WO2024096560A1 - 웨어러블 전자 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to wearable electronic devices and methods of operating the same.
  • Augmented reality is a field of virtual reality (VR) and is a computer graphics technique that combines images related to virtual objects (or information) with images corresponding to an actually existing environment. Augmented reality can be applied to products such as wearable electronic devices to provide users with a variety of user experiences.
  • a wearable electronic device that supports augmented reality may be a head mounted display (HMD) device or AR glass, and as it includes a see-through display, it is called a “video see-through (VST) device” ”.
  • HMD head mounted display
  • VST video see-through
  • the VST device includes a display panel, which is a light source that outputs an image, a projection lens that inputs the image output from the display panel into a light waveguide, and a light source that propagates the input image to reach the user's eyes. It may include a light waveguide.
  • the unit that defines the resolution of the display is PPD (pixel per degree).
  • PPD can be a unit of angular resolution that numerically represents how many pixels can be integrated within a viewing angle of approximately 1°. For example, if the angular resolution of the display is 5 PPD, an average person with normal vision can distinguish five lines displayed at equal intervals within a viewing angle of approximately 1°. Therefore, as PPD, which is the angular resolution of the see-through display, increases, users can experience more realistic images. For example, if the see-through display outputs a screen of about 60 PPD or more, the user can feel the realism of seeing the real world.
  • a VST device In order for a VST device to provide a screen of about 60 PPD or more, it may be necessary for the see-through display not only to have high-resolution specifications but also to include a high-resolution camera. For example, even if a see-through display has an angular resolution of about 60 PPD or more, if the camera captures an image with an angular resolution of about 20 PPD, the VST device will produce a composite image of less than about 60 PPD (i.e., a virtual image and a real world image). By providing a composite video of a captured video, it may not be possible to provide a realistic video to the user.
  • One embodiment of the present disclosure is a wearable that provides augmented reality images with high angular resolution to provide users with a sense of reality similar to seeing the real world, is easy to design in a small and lightweight form, and can reduce user eye fatigue.
  • An electronic device and a method of operating the same can be provided.
  • a wearable electronic device includes a first camera corresponding to the left eye of the user and having a first angle of view, a second camera corresponding to the right eye of the user and having the first angle of view, and an angle of view greater than the first angle of view. It may include a third camera having a large second angle of view, a first display corresponding to the user's left eye, a second display corresponding to the user's right eye, and a processor.
  • the processor may generate a left eye image based on a left eye corresponding image acquired through the first camera and a wide viewing angle image acquired through the third camera.
  • the processor may generate a right eye image based on the right eye corresponding image and the wide viewing angle image acquired through the second camera.
  • the processor may display a left-eye composite image obtained by combining the left-eye image with a virtual image through the first display.
  • the processor may display a right eye composite image obtained by combining the virtual image with the right eye image through the second display.
  • a method of operating a wearable electronic device includes using a first camera to acquire a left eye-corresponding image corresponding to the user's left eye and having a first angle of view, and using a second camera to obtain an image corresponding to the user's right eye.
  • a left eye image is generated based on the image and the wide viewing angle image acquired through the third camera, a right eye image is generated based on the right eye corresponding image acquired through the second camera and the wide viewing angle image, and the left eye image is generated.
  • a left eye composite image synthesized with a virtual image is displayed on a first display corresponding to the user's left eye, and a right eye composite image synthesized with the virtual image with the right eye image is displayed on a second display corresponding to the user's right eye. It can be displayed through .
  • a wearable electronic device and a method of operating the same provide augmented reality images with high angular resolution to provide users with a sense of reality similar to viewing the real world, and are easy to design in a small and lightweight manner, and are convenient for users. It can reduce eye fatigue.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments.
  • Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a wearable electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram schematically showing a state in which a user is wearing a wearable electronic device according to an embodiment shown in FIG. 2 .
  • Figure 4 is a perspective view showing a wearable electronic device including two cameras according to an embodiment.
  • Figure 5 is a perspective view showing a wearable electronic device including four cameras according to an embodiment.
  • Figure 6 is a block diagram of a wearable electronic device according to an embodiment.
  • Figure 7 is an example illustrating the angle of view of each camera included in a wearable electronic device according to an embodiment.
  • Figure 8 is an example showing a state in which a camera of a wearable electronic device photographs a subject spaced apart by a first distance, according to an embodiment.
  • Figure 9 is an example showing a state in which a camera of a wearable electronic device photographs a subject spaced apart by a second distance, according to an embodiment.
  • Figure 10 is an example of an image captured from a first camera of a wearable electronic device according to an embodiment.
  • Figure 11 is an example of an image captured by a second camera of a wearable electronic device according to an embodiment.
  • Figure 12 is an example of an image captured by a third camera of a wearable electronic device according to an embodiment.
  • Figure 13 is a flowchart explaining the operation of a wearable electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 199. It is possible to communicate with at least one of the electronic device 104 or the server 108 through (e.g., a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • a first network 198 e.g., a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a long-distance wireless communication network.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or may include an antenna module 197.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components e.g., sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into one component (e.g., display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (e.g., program 140) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and various data processing or calculations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • software e.g., program 140
  • the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132.
  • the commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 123 that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • auxiliary processor 123 e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the electronic device 101 includes a main processor 121 and a secondary processor 123
  • the secondary processor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. You can.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) At least some of the functions or states related to can be controlled.
  • co-processor 123 e.g., image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component e.g., camera module 180 or communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108).
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto.
  • Memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or application 146.
  • the input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
  • the electronic device 102 e.g., speaker or headphone
  • the sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used to connect the electronic device 101 directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture still images and moving images.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • Battery 189 may supply power to at least one component of electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • Communication module 190 is configured to provide a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It can support establishment and communication through established communication channels. Communication module 190 operates independently of processor 120 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • processor 120 e.g., an application processor
  • the communication module 190 may be a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module
  • the corresponding communication module is a first network 198 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (e.g., legacy It may communicate with an external electronic device 104 through a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 to communicate within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or ultra-reliable and low-latency (URLLC). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing.
  • MIMO massive array multiple-input and multiple-output
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199). According to one embodiment, the wireless communication module 192 supports Peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC.
  • Peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 164 dB or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is, for example, connected to the plurality of antennas by the communication module 190. can be selected. Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side)
  • peripheral devices e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations performed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 may perform the function or service instead of executing the function or service on its own.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of Things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199.
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • Electronic devices may be of various types.
  • Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances.
  • Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described devices.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish one element from another, and may be used to distinguish such elements in other respects, such as importance or order) is not limited.
  • One (e.g. first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g. second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”.
  • any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of the present disclosure may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. can be used
  • a module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present disclosure may include one or more instructions stored in a storage medium (e.g., internal memory 136 or external memory 138) that can be read by a machine (e.g., electronic device 101). It may be implemented as software (e.g., program 140) including these.
  • a processor e.g., processor 120
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves). This term refers to cases where data is stored semi-permanently in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
  • methods according to various embodiments disclosed in the present disclosure may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or via an application store (e.g. Play Store TM ) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.
  • Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a wearable electronic device 200 according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram schematically showing a state in which a user is wearing the wearable electronic device 200 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to an embodiment shown in FIG. 2 .
  • the wearable electronic device 200 eg, the electronic device 101 of FIG. 1
  • the wearable electronic device 200 includes a first camera 201, a second camera 202, a third camera 203, a first display 211, It may include a second display 212, a depth detection device 204, a first eye tracking device 221, or a second eye tracking device 222.
  • the wearable electronic device 200 may be a head mounted display (HMD) device or AR glass, and includes a see-through display, thereby providing “video see-through (VST)”. It may be named “device”.
  • HMD head mounted display
  • VST video see-through
  • device The form of the wearable electronic device 200 shown in the drawings of the present disclosure is only an example and may not be limited.
  • the wearable electronic device 200 may include three cameras for photographing the actual environment located in front of the user.
  • the three cameras may include a first camera 201, a second camera 202, or a third camera 203.
  • the first camera 201 and the second camera 202 may be cameras of the same type, and the first camera 201 and the third camera 203 may be different types of cameras.
  • the first camera 201 may be arranged to correspond to the user's left eye 311.
  • the first camera 201 may be a camera having a first angle of view, and the first angle of view may be a view angle of about 30 degrees.
  • the first camera 201 may be a camera that captures images with a viewing angle of approximately 30 degrees.
  • the angle of view of the first camera 201 the angle of view of about 30 degrees is only an example, and the angle of view of the first camera 201 of the wearable electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure is limited to the above value. It may not work.
  • the second camera 202 may be arranged to correspond to the user's right eye 312.
  • the second camera 202 may be a camera having a first angle of view, and the first angle of view may be about 30 degrees.
  • the second camera 202 may be a camera that captures images with a viewing angle of approximately 30 degrees.
  • the second camera 202 may be substantially the same as or similar to the first camera 201.
  • the angle of view of the second camera 202 the angle of view of about 30 degrees is only an example, and the angle of view of the second camera 202 of the wearable electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure is limited to the above value. It may not work.
  • the third camera 203 may be disposed to correspond between the first camera 201 and the second camera 202.
  • the third camera 203 may be a camera having a second angle of view that is larger than the first angle of view, and the second angle of view may be about 100°.
  • the third camera 203 may be a camera that captures images with a viewing angle of approximately 100°.
  • the third camera 203 is a camera different from the first camera 201 and the second camera 202 and may be a wide-angle camera.
  • the angle of view of the third camera 203 the angle of view of about 100 degrees is only an example, and the angle of view of the third camera 203 of the wearable electronic device 200 according to various embodiments of the present disclosure is limited to the above value. It may not work.
  • the wearable electronic device 200 may include two displays to provide images to each of the user's left eye 311 and right eye 312.
  • the two displays may include a first display 211 or a second display 212.
  • the first display 211 and the second display 212 may be of the same type.
  • the first display 211 and the second display 212 may be at least partially similar to the display module 160 described with reference to FIG. 1 .
  • the first display 211 may be arranged to correspond to the user's left eye 311.
  • the second display 212 may be arranged to correspond to the user's right eye 312.
  • the components of the first display 211 and the components of the second display 212 may be the same.
  • the arrangement and/or shape of the components constituting the first display 211 may be the same as the arrangement and/or shape of the components constituting the second display 212.
  • the first display 211 and the second display 212 each include a display panel (not shown) that outputs an image, a projection lens (not shown), and an optical combiner (combiner optics) ( (not shown), and an optical barrier (not shown) (e.g., barrel).
  • the display panel (not shown) included in each of the first display 211 and the second display 212 is a liquid crystal on silicon (LCoS) device or a silicon light emitting diode. (LED) on silicon; may include an organic light emitting diode (OLED), a micro light emitting diode (micro LED), or a digital mirror device (DMD). .
  • LCD liquid crystal on silicon
  • LED silicon light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • micro LED micro light emitting diode
  • DMD digital mirror device
  • the depth detection device 204 is a device that detects the depth of the subject that the user is looking at, and the wearable electronic device 200 generates a depth map using the depth detection device 204. can do.
  • depth detection device 204 may include a depth camera.
  • the depth detection device 204 may be a stereo camera, a time of flight (ToF) camera, or a structure light camera.
  • ToF time of flight
  • the wearable electronic device 200 may not include the depth detection device 204.
  • the wearable electronic device 200 does not include the depth detection device 204, but provides a depth map using the image acquired through the first camera 201 and the image acquired through the second camera 202. can be created.
  • the wearable electronic device 200 is a device that tracks the user's gaze (e.g., eye tracking (ET)) and includes a first gaze tracking device 221 and a second gaze tracking device 222. ) may include.
  • the wearable electronic device 200 uses the first eye tracking device 221 and the second eye tracking device 222 to display augmented reality (AR) displayed through the first display 211 and the second display 212.
  • AR augmented reality
  • VR virtual reality
  • the first gaze tracking device 221 may be a device that detects the gaze corresponding to the user's left eye 311.
  • the first eye tracking device 221 may include an eye tracking camera.
  • the second gaze tracking device 222 may be a device that detects the gaze corresponding to the user's right eye 312.
  • the second eye tracking device 222 may include an eye tracking camera.
  • the first eye tracking device 221 and the second eye tracking device 222 perform 3 degrees of freedom (DoF), 6DoF head tracking, hand detection, and hand tracking. , and/or may be configured at least as part of a camera used for spatial recognition.
  • Figure 4 is a perspective view showing a wearable electronic device 400 including two cameras according to an embodiment.
  • At least a portion of the wearable electronic device 400 shown in FIG. 4 may be substantially the same as the wearable electronic device 200 according to an embodiment shown in FIG. 2. .
  • the wearable electronic device 400 according to the embodiment shown in FIG. 4 only the components that are different from the wearable electronic device 200 according to the embodiment shown in FIG. 2 will be described. do. Components not explained in the description related to FIG. 4 will be replaced with the description related to FIG. 2 .
  • a wearable electronic device 400 includes a first camera 401, a second camera 402, a first display 211, a second display 212, and a depth detection device. (204), a first eye tracking device 221, or a second eye tracking device 222.
  • the wearable electronic device 400 may include two cameras for photographing the actual environment located in front of the user.
  • the two cameras may include a first camera 401 or a second camera 402.
  • the first camera 401 and the second camera 402 may be cameras of the same type.
  • each of the first camera 401 and the second camera 402 is a wide-angle camera and may be a higher-resolution camera than the first camera 401 and the second camera 402 shown in FIG. 2. there is.
  • the first camera 401 may be arranged to correspond to the user's left eye (eg, the user's left eye 311 in FIG. 3).
  • the first camera 401 may be a camera having a second angle of view, and the second angle of view may be about 100°.
  • the first camera 401 may be a camera that captures images with a viewing angle of approximately 100°.
  • the angle of view of the first camera 401 the angle of view of about 100 degrees is only an example, and the angle of view of the first camera 401 of the wearable electronic device 400 according to various embodiments of the present disclosure is the above value (e.g. : may not be limited to approximately 100 ⁇ ).
  • the second camera 402 may be arranged to correspond to the user's right eye (eg, the user's right eye 312 in FIG. 3).
  • the second camera 402 may be a camera having a second angle of view, and the second angle of view may be about 100°.
  • the second camera 402 may be a camera that captures images at an angle of view of approximately 100 degrees.
  • the second camera 402 may be substantially the same as or similar to the first camera 401.
  • the angle of view of the second camera 402 the angle of view of about 100 degrees is only an example, and the angle of view of the second camera 402 of the wearable electronic device 400 according to various embodiments of the present disclosure is the above value (e.g. : may not be limited to approximately 100 ⁇ ).
  • Figure 5 is a perspective view showing a wearable electronic device 500 including four cameras according to an embodiment.
  • At least a portion of the wearable electronic device 500 shown in FIG. 5 is one of the wearable electronic devices 200 and 400 according to an embodiment shown in FIG. 2 and/or FIG. 4. may be substantially the same as Hereinafter, in describing the wearable electronic device 500 according to the embodiment shown in FIG. 5, only the components that are different from the wearable electronic device 200 according to the embodiment shown in FIG. 2 will be described. do. Components not explained in the description related to FIG. 5 will be replaced with the description related to FIG. 2 .
  • the wearable electronic device 500 includes a first camera 501, a second camera 502, a third camera 503-1, and a fourth camera 503-2. , may include a first display 211, a second display 212, a depth detection device 204, a first eye tracking device 221, or a second eye tracking device 222.
  • the wearable electronic device 500 may include four cameras for photographing the actual environment located in front of the user.
  • the four cameras may include a first camera 501, a second camera 502, a third camera 503-1, or a fourth camera 503-2.
  • the first camera 501 and the second camera 502 may be cameras of the same type.
  • the third camera 503-1 and the fourth camera 503-2 may be cameras of the same type.
  • the first camera 501 and the third camera 503-1 may be different types of cameras.
  • the second camera 520 and the fourth camera 503-2 may be different types of cameras.
  • the first camera 501 may be arranged to correspond to the user's left eye 311.
  • the first camera 501 may be a camera having a first angle of view, and the first angle of view may be a view angle of about 30 degrees.
  • the first camera 501 may be a camera that captures images at an angle of view of approximately 30 degrees.
  • the angle of view of the first camera 501 the angle of view of about 30 degrees is only an example, and the angle of view of the first camera 501 of the wearable electronic device 500 according to various embodiments of the present disclosure is the above value (e.g. : may not be limited to approximately 30 ⁇ ).
  • the second camera 502 may be arranged to correspond to the user's right eye (eg, the user's right eye 312 in FIG. 3).
  • the second camera 502 may be a camera having a first angle of view, and the first angle of view may be about 30 degrees.
  • the second camera 502 may be a camera that captures images with a viewing angle of approximately 30 degrees.
  • the second camera 502 may be substantially the same as or similar to the first camera 501.
  • the angle of view of the second camera 502 the angle of view of about 30 degrees is only an example, and the angle of view of the second camera 502 of the wearable electronic device 500 according to various embodiments of the present disclosure is the above value (e.g. : may not be limited to approximately 30 ⁇ ).
  • the third camera 503-1 may be arranged to correspond to the user's left eye (eg, the user's left eye 311 in FIG. 3).
  • the third camera 503-1 may be a camera having a second angle of view larger than the first angle of view, and the second angle of view may be about 100°.
  • the third camera 503-1 may be a camera that captures images with an angle of view of approximately 100 degrees.
  • the third camera 503-1 is a camera different from the first camera 501 and the second camera 502 and may be a wide-angle camera.
  • the angle of view of the third camera 503-1 the angle of view of about 100 degrees is only an example, and the angle of view of the third camera 503-1 of the wearable electronic device 500 according to various embodiments of the present disclosure is It may not be limited to the above values (e.g., about 100 ⁇ ).
  • the fourth camera 503-2 may be arranged to correspond to the user's right eye (eg, the user's right eye 312 in FIG. 3).
  • the fourth camera 503-2 may be a camera having a second angle of view larger than the first angle of view, and the second angle of view may be about 100°.
  • the fourth camera 503-2 may be a camera that captures images with a viewing angle of approximately 100°.
  • the fourth camera 503-2 is a camera different from the first camera 501 and the second camera 502 and may be a wide-angle camera.
  • the angle of view of the fourth camera 503-2 the angle of view of about 100 degrees is only an example, and the angle of view of the fourth camera 503-2 of the wearable electronic device 500 according to various embodiments of the present disclosure is It may not be limited to the above values (e.g., about 100 ⁇ ).
  • Figure 6 is a block diagram of a wearable electronic device 600 according to an embodiment.
  • the wearable electronic device 600 shown in FIG. 6 (e.g., at least a portion of the electronic device 101 in FIG. 1) includes the wearable electronic devices 200, 400, and 500 according to an embodiment shown in FIGS. 2 to 5. They may be substantially the same, or at least partially similar.
  • the wearable electronic device 600 includes a first camera 601 (e.g., the first camera 201 in FIG. 2) and a second camera 602 (e.g., FIG. 2).
  • second camera 202), third camera 603 (e.g., third camera 203 in FIG. 2), depth detection device 604 (e.g., depth detection device 204 in FIG. 2), 1 may include an eye tracking device 621 (e.g., the first eye tracking device 221 in FIG. 2), or a second eye tracking device 622 (e.g., the second eye tracking device 222 in FIG. 2). may be possible, and the description thereof will be replaced with the description related to FIG. 2.
  • the wearable electronic device 600 includes an eye tracking unit 605, a depth map generator 606, a gaze depth detection unit 607, a focus control unit 608, a binocular disparity detection unit 609, Left eye image generator 631, right eye image generator 632, left eye image cropper 641, right eye image cropper 642, virtual image generator 650, distortion correction unit 610, left eye image synthesis It may include a unit 651, a right eye image synthesis unit 652, a left eye image output unit 661, or a right eye image output unit 662.
  • the eye tracking unit 605 may be configured to track the user's gaze (eg, eye tracking (ET)).
  • the gaze tracker 605 may track the user's left eye 311 using the first gaze tracking device 621 and may track the user's right eye 312 using the second gaze tracking device 622.
  • the eye tracking unit 605 displays information displayed through a first display (e.g., the first display 211 in FIG. 2) and a second display (e.g., the second display 212 in FIG. 2). While displaying an AR image (or VR image), the user's gaze looking at a specific object included in the AR image can be detected.
  • the depth map generator 606 may be configured to generate a depth map.
  • the depth map generator 606 uses the depth detection device 604 to acquire depth information of an image corresponding to the real world located in front of the wearable electronic device 600, and creates a depth map based on the acquired depth information. can be created.
  • the gaze depth detection unit 607 detects the object the user gazes at based on the user's gaze tracked by the eye tracking unit 605 and the depth map generated by the depth map generator 606. You can determine the depth of an object (e.g. an external subject). For example, when a user gazes at a flower (not shown) as an object included in an AR image, the gaze depth detector 607 may determine the depth of the flower.
  • an object e.g. an external subject
  • the gaze depth detector 607 may determine the depth of the flower.
  • the focus control unit 608 may be configured to control the focus of each of the first camera 601, the second camera 602, and the third camera 603.
  • the focus control unit 608 uses the first camera 601 and the second camera 602 to correspond to the determined depth.
  • the focus of each of the third cameras 603 can be controlled.
  • the focus control unit 608 may control the autofocus function of each of the first camera 601, the second camera 602, and the third camera 603 based on the determined depth of the object. .
  • the wearable electronic device 600 controls the focus of each of the first camera 601, the second camera 602, and the third camera 603 to correspond to the depth of the object the user is looking at, thereby infocusing. You can obtain an image.
  • the wearable electronic device 600 generates an AR image based on the focused image, and can provide a more realistic and high-definition AR image to the user. For example, when the user's gaze is tracked and the camera focuses on the object the user is looking at, the captured image has clear image quality for the object the user is looking at, and the object moving away from the user's gaze is proportional to the distance away. As a result, image quality can be achieved with an increased amount of defocus.
  • These images are similar to information perceived when a normal person gazes at an object in the real world, and the wearable electronic device 600 can provide a more realistic AR image by generating an AR image based on the focused image.
  • the binocular parallax detector 609 may detect the inter pupil distance (IPD), which is the distance between the user's binocular eyes.
  • IPD inter pupil distance
  • the binocular parallax detection unit 609 of the wearable electronic device 600 may detect the IPD of the user wearing the wearable electronic device 600, taking into account the deviation of IPD for each user. For example, individual wearing deviations may occur when each user wears the wearable electronic device 600, and due to the thickness of the wearable electronic device 600, the separation distance between the camera's pupil (e.g. lens) and the user's eyeball may vary. Adjustment of various offsets may be necessary due to this occurrence.
  • the camera's pupil e.g. lens
  • the binocular parallax detection unit 609 may determine the vergence angle with respect to the depth of the real object or VR object of the subject the user is looking at through the focus control unit 608 and the binocular parallax detection unit 609.
  • the vergence angle may refer to the convergence angle required for the gaze of both eyes to gaze at one object. For example, the vergence angle may become smaller as the depth of the VR object increases. For example, the vergence angle may increase as the IPD, which is the distance between the user's two eyes, increases.
  • the IPD and vergence angle determined by the binocular parallax detection unit 609 will be used for compositing the left eye image to be finally displayed through the first display 211 and the right eye image to be finally displayed through the second display 212. You can.
  • the left eye image generator 631 receives an image captured by the first camera 601 and an image captured by the third camera 603, and synthesizes the input images to create a left eye image. Videos can be created.
  • the left eye image generator 631 produces an image with a first viewing angle corresponding to the user's left eye 311 through the first camera 601 and a second image with a relatively wide viewing angle through the third camera 603. You can obtain images of different angles of view.
  • the image of the first angle of view acquired through the first camera 601 is an image with a view angle within the user's effective field of view (for example, within about 30 degrees), and may be an image with relatively high angular resolution.
  • the image of the second angle of view acquired through the third camera 603 is an image with a view angle outside the user's effective field of view (for example, about 100 degrees or more), and may be an image with a relatively low angular resolution.
  • the left eye image generator 631 provides an image with relatively high angular resolution (e.g., an image acquired using the first camera 601) to an area within the effective field of view corresponding to the gaze of the user's left eye 311. And, for areas outside the effective field of view, the images can be matched and synthesized to provide an image with relatively high low angle resolution (e.g., an image acquired using the third camera 603). Accordingly, the left eye image generator 631 can provide the user with an image that has a wide angle of view (e.g., 100° or more) in terms of perceived visual perception and a high angular resolution of 60 PPD within the effective field of view.
  • a wide angle of view e.g., 100° or more
  • the right eye image generator 632 receives an image captured by the second camera 602 and an image captured by the third camera 603, and synthesizes the input images to create a right eye image. Videos can be created.
  • the right eye image generator 632 produces an image with a first viewing angle corresponding to the user's right eye 312 through the second camera 602 and a second image with a relatively wide viewing angle through the third camera 603. You can obtain images of different angles of view.
  • the image with the first angle of view acquired through the second camera 602 is an image with a view angle within the user's effective field of view (for example, within about 30 degrees) and may be an image with relatively high angular resolution.
  • the image of the second angle of view acquired through the third camera 603 is an image with a view angle outside the user's effective field of view (for example, about 100 degrees or more), and may be an image with a relatively low angular resolution.
  • the right eye image generator 632 provides an image with relatively high angular resolution (e.g., an image acquired using the second camera 602) for the area within the effective field of view corresponding to the gaze of the user's right eye 312. And, for areas outside the effective field of view, the images can be matched and synthesized to provide an image with relatively high low angle resolution (e.g., an image acquired using the third camera 603).
  • the left eye image generator 631 can provide the user with a subject image that has a wide angle of view (e.g., 100° or more) in terms of perceived visibility and a high angular resolution of 60 PPD within the effective field of view.
  • an average person's visual field has a discrimination field corresponding to a field of view of about 5°, an effective field of view corresponding to a field of view of about 30°, or a stable gaze corresponding to a field of view of about 60° to about 90°. May include field of view.
  • Horizontal vision angle of view strike note Discrimination vision about 5° about 0.5 or more Area with excellent vision Effective field of view about 30° about 0.1 or more An area where information can be instantly recognized with just eye movements Please keep calm. Approximately 60° to approximately 90° - Area where the presence or absence of an object can be identified
  • the left eye image cropping unit 641 is configured to crop a portion of the left eye image synthesized by the left eye image generating unit 631, considering the resolution of the first display 211. You can.
  • the left eye image cropping unit 641 may determine the area to be cropped based on the IPD and vergence angle determined by the binocular parallax detection unit 609. For example, the left eye image cropping unit 641 may crop a portion of the left eye image by considering the parallax between the user's two eyes.
  • the right eye image cropping unit 642 may be configured to crop a portion of the right eye image synthesized by the right eye image generating unit 632 in consideration of the resolution of the second display 212.
  • the right eye image cropping unit 642 may determine the area to be cropped based on the IPD and vergence angle determined by the binocular parallax detection unit 609. For example, the right eye image cropping unit 642 may crop a portion of the right eye image by considering the disparity between the user's two eyes.
  • the virtual image generator 650 may be configured to generate a VR image.
  • the virtual image generator 650 may generate a VR image to be fused with the left eye image cropping unit 641 and the right eye image cropping unit 642 corresponding to the actual image of the subject.
  • the positions of objects included in the VR image generated by the virtual image generator 650 may be set so that each object has a predetermined depth.
  • the virtual image generator 650 may transmit depth information of the VR image to the gaze depth detection unit 607, and at this time, the depth information may correspond to the depth map of the actual image of the subject extracted by the depth map generator 606.
  • the distortion correction unit 610 generates a distortion correction coefficient as a variable used by the left eye image synthesis unit 651 to synthesize the left eye image and the right eye image synthesis unit 652 to synthesize the right eye image. can do.
  • the distortion correction coefficient may be a variable for compensating for distortion of a lens (eg, eye lens) installed on the front of the wearable electronic device 600.
  • the distortion correction unit 610 of the wearable electronic device 600 can enable the user to view a straight AR image by adjusting the setting value of the distortion correction coefficient.
  • the angle of view of the wearable device 600 may be required to be approximately 100° or more.
  • pin cushion distortion may occur in a lens (e.g., eye lens) having an angle of view of approximately 100° or more.
  • the distortion correction unit 610 may apply barrel distortion to the display input image to pre-correct pin cushion distortion occurring in a lens (eg, eye lens). Through this, the display image transmitted through a lens (eg, eye lens) can be viewed by the user as a straight image without distortion. Differences in distortion may occur depending on the design of the lens (e.g., eye lens), and the distortion correction unit 610 may include an image distortion table to correct the distortion of the lens (e.g., eye lens).
  • the left eye image synthesis unit 651 synthesizes the left eye image cropped from the left eye image cropping unit 641 and the VR image generated by the virtual image generation unit 650, and creates the synthesized image. can be transmitted to the left eye image output unit 661.
  • the right eye image synthesis unit 652 synthesizes the right eye image cropped from the right eye image cropping unit 642 and the VR image generated by the virtual image generator 650, and combines the synthesized image with the right eye image. It can be transmitted to the video output unit 662.
  • FIG. 7 is an example illustrating the angle of view of each camera included in the wearable electronic device 600 according to an embodiment.
  • a wearable electronic device 600 may include a first camera 601, a second camera 602, or a third camera 603.
  • the first camera 601 and the second camera 602 may be configured to acquire left-eye corresponding images and right-eye corresponding images having relatively high angular resolution.
  • 701 shown in FIG. 7 represents the angle of view ( ⁇ 1) of the image corresponding to the left eye captured by the first camera 601 and may have a first angle of view of about 30°.
  • 702 shown in FIG. 7 represents the angle of view ( ⁇ 2) of the image corresponding to the right eye captured by the second camera 602 and may have a first angle of view of about 30°.
  • the left eye-corresponding image may refer to an image corresponding to the front view viewed from the location of the user's left eye.
  • the right eye-corresponding image may refer to an image corresponding to the front view viewed from the position of the user's right eye.
  • the third camera 603 may be configured to acquire a common image corresponding to a relatively wide viewing angle.
  • 703 shown in FIG. 7 represents the angle of view ( ⁇ 3) of the common image captured by the third camera 603 and may have a second angle of view of about 100°.
  • the distance between 601 and 602 corresponds to the distance between the user's eyes (IPD: inter pupil distance), and can be set to a distance of about 65 mm, but can be adjusted taking into account the user's deviation.
  • the electronic device 600 may include an IPD adjustment unit in a hardware configuration to adjust the IPD in consideration of the user's deviation.
  • the interocular distance (IPD) adjuster the user can change the distance between the first camera 601 and the second camera 602 to match the user's interocular distance (IPD).
  • the user may manually change the spacing between the first camera 601 and the second camera 602 using an interocular distance (IPD) adjuster, and automatically use a motor to adjust the distance between the first camera 601 and the second camera 602.
  • the spacing of the cameras 602 can also be varied.
  • FIG. 8 is an example showing a state in which the camera of the wearable electronic device 600 photographs a subject spaced apart by a first distance.
  • the first distance 800 may be about 50 cm
  • FIG. 8 may be a schematic example of a state in which the distance (or depth) of the subject is about 50 cm.
  • 801 represents the angle of view area by the first camera 601
  • 802 represents the angle of view area by the second camera 602
  • 803 represents the angle of view area by the third camera 603, and 804 may represent the overlapping area of 801 and 802.
  • FIG. 9 is an example showing a state in which a camera of a wearable electronic device 600 captures a subject spaced apart by a second distance 900 according to an embodiment.
  • the second distance may be about 100 cm
  • Figure 9 may be a schematic example of a state in which the distance (or depth) of the subject is about 100 cm.
  • 901 represents the angle of view area by the first camera 601
  • 902 represents the angle of view area by the second camera 602
  • 903 represents the angle of view area by the third camera 603
  • 904 may represent the overlapping area of 901 and 902.
  • the wearable electronic device 600 determines the user's IPD (or when the IPD is fixed), the angle of view by the first camera 601 and the second camera ( The relative ratio of the area 804 or 904 where the angle of view (602) overlaps may change depending on the distance to the subject. For example, the ratio that the overlapping area 804 or 904 occupies within the angle of view by the first camera 601 or within the angle of view by the second camera 602 may increase as the subject shooting distance increases. . For example, as shown in FIG. 8, if the subject shooting distance is relatively close, the overlapping area 804 is within the angle of view 801 by the first camera 601 or the second camera 602.
  • the proportion within the angle of view 802 may be relatively small.
  • the overlapping area 904 is within the angle of view 901 by the first camera 601 or by the second camera 602.
  • the proportion of the angle of view 902 may be relatively large. If the subject shooting distance approaches infinity, the overlapping area (804 or 904) is within the angle of view (801 or 901) by the first camera 601 or the angle of view (802) by the second camera 602. or 902), the proportion can converge to about 100%.
  • FIG. 10 is an example of an image captured by the first camera 601 of the wearable electronic device 600 according to an embodiment.
  • 1001 is an image of the first angle of view taken from the first camera 601, and indicates that it has a relatively high angular resolution.
  • FIG. 11 is an example of an image captured by the second camera 602 of the wearable electronic device 600 according to an embodiment.
  • 1101 is an image of the first angle of view taken from the second camera 602, and indicates that it has a relatively high angular resolution.
  • FIG. 12 is an example of an image captured by the third camera 603 of the wearable electronic device 600 according to an embodiment.
  • 1201 is an image of a second angle of view taken from the third camera 603, and indicates that it has a wide viewing angle instead of having a relatively low angular resolution.
  • the wearable electronic device 600 generates an AR image based on the image of the second angle of view captured from the third camera 603, and corresponds to the user's gaze.
  • the image captured by the first camera 601 and the image captured by the second camera 602 are matched and synthesized to provide the user with a wide viewing angle (e.g., 100° or more) in terms of perceived visual perception.
  • a wide viewing angle e.g. 100° or more
  • images with a high angular resolution of 60 PPD can be provided.
  • FIG. 13 is a flowchart explaining the operation of the wearable electronic device 600 according to an embodiment.
  • FIG. 13 may be omitted. At least some operations mentioned with reference to other drawings in this disclosure may be additionally inserted before or after at least some of the operations shown in FIG. 13 .
  • the operations shown in FIG. 13 may be performed by a processor (eg, the processor of FIG. 1).
  • the memory (e.g., memory 130 of FIG. 1) of the wearable electronic device 600 may store instructions that, when executed, cause the processor to perform at least some of the operations shown in FIG. 13. You can.
  • a wearable electronic device e.g., wearable electronic device 600 of FIG. 6
  • tracks the user's gaze e.g., eye tracking (ET)
  • the wearable electronic device 600 acquires depth information of an image corresponding to the real world located in front of the wearable electronic device 600 using a depth detection device (e.g., the depth detection device 604 of FIG. 6), A depth map can be created based on the acquired depth information.
  • the wearable electronic device 600 may determine the depth of an object (eg, an external subject) that the user is looking at based on the generated depth map.
  • the wearable electronic device 600 uses a first camera (e.g., the first camera in FIG. 6) to correspond to the determined depth.
  • the focus of each of the camera 601), the second camera (e.g., the second camera 602 in FIG. 6), and the third camera (e.g., the third camera 603 in FIG. 6) can be controlled.
  • the focus control unit e.g., the focus control unit 608 in FIG. 6 controls the first camera 601, the second camera 602, and the third camera 603, respectively, based on the determined depth of the object. You can control the autofocus function.
  • the wearable electronic device 600 controls the focus of each of the first camera 601, the second camera 602, and the third camera 603 to correspond to the depth of the object the user is looking at, thereby infocusing. You can obtain an image.
  • the wearable electronic device 600 may perform registration and synthesis of the left-eye image and the right-eye image, respectively.
  • the wearable electronic device 600 can generate a left eye image by matching and synthesizing the left eye corresponding image captured by the first camera 601 and the wide viewing angle image captured by the third camera 603.
  • the wearable electronic device 600 can generate a right eye image by matching and synthesizing the right eye corresponding image captured by the second camera 602 and the wide viewing angle image captured by the third camera 603.
  • the wearable electronic device 600 can use various image matching techniques to prevent boundaries between heterogeneous images from being visible.
  • the wearable electronic device 600 detects the inter pupil distance (IPD), which is the distance between the user's both eyes, and determines the vergence of the depth of the real object or VR object of the subject the user is looking at. (vergence) The angle can be determined.
  • the wearable electronic device 600 takes into account the resolution of the first display (e.g., the first display 211 in FIG. 2) and the user's binocular disparity (e.g., IPD), and displays the image synthesized by the left eye image generator 631.
  • a right eye image generator 632 crops a portion of the left eye image and considers the resolution of the second display (e.g., the second display 212 in FIG. 2) and the user's binocular disparity (e.g., IPD). You can crop a portion of the right eye image synthesized by .
  • the wearable electronic device 600 may generate a VR image and synthesize the generated VR image and the cropped left-eye image and the right-eye image.
  • the wearable electronic device 600 corrects the distortion of the image generated in operation 1350 based on a distortion correction coefficient for compensating for the distortion of the eye lens installed on the front of the wearable electronic device 600. Compensation can be performed and the final image can be output.
  • the distortion correction unit 610 of the wearable electronic device 600 can adjust the setting value of the distortion correction coefficient to allow the user to view a straight AR image.
  • the electronic device 600 when a person looks at an object, there is an eye (e.g., dominant eye) that is mainly used among both eyes, and the user determines in advance whether the left or right eye is the dominant eye by using an electronic device (e.g., It can be set in the electronic device 600 of 6).
  • the electronic device 600 may obtain data on which of the left eye or right eye is the focal eye according to the user's input and set the focal eye.
  • the electronic device 600 may determine which of the left eye or the right eye is the dominant eye and set the dominant eye.
  • the electronic device 600 may display an image for determining the fixation point.
  • the electronic device 600 uses an eye tracking camera (ET cam) (e.g., the first eye tracking device 221, the second eye tracking device 222 in FIG. 2, and the eye tracking unit 605 in FIG. 6). Through this, the gaze position of both eyes of the user can be identified and the fixation eye can be determined.
  • E cam eye tracking camera
  • the electronic device 600 may set image properties differently when generating a left-eye image and a right-eye image. For example, the electronic device 600 may set at least one attribute of the resolution of the gaze area (high-resolution area) and the size of the gaze area to a first value for the image toward the main eye. For example, the electronic device 600 may set the intensity of a blur filter around the gaze area to a third value in the image toward the main eye.
  • the electronic device 600 may set at least one attribute of the resolution of the gaze area (high-resolution area) and the size of the gaze area to a second value smaller than the first value in the Bushian image. For example, the electronic device 600 may set the intensity of a blur filter around the gaze area for the Bushian image to a fourth value that is greater than the third value.
  • the electronic device 600 may set at least one property of the resolution of the gaze area (high-resolution area) and the size of the gaze area for the dominant eye side image to be larger than the dominant eye side image.
  • a wearable electronic device corresponds to the user's left eye and 1
  • a first camera having an angle of view e.g., the first camera 401 in FIG. 4, the first camera 501 in FIG. 5, and the first camera 601 in FIG. 6
  • a second camera having an angle of view e.g., the second camera 402 in FIG. 4, the second camera 502 in FIG. 5, and the second camera 602 in FIG. 6
  • a third camera e.g., the third camera 203 in FIG.
  • a first display corresponding to the user's left eye e.g., the first display 211 in FIGS. 4 and 5
  • the user's right eye It may include a corresponding second display (eg, display 212 in FIGS. 4 and 5), and a processor (eg, processor 120 in Figure 1).
  • the processor 120 may generate a left eye image based on the left eye corresponding image acquired through the first camera 401, 501, and 601 and the wide viewing angle image acquired through the third camera 203. .
  • the processor 120 may generate a right eye image based on the right eye corresponding image and the wide viewing angle image acquired through the second camera 402, 502, and 602.
  • the processor 120 may display a left eye composite image obtained by combining the left eye image with a virtual image through the first display 211 .
  • the processor 120 may display a right eye composite image obtained by combining the virtual image with the right eye image through the second display 212 .
  • the processor 120 may track the user's gaze.
  • the processor 120 may check depth information of an object corresponding to the user's gaze.
  • the processor 120 focuses each of the first cameras 401, 501, 601, the second cameras 402, 502, 602, and the third camera 203 based on the confirmed depth information. can be adjusted.
  • the processor 120 may capture the left eye image, the right eye image, and the wide viewing angle image based on the adjusted focus.
  • the processor 120 may set the left-eye image and the right-eye image to have the second angle of view based on the wide viewing angle image.
  • the processor 120 may generate the left eye image by combining a partial area corresponding to the user's gaze in the left eye image and the left eye corresponding image obtained using the first camera 401, 501, and 601. .
  • the processor 120 may generate the right eye image by combining a partial area corresponding to the user's gaze in the right eye image and the right eye corresponding image obtained using the second camera 402, 502, and 602. .
  • the angular resolution of the left eye corresponding image may be higher than the angular resolution of the wide viewing angle image.
  • the angular resolution of the right eye corresponding image may be higher than the angular resolution of the wide viewing angle image.
  • the first cameras 401, 501, and 601 and the second cameras 402, 502, and 602 may be cameras of the same type.
  • the first cameras 401, 501, and 601 and the third camera 203 may be different types of cameras.
  • the first angle of view may be greater than 30 degrees and less than 60 degrees.
  • the second angle of view may be greater than 100°.
  • the processor 120 may detect the inter pupil distance (IPD), which is the distance between both eyes of the user.
  • the processor 120 may determine a vergence angle for the depth of an object corresponding to the user's gaze.
  • the processor 120 may crop at least a portion of the left eye image based on the determined vergence angle.
  • the processor 120 may crop at least a portion of the right eye image based on the determined vergence angle.
  • the third camera 203 may be disposed to correspond between the first cameras 401, 501, and 601 and the second cameras 402, 502, and 602.
  • it may include a gaze tracking unit that determines the fixation eye by tracking the gaze of the user's left or right eye. Once the dominant eye is determined, image properties can be set differently when generating an image of the dominant eye and an image of the dominant eye.
  • the image of the fixation eye may have at least one property of the resolution of the gaze area and the size of the gaze area set to a first value.
  • the Bushian image may have at least one property of the resolution of the gaze area and the size of the gaze area set to a second value that is smaller than the first value.
  • the intensity of a blur filter around the gaze area of the image of the dominant eye may be set to a third value.
  • the intensity of a blur filter around the gaze area may be set to a fourth value greater than the third value.
  • the image attribute corresponding to the Bush eye may be applied as a reference value, and the image attribute corresponding to the main eye may be applied better (e.g., with a larger value) than the image attribute corresponding to the Bush eye. Through this, current consumption can be reduced.
  • the image attribute corresponding to the dominant eye may be applied as a reference value, and the image attribute corresponding to the bush eye may be lowered (e.g., to a smaller value) than the image attribute corresponding to the dominant eye. Through this, current consumption can be reduced.
  • the main eye and the bush eye may be switched. For example, if the left eye is the dominant eye and the gaze is extremely turned to the right when looking at an object on the far right, the dominant eye may momentarily change to the right eye.
  • a method of operating a wearable electronic device (400, 500, 600) uses a first camera (401, 501, 601) to capture a left eye-corresponding image that corresponds to the user's left eye and has a first angle of view.
  • a left eye composite image is created by generating a left eye image, generating a right eye image based on the right eye corresponding image and the wide viewing angle image acquired through the second camera (402, 502, 602), and synthesizing a virtual image to the left eye image. Displayed through a first display 211 corresponding to the user's left eye, and a right eye composite image obtained by combining the virtual image with the right eye image is displayed through a second display 212 corresponding to the user's right eye. can do.
  • the user's gaze can be tracked. Depth information of the object corresponding to the user's gaze can be confirmed. Based on the confirmed depth information, the focus of each of the first cameras 401, 501, 601, the second cameras 402, 502, 602, and the third cameras 203 can be adjusted. Based on the adjusted focus, the left eye corresponding image, the right eye corresponding image, and the wide viewing angle image may be captured.
  • the left eye image and the right eye image may be set to have the second angle of view based on the wide viewing angle image.
  • the left eye image can be generated by combining a portion of the left eye image corresponding to the user's gaze and the left eye corresponding image obtained using the first camera 401, 501, and 601.
  • the right eye image can be generated by combining a portion of the right eye image corresponding to the user's gaze and the right eye corresponding image obtained using the second camera 402, 502, and 602.
  • the angular resolution of the left eye corresponding image may be higher than the angular resolution of the wide viewing angle image.
  • the angular resolution of the right eye corresponding image may be higher than the angular resolution of the wide viewing angle image.
  • the first cameras 401, 501, and 601 and the second cameras 402, 502, and 602 may be cameras of the same type.
  • the first angle of view may be greater than 30 degrees and less than 60 degrees.
  • the first cameras 401, 501, and 601 and the third camera 203 may be different types of cameras.
  • the second angle of view may be greater than 100°.
  • the inter pupil distance which is the distance between both eyes of the user
  • the vergence angle with respect to the depth of the object corresponding to the user's gaze can be determined.
  • At least a portion of the left eye image may be cropped based on the determined vergence angle.
  • At least a portion of the right eye image may be cropped based on the determined vergence angle.
  • the third camera 203 is disposed to correspond between the first cameras 401, 501, and 601 and the second cameras 402, 502, and 602 to obtain the wide viewing angle image. You can.
  • the fixation eye can be determined by tracking the gaze of the user's left or right eye. Once the main eye is determined, image properties can be set differently when generating the main eye image and the main eye image.
  • the image of the fixation eye may have at least one property of the resolution of the gaze area and the resolution size of the gaze area set to a first value.
  • the Bushian image may have at least one property of the resolution of the gaze area and the size of the gaze area set to a second value that is smaller than the first value.
  • the intensity of a blur filter around the gaze area of the image of the dominant eye may be set to a third value.
  • the intensity of a blur filter around the gaze area may be set to a fourth value greater than the third value.
  • the image attribute corresponding to the Bush eye may be applied as a reference value, and the image attribute corresponding to the main eye may be applied better (e.g., with a larger value) than the image attribute corresponding to the Bush eye. Through this, current consumption can be reduced.
  • the image attribute corresponding to the dominant eye may be applied as a reference value, and the image attribute corresponding to the bush eye may be lowered (e.g., to a smaller value) than the image attribute corresponding to the dominant eye. Through this, current consumption can be reduced.
  • the main eye and the bush eye may be switched. For example, if the left eye is the dominant eye and the gaze is extremely turned to the right when looking at an object on the far right, the dominant eye may momentarily change to the right eye.
  • a wearable electronic device and a method of operating the same provide augmented reality images with high angular resolution to provide users with a sense of reality similar to viewing the real world, and are easy to design in a small and lightweight manner, and are convenient for users. It can reduce eye fatigue.

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Abstract

본 개시의 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치는, 사용자의 좌안에 대응하고 제1 화각을 갖는 제1 카메라, 상기 사용자의 우안에 대응하고 상기 제1 화각을 갖는 제2 카메라, 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 제3 카메라, 상기 사용자의 좌안에 대응하는 제1 디스플레이, 상기 사용자의 우안에 대응하는 제2 디스플레이, 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제1 카메라를 통해 획득한 좌안 대응 영상 및 상기 제3 카메라를 통해 획득한 광시야각 영상에 기반하여 좌안 영상을 생성할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제2 카메라를 통해 획득한 우안 대응 영상 및 상기 광시야각 영상에 기반하여 우안 영상을 생성할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 좌안 영상에 가상 영상을 합성한 좌안 합성 영상을 상기 제1 디스플레이를 통해 표시할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 우안 영상에 상기 가상 영상을 합성한 우안 합성 영상을 상기 제2 디스플레이를 통해 표시할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시 예를 포함할 수 있다.

Description

웨어러블 전자 장치 및 그 동작 방법
본 개시의 다양한 실시 예들은 웨어러블 전자 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
증강 현실(augmented reality, AR)은 가상 현실(virtual reality, VR)의 한 분야이며, 실제로 존재하는 환경에 대응하는 이미지에 가상의 사물(또는 정보)에 관련한 이미지를 합성하는 컴퓨터 그래픽 기법이다. 증강 현실은 웨어러블 전자 장치와 같은 제품에 적용되어 사용자에게 다양한 사용자 경험을 제공할 수 있다. 예를 들면, 증강 현실을 지원하는 웨어러블 전자 장치는 HMD(head mounted display) 장치 또는 AR 글라스(glass)일 수 있고, 시스루(see-through) 디스플레이를 포함함에 따라 “VST(video see-through) 장치”로 명명될 수 있다.
VST 장치는, 이미지를 출력하는 광원부인 디스플레이 패널, 디스플레이 패널로부터 출력된 이미지를 광 도파관(light waveguide)에 입력시키는 프로젝션 렌즈(projection lens), 및 입력된 이미지를 전파시켜 사용자의 눈에 도달하도록 하는 광 도파관(light waveguide)을 포함할 수 있다.
VST 장치의 시스루 디스플레이에서, 디스플레이의 해상도를 정의하는 단위는 PPD(pixel per degree)가 있다. PPD는 약 1˚의 시야각 내에 몇 개의 픽셀을 집약할 수 있는가를 수치적으로 나타낸 각도 해상력의 단위일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이의 각도 해상력이 5 PPD 이면, 일반적인 시력을 갖는 보통 사람이 약 1˚의 시야각 내에서 등간격으로 표시된 5개의 라인들을 구분할 수 있다. 따라서, 시스루 디스플레이의 각도 해상력인 PPD 가 증가할수록 사용자는 보다 실감나는 이미지를 경험할 수 있다. 예를 들어, 시스루 디스플레이가 약 60 PPD 이상의 화면을 출력하는 경우, 사용자는 실제 세계를 보는 것과 같은 현실감을 느낄 수 있다.
상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련된 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 대하여 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다.
VST 장치가 약 60 PPD 이상의 화면을 제공하기 위해서는, 시스루 디스플레이가 고해상도의 스펙을 갖는 조건뿐만 아니라, 고해상도의 카메라를 포함하는 조건이 필요할 수 있다. 예를 들어, 시스루 디스플레이가 약 60 PPD 이상의 각도 해상력을 갖더라도, 카메라가 약 20 PPD의 각도 해상력을 갖는 이미지를 촬영할 경우, VST 장치는 약 60 PPD 미만의 합성 영상(예: 가상 영상과 실제 세계를 촬영한 영상을 합성한 영상)을 제공함에 따라 사용자에게 실감나는 영상을 제공하지 못할 수 있다.
한편, 사용자가 VST 장치인 웨어러블 전자 장치를 장시간 착용하여 영상을 보는 경우 눈의 피로감이 증가하는 것으로 알려져 있는 바, 사용자의 눈의 피로감을 줄일 수 있도록 하는 VST 장치의 구동 기술에 대한 연구 개발이 지속되고 있다.
본 개시의 일 실시예는, 사용자에게 실제 세계를 보는 것과 같은 현실감을 제공하기 위한 높은 각도 해상력의 증강 현실 이미지를 제공하면서도 소형 및 경량화의 설계가 용이하고, 사용자의 눈의 피로감을 줄일 수 있는 웨어러블 전자 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 문서에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치는, 사용자의 좌안에 대응하고 제1 화각을 갖는 제1 카메라, 상기 사용자의 우안에 대응하고 상기 제1 화각을 갖는 제2 카메라, 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 제3 카메라, 상기 사용자의 좌안에 대응하는 제1 디스플레이, 상기 사용자의 우안에 대응하는 제2 디스플레이, 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제1 카메라를 통해 획득한 좌안 대응 영상 및 상기 제3 카메라를 통해 획득한 광시야각 영상에 기반하여 좌안 영상을 생성할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제2 카메라를 통해 획득한 우안 대응 영상 및 상기 광시야각 영상에 기반하여 우안 영상을 생성할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 좌안 영상에 가상 영상을 합성한 좌안 합성 영상을 상기 제1 디스플레이를 통해 표시할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 우안 영상에 상기 가상 영상을 합성한 우안 합성 영상을 상기 제2 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치의 동작 방법은, 제1 카메라를 이용하여 사용자의 좌안에 대응하고 제1 화각을 갖는 좌안 대응 영상을 획득하고, 제2 카메라를 이용하여 상기 사용자의 우안에 대응하고 상기 제1 화각을 갖는 우안 대응 영상을 획득하고, 제3 카메라를 이용하여 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 광시야각 영상을 획득하고, 상기 제1 카메라를 통해 획득한 좌안 대응 영상 및 상기 제3 카메라를 통해 획득한 광시야각 영상에 기반하여 좌안 영상을 생성하고, 상기 제2 카메라를 통해 획득한 우안 대응 영상 및 상기 광시야각 영상에 기반하여 우안 영상을 생성하고, 상기 좌안 영상에 가상 영상을 합성한 좌안 합성 영상을 상기 사용자의 좌안에 대응하는 제1 디스플레이를 통해 표시하고, 및 상기 우안 영상에 상기 가상 영상을 합성한 우안 합성 영상을 상기 사용자의 우안에 대응하는 제2 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치 및 그 동작 방법은, 사용자에게 실제 세계를 보는 것과 같은 현실감을 제공하기 위한 높은 각도 해상력의 증강 현실 이미지를 제공하면서도 소형 및 경량화의 설계가 용이하고, 사용자의 눈의 피로감을 줄일 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 특정 실시예에 따른 다른 양태, 특징 및 이점은 관련하여 첨부된 도면 및 해당 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 사용자가 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치를 착용한 상태를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 2개의 카메라를 포함하는 웨어러블 전자 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 4개의 카메라를 포함하는 웨어러블 전자 장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 구성 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치에 포함된 카메라들 각각의 화각을 설명한 예시이다.
도 8은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 카메라가 제1 거리만큼 이격된 피사체를 촬영하는 상태를 나타낸 예시이다.
도 9는 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 카메라가 제2 거리만큼 이격된 피사체를 촬영하는 상태를 나타낸 예시이다.
도 10은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 제1 카메라로부터 촬영되는 이미지의 예시이다.
도 11은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 제2 카메라로부터 촬영되는 이미지의 예시이다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 제3 카메라로부터 촬영되는 이미지의 예시이다.
도 13은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 동작을 설명한 흐름도이다.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호가 동일하거나 유사한 요소, 특징 및 구조를 묘사하는 데 사용된다는 점에 유의해야 한다.
첨부된 도면을 참조한 다음의 설명은 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의된 바와 같은 개시 내용의 다양한 실시 예의 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 여기에는 이해를 돕기 위한 다양한 특정 세부 사항이 포함되어 있지만 이는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시 내용의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 본 명세서에 기재된 다양한 실시 예의 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 명료함과 간결함을 위해 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명은 생략할 수 있다.
하기 설명 및 청구범위에 사용된 용어 및 단어들은 문헌상의 의미에 한정되지 않으며, 본 문서의 명확하고 일관된 이해를 가능하게 하기 위해 출원인이 사용한 것에 불과하다. 따라서, 본 문서의 다양한 실시 예에 대한 다음 설명은 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의된 바와 같은 본 문서를 제한하기 위한 것이 아니라 단지 예시의 목적으로 제공된다는 것이 당업자에게 명백해야 한다.
단수 형태는 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수 지시 대상을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어 "구성요소 표면"에 대한 언급은 그러한 표면 중 하나 이상에 대한 언급을 포함할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)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(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 개시에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 개시에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 사용자가 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101)를 착용한 상태를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)는, 제1 카메라(201), 제2 카메라(202), 제3 카메라(203), 제1 디스플레이(211), 제2 디스플레이(212), 깊이 검출 장치(204), 제1 시선 추적 장치(221), 또는 제2 시선 추적 장치(222)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(200)는, HMD(head mounted display) 장치 또는 AR 글라스(glass)일 수 있고, 시스루(see-through) 디스플레이를 포함함에 따라 “VST(video see-through) 장치”로 명명될 수 있다. 본 개시의 도면에 도시된 웨어러블 전자 장치(200)의 형태는, 하나의 예시일 뿐, 국한되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(200)는 사용자의 전방에 위치한 실제 환경을 촬영하기 위한 3개의 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 3개의 카메라는 제1 카메라(201), 제2 카메라(202), 또는 제3 카메라(203)를 포함할 수 있다. 제1 카메라(201) 및 제2 카메라(202)는 동종의 카메라이고, 제1 카메라(201)와 제3 카메라(203)는 서로 다른 이종의 카메라일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 카메라(201)는 사용자의 좌안(311)에 대응하도록 배치될 수 있다. 제1 카메라(201)는 제1 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제1 화각은 약 30˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라(201)는 약 30˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 제1 카메라(201)의 화각으로서, 약 30˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)의 제1 카메라(201)의 화각은 상기 수치에 국한되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 카메라(202)는 사용자의 우안(312)에 대응하도록 배치될 수 있다. 제2 카메라(202)는 제1 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제1 화각은 약 30˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라(202)는 약 30˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 카메라(202)는, 제1 카메라(201)와 실질적으로 동일하거나, 또는 유사한 카메라일 수 있다. 제2 카메라(202)의 화각으로서, 약 30˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)의 제2 카메라(202)의 화각은 상기 수치에 국한되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 카메라(203)는 제1 카메라(201)와 제2 카메라(202) 사이에 대응하도록 배치될 수 있다. 제3 카메라(203)는 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제2 화각은 약 100˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제3 카메라(203)는 약 100˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 카메라(203)는, 제1 카메라(201) 및 제2 카메라(202)와 다른 카메라로서, 광각 카메라일 수 있다. 제3 카메라(203)의 화각으로서, 약 100˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)의 제3 카메라(203)의 화각은 상기 수치에 국한되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(200)는 사용자의 좌안(311) 및 우안(312) 각각에 영상을 제공하기 위하여 2개의 디스플레이를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 2개의 디스플레이는 제1 디스플레이(211), 또는 제2 디스플레이(212)를 포함할 수 있다. 제1 디스플레이(211) 및 제2 디스플레이(212)는 동종의 디스플레이일 수 있다. 제1 디스플레이(211) 및 제2 디스플레이(212)는, 도 1을 참조하여 설명한 디스플레이 모듈(160)과 적어도 일부가 유사할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 디스플레이(211)는, 사용자의 좌안(311)에 대응하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 디스플레이(212)는, 사용자의 우안(312)에 대응하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 디스플레이(211)의 구성요소와 제2 디스플레이(212)의 구성요소는 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 디스플레이(211)를 구성하는 부품의 배치 및/또는 부품의 형태는 제2 디스플레이(212)를 구성하는 부품의 배치 및/또는 부품의 형태와 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 디스플레이(211) 및 제2 디스플레이(212) 각각은 영상을 출력하는 디스플레이 패널(미도시), 프로젝션 렌즈(projection lens)(미도시), 광학 결합기(combiner optics)(미도시), 및 광학 베리어(미도시)(예: 경통)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 디스플레이(211) 및 제2 디스플레이(212) 각각에 포함된 디스플레이 패널(미도시)은 실리콘 액정 표시 장치(LCoS: liquid crystal on silicon), 실리콘 발광 다이오드(light emitting diode(LED) on silicon; LEDoS), 유기 발광 다이오드(OLED: organic light emitting diode), 마이크로 엘이디(micro LED: micro light emitting diode), 또는 디지털 미러 표시 장치(DMD: digital mirror device)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 깊이 검출 장치(204)는, 사용자가 주시하는 피사체의 깊이(depth)를 검출하는 장치로서, 웨어러블 전자 장치(200)는 깊이 검출 장치(204)를 이용하여 깊이 지도를 생성할 수 있다. 예를 들어, 깊이 검출 장치(204)는 깊이 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 깊이 검출 장치(204)는 stereo camera, ToF(time of flight) camera, 또는 structure light camera일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(200)는 깊이 검출 장치(204)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(200)는 깊이 검출 장치(204)를 포함하지 않고, 제1 카메라(201)를 통해 획득한 영상과 제2 카메라(202)를 통해 획득한 영상을 이용하여 깊이 지도를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(200)는, 사용자의 시선을 추적(예: 눈동자 추적(ET: eye tracking))하는 장치로서 제1 시선 추적 장치(221) 및 제2 시선 추적 장치(222)를 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(200)는, 제1 시선 추적 장치(221) 및 제2 시선 추적 장치(222)를 이용하여, 제1 디스플레이(211) 및 제2 디스플레이(212)를 통해 표시되는 AR(augmented reality) 영상 또는 VR(virtual reality) 영상에서, 특정 오브젝트를 응시하는 사용자의 양안의 시선을 검출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 시선 추적 장치(221)는, 사용자의 좌안(311)에 대응하는 시선을 검출하는 장치일 수 있다. 예를 들면, 제1 시선 추적 장치(221)는, 시선 추적 카메라를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 시선 추적 장치(222)는, 사용자의 우안(312)에 대응하는 시선을 검출하는 장치일 수 있다. 예를 들면, 제2 시선 추적 장치(222)는, 시선 추적 카메라를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 시선 추적 장치(221) 및 제2 시선 추적 장치(222)는, 3DoF(degrees of freedom), 6DoF의 머리 추적(head tracking), 손 검출, 손 추적(hand tracking), 및/또는 공간 인식을 위해 사용되는 카메라의 적어도 일부로 구성될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 2개의 카메라를 포함하는 웨어러블 전자 장치(400)를 나타낸 사시도이다.
도 4에 도시된 웨어러블 전자 장치(400)(예: 도 1의 전자 장치(101))의 적어도 일부는 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)와 실질적으로 동일할 수 있다. 이하, 도 4에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)를 설명함에 있어서, 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)와 달라지는 구성요소에 대한 설명만을 기재하기로 한다. 도 4에 관련한 설명에서 미설명된 구성요소는 도 2에 관련한 설명으로 대신하기로 한다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)는, 제1 카메라(401), 제2 카메라(402), 제1 디스플레이(211), 제2 디스플레이(212), 깊이 검출 장치(204), 제1 시선 추적 장치(221), 또는 제2 시선 추적 장치(222)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(400)는 사용자의 전방에 위치한 실제 환경을 촬영하기 위한 2개의 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 2개의 카메라는 제1 카메라(401), 또는 제2 카메라(402)를 포함할 수 있다. 제1 카메라(401) 및 제2 카메라(402)는 동종의 카메라일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 카메라(401) 및 제2 카메라(402) 각각은 광각 카메라이고, 도 2에 도시된 제1 카메라(401) 및 제2 카메라(402)에 비하여 고해상도의 카메라일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 카메라(401)는 사용자의 좌안(예: 도 3의 사용자의 좌안(311))에 대응하도록 배치될 수 있다. 제1 카메라(401)는 제2 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제2 화각은 약 100˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라(401)는 약 100˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 제1 카메라(401)의 화각으로서, 약 100˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)의 제1 카메라(401)의 화각은 상기 수치(예: 약 100˚)에 국한되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 카메라(402)는 사용자의 우안(예: 도 3의 사용자의 우안(312))에 대응하도록 배치될 수 있다. 제2 카메라(402)는 제2 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제2 화각은 약 100˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라(402)는 약 100˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 카메라(402)는, 제1 카메라(401)와 실질적으로 동일하거나, 또는 유사한 카메라일 수 있다. 제2 카메라(402)의 화각으로서, 약 100˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)의 제2 카메라(402)의 화각은 상기 수치(예: 약 100˚)에 국한되지 않을 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 4개의 카메라를 포함하는 웨어러블 전자 장치(500)를 나타낸 사시도이다.
도 5에 도시된 웨어러블 전자 장치(500)(예: 도 1의 전자 장치(101))의 적어도 일부는 도 2 및/또는 도 4에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200, 400)와 실질적으로 동일할 수 있다. 이하, 도 5에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)를 설명함에 있어서, 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)와 달라지는 구성요소에 대한 설명만을 기재하기로 한다. 도 5에 관련한 설명에서 미설명된 구성요소는 도 2에 관련한 설명으로 대신하기로 한다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)는, 제1 카메라(501), 제2 카메라(502), 제3 카메라(503-1), 제4 카메라(503-2), 제1 디스플레이(211), 제2 디스플레이(212), 깊이 검출 장치(204), 제1 시선 추적 장치(221), 또는 제2 시선 추적 장치(222)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(500)는 사용자의 전방에 위치한 실제 환경을 촬영하기 위한 4개의 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 4개의 카메라는 제1 카메라(501), 제2 카메라(502), 제3 카메라(503-1), 또는 제4 카메라(503-2)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 카메라(501) 및 제2 카메라(502)는 동종의 카메라일 수 있다. 예를 들면, 제3 카메라(503-1)와 제4 카메라(503-2)는 동종의 카메라일 수 있다. 예를 들면, 제1 카메라(501) 및 제3 카메라(503-1)는 서로 다른 이종의 카메라일 수 있다. 예를 들면, 제2 카메라(520) 및 제4 카메라(503-2)는 서로 다른 이종의 카메라일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 카메라(501)는 사용자의 좌안(311)에 대응하도록 배치될 수 있다. 제1 카메라(501)는 제1 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제1 화각은 약 30˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라(501)는 약 30˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 제1 카메라(501)의 화각으로서, 약 30˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)의 제1 카메라(501)의 화각은 상기 수치(예: 약 30˚)에 국한되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 카메라(502)는 사용자의 우안(예: 도 3의 사용자의 우안(312))에 대응하도록 배치될 수 있다. 제2 카메라(502)는 제1 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제1 화각은 약 30˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라(502)는 약 30˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 카메라(502)는, 제1 카메라(501)와 실질적으로 동일하거나, 또는 유사한 카메라일 수 있다. 제2 카메라(502)의 화각으로서, 약 30˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)의 제2 카메라(502)의 화각은 상기 수치(예: 약 30˚)에 국한되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 카메라(503-1)는 사용자의 좌안(예: 도 3의 사용자의 좌안(311))에 대응하도록 배치될 수 있다. 제3 카메라(503-1)는 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제2 화각은 약 100˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제3 카메라(503-1)는 약 100˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 카메라(503-1)는, 제1 카메라(501) 및 제2 카메라(502)와 다른 카메라로서, 광각 카메라일 수 있다. 제3 카메라(503-1)의 화각으로서, 약 100˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)의 제3 카메라(503-1)의 화각은 상기 수치(예: 약 100˚)에 국한되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제4 카메라(503-2)는 사용자의 우안(예: 도 3의 사용자의 우안(312))에 대응하도록 배치될 수 있다. 제4 카메라(503-2)는 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 카메라일 수 있고, 제2 화각은 약 100˚의 화각일 수 있다. 예를 들어, 제4 카메라(503-2)는 약 100˚의 화각으로 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제4 카메라(503-2)는, 제1 카메라(501) 및 제2 카메라(502)와 다른 카메라로서, 광각 카메라일 수 있다. 제4 카메라(503-2)의 화각으로서, 약 100˚의 화각은 하나의 예시일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)의 제4 카메라(503-2)의 화각은 상기 수치(예: 약 100˚)에 국한되지 않을 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 구성 블록도이다.
도 6에 도시된 웨어러블 전자 장치(600)(예: 도 1의 전자 장치(101)의 적어도 일부는 도 2 내지 도 5에 도시된 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200, 400, 500)와 실질적으로 동일하거나, 적어도 일부가 유사할 수 있다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, 제1 카메라(601)(예: 도 2의 제1 카메라(201)), 제2 카메라(602)(예: 도 2의 제2 카메라(202)), 제3 카메라(603)(예: 도 2의 제3 카메라(203)), 깊이 검출 장치(604)(예: 도 2의 깊이 검출 장치(204)), 제1 시선 추적 장치(621)(예: 도 2의 제1 시선 추적 장치(221)), 또는 제2 시선 추적 장치(622)(예: 도 2의 제2 시선 추적 장치(222))를 포함할 수 있고, 이들에 관한 설명은 도 2에 관련한 설명으로 대신하기로 한다.
일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, 시선 추적부(605), 깊이 지도 생성부(606), 응시 깊이 감지부(607), 초점 제어부(608), 양안 시차 감지부(609), 좌안 영상 생성부(631), 우안 영상 생성부(632), 좌안 영상 크롭부(641), 우안 영상 크롭부(642), 가상 영상 생성부(650), 왜곡 보정부(610), 좌안 영상 합성부(651), 우안 영상 합성부(652), 좌안 영상 출력부(661), 또는 우안 영상 출력부(662)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 시선 추적부(605), 깊이 지도 생성부(606), 응시 깊이 감지부(607), 초점 제어부(608), 양안 시차 감지부(609), 좌안 영상 생성부(631), 우안 영상 생성부(632), 좌안 영상 크롭부(641), 우안 영상 크롭부(642), 가상 영상 생성부(650), 왜곡 보정부(610), 좌안 영상 합성부(651), 우안 영상 합성부(652), 좌안 영상 출력부(661), 또는 우안 영상 출력부(662) 중에서 전체 또는 적어도 일부는 웨어러블 전자 장치(600)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서)에 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시선 추적부(605)는, 사용자의 시선을 추적(예: 눈동자 추적(ET: eye tracking))하도록 구성될 수 있다. 시선 추적부(605)는 제1 시선 추적 장치(621)를 이용해 사용자의 좌안(311)을 추적하고, 제2 시선 추적 장치(622)를 이용해 사용자의 우안(312)을 추적할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시선 추적부(605)는 제1 디스플레이(예: 도 2의 제1 디스플레이(211)) 및 제2 디스플레이(예: 도 2의 제2 디스플레이(212))를 통해 표시되는 AR영상(또는 VR 영상)을 표시하는 동안, AR 영상에 포함된 특정 오브젝트를 응시하는 사용자의 시선을 검출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 깊이 지도 생성부(606)는, 깊이 지도를 생성하도록 구성될 수 있다. 깊이 지도 생성부(606)는 깊이 검출 장치(604)를 이용하여 웨어러블 전자 장치(600)의 전방에 위치한 실제 세계에 대응하는 영상의 깊이 정보를 획득하고, 획득된 깊이 정보에 기반하여 깊이 지도를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 응시 깊이 감지부(607)는, 시선 추적부(605)에 의해 추적된 사용자의 시선 및 깊이 지도 생성부(606)에 의해 생성된 깊이 지도에 기반하여 사용자가 응시하는 오브젝트(예: 외부 피사체)의 깊이를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 AR 영상 내에 포함된 오브젝트로서 꽃(미도시)을 응시하는 경우, 응시 깊이 감지부(607)는 꽃의 깊이를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 초점 제어부(608)는, 제1 카메라(601), 제2 카메라(602), 및 제3 카메라(603) 각각의 초점을 제어하도록 구성될 수 있다. 초점 제어부(608)는 응시 깊이 감지부(607)에 의해 사용자가 응시하는 오브젝트(예: 외부 피사체)의 깊이가 결정되면, 결정된 깊이에 대응하도록 제1 카메라(601), 제2 카메라(602), 및 제3 카메라(603) 각각의 초점을 제어할 수 있다. 예를 들면, 초점 제어부(608)는, 결정된 오브젝트의 깊이에 기반하여, 제1 카메라(601), 제2 카메라(602), 및 제3 카메라(603) 각각의 오토 포커스 기능을 제어할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)는, 사용자가 응시하는 오브젝트의 깊이에 대응하도록 제1 카메라(601), 제2 카메라(602), 및 제3 카메라(603) 각각의 초점을 제어함으로써, 합초(infocus)된 영상을 획득할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)는, 합초된 영상에 기반하여 AR 영상을 생성하는 바, 사용자에게 보다 실감나는 고화질의 AR 영상을 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 시선을 추적하여 사용자가 응시하는 오브젝트에 카메라의 초점을 합초한 경우, 촬영된 영상은 사용자가 응시하는 물체는 선명한 화질을 갖고, 사용자의 시선에서 멀어지는 물체는 멀어지는 거리에 비례하여 디포커스(defocus)량이 증가된 화질을 가질 수 있다. 이러한 영상은 보통 사람이 실제 세계의 물체를 응시할 때 인지되는 정보와 유사한 바, 웨어러블 전자 장치(600)는 합초된 영상에 기반하여 AR 영상을 생성함으로써 보다 실감나는 AR 영상을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양안 시차 감지부(609)는, 사용자의 양안 간 거리인 IPD(inter pupil distance)를 검출할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)의 양안 시차 감지부(609)는, 사용자별 IPD의 편차를 고려하여, 웨어러블 전자 장치(600)를 착용한 사용자의 IPD를 검출할 수 있다. 예를 들어, 사용자마다 웨어러블 전자 장치(600)를 착용함에 있어서 개인별 착용 편차가 발생할 수 있고, 웨어러블 전자 장치(600)의 두께로 인해 카메라의 pupil(예: 렌즈)와 사용자의 안구 간의 이격 거리가 발생됨으로 인한 다양한 오프셋(offset)의 조정이 필요할 수 있다. 양안 시차 감지부(609)는 초점 제어부(608)와 양안 시차 감지부(609)를 통해서 사용자가 응시하는 피사체의 실제 오브젝트 또는 VR 오브젝트의 깊이에 대한 버전스(vergence) 각도를 결정할 수 있다. 버전스 각도는 두 눈의 시선이 하나의 오브젝트에 응시하는데 필요한 수렴 각도를 의미할 수 있다. 예를 들어, 버전스 각도는 VR 오브젝트의 깊이가 증가할수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 버전스 각도는 사용자의 양안 간 거리인 IPD가 증가할수록 커질 수 있다. 양안 시차 감지부(609)에 의해 결정된 IPD 및 버전스 각도는 제1 디스플레이(211)를 통해 최종 표시될 좌안 영상의 합성 및 제2 디스플레이(212)를 통해 최종 표시될 우안 영상의 합성에 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 좌안 영상 생성부(631)는, 제1 카메라(601)에 의해 촬영된 영상, 및 제3 카메라(603)에 의해 촬영된 영상을 입력받고, 입력받은 영상을 합성함으로써 좌안 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 좌안 영상 생성부(631)는 제1 카메라(601)를 통해 사용자의 좌안(311)에 대응하는 제1 화각의 영상 및 제3 카메라(603)를 통해 상대적으로 광시야각인 제2 화각의 영상을 획득할 수 있다. 제1 카메라(601)를 통해 획득한 제1 화각의 영상은 사용자의 유효 시야 이내의 화각(예: 약 30˚ 이내)을 갖는 영상으로서, 상대적으로 높은 각도 해상력을 갖는 영상일 수 있다. 제3 카메라(603)를 통해 획득한 제2 화각의 영상은 사용자의 유효 시야를 벗어난 화각(예: 약 100˚ 이상)을 갖는 영상으로서, 상대적으로 낮은 각도 해상력을 갖는 영상일 수 있다. 좌안 영상 생성부(631)는 사용자의 좌안(311) 시선에 해당하는 유효 시야 이내의 영역에 대해서는 상대적으로 높은 각도 해상력을 갖는 영상(예: 제1 카메라(601)를 이용해 획득한 영상)를 제공하고, 유효 시야를 벗어난 영역에 대해서는 상대적으로 높은 낮은 각도 해상력을 갖는 영상(예: 제3 카메라(603)를 이용해 획득한 영상)를 제공하도록 영상들을 정합 및 합성할 수 있다. 이에 따라, 좌안 영상 생성부(631)는, 사용자에게 인지 시감 측면에서 넓은 화각(예: 100˚ 이상)을 가지면서 유효 시야 내에서는 60 PPD의 높은 각도 해상도를 갖는 영상을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 우안 영상 생성부(632)는, 제2 카메라(602)에 의해 촬영된 영상, 및 제3 카메라(603)에 의해 촬영된 영상을 입력받고, 입력받은 영상을 합성함으로써 우안 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 우안 영상 생성부(632)는 제2 카메라(602)를 통해 사용자의 우안(312)에 대응하는 제1 화각의 영상 및 제3 카메라(603)를 통해 상대적으로 광시야각인 제2 화각의 영상을 획득할 수 있다. 제2 카메라(602)를 통해 획득한 제1 화각의 영상은 사용자의 유효 시야 이내의 화각(예: 약 30˚ 이내)을 갖는 영상으로서, 상대적으로 높은 각도 해상력을 갖는 영상일 수 있다. 제3 카메라(603)를 통해 획득한 제2 화각의 영상은 사용자의 유효 시야를 벗어난 화각(예: 약 100˚ 이상)을 갖는 영상으로서, 상대적으로 낮은 각도 해상력을 갖는 영상일 수 있다. 우안 영상 생성부(632)는 사용자의 우안(312) 시선에 해당하는 유효 시야 이내의 영역에 대해서는 상대적으로 높은 각도 해상력을 갖는 영상(예: 제2 카메라(602)를 이용해 획득한 영상)를 제공하고, 유효 시야를 벗어난 영역에 대해서는 상대적으로 높은 낮은 각도 해상력을 갖는 영상(예: 제3 카메라(603)를 이용해 획득한 영상)를 제공하도록 영상들을 정합 및 합성할 수 있다. 이에 따라, 좌안 영상 생성부(631)는, 사용자에게 인지 시감 측면에서 넓은 화각(예: 100˚ 이상)을 가지면서 유효 시야 내에서는 60 PPD의 높은 각도 해상도를 갖는 피사체 영상을 제공할 수 있다.
보통 사람의 시야는, 표 1에 나타낸 바와 같이, 약 5°의 화각에 대응하는 변별시야, 약 30°의 화각에 대응하는 유효시야, 또는 약 60° ~ 약 90°의 화각에 대응하는 안정주시시야를 포함할 수 있다.
수평시야 화각 시격 비고
변별시야 약 5° 약 0.5 이상 시력이 우수한 영역
유효시야 약 30° 약 0.1 이상 안구 운동만으로 순식간에 정보를 인식할 수 있는 영역
안정주시시야 약 60°~ 약 90° - 물체 존재 유무 식별이 가능한 영역
일 실시예에 따르면, 좌안 영상 크롭부(641)는, 제1 디스플레이(211)의 해상도를 고려하여, 좌안 영상 생성부(631)에 의해 합성된 좌안 영상의 일부분을 크롭(crop)하도록 구성될 수 있다. 좌안 영상 크롭부(641)는 양안 시차 감지부(609)에 의해 결정된 IPD 및 버전스 각도에 기반하여 크롭되는 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 좌안 영상 크롭부(641)는 사용자의 양안 시차를 고려하여, 좌안 영상의 일부분을 크롭할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 우안 영상 크롭부(642)는, 제2 디스플레이(212)의 해상도를 고려하여, 우안 영상 생성부(632)에 의해 합성된 우안 영상의 일부분을 크롭하도록 구성될 수 있다. 우안 영상 크롭부(642)는 양안 시차 감지부(609)에 의해 결정된 IPD 및 버전스 각도에 기반하여 크롭되는 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 우안 영상 크롭부(642)는 사용자의 양안 시차를 고려하여, 우안 영상의 일부분을 크롭할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 가상 영상 생성부(650)는, VR 영상을 생성하도록 구성될 수 있다. 가상 영상 생성부(650)는 피사체 실제 영상에 해당하는 좌안 영상 크롭부(641), 및 우안 영상 크롭부(642)에 융합할 VR 영상을 생성할 수 있다. 가상 영상 생성부(650)에서 생성하는 VR 영상에 포함된 오브젝트는 각각 정해진 깊이(depth)를 가질 수 있도록 그 위치가 설정될 수 있다. 가상 영상 생성부(650)는 응시 깊이 감지부(607)로 VR 영상의 깊이 정보를 전달할 수 있고, 이때 깊이 정보는 깊이 지도 생성부(606)에서 추출한 피사체 실제 영상의 깊이 지도에 대응할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 왜곡 보정부(610)는, 좌안 영상 합성부(651)가 좌안 영상을 합성하고, 우안 영상 합성부(652)가 우안 영상을 합성하는데 사용되는 변수로서 왜곡 보정 계수를 생성할 수 있다. 왜곡 보정 계수는 웨어러블 전자 장치(600)의 전면에 설치된 렌즈(예: eye lens)의 왜곡을 보상하기 위한 변수일 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)의 왜곡 보정부(610)는 왜곡 보정 계수의 설정 값을 조정함으로써, 사용자로 하여금 반듯한 AR 영상을 시인할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들면, 웨어러블 장치(600)의 화각은 약 100° 이상일 것이 요구될 수 있다. 이때, 약 100° 이상의 화각을 가지는 렌즈(예: eye lens)는 핀쿠션(pin cushion) 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡 보정부(610)는 렌즈(예: eye lens)에서 발생하는 핀쿠션(pin cushion) 왜곡을 미리 보정하기 위해, 디스플레이 입력 영상에 배럴(barrel) 왜곡을 인가할 수 있다. 이를 통해, 렌즈(예: eye lens)를 통해 전달되는 디스플레이 영상은 왜곡이 없는 반듯한 영상으로 사용자에게 시인될 수 있다. 렌즈(예: eye lens)의 설계에 따라 왜곡에 차이가 발생할 수 있는데, 왜곡 보정부(610)는 해당 렌즈(예: eye lens)의 왜곡을 보정하기 위한 영상 왜곡 테이블(table)을 포함할 수 있다.일 실시예에 따르면, 좌안 영상 합성부(651)는, 좌안 영상 크롭부(641)로부터 크롭된 좌안 영상과 가상 영상 생성부(650)에 의해 생성된 VR 영상을 합성하고, 합성된 영상을 좌안 영상 출력부(661)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 우안 영상 합성부(652)는, 우안 영상 크롭부(642)로부터 크롭된 우안 영상과 가상 영상 생성부(650)에 의해 생성된 VR 영상을 합성하고, 합성된 영상을 우안 영상 출력부(662)로 전달할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)에 포함된 카메라들 각각의 화각을 설명한 예시이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, 제1 카메라(601), 제2 카메라(602), 또는 제3 카메라(603)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 카메라(601) 및 제2 카메라(602)는 상대적으로 높은 각도 해상력을 갖는 좌안 대응 영상 및 우안 대응 영상을 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 701은 제1 카메라(601)에 의해 촬영되는 좌안 대응 영상의 화각(θ1)을 나타내고 약 30°의 제1 화각을 가질 수 있다. 도 7에 도시된 702는 제2 카메라(602)에 의해 촬영되는 우안 대응 영상의 화각(θ2)을 나타내고 약 30°의 제1 화각을 가질 수 있다. 좌안 대응 영상은 사용자의 좌안의 위치에서 보여지는 전방 시야에 대응하는 영상을 의미할 수 있다. 우안 대응 영상은 사용자의 우안의 위치에서 보여지는 전방 시야에 대응하는 영상을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 카메라(603)는 상대적으로 광시야각에 대응하는 공통 영상을 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 703은 제3 카메라(603)에 의해 촬영되는 공통 영상의 화각(θ3)을 나타내고 약 100°의 제2 화각을 가질 수 있다.
도 7에서, 601과 602의 간격은 사용자의 양안 간 거리(IPD: inter pupil distance)에 해당하며, 약 65mm 의 거리로 설정될 수 있으나, 사용자의 편차를 고려하여 조정될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(600)는 사용자의 편차를 고려한 양안 간 거리(IPD)의 조정을 위해, 하드웨어적인 구성으로 양안 간 거리(IPD) 조절부를 포함할 수 있다. 양안 간 거리(IPD) 조절부를 이용하여 사용자는 자신의 양안 간 거리(IPD)에 맞도록 제1 카메라(601) 및 제2 카메라(602)의 간격을 가변시킬 수 있다. 양안 간 거리(IPD) 조절부를 이용하여 사용자가 수동으로 제1 카메라(601) 및 제2 카메라(602)의 간격을 가변시킬 수도 있고, 모터를 이용하여 자동으로 제1 카메라(601) 및 제2 카메라(602)의 간격을 가변시킬 수도 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 카메라가 제1 거리만큼 이격된 피사체를 촬영하는 상태를 나타낸 예시이다. 예를 들면, 제1 거리(800)는 약 50 cm일 수 있고, 도 8은 피사체의 거리(또는 깊이)가 약 50 cm인 상태를 도식화한 예시일 수 있다.
도 8에서, 801은 제1 카메라(601)에 의한 화각 영역을 나타내고, 802는 제2 카메라(602)에 의한 화각 영역을 나타내고, 803은 제3 카메라(603)에 의한 화각 영역을 나타내고, 804는 801과 802의 중첩된 영역을 나타낼 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 카메라가 제2 거리(900)만큼 이격된 피사체를 촬영하는 상태를 나타낸 예시이다. 예를 들면, 제2 거리는 약 100 cm일 수 있고, 도 9는 피사체의 거리(또는 깊이)가 약 100 cm인 상태를 도식화한 예시일 수 있다.
도 9에서, 901은 제1 카메라(601)에 의한 화각 영역을 나타내고, 902는 제2 카메라(602)에 의한 화각 영역을 나타내고, 903은 제3 카메라(603)에 의한 화각 영역을 나타내고, 904는 901과 902의 중첩된 영역을 나타낼 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)가 사용자의 IPD를 결정한 경우(또는 IPD가 고정된 경우), 제1 카메라(601)에 의한 화각과 제2 카메라(602)에 의한 화각이 중첩되는 영역(804 or 904)의 상대적인 비율은 피사체의 거리에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 중첩되는 영역(804 or 904)이 제1 카메라(601)에 의한 화각 내에서 또는 제2 카메라(602)에 의한 화각 내에서 차지하는 비율은 피사체 촬영 거리가 커질수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 피사체 촬영 거리가 상대적으로 가까우면, 상기 중첩되는 영역(804)이 제1 카메라(601)에 의한 화각(801) 내에서 또는 제2 카메라(602)에 의한 화각(802) 내에서 차지하는 비율이 상대적으로 작을 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 피사체 촬영 거리가 상대적으로 멀면, 상기 중첩되는 영역(904)이 제1 카메라(601)에 의한 화각(901) 내에서 또는 제2 카메라(602)에 의한 화각(902) 내에서 차지하는 비율이 상대적으로 클 수 있다. 만약, 피사체 촬영 거리가 무한대에 가까워지는 경우, 상기 중첩되는 영역(804 or 904)이 제1 카메라(601)에 의한 화각(801 or 901) 내에서 또는 제2 카메라(602)에 의한 화각(802 or 902) 내에서 차지하는 비율은 약 100%에 수렴할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 제1 카메라(601)로부터 촬영되는 영상의 예시이다. 도 10에서 1001은 제1 카메라(601)로부터 촬영된 제1 화각의 영상으로서, 상대적으로 높은 각도 해상력을 갖는 것을 나타내고 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 제2 카메라(602)로부터 촬영되는 영상의 예시이다. 도 11에서 1101은 제2 카메라(602)로부터 촬영된 제1 화각의 영상으로서, 상대적으로 높은 각도 해상력을 갖는 것을 나타내고 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 제3 카메라(603)로부터 촬영되는 영상의 예시이다. 도 12에서 1201은 제3 카메라(603)로부터 촬영된 제2 화각의 영상으로서, 상대적으로 낮은 각도 해상력을 갖는 대신에, 광시야각을 갖는 것을 나타내고 있다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, 제3 카메라(603)로부터 촬영된 제2 화각의 영상을 기반으로 AR 영상을 생성하되, 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역에 대해서는 제1 카메라(601)로부터 촬영된 영상 및 제2 카메라(602)로부터 촬영된 영상을 정합 및 합성함으로써, 사용자에게 인지 시감 측면에서 넓은 화각(예: 100˚ 이상)을 가지면서 유효 시야 내에서는 60 PPD의 높은 각도 해상도를 갖는 영상을 제공할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 동작을 설명한 흐름도이다.
도 13에 도시된 동작들 중에서 적어도 일부는 생략될 수 있다. 도 13에 도시된 적어도 일부 동작들의 이전 또는 이후에는 본 개시에서 다른 도면을 참조하여 언급한 적어도 일부 동작들이 추가 삽입 될 수 있다.
도 13에 도시된 동작들은 프로세서(예: 도 1의 프로세서)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 웨어러블 전자 장치(600)의 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 실행시에, 프로세서가 도 13에 도시된 적어도 일부 동작들을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
동작 1310에서, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(예: 도 6의 웨어러블 전자 장치(600))는, 사용자의 시선을 추적(예: 눈동자 추적(ET: eye tracking))하고, 특정 오브젝트를 응시하는 사용자의 시선을 검출할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)는, 깊이 검출 장치(예: 도 6의 깊이 검출 장치(604))를 이용하여 웨어러블 전자 장치(600)의 전방에 위치한 실제 세계에 대응하는 영상의 깊이 정보를 획득하고, 획득된 깊이 정보에 기반하여 깊이 지도를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(600)는, 생성된 깊이 지도에 기반하여 사용자가 응시하는 오브젝트(예: 외부 피사체)의 깊이를 결정할 수 있다.
동작 1320에서, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, 사용자가 응시하는 오브젝트(예: 외부 피사체)의 깊이가 결정되면, 결정된 깊이에 대응하도록 제1 카메라(예: 도 6의 제1 카메라(601)), 제2 카메라(예: 도 6의 제2 카메라(602)), 및 제3 카메라(예: 도 6의 제3 카메라(603)) 각각의 초점을 제어할 수 있다. 예를 들면, 초점 제어부(예: 도 6의 초점 제어부(608))는, 결정된 오브젝트의 깊이에 기반하여, 제1 카메라(601), 제2 카메라(602), 및 제3 카메라(603) 각각의 오토 포커스 기능을 제어할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)는, 사용자가 응시하는 오브젝트의 깊이에 대응하도록 제1 카메라(601), 제2 카메라(602), 및 제3 카메라(603) 각각의 초점을 제어함으로써, 합초(infocus)된 영상을 획득할 수 있다.
동작 1330에서, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, 좌안 영상 및 우안 영상 각각의 정합 및 합성을 수행할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)는, 제1 카메라(601)에 의해 촬영된 좌안 대응 영상, 및 제3 카메라(603)에 의해 촬영된 광시야각 영상을 정합 및 합성함으로써 좌안 영상을 생성할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)는, 제2 카메라(602)에 의해 촬영된 우안 대응 영상, 및 제3 카메라(603)에 의해 촬영된 광시야각 영상을 정합 및 합성함으로써 우안 영상을 생성할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)는, 화각이 다른 카메라에서 촬영한 영상을 합성함에 있어서, 다양한 영상 정합 기법을 사용하여 이종 영상 간의 경계부가 시인되지 않도록 할 수 있다.
동작 1340에서, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, 사용자의 양안 간 거리인 IPD(inter pupil distance)를 검출하고, 사용자가 응시하는 피사체의 실제 오브젝트 또는 VR 오브젝트의 깊이에 대한 버전스(vergence) 각도를 결정할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(600)는 제1 디스플레이(예: 도 2의 제1 디스플레이(211))의 해상도 및 사용자의 양안 시차(예: IPD)를 고려하여, 좌안 영상 생성부(631)에 의해 합성된 좌안 영상의 일부분을 크롭(crop)하고, 제2 디스플레이(예: 도 2의 제2 디스플레이(212))의 해상도 및 사용자의 양안 시차(예: IPD)를 고려하여, 우안 영상 생성부(632)에 의해 합성된 우안 영상의 일부분을 크롭할 수 있다.
동작 1350에서, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, VR 영상을 생성하고, 생성된 VR 영상과 크롭된 좌안 영상 및 우안 영상을 합성할 수 있다.
동작 1360에서, 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)는, 웨어러블 전자 장치(600)의 전면에 설치된 eye lens의 왜곡을 보상하기 위한 왜곡 보정 계수에 기반하여 동작 1350에서 생성된 영상에 대한 왜곡 보상을 수행하고, 최종 영상을 출력할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(600)의 왜곡 보정부(610)는 왜곡 보정 계수의 설정 값을 조정함으로써, 사용자로 하여금 반듯한 AR 영상을 시인할 수 있도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사람이 물체를 바라볼 때, 양쪽 눈 중에서 주로 사용하는 눈(예: 주시안)이 있으며, 좌안 또는 우안 중 어느 쪽이 주시안 인지 사용자가 사전에 전자 장치(예: 도 6의 전자 장치(600))에 설정 할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(600)는 사용자의 입력에 따른 좌안 또는 우안 중 어느 쪽이 주시안지에 대한 데이터를 획득하고, 주시안을 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(600)는 좌안 또는 우안 중 어느 쪽이 주시안 인지를 판별하여, 주시안을 설정할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(600) 주시안을 판별하기 위한 이미지를 표시할 수 있다. 이후, 전자 장치(600)는 시선 추적 카메라(ET cam)(예: 도 2의 제1 시선 추적 장치(221), 제2 시선 추적 장치(222), 도 6의 시선 추적부(605))를 통해 사용자의 양안의 시선 위치를 식별하여 주시안을 판별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(600)는 사용자의 양안 중 주시안이 판별되면, 좌안 이미지와 우안 이미지를 생성할 때 이미지 속성을 다르게 설정할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(600)는 주시안 쪽 이미지는 시선 영역(고해상도 영역)의 해상도 및 시선 영역의 크기 중 적어도 하나의 속성을 제1 값으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(600)는 주시안 쪽 이미지는 시선 영역 주변의 블러 필터(blur filter) 강도를 제3 값으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(600)는 부시안 쪽 이미지는 시선 영역(고해상도 영역)의 해상도 및 시선 영역의 크기 중 적어도 하나의 속성을 상기 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(600)는 부시안 쪽 이미지는 시선 영역 주변의 블러 필터(blur filter) 강도를 상기 제3 값보다 큰 제4 값으로 설정할 수 있다.
즉, 전자 장치(600)는 주시안 쪽 이미지는 시선 영역(고해상도 영역)의 해상도 및 시선 영역의 크기 중 적어도 하나의 속성을 부시안 쪽 이미지보다 크게 설정할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(예: 도 4의 전자 장치(400), 도 5의 전자 장치(500), 도 6의 전자 장치(600))는, 사용자의 좌안에 대응하고 제1 화각을 갖는 제1 카메라(예: 도 4의 제1 카메라(401), 도 5의 제1 카메라(501), 도 6의 제1카메라(601)), 상기 사용자의 우안에 대응하고 상기 제1 화각을 갖는 제2 카메라(예: 도 4의 제2 카메라(402), 도 5의 제2 카메라(502), 도 6의 제2 카메라(602)), 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 제3 카메라(예: 도 2의 제3 카메라(203)), 상기 사용자의 좌안에 대응하는 제1 디스플레이(예: 도 4 및 도 5의 제1 디스플레이(211)), 상기 사용자의 우안에 대응하는 제2 디스플레이(예: 도 4 및 도 5의 디스플레이(212)), 및 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 제1 카메라(401, 501, 601)를 통해 획득한 좌안 대응 영상 및 상기 제3 카메라(203)를 통해 획득한 광시야각 영상에 기반하여 좌안 영상을 생성할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 제2 카메라(402, 502, 602)를 통해 획득한 우안 대응 영상 및 상기 광시야각 영상에 기반하여 우안 영상을 생성할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 좌안 영상에 가상 영상을 합성한 좌안 합성 영상을 상기 제1 디스플레이(211)를 통해 표시할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 우안 영상에 상기 가상 영상을 합성한 우안 합성 영상을 상기 제2 디스플레이(212)를 통해 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 사용자의 시선을 추적할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 상기 사용자의 시선에 대응하는 오브젝트의 깊이 정보를 확인할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 상기 확인된 깊이 정보에 기반하여, 상기 제1 카메라(401, 501, 601), 상기 제2 카메라(402, 502, 602), 및 상기 제3 카메라(203) 각각의 초점을 조정할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 조정된 초점에 기반하여 상기 좌안 대응 영상, 상기 우안 대응 영상, 및 상기 광시야각 영상을 촬영하도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상이, 상기 광시야각 영상에 기반하여 상기 제2 화각을 갖도록 설정할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 좌안 영상에서 상기 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역과 상기 제1 카메라(401, 501, 601)를 이용해 획득한 좌안 대응 영상을 합성함으로써 상기 좌안 영상을 생성할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 우안 영상에서 상기 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역과 상기 제2 카메라(402, 502, 602)를 이용해 획득한 우안 대응 영상을 합성함으로써 상기 우안 영상을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 좌안 대응 영상의 각도 해상도는 및 상기 광시야각 영상의 각도 해상도보다 높을 수 있다. 상기 우안 대응 영상의 각도 해상도는 및 상기 광시야각 영상의 각도 해상도보다 높을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 카메라(401, 501, 601)와 상기 제2 카메라(402, 502, 602)는 동종의 카메라일 수 있다. 상기 제1 카메라(401, 501, 601)와 상기 제3 카메라(203)는 이종의 카메라일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 화각은 30˚ 보다는 크고 60 ˚ 보다는 작을 수 있다. 상기 제2 화각은 100˚ 보다는 클 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 사용자의 양안 간 거리인 IPD(inter pupil distance)를 검출할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 상기 사용자의 시선에 대응하는 오브젝트의 깊이에 대한 버전스(vergence) 각도를 결정할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 상기 결정된 버전스 각도에 기반하여 상기 좌안 영상의 적어도 일부분을 크롭할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 상기 결정된 버전스 각도에 기반하여 상기 우안 영상의 적어도 일부분을 크롭할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 카메라(203)는 상기 제1 카메라(401, 501, 601)와 상기 제2 카메라(402, 502, 602) 사이에 대응하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 사용자의 좌안 또는 우안의 시선을 추적하여 주시안을 판별하는 시선 추적부를 포함할 수 있다. 상기 주시안이 판별되면 상기 주시안의 영상과 부시안의 영상을 생성 시 이미지 속성을 다르게 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 주시안의 영상은 시선 영역의 해상도 및 시선 영역의 크기 중 적어도 하나의 속성을 제1 값으로 설정할 수 있다. 상기 부시안의 영상은 시선 영역의 해상도 및 시선 영역의 크기 중 적어도 하나의 속성을 상기 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 주시안의 영상은 시선 영역 주변의 블러 필터(blur filter) 강도를 제3 값으로 설정할 수 있다. 상기 부시안의 영상은 시선 영역 주변의 블러 필터(blur filter) 강도를 상기 제3 값보다 큰 제4 값으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 부시안에 대응하는 이미지 속성을 기준 값으로 적용하고, 주시안에 대응하는 이미지 속성을 부시안에 대응하는 이미지 속성보다 더 좋게(예: 더 큰 값으로) 적용할 수도 있다. 이를 통해, 소모 전류를 줄일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 주시안에 대응하는 이미지 속성을 기준 값으로 적용하고, 부시안에 대응하는 이미지 속성을 주시안에 대응하는 이미지 속성보다 더 낮춰서(예: 더 작은 값으로) 적용 할 수도 있다. 이를 통해, 소모 전류를 줄일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 시선이 부시안쪽으로 치우쳐질 경우에는, 주시안과 부시안이 전환될 수도 있다. 예를 들면, 좌안이 주시안인 경우, 오른쪽 끝에 있는 물체를 바라볼 때 시선이 극단적으로 오른쪽으로 향하면 순간적으로 주시안이 우안으로 변경될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600)의 동작 방법은, 제1 카메라(401, 501, 601)를 이용하여 사용자의 좌안에 대응하고 제1 화각을 갖는 좌안 대응 영상을 획득하고, 제2 카메라(402, 502, 602)를 이용하여 상기 사용자의 우안에 대응하고 상기 제1 화각을 갖는 우안 대응 영상을 획득하고, 제3 카메라(203)를 이용하여 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 광시야각 영상을 획득하고, 상기 제1 카메라(401, 501, 601)를 통해 획득한 좌안 대응 영상 및 상기 제3 카메라(203)를 통해 획득한 광시야각 영상에 기반하여 좌안 영상을 생성하고, 상기 제2 카메라(402, 502, 602)를 통해 획득한 우안 대응 영상 및 상기 광시야각 영상에 기반하여 우안 영상을 생성하고, 상기 좌안 영상에 가상 영상을 합성한 좌안 합성 영상을 상기 사용자의 좌안에 대응하는 제1 디스플레이(211)를 통해 표시하고, 및 상기 우안 영상에 상기 가상 영상을 합성한 우안 합성 영상을 상기 사용자의 우안에 대응하는 제2 디스플레이(212)를 통해 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자의 시선을 추적할 수 있다. 상기 사용자의 시선에 대응하는 오브젝트의 깊이 정보를 확인할 수 있다. 상기 확인된 깊이 정보에 기반하여, 상기 제1 카메라(401, 501, 601), 상기 제2 카메라(402, 502, 602), 및 상기 제3 카메라(203) 각각의 초점을 조정할 수 있다. 조정된 초점에 기반하여 상기 좌안 대응 영상, 상기 우안 대응 영상, 및 상기 광시야각 영상을 촬영할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상이, 상기 광시야각 영상에 기반하여 상기 제2 화각을 갖도록 설정할 수 있다. 상기 좌안 영상에서 상기 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역과 상기 제1 카메라(401, 501, 601)를 이용해 획득한 좌안 대응 영상을 합성함으로써 상기 좌안 영상을 생성할 수 있다. 상기 우안 영상에서 상기 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역과 상기 제2 카메라(402, 502, 602)를 이용해 획득한 우안 대응 영상을 합성함으로써 상기 우안 영상을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 좌안 대응 영상의 각도 해상도는 및 상기 광시야각 영상의 각도 해상도보다 높을 수 있다. 상기 우안 대응 영상의 각도 해상도는 및 상기 광시야각 영상의 각도 해상도보다 높을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 카메라(401, 501, 601)와 상기 제2 카메라(402, 502, 602)는 동종의 카메라일 수 있다. 상기 제1 화각은 30˚ 보다는 크고 60 ˚ 보다는 작을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 카메라(401, 501, 601)와 상기 제3 카메라(203)는 이종의 카메라일 수 있다. 상기 제2 화각은 100˚ 보다는 클 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 사용자의 양안 간 거리인 IPD(inter pupil distance)를 검출할 수 있다. 상기 사용자의 시선에 대응하는 오브젝트의 깊이에 대한 버전스(vergence) 각도를 결정할 수 있다. 상기 결정된 버전스 각도에 기반하여 상기 좌안 영상의 적어도 일부분을 크롭할 수 있다. 상기 결정된 버전스 각도에 기반하여 상기 우안 영상의 적어도 일부분을 크롭할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 카메라(203)는 상기 제1 카메라(401, 501, 601)와 상기 제2 카메라(402, 502, 602) 사이에 대응하도록 배치되어 상기 광시야각 영상을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 사용자의 좌안 또는 우안의 시선을 추적하여 주시안을 판별할 수 있다. 상기 주시안이 판별되면 주시안의 영상과 부시안의 영상을 생성 시 이미지 속성을 다르게 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 주시안의 영상은 시선 영역의 해상도 및 시선 영역의 해상도 크기 중 적어도 하나의 속성을 제1 값으로 설정할 수 있다. 상기 부시안의 영상은 시선 영역의 해상도 및 시선 영역의 크기 중 적어도 하나의 속성을 상기 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 주시안의 영상은 시선 영역 주변의 블러 필터(blur filter) 강도를 제3 값으로 설정할 수 있다. 상기 부시안의 영상은 시선 영역 주변의 블러 필터(blur filter) 강도를 상기 제3 값보다 큰 제4 값으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 부시안에 대응하는 이미지 속성을 기준 값으로 적용하고, 주시안에 대응하는 이미지 속성을 부시안에 대응하는 이미지 속성보다 더 좋게(예: 더 큰 값으로) 적용할 수도 있다. 이를 통해, 소모 전류를 줄일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 주시안에 대응하는 이미지 속성을 기준 값으로 적용하고, 부시안에 대응하는 이미지 속성을 주시안에 대응하는 이미지 속성보다 더 낮춰서(예: 더 작은 값으로) 적용 할 수도 있다. 이를 통해, 소모 전류를 줄일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 시선이 부시안쪽으로 치우쳐질 경우에는, 주시안과 부시안이 전환될 수도 있다. 예를 들면, 좌안이 주시안인 경우, 오른쪽 끝에 있는 물체를 바라볼 때 시선이 극단적으로 오른쪽으로 향하면 순간적으로 주시안이 우안으로 변경될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치 및 그 동작 방법은, 사용자에게 실제 세계를 보는 것과 같은 현실감을 제공하기 위한 높은 각도 해상력의 증강 현실 이미지를 제공하면서도 소형 및 경량화의 설계가 용이하고, 사용자의 눈의 피로감을 줄일 수 있다.

Claims (15)

  1. 웨어러블 전자 장치에 있어서,
    사용자의 좌안에 대응하고 제1 화각을 갖는 제1 카메라;
    상기 사용자의 우안에 대응하고 상기 제1 화각을 갖는 제2 카메라;
    상기 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 제3 카메라;
    상기 사용자의 좌안에 대응하는 제1 디스플레이;
    상기 사용자의 우안에 대응하는 제2 디스플레이; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 제1 카메라를 통해 획득한 좌안 대응 영상 및 상기 제3 카메라를 통해 획득한 광시야각 영상에 기반하여 좌안 영상을 생성하고,
    상기 제2 카메라를 통해 획득한 우안 대응 영상 및 상기 광시야각 영상에 기반하여 우안 영상을 생성하고,
    상기 좌안 영상에 가상 영상을 합성한 좌안 합성 영상을 상기 제1 디스플레이를 통해 표시하고, 및
    상기 우안 영상에 상기 가상 영상을 합성한 우안 합성 영상을 상기 제2 디스플레이를 통해 표시하는,
    웨어러블 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자의 시선을 추적하고,
    상기 사용자의 시선에 대응하는 오브젝트의 깊이 정보를 확인하고,
    상기 확인된 깊이 정보에 기반하여, 상기 제1 카메라, 상기 제2 카메라, 및 상기 제3 카메라 각각의 초점을 조정하고, 및
    조정된 초점에 기반하여 상기 좌안 대응 영상, 상기 우안 대응 영상, 및 상기 광시야각 영상을 촬영하는,
    웨어러블 전자 장치.
  3. 제1 항 내지 제2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상이, 상기 광시야각 영상에 기반하여 상기 제2 화각을 갖도록 설정하고,
    상기 좌안 영상에서 상기 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역과 상기 제1 카메라를 이용해 획득한 좌안 대응 영상을 합성함으로써 상기 좌안 영상을 생성하고, 및
    상기 우안 영상에서 상기 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역과 상기 제2 카메라를 이용해 획득한 우안 대응 영상을 합성함으로써 상기 우안 영상을 생성하는,
    웨어러블 전자 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌안 대응 영상의 각도 해상도는 및 상기 광시야각 영상의 각도 해상도보다 높고, 및
    상기 우안 대응 영상의 각도 해상도는 및 상기 광시야각 영상의 각도 해상도보다 높은,
    웨어러블 전자 장치.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라는 동종의 카메라이고,
    상기 제1 카메라와 상기 제3 카메라는 이종의 카메라인,
    웨어러블 전자 장치.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 화각은 30˚ 보다는 크고 60 ˚ 보다는 작고,
    상기 제2 화각은 100˚ 보다는 큰,
    웨어러블 전자 장치.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자의 양안 간 거리인 IPD(inter pupil distance)를 검출하고,
    상기 사용자의 시선에 대응하는 오브젝트의 깊이에 대한 버전스(vergence) 각도를 결정하고,
    상기 결정된 버전스 각도에 기반하여 상기 좌안 영상의 적어도 일부분을 크롭하고, 및
    상기 결정된 버전스 각도에 기반하여 상기 우안 영상의 적어도 일부분을 크롭하는,
    웨어러블 전자 장치.
  8. 제1 항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 카메라는 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 사이에 대응하도록 배치된,
    웨어러블 전자 장치.
  9. 제1 항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자의 좌안 또는 우안의 시선을 추적하여 주시안을 판별하는 시선 추적부를 포함하고,
    상기 주시안이 판별되면 상기 주시안의 영상과 부시안의 영상을 생성 시 이미지 속성을 다르게 설정하는,
    웨어러블 전자 장치.
  10. 제1 항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주시안의 영상은 시선 영역의 해상도 및 시선 영역의 해상도 크기 중 적어도 하나의 속성을 제1 값으로 설정하고,
    상기 부시안의 영상은 시선 영역의 해상도 및 시선 영역의 크기 중 적어도 하나의 속성을 상기 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정하고,
    상기 주시안의 영상은 블러 필터(blur filter) 강도를 제3 값으로 설정하고,
    상기 부시안의 영상은 블러 필터 강도를 상기 제3 값보다 큰 제4 값으로 설정하는,
    웨어러블 전자 장치.
  11. 웨어러블 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 카메라를 이용하여 사용자의 좌안에 대응하고 제1 화각을 갖는 좌안 대응 영상을 획득하고,
    제2 카메라를 이용하여 상기 사용자의 우안에 대응하고 상기 제1 화각을 갖는 우안 대응 영상을 획득하고,
    제3 카메라를 이용하여 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각을 갖는 광시야각 영상을 획득하고,
    상기 제1 카메라를 통해 획득한 좌안 대응 영상 및 상기 제3 카메라를 통해 획득한 광시야각 영상에 기반하여 좌안 영상을 생성하고,
    상기 제2 카메라를 통해 획득한 우안 대응 영상 및 상기 광시야각 영상에 기반하여 우안 영상을 생성하고,
    상기 좌안 영상에 가상 영상을 합성한 좌안 합성 영상을 상기 사용자의 좌안에 대응하는 제1 디스플레이를 통해 표시하고, 및
    상기 우안 영상에 상기 가상 영상을 합성한 우안 합성 영상을 상기 사용자의 우안에 대응하는 제2 디스플레이를 통해 표시하는,
    웨어러블 전자 장치의 동작 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    사용자의 시선을 추적하고,
    상기 사용자의 시선에 대응하는 오브젝트의 깊이 정보를 확인하고,
    상기 확인된 깊이 정보에 기반하여, 상기 제1 카메라, 상기 제2 카메라, 및 상기 제3 카메라 각각의 초점을 조정하고, 및
    조정된 초점에 기반하여 상기 좌안 대응 영상, 상기 우안 대응 영상, 및 상기 광시야각 영상을 촬영하는,
    웨어러블 전자 장치의 동작 방법.
  13. 제11 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상이, 상기 광시야각 영상에 기반하여 상기 제2 화각을 갖도록 설정하고,
    상기 좌안 영상에서 상기 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역과 상기 제1 카메라를 이용해 획득한 좌안 대응 영상을 합성함으로써 상기 좌안 영상을 생성하고, 및
    상기 우안 영상에서 상기 사용자의 시선에 대응하는 일부 영역과 상기 제2 카메라를 이용해 획득한 우안 대응 영상을 합성함으로써 상기 우안 영상을 생성하는,
    웨어러블 전자 장치의 동작 방법.
  14. 제11 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌안 대응 영상의 각도 해상도는 및 상기 광시야각 영상의 각도 해상도보다 높고, 및
    상기 우안 대응 영상의 각도 해상도는 및 상기 광시야각 영상의 각도 해상도보다 높은,
    웨어러블 전자 장치의 동작 방법.
  15. 제11 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라는 동종의 카메라이고,
    상기 제1 화각은 30˚ 보다는 크고 60 ˚ 보다는 작은,
    웨어러블 전자 장치의 동작 방법.
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