < 23deg 21.73
0.997 < EF Y/EF X < 1.003 1
다양한 실시예에 따른 광학 어셈블리는 전자 장치에 채용되어 양질의 영상을 제공할 수 있다. 전자 장치는 영상이 사용자의 실세계 뷰에 중첩되게 하는 광학적 시스루 렌즈를 포함할 수 있다. 전자 장치는 예를 들어, 디스플레이 장치일 수 있다. 전자 장치는 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이일 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이는 헬멧, 바이저(visor), 안경 및 고글의 형태를 취할 수 있고, 또는 하나 이상의 스트랩(strap)에 의해 부착될 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이는 항공학, 공학, 과학, 의학, 컴퓨터 게임, 비디오, 스포츠, 훈련, 시뮬레이션 및 다양한 응용에서 사용될 수 있다.다양한 실시예에 따른 전자 장치는 모바일 장치, 가상 현실 장치, 증강 현실 장치, 및 차량의 서라운드 뷰(Surround View) 입력 장치, 무인 이동장비 비전 시스템, 차량의 주행용 이미징 장치 등에 적용될 수 있다.
도 7은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(200) 내의 전자 장치(201)(예: 전자 장치 100) 의 블럭도이다. 도 1에 도시된 전자 장치(100)는 네트워크(200) 내에 적용될 수 있다. 도 7을 참조하면, 네트워크 환경(200)에서 전자 장치(201)는 제 1 네트워크(298)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(202)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(299)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(204) 또는 서버(208)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 서버(208)를 통하여 전자 장치(204)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 프로세서(220), 메모리(230), 입력 장치(250), 음향 출력 장치(255), 표시 장치(260), 오디오 모듈(270), 센서 모듈(276), 인터페이스(277), 햅틱 모듈(279), 카메라 모듈(280), 전력 관리 모듈(288), 배터리(289), 통신 모듈(290), 가입자 식별 모듈(296), 및 안테나 모듈(297)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(260) 또는 카메라 모듈(280))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(260)(예: 헤드 마운트 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(276)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(220)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(240))를 구동하여 프로세서(220)에 연결된 전자 장치(201)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(220)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(276) 또는 통신 모듈(290))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(232)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(234)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(220)는 메인 프로세서(221)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(221)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(223)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(223)는 메인 프로세서(221)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(223)는, 예를 들면, 메인 프로세서(221)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(221)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(221)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(221)와 함께, 전자 장치(201)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(260), 센서 모듈(276), 또는 통신 모듈(290))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(223)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(280) 또는 통신 모듈(290))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(230)는, 전자 장치(201)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(220) 또는 센서모듈(276))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(240)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(230)는, 휘발성 메모리(232) 또는 비휘발성 메모리(234)를 포함할 수 있다.
프로그램(240)은 메모리(230)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(242), 미들웨어(244) 또는 어플리케이션(246)을 포함할 수 있다.
입력 장치(250)는, 전자 장치(201)의 구성요소(예: 프로세서(220))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(201)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(255)는 음향 신호를 전자 장치(201)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(260)는 전자 장치(201)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 헤드 마운트 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(260)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(270)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(270)은, 입력 장치(250)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(255), 또는 전자 장치(201)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(202)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(276)은 전자 장치(201)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(276)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(277)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(202))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(277)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(278)는 전자 장치(201)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(202))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(279)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(279)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(280)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(280)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(288)은 전자 장치(201)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(289)는 전자 장치(201)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(290)은 전자 장치(201)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(202), 전자 장치(204), 또는 서버(208))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(290)은 프로세서(220)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(290)은 무선 통신 모듈(292)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(294)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(298)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(299)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(290)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(292)은 가입자 식별 모듈(296)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(297)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(290)(예: 무선 통신 모듈(292))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(299)에 연결된 서버(208)를 통해서 전자 장치(201)와 외부의 전자 장치(204)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(202, 204) 각각은 전자 장치(201)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(201)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(201)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(201)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(201)로 전달할 수 있다. 전자 장치(201)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (15)

  1. 디스플레이 모듈에서 출력된 영상 광을 반사시키는 제1 반사 미러;
    상기 제1 반사 미러에서 반사된 상기 영상 광을 반사시키는 제2 반사 미러;
    상기 제2 반사 미러에서 반사된 상기 영상 광이 통과하는 굴절 렌즈; 및
    제1면 및 제2면을 가지고, 상기 제1면에 상기 굴절 렌즈를 통과한 상기 영상 광을 제1 방향으로 반사시키고, 상기 제1 방향과 마주보는 제2 방향으로부터의 실물 광을 투과시키도록 구성된 반투과 코팅층이 구비되고, 상기 제1면과 제2면이 각각 비대칭 비구면 형상을 가지는 반사 렌즈;를 포함하는 광학 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 렌즈의 제2 면에 반사 방지 코팅층이 더 구비된 광학 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사 렌즈의 제1면의 곡률 반경과 제2면의 곡률 반경이 같은 광학 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사 미러가 비대칭 비구면 형상을 가지는 광학 어셈블리
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반사 미러가 비대칭 비구면 형상을 가지는 광학 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사 미러와 제2 반사 미러가 각각 비대칭 비구면 형상을 가지는 광학 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학 어셈블리가 4개 이상의 비대칭 비구면을 가지는 광학 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈에 수직한 축을 Z축이라고 하고, 상기 Z축에 대해 수직인 2개의 축을 X축, Y축이라고 할 때, 상기 4개 이상의 비대칭 비구면은 Y축 기준으로 XZ 평면이 비대칭이고, X축 기준으로 YZ 평면이 대칭이도록 구성된 광학 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반사 렌즈로부터 상기 제1 방향에 조리개가 더 구비된 광학 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광학 어셈블리의 입사동 중심과 상기 디스플레이 모듈 중심 사이의 직선 거리(T3)가 27mm < T3 < 35mm 인 광학 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 광학 어셈블리.
    <식>
    1.8 < (M1 EFY)/EF Y < 2.2
    여기서, M1 EFY은 제1 반사미러의 초점거리를, EF Y는 광학 어셈블리의 Y 축 초점거리를 나타낸다.
  12. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 광학 어셈블리.
    <식>
    19deg < M1 tilt < 23deg
    여기서, M1 tilt는 상기 제1 반사미러의 X-Z평면에서의 X축에 대한 틸트 각도를 나타낸다.
  13. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 광학 어셈블리.
    <식>
    0.997 < EF Y/EF X < 1.003
    EF Y는 광학 어셈블리의 Y축 초점거리를, EF X는 광학 어셈블리의 X축 초점거리를 나타낸다.
  14. 전자 장치에 있어서,
    하우징:
    상기 하우징의 일 면에 탑재된 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈에서 출력된 영상 광을 반사시키고, 상기 디스플레이 모듈에 마주보게 배치된 제1 반사 미러;
    상기 제1 반사 미러에서 반사된 상기 영상 광을 반사시키며, 상기 디스플레이 모듈의 하방에 배치된 제2 반사 미러;
    상기 제2 반사 미러에서 반사된 상기 영상 광이 통과하도록 배치된 굴절 렌즈; 및
    상기 굴절 렌즈를 통과한 상기 영상 광을 사용자의 눈 방향으로 반사시키고, 외부의 실물 광을 투과시키도록 구성된 반투과 코팅층이 구비되고, 양 면들 중 하나 이상이 비대칭 비구면 형상을 가지는 반사 렌즈;를 포함하고,
    상기 굴절 렌즈가 상기 제1 반사 미러의 하단부로부터 상기 제2 반사 미러의 하단부까지 배치되고, 상기 반사 렌즈가 상기 굴절 렌즈의 하방에 배치된 전자 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 반사미러와 반사 렌즈를 덮도록 배치된 커버가 더 구비된 전자 장치.
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