特許第6806444号(P6806444)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6806444
(24)【登録日】2020年12月8日
(45)【発行日】2021年1月6日
(54)【発明の名称】ヘッドマウント電子装置
(51)【国際特許分類】
   G02B 27/02 20060101AFI20201221BHJP
   H04N 5/64 20060101ALI20201221BHJP
【FI】
   G02B27/02 Z
   H04N5/64 511A
【請求項の数】31
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2016-5085(P2016-5085)
(22)【出願日】2016年1月14日
(65)【公開番号】特開2016-130856(P2016-130856A)
(43)【公開日】2016年7月21日
【審査請求日】2019年1月11日
(31)【優先権主張番号】10-2015-0007037
(32)【優先日】2015年1月14日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】512187343
【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社
【氏名又は名称原語表記】Samsung Display Co.,Ltd.
(74)【代理人】
【識別番号】110002619
【氏名又は名称】特許業務法人PORT
(72)【発明者】
【氏名】李 光 勳
(72)【発明者】
【氏名】金 武 謙
(72)【発明者】
【氏名】柳 安 娜
(72)【発明者】
【氏名】柳 熙 秀
(72)【発明者】
【氏名】李 明 珍
【審査官】 竹村 真一郎
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許出願公開第2014/0300632(US,A1)
【文献】 特表2000−511306(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2013/0108229(US,A1)
【文献】 中国特許出願公開第103890636(CN,A)
【文献】 特開2007−094119(JP,A)
【文献】 特開2008−268873(JP,A)
【文献】 特表2003−536102(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2003/0165017(US,A1)
【文献】 特開2014−134676(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 27/00−27/64
H04N 5/64
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
使用者の頭部に着用されるフレームと、
前記フレームに結合された電子光学装置と、を含み、
前記電子光学装置は、
データイメージを生成するディスプレイモジュールと、
光透過率が調節される第1切替え可能なミラー層及び第2切替え可能なミラー層を含み、前記第1切替え可能なミラー層は、前記ディスプレイモジュールから生成されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供し、前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1切替え可能なミラー層から提供されたデータイメージを前記使用者の目に提供する光学モジュールと、
前記第1切替え可能なミラー層及び前記第2切替え可能なミラー層の前記光透過率の調節動作によって、前記データイメージが提供されたときの前記使用者の目の情報を有する外部イメージを取得するカメラモジュールと、
を含み、
前記光学モジュールは、第1、第2、及び第3ボディー部を含み、
前記第1、第2、及び第3ボディー部の各々は、直交する第1方向と第2方向が定義する上面、前記上面と法線方向に離隔された背面、及び前記上面と前記背面を連結する複数の側面を含み、
前記第1ボディー部の前記複数の側面は、第1対角面及び第2対角面を含み、前記第2ボディー部の前記複数の側面は、前記第1対角面と対向する第3対角面を含み、前記第3ボディー部の前記複数の側面は、前記第2対角面と対向する第4対角面を含み、
前記第1対角面と前記第3対角面とは、所定の第1ギャップを形成し、前記第2対角面と前記第4対角面は、所定の第2ギャップを形成することを特徴とするヘッドマウント電子装置。
【請求項2】
前記第1切替え可能なミラー層は、前記第1対角面と前記第3対角面との間に配置され、
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第2対角面と前記第4対角面との間に配置されたことを特徴とする請求項1に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項3】
前記第1、第2、及び第3ボディー部の各々の前記複数の側面は、前記背面及び前記上面の中で少なくともいずれか1つに直交することを特徴とする請求項に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項4】
前記第1切替え可能なミラー層と前記第2切替え可能なミラー層とは、前記第1方向に離隔され、
前記第1切替え可能なミラー層に平行な第1仮想面は、前記第2切替え可能なミラー層に平行な第2仮想面に交差することを特徴とする請求項2に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項5】
前記第1仮想面と前記第2仮想面とは、90°より大きい挟角を成すことを特徴とする請求項4に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項6】
前記カメラモジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に対向し、
前記ディスプレイモジュールは、前記第1ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面に対向することを特徴とする請求項4に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項7】
前記第1切替え可能なミラー層は、第1区間の間に前記ディスプレイモジュールから生成されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供するために反射モードで動作し、前記第1区間の後に設けられた第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを透過させるために透過モードで動作することを特徴とする請求項6に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項8】
前記カメラモジュールは、前記第1区間の間に前記第1切替え可能なミラー層から反射された前記使用者前面の外部イメージを取得し、前記第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを取得することを特徴とする請求項7に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項9】
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1区間の間に半透過モードで動作し、前記第2区間の間に半透過モード又は反射モードで動作することを特徴とする請求項7に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項10】
前記第2区間は、前記第1区間より短い時間を有することを特徴とする請求項9に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項11】
前記第2切替え可能なミラー層の前記第2区間の間の透過率は、前記第1区間の間の透過率より低いことを特徴とする請求項10に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項12】
前記光学モジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置された反射層をさらに含み、
前記カメラモジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置され、
前記ディスプレイモジュールは、前記第1ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面に対向することを特徴とする請求項4に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項13】
前記第1切替え可能なミラー層は、第1区間の間に前記提供されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供するために反射モードで動作し、前記第1区間の後に設けられた第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを透過及び反射させるために半透過モードで動作することを特徴とする請求項12に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項14】
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1区間の間に半透過モードで動作し、前記第2区間の間に半透過モード又は反射モードで動作することを特徴とする請求項13に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項15】
前記第2区間は、前記第1区間より短い時間を有することを特徴とする請求項14に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項16】
前記第2切替え可能なミラー層の前記第2区間の間の透過率は、前記第1区間の間の透過率より低いことを特徴とする請求項15に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項17】
前記第1切替え可能なミラー層と前記第2切替え可能なミラー層とは、第1方向に離隔され、
前記第1切替え可能なミラー層と前記第2切替え可能なミラー層とは、互いに平行になることを特徴とする請求項2に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項18】
前記光学モジュールは、前記第3ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第2切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置された反射層をさらに含み、
前記カメラモジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置され、
前記ディスプレイモジュールは、前記第1ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面に対向することを特徴とする請求項17に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項19】
前記第1切替え可能なミラー層は、第1区間の間に前記提供されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供するために反射モードで動作し、前記第1区間の後に設けられた第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを透過させるために透過モードで動作することを特徴とする請求項18に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項20】
前記カメラモジュールは、前記第1区間の間に前記第1切替え可能なミラー層から反射された前記使用者前面の外部イメージを取得し、前記第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを取得することを特徴とする請求項19に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項21】
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1区間及び前記第2区間の間に半透過モードに動作することを特徴とする請求項19に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項22】
前記第2区間は、前記第1区間より短い時間を有することを特徴とする請求項19に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項23】
前記光学モジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置された第1反射層及び前記第3ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第2切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置された第2反射層をさらに含み、
前記カメラモジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置され、
前記ディスプレイモジュールは、前記第1ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面に対向することを特徴とする請求項17に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項24】
前記第1切替え可能なミラー層は、第1区間の間に前記提供されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供するために反射モードで動作し、前記第1区間の後に設けられた第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを透過及び反射させるために半透過モードで動作することを特徴とする請求項23に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項25】
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1区間及び前記第2区間の間に半透過モードに動作することを特徴とする請求項24に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項26】
前記第2区間は、前記第1区間より短い時間を有することを特徴とする請求項25に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項27】
前記第1切替え可能なミラー層は、前記第1対角面と前記第3対角面との中で少なくともいずれか1つの面上に配置され、
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第2対角面と前記第4対角面との中で少なくともいずれか1つの面上に配置されたことを特徴とする請求項に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項28】
前記第1及び第2切替え可能なミラー層の各々は、マグネシウム−ニッケル合金を含み、
前記第1及び第2ギャップの各々には対応する切替え可能なミラー層の透過率を調節する酸素又は水素が供給されることを特徴とする請求項27に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項29】
前記光学モジュールは、前記酸素又は水素が流れ込む流入口及び前記酸素又は水素が流出する流出口が定義され、前記第1及び第2ギャップを密封するハウジングをさらに含む請求項28に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項30】
外部の電子装置と無線信号を送/受信する通信モジュールをさらに含む請求項に記載のヘッドマウント電子装置。
【請求項31】
前記外部の電子装置は、携帯電話、パーソナルコンピュータ、スマート時計、及び無線インターネット共有器の中で、いずれか1つを含む請求項30に記載のヘッドマウント電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヘッドマウント(Head Mounted;頭部装着)電子装置に関し、より詳細には拡張現実(augmented reality)を提供するヘッドマウントの電子装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近多様な形態の携帯用の電子装置が開発されている。スマート時計、ヘッドマウントの電子装置(head−mounted electronic device)のような多様なウェアラブル電子装置が新しく開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第8,294,994号明細書
【特許文献2】韓国特許第10−0928226号明細書
【特許文献3】米国特許公開第2012/0068913号明細書
【特許文献4】韓国特許公開第10−2014−0045292号明細書
【特許文献5】韓国特許公開第10−2013−0127472号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、切替え可能なミラー層を使用することによって使用者にデータイメージを提供し、前記データイメージに対する使用者の反応情報を取得できるヘッドマウントの電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一実施形態によるヘッドマウント電子装置は、使用者の頭部に着用されるフレーム及び前記フレームに結合された電子光学装置を含む。前記電子光学装置は、データイメージを生成するディスプレイモジュール、光学モジュール、及びカメラモジュールを含む。前記光学モジュールは、光透過率が調節される第1切替え可能なミラー層及び第2切替え可能なミラー層を含み、前記第1切替え可能なミラー層は、前記ディスプレイモジュールから生成されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供し、前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1切替え可能なミラー層から提供されたデータイメージを前記使用者の目に提供する。前記カメラモジュールは、前記第1切替え可能なミラー層及び前記第2切替え可能なミラー層の動作によって前記使用者の目の情報を有する外部イメージを取得する。
【0006】
前記光学モジュールは、第1、第2、及び第3ボディー部を含む。前記第1、第2、及び第3ボディー部の各々は、直交する第1方向と第2方向が定義する上面、前記上面と法線方向に離隔された背面、及び前記上面と前記背面を連結する複数の側面を含む。
【0007】
前記第1ボディー部の前記複数の側面は、第1対角面及び第2対角面を含み、前記第2ボディー部の前記複数の側面は、前記第1対角面と対向する第3対角面を含み、前記第3ボディー部の前記複数の側面は、前記第2対角面と対向する第4対角面を含む。
【0008】
前記第1切替え可能なミラー層は、前記第1対角面と前記第3対角面との間に配置され、前記第2切替え可能なミラー層は、前記第2対角面と前記第4対角面との間に配置される。
【0009】
前記第1、第2、及び第3ボディー部の各々の前記複数の側面は、前記背面及び前記上面の中で少なくとも、いずれか1つに直交する。
【0010】
前記第1切替え可能なミラー層と前記第2切替え可能なミラー層とは、前記第1方向に離隔されることができる。前記第1切替え可能なミラー層に平行な第1仮想面は、前記第2切替え可能なミラー層に平行な第2仮想面に交差することができる。前記第1仮想面と前記第2仮想面とは、90°より大きい挟角を成すようにしてもよい。
【0011】
前記カメラモジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に対向することができる。前記ディスプレイモジュールは、前記第1ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面に対向するようにしてもよい。
【0012】
前記第1切替え可能なミラー層は、第1区間の間に前記ディスプレイモジュールから生成されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供するために反射モードで動作し、前記第1区間と別の第2区間との間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを透過させるために透過モードで動作することができる。
【0013】
前記カメラモジュールは、前記第1区間の間に前記第1切替え可能なミラー層から反射された前記使用者前面の外部イメージを取得し、前記第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを取得することができる。
【0014】
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1区間の間に半透過モードで動作し、前記第2区間の間に半透過モード又は反射モードで動作することができる。前記第2区間は、前記第1区間より短い時間を有することができる。前記第2切替え可能なミラー層の前記第2区間の間の透過率は、前記第1区間の間の透過率より低い。
【0015】
前記光学モジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置された反射層をさらに含むことができる。前記カメラモジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置される。前記ディスプレイモジュールは、前記第1ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面に対向することができる。
【0016】
前記第1切替え可能なミラー層は、第1区間の間に前記提供されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供するために反射モードで動作し、前記第1区間と別の第2区間との間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを透過及び反射させるために半透過モードで動作することができる。
【0017】
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1区間の間に半透過モードで動作し、前記第2区間の間に半透過モード又は反射モードで動作することができる。前記第2区間は、前記第1区間より短い時間を有することができる。前記第2切替え可能なミラー層の前記第2区間の間の透過率は、前記第1区間の間の透過率より低くてもよい。
【0018】
前記第1切替え可能なミラー層と前記第2切替え可能なミラー層は、第1方向に離隔されることができる。前記第1切替え可能なミラー層と前記第2切替え可能なミラー層は、互いに平行してもよい。
【0019】
前記光学モジュールは、前記第3ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第2切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置された反射層をさらに含むことができる。前記カメラモジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置されることができる。前記ディスプレイモジュールは、前記第1ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面に対向することができる。
【0020】
前記第1切替え可能なミラー層は、第1区間の間に前記提供されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供するために反射モードで動作し、前記第1区間と別の第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを透過させるために透過モードで動作することができる。
【0021】
前記カメラモジュールは、前記第1区間の間に前記第1切替え可能なミラー層から反射された前記使用者前面の外部イメージを取得し、前記第2区間の間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを取得することができる。
【0022】
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1区間及び前記第2区間の間に半透過モードで動作することができる。前記第2区間は、前記第1区間より短い時間を有するようにしてもよい。
【0023】
前記光学モジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置された第1反射層及び前記第3ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第1方向で前記第2切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置された第2反射層をさらに含むことができる。前記カメラモジュールは、前記第2ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面上に配置される。前記ディスプレイモジュールは、前記第1ボディー部の前記複数の側面の中で、前記第2方向で前記第1切替え可能なミラー層に対向するいずれか1つの側面に対向するようにしてもよい。
【0024】
前記第1切替え可能なミラー層は、第1区間の間に前記提供されたデータイメージを前記第2切替え可能なミラー層に提供するために反射モードで動作し、前記第1区間と別の第2区間との間に前記使用者の目の情報を有する前記外部イメージを透過及び反射させるために半透過モードで動作することができる。
【0025】
前記第2切替え可能なミラー層は、前記第1区間及び前記第2区間の間に半透過モードで動作することができる。
【0026】
前記第2区間は、前記第1区間より短い時間を有するようにしてもよい。
【0027】
前記第1対角面と前記第3対角面は、所定の第1ギャップを形成し、前記第2対角面と前記第4対角面は、所定の第2ギャップを形成する。
【0028】
前記第1切替え可能なミラー層は、前記第1対角面と前記第3対角面の中で少なくともいずれか1つの面上に配置される。前記第2切替え可能なミラー層は、前記第2対角面と前記第3対角面の中で少なくともいずれか1つの面上に配置される。
【0029】
前記第1及び第2切替え可能なミラー層の各々は、マグネシウム−ニッケル合金を含むことができる。前記第1及び第2ギャップの各々には対応する切替え可能なミラー層の透過率を調節する酸素又は水素を供給されることができる。
【0030】
前記光学モジュールは、前記酸素又は水素が流れ込まれる流入口及び前記酸素又は水素が流出される流出口が定義され、前記第1及び第2ギャップを密封するハウジングをさらに含むようにしてもよい。
【0031】
外部の電子装置と無線信号を送/受信する通信モジュールをさらに含むことができる。前記外部の電子装置は、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、スマート時計、及び無線インターネット共有器の中で、いずれか1つを含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【0032】
本発明の一実施形態に係るヘッドマウントの電子装置は、切替え可能なミラー層の動作によって使用者の目の情報を含む外部イメージを取得することができる。カメラモジュールは、目の情報、即ち、水晶体の位置及び瞳孔の大きさを取得する。制御モジュールは、目の情報に基づいてデータイメージに対する使用者の反応情報を取得することができる。尚、カメラモジュールは、切替え可能なミラー層の動作によって使用者前面の外部イメージを取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
図1】本発明の一実施形態によるヘッドマウントの電子装置の斜視図である。
図2】本発明の一実施形態による電子光学装置のブロック図である。
図3A】本発明の一実施形態による光学モジュールの斜視図である。
図3B図3Aに示された光学モジュールの平面図である。
図3C図3AのI−I’に沿って切断した光学モジュールの断面図である。
図3D図3Cの一部分を拡大した図面である。
図3E】本発明の一実施形態による光学モジュールの平面図である。
図3F】本発明の一実施形態による光学モジュールの平面図である。
図4A】本発明の一実施形態による電子光学装置の第1動作を示した図面である。
図4B】本発明の一実施形態による電子光学装置の第2動作を示した図面である。
図4C】本発明の一実施形態による電子光学装置の第1及び第2動作のための切替え可能なミラー層の動作を示したタイミングチャートである。
図5】本発明の一実施形態による電子光学装置の平面図である。
図6A図5に図示された電子光学装置の第1動作を示した図面である。
図6B図5に図示された電子光学装置の第2動作を示した図面である。
図6C図5に図示された電子光学装置の第1及び第2動作のための切替え可能なミラー層の動作を示したタイミングチャートである。
図7】本発明の一実施形態による電子光学装置の平面図である。
図8A図7に図示された電子光学装置の第1動作を示した図面である。
図8B図7に図示された電子光学装置の第2動作を示した図面である。
図8C図7に図示された電子光学装置の第1及び第2動作のための切替え可能なミラー層の動作を示したタイミングチャートである。
図9】本発明の一実施形態による電子光学装置の平面図である。
図10A図9に図示された電子光学装置の第1動作を示した図面である。
図10B図9に図示された電子光学装置の第2動作を示した図面である。
図10C図9に図示された電子光学装置の第1及び第2動作のための切替え可能なミラー層の動作を示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0034】
図面では様々な層及び領域を明確に表現するために一部構成要素のスケールを誇張するか、或いは縮小して示した。明細書全体に亘って類似な参照符号は、類似な構成要素を称する。そして、いずれかの層が他の層の「上に」形成される(配置される)ということは、2つの層が接している場合のみならず、2つの層の間に他の層が存在する場合も含む。尚、図面でいずれかの層の一面が平らに図示されているが、必ず平らであることが要求されるわけではなく、積層の工程で下部層の表面形状によって上部層の表面に段差が発生することもある。
【0035】
図1は、本発明の一実施形態によるヘッドマウントの電子装置HMEDの斜視図である。図2は、本発明の一実施形態による電子光学装置100のブロック図である。以下、図1及び図2を参照してヘッドマウントの電子装置HMEDに対して説明する。
【0036】
図1に示すように、本実施形態によるヘッドマウントの電子装置HMEDは、電子光学装置100及び使用者の頭(頭部)に着用されるフレーム200を含む。電子光学装置100は、フレーム200に結合される。電子光学装置100のハウジングHUSがフレーム200に結合される。電子光学装置100は、フレーム200に脱着/付着させることができる。
【0037】
フレーム200は、眼鏡のフレーム又はサングラスのフレームの機能を有する。フレーム200は、使用者の耳と鼻とによって支持される。本発明の一実施形態でヘッドマウントの電子装置HMEDは、フレームに結合された眼鏡用又はサングラス用のレンズをさらに含むようにしてもよい。
【0038】
電子光学装置100は、フレーム200に対する動作位置(operating position)が可変できるようにフレーム200に結合される。即ち、電子光学装置100は、フレーム200に固定されることなく、付着された状態で多様な方向を指示するように操作される。電子光学装置100をフレーム200に結合させる構造は、多様であり、特定な構造に制限されない。例えば、結合構造物は、ヒンジ構造を含むか、或いは複数の関節を具備するアーム構造(arm structure)を含む。
【0039】
図2に示したように、電子光学装置100は、光学モジュール10、ディスプレイモジュール20、カメラモジュール30、通信モジュール40、制御モジュール50、及び電源モジュール60を含む。電子光学装置100の構成は、これに制限されない。電子光学装置100は、外部充電器、有/無線のデータポート、カードソケット(例えば、メモリカード(Memory card)、SIM/UIM card)等に接続される外部インターフェイス及びイメージデータ、音響データ等を格納するメモリ等をさらに含んでもよい。
【0040】
図1にはディスプレイモジュール20、カメラモジュール30、通信モジュール40、制御モジュール50、及び電源モジュール60がハウジングHUSに収容された電子光学装置100を例示的に図示した。光学モジュール10は、ハウジングHUSから外部に露出される。
【0041】
光学モジュール10は、光透過率が調節される第1切替え可能なミラー層及び第2切替え可能なミラー層を含む。第1切替え可能なミラー層及び第2切替え可能なミラー層の各々は、透過モード、半透過モード、反射モードの中の選択されたモードにしたがって動作する。
【0042】
第1切替え可能なミラー層及び第2切替え可能なミラー層の各々は、透過モードで入射された光の大部分を透過させ、半透過モードで入射された光の一部を透過させ、一部を反射させ、反射モードで入射された光を大部分反射させる。ここで、「半透過モードで入射された光の一部を透過させる」というのは、「透過した光の輝度が入射された光の輝度より減少したこと」を意味する。
【0043】
例えば、入射した光の80%以上を反射させるとき、第1切替え可能なミラー層及び第2切替え可能なミラー層の各々は、反射モードで動作することと定義することができる。入射した光の40乃至60%以上を反射層又は透過させるとき、第1切替え可能なミラー層及び第2切替え可能なミラー層の各々は、半透過モードで動作することと定義することができる。入射した光の80%以上を透過させるとき、第1切替え可能なミラー層及び第2切替え可能なミラー層の各々は、透過モードで動作することと定義することができる。第1及び第2切替え可能なミラー層の具体的な説明は、後述する。
【0044】
第1及び第2切替え可能なミラー層の動作によってディスプレイモジュール20から生成されたデータイメージは、使用者の目に提供される。尚、カメラモジュール30は、第1及び第2切替え可能なミラー層の動作によって目の情報を有する外部イメージを取得する。尚、使用者は、第1及び第2切替え可能なミラー層の動作によって前面に現れる外部のイメージに重複表示されたデータイメージを取得する。それによって、電子光学装置100は、使用者に拡張現実を提供する。
【0045】
ディスプレイモジュール20は、ディスプレイパネル及びディスプレイパネルを制御する制御回路等を含む。ディスプレイパネルは、液晶表示パネル又は有機発光表示パネル等であり、その種類は、制限されない。尚、ディスプレイモジュール20は、ディスプレイパネルから受信されたデータイメージの焦点を制御するフレネルレンズ(Fresnel lens)を含む。
【0046】
カメラモジュール30は、レンズ、フィルタ、イメージセンサー等を含む。尚、カメラモジュール30は、イメージセンサーの動作を制御する制御回路を含む。
【0047】
通信モジュール40は、ブルートゥース回線又はWi−Fi(Wireless Fidelity)回線等を利用して無線信号を送/受信する。通信モジュール40は、送信する信号を変調して送信する送信回路と、受信される信号を復調する受信回路とを含む。通信モジュール40は、外部のその他の電子装置と無線信号を送/受信する外部通信モジュール及び電子光学装置100の内部構成の間に無線信号を送/受信する内部通信モジュールを含む。例えば、外部通信モジュールは、携帯電話機又はスマート時計又はパーソナルコンピュータと無線信号を送/受信するブルートゥースモジュール及び無線共有器からインターネット信号を送/受信するWi−Fiモジュールを含む。内部通信モジュールは、カメラモジュール30に備えられた第1近距離の通信回路及び制御モジュール50に接続された第2近距離の通信回路を含む。カメラモジュール30は、撮影した外部イメージを第1近距離の通信回路を通じて制御モジュール50に接続された第2近距離の通信回路に提供する。第1及び第2近距離の通信回路は、ブルートゥース通信回路又はジグビー通信回路等を含む。その他にディスプレイモジュール20もやはり近距離の通信回路をさらに含むことができる。
【0048】
制御モジュール50は、電子光学装置100の全般的な動作を制御する。例えば、制御モジュール50は、光学モジュール10、ディスプレイモジュール20、カメラモジュール30、及び通信モジュール40を活性化(active)させるか非活性化(inactive)させる。制御モジュール50は、少なくとも1つのマイクロプロセッサを含む。
【0049】
尚、制御モジュール50は、カメラモジュール30から取得した外部イメージから使用者の目の情報を取出する。使用者の目の情報からデータイメージに対する使用者の反応情報を取得する。複数の情報を提供するデータイメージに対する水晶体の位置を取得して複数の情報に対する使用者の主関心情報を判別することができ、瞳孔の大きさを取得してデータイメージに対する使用者の感情を判別することができる。
【0050】
電源モジュール60は、電子光学装置100の全般的な動作に必要である電源を供給する。電源モジュール60は、使い捨てバッテリー又はリチウム−イオン又はニッケルカドミウムバッテリーのような充電可能なバッテリーを含む。
【0051】
図3Aは、本発明の一実施形態による光学モジュールの斜視図である。図3Bは、図3Aに図示された光学モジュールの平面図である。図3Cは、図3AのI−I’に沿って切断した光学モジュールの断面図である。図3Dは、図3Cの一部分を拡大した図面である。図3E及び図3Fは、本発明の一実施形態による光学モジュールの平面図である。以下、図3A乃至図3Fを参照して光学モジュール10に対してより詳細に説明する。以下、直交する第1方向D1と第2方向D2とは、光学モジュール10の上面と背面を定義し、第3方向D3は、光学モジュール10の厚さ方向を指示する。言い換えれば、第3方向D3は、第1方向D1と第2方向D2とが定義する平面の法線方向である。
【0052】
図3A乃至図3Dに示したように、光学モジュール10は、第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3を含む。第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3の各々は、透明な材質で、例えば、ガラス又はプラスチック等を含む。第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3は、互いに結合及び分離される。
【0053】
第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3の各々は、上面BD1−US、BD2−US、BD3−US、背面BD1−LS、BD2−LS、BD3−LS、及び複数の側面BD1−SS1〜BD1−SS4、BD2−SS1〜BD2−SS4、BD3−SS1〜BD3−SS4を含む。第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3の各々の複数の側面BD1−SS1〜BD1−SS4、BD2−SS1〜BD2−SS4、BD3−SS1〜BD3−SS4は、上面BD1−US、BD2−US、BD3−US及び背面BD1−LS、BD2−LS、BD3−LSの中で少なくともいずれか1つに直交する。
【0054】
本実施形態で4つの側面BD1−SS1〜BD1−SS4、BD2−SS1〜BD2−SS4、BD3−SS1〜BD3−SS4を各々具備する正方柱形状の第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3を例示的に図示しているが、第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3の形状は、これに制限されない。本実施形態で第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3が結合された光学モジュール10は、第1方向D1の長さが第2方向D2の長さより長い長方形柱形状を有しているが、光学モジュール10の形状は、これに制限されない。
【0055】
特段図示していないが、通信モジュール40及び制御モジュール50は、回路基板に実装された形態で、第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3の上面BD1−US、BD2−US、BD3−US又は背面BD1−LS、BD2−LS、BD3−LS上に配置される。電源モジュール60も、第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3の上面BD1−US、BD2−US、BD3−US又は背面BD1−LS、BD2−LS、BD3−LS上に配置される。このとき、ハウジングHUS(図1参照)は、回路基板をカバーする形態に変形される。通信モジュール40、制御モジュール50、及び電源モジュール60の位置は、制限されるわけではなく、電子光学装置のデザインにしたがって多様に変更され得る。
【0056】
図3B及び図3Cに示したように、第1ボディー部BD1は、第1対角面BD1−SS1及び第2対角面BD1−SS2、第1連結面BD1−SS3、及び第2連結面BD1−SS4を含む。第1対角面BD1−SS1及び第2対角面BD1−SS2は、第1方向D1で対向し、第1連結面BD1−SS3、及び第2連結面BD1−SS4は、第2方向D2で対向する。
【0057】
第2ボディー部BD2は、対角面BD2−SS1(以下、第3対角面)、第1連結面BD2−SS2、第2連結面BD2−SS3、及び第3連結面BD2−SS4を含む。第3対角面BD2−SS1は、第1対角面BD1−SS1に平行に対向する。第3対角面BD2−SS1及び第1連結面BD2−SS2は、第1方向D1で対向し、第2連結面BD2−SS3、及び第3連結面BD2−SS4は、第2方向D2で対向する。
【0058】
第3ボディー部BD3は、対角面BD3−SS1(以下、第4対角面)、第1連結面BD3−SS2、第2連結面BD3−SS3、及び第3連結面BD3−SS4を含む。第4対角面BD3−SS1は、第2対角面BD1−SS2に平行に対向する。第4対角面BD3−SS1及び第1連結面BD3−SS2は、第1方向D1で対向し、第2連結面BD3−SS3、及び第3連結面BD3−SS4は、第2方向D2で対向する。
【0059】
第1対角面BD1−SS1と第3対角面BD2−SS1とは、所定のギャップGPを形成する。第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2は、第1対角面BD1−SS1と第3対角面BD2−SS1との間に配置される。第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2は、第1対角面BD1−SS1と第3対角面BD2−SS1とに各々配置される。本発明の一実施形態で第1対角面BD1−SS1と第3対角面BD2−SS1とに各々配置された2つの第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2の中でいずれか1つは、省略されてもよい。
【0060】
第2対角面BD1−SS2と第4対角面BD3−SS1もやはり所定のギャップGPを形成する。第2切替え可能なミラー層SML2−1、SML2−2は、第2対角面BD1−SS2と第4対角面BD3−SS1との間に配置される。第2切替え可能なミラー層SML2−1、SML2−2は、第2対角面BD1−SS2と第4対角面BD3−SS1とに各々配置される。本発明の一実施形態で第2対角面BD1−SS2と第4対角面BD3−SS1とに各々配置された2つの第2切替え可能なミラー層SML2−1、SML2−2の中でいずれか1つは、省略されてもよい。
【0061】
第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2と第2切替え可能なミラー層SML2−1、SML2−2とは、印加された電流/電圧によって透過率が変化するエレクトロクロミック材料(electrochromic material)、温度にしたがって透過率が変化するサーモクロミック材料(thermochromic material)、又は周囲のガスによって透過率が変化するガスクロミック材料(gasochromic material)の中で、いずれか1つを含むようにしてもよい。第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2と第2切替え可能なミラー層SML2−1、SML2−2とは、材料の中でいずれか1つを含めば十分であり、特定な材料に限定されない。
【0062】
ディスプレイモジュール20は、第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2に向かってデータイメージを表示するように第1ボディー部BD1の第2連結面BD1−SS4に対向するように配置される。ディスプレイモジュール20は、第2連結面BD1−SS4の一部分に対向し、一部分は、第1対角面BD1−SS1が第2方向D2に投影された部分である。カメラモジュール30は、第2ボディー部BD2の第1連結面BD2−SS2に対向するように配置される。
【0063】
図3Dに示したように、第1切替え可能なミラー層SML1と第2切替え可能なミラー層SML2とは、ガスクロミック材料(gasochromic material)の1つであるマグネシウム−ニッケル合金を含む。マグネシウム−ニッケル合金は、水素化されることによって、透過率が増加し、脱水素化されることによって、透過率が減少する。水素化又は脱水素化の程度にしたがって第1切替え可能なミラー層SML1と第2切替え可能なミラー層SML2との透過率を制御する。
【0064】
光学モジュール10は、流入口HIと流出口HOとを除外してギャップGPを密封する密封ハウジングHUS10を含む。密封ハウジングHUS10は、第1ボディー部BD1と類似に透明な材料から製造される。流入口HIに酸素(O2)又は水素H2が供給され、流出口HOを通じて酸素(O2)又は水素H2が排出される。ギャップGPに水素H2が供給されれば、第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2の透過率は、増加され、ギャップGPに酸素(O2)が供給されれば、第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2の透過率は、減少される。別に図示しなかったが、光学モジュール10は、ギャップGPに酸素(O2)又は水素H2を供給するガス供給部材をさらに含んでもよい。
【0065】
別に示してなかったが、エレクトロクロミック材料を含む切替え可能なミラー層を具備する光学部材は、切替え可能なミラー層に電流/電圧を提供する配線をさらに含む。配線は、ボディー部に配置される。尚、サーモクロミック材料を含む切替え可能なミラー層を具備する光学部材は、切替え可能なミラー層に熱を提供する熱源をさらに含む。
【0066】
図3E及び図3Fに示したように、光学モジュール10−1、10−2の形状は、多様に変形することができる。
【0067】
図3Eに示したように、第1方向D1と第2方向D2とが定義する平面上で、光学モジュール10−1は、第1方向D1に延長された部分と第2方向D2に延長された部分とを含む。
【0068】
第1ボディー部BD1−1の側面は、第1対角面BD1−SS1及び第2対角面BD1−SS2、第1乃至第5連結面BD1−SS3〜BD1−SS7を含む。第1対角面BD1−SS1と第2対角面BD1−SS2とは、第1方向D1で対向し、第1連結面BD1−SS3と第2連結面BD1−SS4は、第2方向D2で対向する。第3連結面BD1−SS5と第4連結面BD1−SS6とは、第1方向D1で対向し、第1対角面BD1−SS1と第5連結面BD1−SS7とは、第2方向D2で対向する。
【0069】
第2ボディー部BD2−1は、第3対角面BD2−SS1、第1連結面BD2−SS2、及び第2連結面BD2−SS3を含む。第3対角面BD2−SS1は、第1対角面BD1−SS1に平行に対向する。第1連結面BD2−SS2と第2連結面BD2−SS3とは、互いに連結され、第3対角面BD2−SS1に各々連結される。
【0070】
第3ボディー部BD3−1は、第4対角面BD3−SS1、第1連結面BD3−SS2、及び第2連結面BD3−SS3を含む。第4対角面BD3−SS1は、第2対角面BD1−SS2に平行に対向する。第1連結面BD3−SS2と第2連結面BD3−SS3とは、互いに連結され、第4対角面BD3−SS1に各々連結される。第3ボディー部BD3−1の第1連結面BD3−SS2は、第2ボディー部BD2−1の第1連結面BD2−SS2に第1方向D1で互いに平行に対向する。
【0071】
ディスプレイモジュール20は、第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2に向かってデータイメージを表示するように第1ボディー部BD1−1の第5連結面BD1−SS7に対向するように配置される。第5連結面BD1−SS7は、第1対角面BD1−SS1が第2方向D2に投影された部分と重畳する。カメラモジュール30は、第2ボディー部BD2−1の第1連結面BD2−SS2に対向するように配置される。
【0072】
図3Fに示したように、第1方向D1と第2方向D2とが定義する平面上で、光学モジュール10−2は、第1方向D1に延長された部分と第2方向D2に延長された部分を含む。第1ボディー部BD1−2は、ディスプレイモジュール20が配置される第1溝部H1を含み、第2ボディー部BD2−2は、カメラモジュール30が配置される第2溝部H2を含む。
【0073】
第1溝部H1は、第1ボディー部BD1−2の第5連結面BD1−SS70に形成される。第5連結面BD1−SS70は、第1溝部H1を形成する複数の部分連結面を含む。第2溝部H2は、第2ボディー部BD2−2の第1連結面BD2−SS20に形成される。第1連結面BD2−SS20は、第2溝部H2を形成する複数の部分連結面を含む。
【0074】
図4Aは、本発明の一実施形態による電子光学装置の第1動作を示した図面である。図4Bは、本発明の一実施形態による電子光学装置の第2動作を示した図面である。図4Cは、本発明の一実施形態による電子光学装置の第1及び第2動作のための切替え可能なミラー層の動作を示したタイミングチャートである。
【0075】
以下、図1乃至図3Fを参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は、省略する。図3B及び図3Cに図示された2つの第1切替え可能なミラー層SML1−1、SML1−2は、1つの第1切替え可能なミラー層SML1に置き換えられ、2つの第2切替え可能なミラー層SML2−1、SML2−2は、1つの第2切替え可能なミラー層SML2に置き換えられる。尚、第1乃至第4対角面BD1−SS1、BD1−SS2、BD2−SS1、BD3−SS1は、図示されていない。
【0076】
図4A及び図4Bに示したように、第1切替え可能なミラー層SML1及び第2切替え可能なミラー層SML2は、第1方向D1に離隔される。第1切替え可能なミラー層SML1に平行な第1仮想面IS1と第2切替え可能なミラー層SML2に平行な第2仮想面IS2とは、互いに交差する。第1仮想面IS1と第2仮想面IS2とが成す挟角θは、90°より大きいことが望ましい。これは、後述する第1区間の間にディスプレイモジュール20から生成されたデータイメージが使用者の目UIに適切に提供されるようにするためである。
【0077】
第1切替え可能なミラー層SML1及び第2切替え可能なミラー層SML2は、所定の区間の間に使用者によって設定された動作モード、即ち、透過モード、半透過モード、及び反射モードの中のいずれか1つの動作モードで動作する。
【0078】
図4A及び図4Cに示したように、第1区間P1の間に第1切替え可能なミラー層SML1は、反射モードBLで動作し、第1区間P1の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、半透過モードHTLで動作する。第1区間P1の間にディスプレイモジュール20から生成されたデータイメージは、第1経路L−1を通じて使用者の目UIに提供される。ディスプレイモジュール20から生成されたデータイメージは、第1切替え可能なミラー層SML1に提供され、第1切替え可能なミラー層SML1から反射されたデータイメージは、第2切替え可能なミラー層SML2に提供され、第2切替え可能なミラー層SML2は、一部のデータイメージを透過させて一部のデータイメージを使用者の目UIに反射させる。
【0079】
第1区間P1の間に、使用者は、第2経路L−2を通じて使用者の前面の外部イメージを認知する。データイメージは、使用者の前面の外部のイメージに関連された情報を提供する。したがって、電気光学装置10は、使用者に拡張現実を提供する。第1区間P1の間にカメラモジュール30は、第3経路L−3を通じて使用者前面の外部イメージを取得する。
【0080】
図4B及び図4Cに示したように、第2区間P2の間に第1切替え可能なミラー層SML1は、透過モードTLで動作し、第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、半透過モードHTLで動作する。第2区間P2の間に使用者の目の情報を有する外部イメージ(以下、目の情報イメージ)は、第4経路L−4を通じてカメラモジュール30に提供される。目の情報イメージは、第2切替え可能なミラー層SML2に提供され、第2切替え可能なミラー層SML2から反射された目の情報イメージは、第1切替え可能なミラー層SML1に提供され、第1切替え可能なミラー層SML1を透過した目の情報イメージは、カメラモジュール30に提供される。
【0081】
第1切替え可能なミラー層SML1で目の情報イメージの輝度が減少されることを最小化するために第2区間P2の間に第1切替え可能なミラー層SML1の透過率は、90%以上に設定される。第2区間P2の間に、使用者は、相変わらず、第2経路L−2を通じて使用者前面の外部イメージを認知する。
【0082】
第1区間P1及び第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2が半透過モードHTLで動作しても、第1区間P1及び第2区間P2の透過率は、互いに異なりに調節される。第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の透過率は、第1区間P1の間の第2切替え可能なミラー層SML2の透過率より低い。第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の反射率を高めてカメラモジュール30に鮮明な目の情報イメージを提供するためである。
【0083】
図4Cに示したように第1区間P1と第2区間P2とは、交互に定義される。この時、各々の第2区間P2は、各々の第1区間P1に比べて非常に短い時間を有する。第2区間P2は、互いに同一の時間を有し、例えば、数マイクロ秒乃至数十マイクロ秒である。第1区間P1は、互いに同一の時間を有し、例えば、数秒乃至数十秒である。
【0084】
本発明の一実施形態で第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、反射モードBLで動作する。第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の反射率を高めてカメラモジュール30に鮮明な目の情報イメージを提供するためである。第2区間P2が短い時間に設定されたので、使用者は、第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の動作を認知できない。したがって、使用者は、区間に関わらず前面の外部イメージを連続的に認知する。
【0085】
ディスプレイモジュール20とカメラモジュール30とは、第1区間P1と第2区間P2との中で、特定な区間のみを活性化される。ディスプレイモジュール20とカメラモジュール30とは、第1区間P1と第2区間P2とに関わらず、活性化されてもよい。例えば、ディスプレイモジュール20は、第1区間P1の間に活性化され、カメラモジュール30は、第1区間P1及び第2区間P2の間に活性化される。
【0086】
図5は、本発明の一実施形態による電子光学装置の平面図である。図6Aは、図5に図示された電子光学装置の第1動作を示した図面である。図6Bは、図5に図示された電子光学装置の第2動作を示した図面である。図6Cは、図5に図示された電子光学装置の第1及び第2動作のための切替え可能なミラー層の動作を示したタイミングチャートである。以下、図1乃至図4Cを参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は、省略する。
【0087】
図5に示したように、本実施形態による光学モジュール10−3は、第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3を含む。第1切替え可能なミラー層SML1に平行な第1仮想面IS1と第2切替え可能なミラー層SML2に平行な第2仮想面IS2とは、互いに交差する。
【0088】
本実施形態による光学モジュール10−3は、第2ボディー部BD2の第1連結面BD2−SS2に配置された反射層RL10をさらに含む。第2ボディー部BD2の第1連結面BD2−SS2は、第1切替え可能なミラー層SML1と第1方向D1で対向する。カメラモジュール30は、第1切替え可能なミラー層SML1から反射された目の情報イメージを受信するように第2ボディー部BD2の第2連結面BD2−SS3に対向するように配置される。第2ボディー部BD2の第2連結面BD2−SS3は、第1切替え可能なミラー層SML1と第2方向D2で対向する。ディスプレイモジュール20は、第1切替え可能なミラー層SML1に向かってデータイメージを表示するように第1ボディー部BD1の第2連結面BD1−SS4に対向するように配置される。
【0089】
図6A及び図6Cに示したように、第1区間P1の間に第1切替え可能なミラー層SML1は、反射モードBLで動作し、第1区間P1の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、半透過モードHTLで動作する。第1区間P1の間にディスプレイモジュール20から生成されたデータイメージは、第1経路L−1を通じて使用者の目UIに提供される。第1経路L−1は、図4Aを参照して説明した第1経路L−1と実質的に同一であり、詳細な説明は、省略する。第1区間P1の間に、使用者は、第2経路L−2を通して使用者前面の外部イメージを認知する。データイメージは、使用者前面の外部のイメージに関連された情報を提供する。したがって、電気光学装置10は、使用者に拡張現実を提供する。
【0090】
図6B及び図6Cに示したように、第2区間P2の間に第1切替え可能なミラー層SML1は、半透過モードHTLで動作し、第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、半透過モードHTLで動作する。第2区間P2の間に目の情報イメージは、第3経路L−30を通じてカメラモジュール30に提供される。目の情報イメージは、第2切替え可能なミラー層SML2に提供され、第2切替え可能なミラー層SML2は、目の情報イメージの一部を反射させる。第2切替え可能なミラー層SML2から反射された目の情報イメージの一部は、第1切替え可能なミラー層SML1を通過する。第1切替え可能なミラー層SML1を通過した目の情報イメージは、反射層RL10で反射され、反射層RL10で反射された目の情報イメージの一部は、第1切替え可能なミラー層SML1から反射された後、カメラモジュール30に提供される。第2区間P2の間に、使用者は、変わらず、第2経路L−2を通じて使用者前面の外部イメージを認知する。
【0091】
第1区間P1及び第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2が半透過モードHTLで動作しても、第1区間P1及び第2区間P2の透過率は、互いに異なって調節される。尚、第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2と第1切替え可能なミラー層SML1とが半透過モードHTLで動作しても、第2切替え可能なミラー層SML2と第1切替え可能なミラー層SML1との透過率は、互いに異なって調節される。
【0092】
第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の透過率は、第1区間P1の間の第2切替え可能なミラー層SML2の透過率より低い。尚、第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の透過率は、第1切替え可能なミラー層SML1の透過率より低い。第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の反射率を高めてカメラモジュール30に鮮明な目の情報イメージを提供するためである。
【0093】
第2区間P2が第1区間P1に比べて非常に短い時間に設定されたとき、例えば、数マイクロ秒乃至数十マイクロ秒に設定されたとき、第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、反射モードBLで動作する。第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の反射率を高めてカメラモジュール30に鮮明な目の情報イメージを提供するためである。第2区間P2が短い時間に設定されれば、使用者は、第2区間P2の間の第2切替え可能なミラー層SML2の動作を認知できない。
【0094】
本実施形態で、ディスプレイモジュール20は、第1区間P1の間に活性化され、カメラモジュール30は、第2区間P2の間に活性化される。ディスプレイモジュール20は、第2区間P2の間に活性化されるか非活性化される。
【0095】
図7は、本発明の一実施形態による電子光学装置の平面図である。図8Aは、図7に図示された電子光学装置の第1動作を示した図面である。図8Bは、図7に図示された電子光学装置の第2動作を示した図面である。図8Cは、図7に図示された電子光学装置の第1及び第2動作のための切替え可能なミラー層の動作を示したタイミングチャートである。以下、図1乃至図6Cを参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は、省略する。
【0096】
図7に示したように、本実施形態による光学モジュール10−4は、第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3を含む。第1切替え可能なミラー層SML1と第2切替え可能なミラー層SML2は、実質的に互いに平行になる。別に図示しなかったが、第1乃至第4対角面BD1−SS1、BD1−SS2、BD2−SS1、BD3−SS1は、互いに平行に対向する。
【0097】
本実施形態による光学モジュール10−4は、第3ボディー部BD3の第1連結面BD3−SS2に配置された反射層RL20をさらに含む。第3ボディー部BD3の第1連結面BD3−SS2は、第2切替え可能なミラー層SML2と第1方向D1で対向する。カメラモジュール30は、第1切替え可能なミラー層SML1を通過した目の情報イメージを受信するように第2ボディー部BD2の第1連結面BD2−SS2に対向するように配置される。第2ボディー部BD2の第1連結面BD2−SS2は、第1切替え可能なミラー層SML1と第1方向D1で対向する。ディスプレイモジュール20は、第1切替え可能なミラー層SML1に向かってデータイメージを表示するように第1ボディー部BD1の第2連結面BD1−SS4に対向するように配置される。
【0098】
特段図示しないが、光学モジュール10−4は、第3ボディー部BD3の第3連結面BD3−SS4に配置された焦点制御部材をさらに含む。焦点制御部材は、第2切替え可能なミラー層SML2から反射されたデータイメージを反転させるレンズを含む。
【0099】
図8A及び図8Cに示したように、第1区間P1の間に第1切替え可能なミラー層SML1は、反射モードBLで動作し、第1区間P1の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、半透過モードHTLで動作する。第1区間P1の間にディスプレイモジュール20から生成されたデータイメージは、第1経路L−10を通じて使用者の目UIに提供される。ディスプレイモジュール20から生成されたデータイメージは、第1切替え可能なミラー層SML1に提供され、第1切替え可能なミラー層SML1から反射されたデータイメージは、第2切替え可能なミラー層SML2に提供される。第2切替え可能なミラー層SML2を透過した一部のデータイメージは、反射層RL20で反射された後、第2切替え可能なミラー層SML2に提供される。第2切替え可能なミラー層SML2から反射された一部のデータイメージは、使用者の目UIに提供される。
【0100】
第1区間P1の間に、使用者は、第2経路L−2を通じて使用者前面の外部イメージを認知する。データイメージは、使用者の前面の外部のイメージに関連された情報を提供する。したがって、電気光学装置10は、使用者に拡張現実を提供する。
【0101】
図8B及び図8Cに示したように、第2区間P2の間に第1切替え可能なミラー層SML1は、透過モードTLで動作し、第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、半透過モードHTLで動作する。第2区間P2の間に目の情報イメージは、第4経路L−40を通じてカメラモジュール30に提供される。目の情報イメージは、第2切替え可能なミラー層SML2に提供され、第2切替え可能なミラー層SML2から反射された一部の目の情報イメージは、反射層RL20に反射された後、第2切替え可能なミラー層SML2に提供される。第2切替え可能なミラー層SML2を通過した一部の目の情報イメージは、第1切替え可能なミラー層SML1を透過した後、カメラモジュール30に提供される。
【0102】
本発明の一実施形態で、第2区間P2が第1区間P1に比べて非常に短い時間に設定されたとき、第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、反射モードBLと透過モードTLとで交互に動作する。第2区間P2の各々は、第1サブ区間と第2サブ区間とを含む。第1サブ区間と第2サブ区間とは、交互に定義される。第2切替え可能なミラー層SML2が第1サブ区間の間に反射モードBLで動作して目の情報イメージを反射層RL20に提供し、第1サブ区間に連続する第2サブ区間の間に第2切替え可能なミラー層SML2が透過モードTLで動作して反射層RL20から反射された目の情報イメージを通過させる。第2切替え可能なミラー層SML2を通過した目の情報イメージは、カメラモジュール30に提供される。第2切替え可能なミラー層SML2が第2区間P2の間に時間分割して反射モードBLと透過モードTLとで交互に動作することで、カメラモジュール30に提供される目の情報イメージの輝度を増加させる。
【0103】
図9は、本発明の一実施形態による電子光学装置の平面図である。図10Aは、図9に図示された電子光学装置の第1動作を示した図面である。図10Bは、図9に図示された電子光学装置の第2動作を示した図面である。図10Cは、図9に図示された電子光学装置の第1及び第2動作のための切替え可能なミラー層の動作を示したタイミングチャートである。以下、図1乃至図8Cを参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は、省略する。
【0104】
図9に示したように、本実施形態による光学モジュール10−5は、第1ボディー部BD1、第2ボディー部BD2、及び第3ボディー部BD3を含む。第1切替え可能なミラー層SML1と第2切替え可能なミラー層SML2とは、実質的に互いに平行になる。
【0105】
本実施形態による光学モジュール10−5は、第2ボディー部BD2の第1連結面BD2−SS2に配置された第1反射層RL10及び第3ボディー部BD3の第1連結面BD3−SS2に配置された第2反射層RL20をさらに含む。第2ボディー部BD2の第1連結面BD2−SS2は、第1切替え可能なミラー層SML1と第1方向D1で対向する。カメラモジュール30は、第1切替え可能なミラー層SML1から反射された目の情報イメージを受信するように第2ボディー部BD2の第2連結面BD2−SS3に対向するように配置される。第2ボディー部BD2の第2連結面BD2−SS3は、第1切替え可能なミラー層SML1と第2方向D2で対向する。ディスプレイモジュール20は、第1切替え可能なミラー層SML1に向かってデータイメージを表示するように第1ボディー部BD1の第2連結面BD1−SS4に対向するように配置される。
【0106】
第3ボディー部BD3の第1連結面BD3−SS2は、第2切替え可能なミラー層SML2と第1方向D1で対向する。第3ボディー部BD3の第1連結面BD3−SS2は、第2ボディー部BD2の第1連結面BD2−SS2と第1方向D1で対向する。
【0107】
図10A及び図10Cに示したように、第1区間P1の間に第1切替え可能なミラー層SML1は、反射モードBLで動作し、第1区間P1の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、半透過モードHTLで動作する。第1区間P1の間にディスプレイモジュール20から生成されたデータイメージは、第1経路L−10を通じて使用者の目UIに提供される。第1経路L−10は、図8Aを参照して説明した第1経路L−10と実質的に同一であり、詳細な説明は、省略する。第1区間P1の間に、使用者は、第2経路L−2を通じて使用者前面の外部イメージを認知する。データイメージは、使用者前面の外部のイメージに関連された情報を提供する。したがって、電気光学装置10は、使用者に拡張現実を提供する。
【0108】
図10B及び図10Cに示したように、第2区間P2の間に第1切替え可能なミラー層SML1は、半透過モードHTLで動作し、第2区間P2の間に第2切替え可能なミラー層SML2は、半透過モードHTLで動作する。目の情報イメージは、第2切替え可能なミラー層SML2に提供され、第2切替え可能なミラー層SML2から反射された一部の目の情報イメージは、第2反射層RL20に反射された後、第2切替え可能なミラー層SML2に提供される。第2切替え可能なミラー層SML2を通過した一部の目の情報イメージは、第1切替え可能なミラー層SML1を通過する。この時、目の情報イメージの輝度は、さらに減少する。第1切替え可能なミラー層SML1を通過した一部の目の情報イメージは、第1反射層RL10で反射し、第1反射層RL10で反射された目の情報イメージの一部は、第1切替え可能なミラー層SML1から反射された後、カメラモジュール30に提供される。
【0109】
以上、本発明の望ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の当業者又は当該技術分野に通常の知識を有する者であれば、後述の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変形できることは理解できる。
【0110】
したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されることではなく、特許請求の範囲によって定められなければならない。
【符号の説明】
【0111】
100 電子光学装置
200 フレーム
10 光学モジュール
20 ディスプレイモジュール
30 カメラモジュール
40 通信モジュール
50 制御モジュール
60 電源モジュール
図1
図2
図3A
図3B
図3C
図3D
図3E
図3F
図4A
図4B
図4C
図5
図6A
図6B
図6C
図7
図8A
図8B
図8C
図9
図10A
図10B
図10C