JP2016130856A - ヘッドマウント電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切替可能なミラー層を使用して使用者にデータイメージを提供し、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電子装置を提供する。
【解決手段】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フレームに結合された電子光学装置を含む。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。光学モジュールは、光透過率が調節される第１切替可能なミラー層及び第２切替可能なミラー層を含み、第１切替可能なミラー層は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第２切替可能なミラー層に提供し、第２切替可能なミラー層は第１切替可能なミラー層から提供されたデータイメージを使用者の目に提供する。カメラモジュールは、第１切替可能なミラー層及び第２切替可能なミラー層の動作によって使用者の目の情報を有する外部イメージを取得する。
【選択図】図３Ａ

Description

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。

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。

米国特許第８，２９４，９９４号明細書 韓国特許第１０−０９２８２２６号明細書 米国特許公開第２０１２／００６８９１３号明細書 韓国特許公開第１０−２０１４−００４５２９２号明細書 韓国特許公開第１０−２０１３−０１２７４７２号明細書

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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３Ａに示された光学モジュールの平面図である。 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３Ｃの一部分を拡大した図面である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (32)

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カメラモジュールと、
   を含むヘッドマウント電子装置。
2. 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。
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２に記載のヘッドマウント電子装置。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
27. 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請求項２に記載のヘッドマウント電子装置。
28. 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た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。
29. 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２８に記載のヘッドマウント電子装置。
30. 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２９に記載のヘッドマウント電子装置。
31. 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２に記載のヘッドマウント電子装置。
32. 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３１に記載のヘッドマウント電子装置。

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