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WO2025221021A1 - Wearable electronic device comprising lens assembly - Google Patents

Wearable electronic device comprising lens assembly

Info

Publication number
WO2025221021A1
WO2025221021A1 PCT/KR2025/005130 KR2025005130W WO2025221021A1 WO 2025221021 A1 WO2025221021 A1 WO 2025221021A1 KR 2025005130 W KR2025005130 W KR 2025005130W WO 2025221021 A1 WO2025221021 A1 WO 2025221021A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
display
electronic device
user
polarizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/KR2025/005130
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김동우
김창근
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020240066624A external-priority patent/KR20250151952A/en
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of WO2025221021A1 publication Critical patent/WO2025221021A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only

Definitions

  • Embodiments of the present disclosure relate to electronic devices, for example, wearable electronic devices including a lens assembly.
  • Portable electronic devices such as electronic notebooks, portable multimedia players, mobile communication terminals, and tablet PCs, typically feature a display device (or display module) and a battery, and typically have bar-shaped, folder-shaped, or sliding-type appearances due to the shape of the display device or battery.
  • display devices or display module
  • battery typically have bar-shaped, folder-shaped, or sliding-type appearances due to the shape of the display device or battery.
  • display devices and batteries have become smaller, leading to the emergence of electronic devices that can be worn on parts of the body, such as the wrist or head, or in the form of clothing (hereinafter referred to as "wearable electronic devices").
  • wearable electronic devices examples include head-mounted devices (HMDs), smart glasses, smart watches (or bands), contact lens-type devices, ring-type devices, and clothing/shoe/glove-type devices. These body-worn electronic devices are easy to carry and can improve user accessibility.
  • HMDs head-mounted devices
  • smart glasses smart watches (or bands)
  • contact lens-type devices ring-type devices
  • clothing/shoe/glove-type devices clothing/shoe/glove-type devices.
  • a head-mounted wearable device is a device worn on the user's head or face that projects an image onto the user's retina, allowing the user to view virtual images in three-dimensional space.
  • head-mounted wearable devices can be categorized into see-through types that provide augmented reality (AR) and see-closed types that provide virtual reality (VR).
  • AR augmented reality
  • VR virtual reality
  • a see-through type head-mounted wearable device can be implemented in the form of glasses, for example, and can provide the user with information such as buildings and objects in the space within the user's field of vision in the form of images or text.
  • a see-closed type head-mounted wearable device can output independent images to both eyes of the user, and can provide the user, or one person, with an excellent sense of immersion by outputting content (games, movies, streaming, broadcasts, etc.) provided by a mobile communication terminal or an external input in the form of images or audio. Additionally, head-mounted wearable devices may be used to provide mixed reality (MR) or extended reality (XR), which are a combination of augmented reality (AR) and virtual reality (VR).
  • MR mixed reality
  • XR extended reality
  • AR augmented reality
  • VR virtual reality
  • a display device may be provided.
  • the display device may include a display configured to output light and a lens assembly configured to guide light output from the display toward a user's eye.
  • the lens assembly may include at least three lenses, including a first lens, a second lens, and a third lens, which are sequentially arranged from a user's eye side toward the display side along a light axis.
  • the lens assembly may include a first polarizing portion arranged on one surface of a curved surface including at least one inflection point of at least one of the first lens or the second lens, and a second polarizing portion arranged on the display. At least one of the eye-side surface or the display-side surface of at least one of the at least three lenses may include at least one inflection point.
  • the third lens may be configured to function as a beam splitter.
  • the lens assembly may satisfy the following [Equation 1].
  • FOV is the angle of view of the optical system
  • EFL is the synthetic focal length of the optical system.
  • a wearable electronic device may include an optical system including a display configured to output light and a lens assembly configured to guide light output from the display toward a user's eye.
  • the lens assembly may include at least three lenses sequentially arranged from a user's eye side toward the display side along a light axis, a first polarizing portion, a beam splitter, and a second polarizing portion sequentially arranged from the user's eye side toward the display side.
  • At least one of an eye-side surface or a display-side surface of at least one lens among the at least three lenses may include at least one inflection point.
  • the first polarizing portion may be arranged on a display-side surface including a curved surface of a first lens among the at least three lenses that is closest to the user's eye side, or on an eye-side surface including a curved surface of a second lens among the at least three lenses that is second most adjacent to the user's eye side, or on a display-side surface including a curved surface.
  • the optical system may satisfy the following [Equation 1].
  • FOV is the angle of view of the optical system
  • EFL is the synthetic focal length of the optical system.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device within a network environment according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a wearable electronic device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 3 and 4 are drawings showing the front and back of a wearable electronic device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a layout diagram illustrating an optical path of a wearable electronic device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6b is an enlarged view of part A of FIG. 6a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 6a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 6a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 6a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6f is a graph of a modulation transfer function for each angle of view according to a change in spatial frequency of the optical system of FIG. 6a, according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6g is a graph of the modulation transfer function for each field of view according to position on the display at a specific spatial frequency of the optical system of FIG. 6a, according to one embodiment of the present disclosure.
  • Figure 7a is a graph of the modulation transfer function for each angle of view according to the spatial frequency change of a conventional optical system.
  • Figure 7b is a graph of the modulation transfer function for each angle of view according to the position on the display at a specific frequency of a conventional optical system.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8B is an enlarged view of part B of FIG. 8A according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 8a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 8a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 8a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8F is a graph of a modulation transfer function for each angle of view according to a change in spatial frequency of the optical system of FIG. 8A, according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8g is a graph of the modulation transfer function for each field of view according to position on the display at a specific spatial frequency of the optical system of FIG. 8a, according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9b is an enlarged view of part C of FIG. 9a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 9a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 9a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 9a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10b is an enlarged view of part F of FIG. 10a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 10a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 10a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 10a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11b is an enlarged view of part G of FIG. 11a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 11a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 11a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 11a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12b is an enlarged view of part H of FIG. 12a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 12a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 12a according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 12a according to one embodiment of the present disclosure.
  • Wearable electronic devices that implement augmented reality, virtual reality, mixed reality, and/or extended reality can generally be used while worn on the user's head or face.
  • a display that outputs images or visual information in the form of light can be positioned at a relatively close distance from the user's eyes.
  • the size or number of lenses may be limited to minimize the size or weight of the wearable electronic device, and it may be difficult to implement an optical system that can provide good image quality with a limited number of lenses.
  • an optical system with a pancake lens structure in a usage environment where the display and the user's eyes are positioned at a relatively close distance, can be useful for providing good image quality while using a limited number of lenses.
  • the optical system with a pancake lens structure can implement an optical path that is sufficiently long compared to the mechanical length (e.g., the total length of the lens) by reflecting the light output from the display at least twice as it passes through the path to the user's eyes.
  • Pancake lens structures can provide excellent image quality while miniaturizing.
  • the repeated reflection structure can increase light refraction and scattering. For example, increased refraction and scattering can lead to image quality degradation due to interference between refracted and scattered light.
  • One embodiment of the present disclosure is intended to at least resolve the above-described problems and/or disadvantages and at least provide the advantages described below, thereby providing a wearable electronic device including a lens assembly that is easy to control aberrations and thus realizes good image quality.
  • One embodiment of the present disclosure can provide a wearable electronic device including a miniaturized and/or lightweight lens assembly while providing good image quality.
  • One embodiment of the present disclosure can provide a wearable electronic device that can reduce user fatigue when worn by being miniaturized and/or lightweight.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device (101) within a network environment (100) according to one embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device (101) may communicate with the electronic device (102) via a first network (198) (e.g., a short-range wireless communication network), or may communicate with at least one of the electronic device (104) or the server (108) via a second network (199) (e.g., a long-range wireless communication network).
  • the electronic device (101) may communicate with the electronic device (104) via the server (108).
  • the electronic device (101) may include a processor (120), a memory (130), an input module (150), an audio output module (155), a display module (160), an audio module (170), a sensor module (176), an interface (177), a connection terminal (178), a haptic module (179), a camera module (180), a power management module (188), a battery (189), a communication module (190), a subscriber identification module (196), or an antenna module (197).
  • the electronic device (101) may have at least one of these components (e.g., the connection terminal (178)) omitted, or one or more other components added. In one embodiment, some of these components (e.g., the sensor module (176), the camera module (180), or the antenna module (197)) may be integrated into one component (e.g., the display module (160)).
  • the processor (120) may, for example, execute software (e.g., a program (140)) to control at least one other component (e.g., a hardware or software component) of the electronic device (101) connected to the processor (120) and perform various data processing or operations.
  • the processor (120) may store commands or data received from other components (e.g., a sensor module (176) or a communication module (190)) in a volatile memory (132), process the commands or data stored in the volatile memory (132), and store result data in a non-volatile memory (134).
  • the processor (120) may include a main processor (121) (e.g., a central processing unit or an application processor), or an auxiliary processor (123) (e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor) that can operate independently or together with the main processor (121).
  • a main processor (121) e.g., a central processing unit or an application processor
  • an auxiliary processor (123) e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor
  • the auxiliary processor (123) may be configured to use less power than the main processor (121) or to be specialized for a given function.
  • the auxiliary processor (123) may be implemented separately from the main processor (121) or as a part thereof.
  • the auxiliary processor (123) may control at least a portion of functions or states associated with at least one component (e.g., a display module (160), a sensor module (176), or a communication module (190)) of the electronic device (101), for example, on behalf of the main processor (121) while the main processor (121) is in an inactive (e.g., sleep) state, or together with the main processor (121) while the main processor (121) is in an active (e.g., application execution) state.
  • the auxiliary processor (123) e.g., an image signal processor or a communication processor
  • the auxiliary processor (123) may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • the artificial intelligence models may be generated through machine learning. This learning can be performed, for example, in the electronic device (101) itself where the artificial intelligence model is executed, or can be performed through a separate server (e.g., server (108)).
  • the learning algorithm can include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but is not limited to the examples described above.
  • the artificial intelligence model can include a plurality of artificial neural network layers.
  • the artificial neural network can be one of a deep neural network (DNN), a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), a restricted Boltzmann machine (RBM), a deep belief network (DBN), a bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), deep Q-networks, or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • the artificial intelligence model can additionally or alternatively include a software structure.
  • the memory (130) can store various data used by at least one component (e.g., processor (120) or sensor module (176)) of the electronic device (101).
  • the data can include, for example, software (e.g., program (140)) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory (130) can 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 an application (146).
  • the input module (150) can receive commands or data to be used in a component of the electronic device (101) (e.g., a processor (120)) from an external source (e.g., a user) of the electronic device (101).
  • the input module (150) can include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (e.g., a button), or a digital pen (e.g., a stylus pen).
  • the audio output module (155) can output audio signals to the outside of the electronic device (101).
  • the audio output module (155) can include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes, such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. In one embodiment, the receiver can be implemented separately from the speaker or as part of the speaker.
  • the display module (160) can visually provide information to an external party (e.g., a user) of the electronic device (101).
  • the display module (160) may include, for example, a display, a holographic 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 a force generated by the touch.
  • the audio module (170) can convert sound into an electrical signal, or vice versa, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module (170) can acquire sound through the input module (150), output sound through the sound output module (155), or an external electronic device (e.g., electronic device (102)) (e.g., speaker or headphone) directly or wirelessly connected to the electronic device (101).
  • an external electronic device e.g., electronic device (102)
  • speaker or headphone directly or wirelessly connected to the electronic device (101).
  • the sensor module (176) can detect the operating status (e.g., power or temperature) of the electronic device (101) or the external environmental status (e.g., user status) and generate an electrical signal or data value corresponding to the detected status.
  • the sensor module (176) can include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface (177) may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device (101) to an external electronic device (e.g., 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
  • connection terminal (178) may include a connector through which the electronic device (101) may be physically connected to an external electronic device (e.g., 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 (e.g., a headphone connector).
  • the haptic module (179) can convert electrical signals into mechanical stimuli (e.g., vibration or movement) or electrical stimuli that a user can perceive through tactile or kinesthetic sensations.
  • the haptic module (179) can include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module (180) can capture still images and videos.
  • 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) can be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • a battery (189) may power at least one component of the electronic device (101).
  • the battery (189) may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module (190) may support the establishment of a direct (e.g., wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device (101) and an external electronic device (e.g., electronic device (102), electronic device (104), or server (108)), and the performance of communication through the established communication channel.
  • the communication module (190) may operate independently from the processor (120) (e.g., application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • the communication module (190) may include 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., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module).
  • 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., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module.
  • the corresponding communication module can communicate with an external electronic device via a first network (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., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)).
  • a first network (198) e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network (199) e.g., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)
  • a computer network e.g., a LAN
  • the wireless communication module (192) can verify or authenticate the electronic device (101) within a communication network such as the first network (198) or the second network (199) by using subscriber information (e.g., an international mobile subscriber identity (IMSI)) stored in the subscriber identification module (196).
  • subscriber information e.g., an international mobile subscriber identity (IMSI)
  • the wireless communication module (192) can support 5G networks and next-generation communication technologies following the 4G network, such as NR access technology (new radio access technology).
  • the NR access technology can support high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and connection of multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency communications
  • the wireless communication module (192) can support, for example, a high-frequency band (e.g., mmWave band) to achieve a high data transmission rate.
  • a high-frequency band e.g., mmWave band
  • the wireless communication module (192) can support various technologies for securing performance in a high-frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module (192) can support various requirements specified in the electronic device (101), an external electronic device (e.g., the electronic device (104)), or a network system (e.g., the second network (199)).
  • the wireless communication module (192) can support a peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for eMBB realization, a loss coverage (e.g., 164 dB or less) for mMTC realization, or a U-plane latency (e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL), or 1 ms or less for round trip) for URLLC realization.
  • a peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • a loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL), or 1 ms or less for round trip
  • the antenna module (197) can transmit or receive signals or power to or from an external device (e.g., an external electronic device).
  • the antenna module may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (e.g., a PCB).
  • the antenna module (197) may include a plurality of antennas (e.g., an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network, such as the first network (198) or the second network (199), may be selected from the plurality of antennas, for example, by the communication module (190). A signal or power may be transmitted or received between the communication module (190) and an external electronic device via the at least one selected antenna.
  • another component e.g., a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module (197) may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module may include a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent a first side (e.g., a bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., a mmWave band), and a plurality of antennas (e.g., an array antenna) disposed on or adjacent a second side (e.g., a top side or a side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high-frequency band.
  • a first side e.g., a bottom side
  • a plurality of antennas e.g., an array antenna
  • At least some of the above components can be interconnected and exchange signals (e.g., commands or data) with each other via a communication method between peripheral devices (e.g., a bus, GPIO (general purpose input and output), SPI (serial peripheral interface), or MIPI (mobile industry processor interface)).
  • peripheral devices e.g., a bus, GPIO (general purpose input and output), SPI (serial peripheral interface), or MIPI (mobile industry processor interface)).
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device (101) and an external electronic device (104) via a server (108) connected to a second network (199).
  • Each of the external electronic devices (102 or 104) may be the same or a different type of device as the electronic device (101).
  • all or part of the operations executed in the electronic device (101) may be executed in one or more of the external electronic devices (102, 104, or 108). For example, when the electronic device (101) is to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device (101) may, instead of or in addition to executing the function or service itself, request one or more external electronic devices to perform the function or at least a part of the service.
  • One or more external electronic devices that receive the request may execute at least a portion of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device (101).
  • the electronic device (101) may process the result as is or additionally and provide it as at least a portion of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used, for example.
  • the electronic device (101) may provide an ultra-low latency service by using distributed computing or mobile edge computing, for example.
  • the external electronic device (104) may include an Internet of Things (IoT) device.
  • the server (108) may be an intelligent server utilizing machine learning and/or a neural network.
  • the external electronic device (104) or the server (108) may be included in the second network (199).
  • the electronic device (101) can be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • Electronic devices may take various forms. Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances. Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the aforementioned devices.
  • first,” “second,” or “first” or “second” may be used merely to distinguish the corresponding component from other corresponding components, and do not limit the corresponding components in any other respect (e.g., importance or order).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • the component can be connected to the other component directly (e.g., wired), wirelessly, or via a third component.
  • module used in the embodiments of the present disclosure may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integral component, or a minimum unit or part of such a component that performs one or more functions.
  • a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Embodiments of the present disclosure may be implemented as software (e.g., a program) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., built-in memory or external memory) readable by a machine (e.g., an electronic device).
  • a processor e.g., a processor of the machine (e.g., an electronic device) may call at least one instruction among the one or more instructions stored from the storage medium and execute it. This enables the machine to operate to perform at least one function according to the at least one instruction called.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • non-transitory only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g., electromagnetic waves), and this term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently and cases where it is stored temporarily in the storage medium.
  • a signal e.g., electromagnetic waves
  • a method according to an embodiment(s) of the present disclosure may be provided as a computer program product.
  • the computer program product may be traded as a commodity between a seller and a buyer.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play Store TM ) or directly between two user devices (e.g., smartphones).
  • an application store e.g., Play Store TM
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or an intermediary server.
  • each component e.g., a module or a program of the above-described components may include one or more entities, and some of the entities may be separated and placed in other components.
  • one or more components or operations of the aforementioned components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components e.g., a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration.
  • the operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.
  • FIG. 2 is a drawing showing a wearable electronic device (200) according to one embodiment of the present disclosure.
  • a wearable electronic device (200) (e.g., electronic device (101) of FIG. 1) is an electronic device that can be worn on a user's head or face, and the user can visually recognize surrounding objects or environments even while wearing the wearable electronic device (200).
  • the wearable electronic device (200) can acquire and/or recognize visual images of objects or environments that the user is looking at or in the direction that the wearable electronic device (200) is facing by using a camera module, and can receive information about the objects or environments from an external electronic device via a network.
  • the wearable electronic device (200) can provide the user with information about the objects or environments in an acoustic or visual form.
  • the wearable electronic device (200) can provide the user with information about the objects or environments in a visual form by using a display device (or display member) (e.g., display module (160) of FIG. 1).
  • the wearable electronic device (200) can implement augmented reality (AR), virtual reality (VR), mixed reality (MR), and/or extended reality (XR) by visualizing information about objects or the environment and combining it with actual images (or videos) of the user's surroundings.
  • the display device can provide the user with information about objects or the environment around him/her by outputting a screen in which an augmented reality object is added to an actual image (or video) of the user's surroundings.
  • all or part of the operations executed by the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) may be executed by one or more of the external electronic devices (102, 104, or 108).
  • the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) may, instead of executing the function or service by itself or in addition, request one or more of the external electronic devices (102, 104, or 108) to perform the function or at least a part of the service.
  • the one or more external electronic devices that receive the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device (101) or the wearable electronic device (200).
  • the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) may provide the result as is or additionally processed as at least a part of the response to the request.
  • the external electronic device (102) may render content data executed in an application and transmit it to the electronic device (101) or the wearable electronic device (200), and the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) that receives the data may output the content data to a display module.
  • the processor e.g., the processor (120) of FIG. 1) of the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) may correct the rendering data received from the external electronic device (102) based on the movement information and output the corrected data to the display module.
  • a processor e.g., processor (120) of FIG. 1 of the electronic device (101) or wearable electronic device (200) may transmit the movement information to an external electronic device (102) and request rendering so that screen data is updated accordingly.
  • the external electronic device (102) may be a device of various forms, such as a case device capable of storing and charging the electronic device (101).
  • a wearable electronic device (200) may include at least one display device and a wearing member. Depending on the structure of the display device, the wearable electronic device (200) may further include a structure (e.g., a lens frame) for mounting or supporting the display device.
  • the display devices may be provided as a pair including a first display device and a second display device, and may be arranged to correspond to the user's right and left eyes, respectively, when the wearable electronic device (200) is worn on the user's body.
  • the wearable electronic device (200) may also include a housing form (e.g., a goggle form) including one display device corresponding to the right eye and the left eye.
  • the display device is a component provided to provide visual information to a user, and may include, for example, a display (D), a plurality of lenses (L1, L2, L3, L4) (e.g., a lens assembly) and/or at least one sensor.
  • the plurality of lenses (L1, L2, L3, L4) may be aligned along the optical axis (I) in a space within the wearable electronic device (200).
  • at least one lens e.g., the fourth lens (L4)
  • the display device may include three lenses (L1, L2, L3).
  • the lens assembly and the display (D) may be formed transparently or translucently, respectively.
  • the display device is not limited thereto.
  • the display device may include a window member, and the window member may be a translucent glass or a member whose light transmittance may be adjusted as a coloring concentration is adjusted.
  • the display device may include a lens including a waveguide, or a reflective lens, and may provide visual information to a user by forming an image output from an optical output device (e.g., a projector or a display (D)) on each lens.
  • an optical output device e.g., a projector or a display (D)
  • the display device may include a waveguide (e.g., a light waveguide) on at least a portion of each lens, and may mean a display device that transmits an image (or light) output from an optical output device such as the display (D) to a user's eyes through the waveguide included in the display device, and at the same time transmits the real world to the user's eyes through that area in a see-through manner.
  • the waveguide may be understood as a part of a lens assembly.
  • a lens assembly e.g., a lens assembly (LA) of FIGS.
  • 5 to 12B is a configuration including a plurality of lenses (e.g., L1, L2, L3), and can be arranged in a state aligned with an optical axis (e.g., an optical axis (O) of FIGS. 5 to 12B) in a space within a wearable electronic device (200).
  • an optical axis e.g., an optical axis (O) of FIGS. 5 to 12B
  • O optical axis
  • camera modules (311, 312, 313, 314, 315, 316) and/or depth sensors (317) may be arranged on a first surface (310) of a wearable electronic device (300) (e.g., a housing) to obtain information related to the surrounding environment of the wearable electronic device (300).
  • a wearable electronic device e.g., a housing
  • the camera modules (311, 312) can acquire images related to the surrounding environment of the wearable electronic device (300).
  • the camera modules (313, 314, 315, 316) can acquire images while the wearable electronic device (300) is worn by the user.
  • the camera modules (313, 314, 315, 316) can be used for hand detection, tracking, and recognition of user gestures (e.g., hand movements).
  • the camera modules (313, 314, 315, 316) can be used for 3DoF (degrees of freedom), 6DoF head tracking, position (spatial, environmental) recognition, and/or movement recognition.
  • the camera modules (311, 312) can also be used for hand detection and tracking or recognition or detection of user gestures.
  • the depth sensor (317) may be configured to transmit a signal and receive a signal reflected from a subject, and may be used for purposes such as time of flight (TOF) to determine the distance to an object.
  • TOF time of flight
  • the camera modules (311, 312, 313, 314, 315, 316) may determine the distance to an object.
  • a camera module (325, 326) for facial recognition and/or a display device (331) may be arranged on the second side (320) of the housing.
  • a face recognition camera module (325, 326) adjacent to the display may be used to recognize a user's face, or may recognize and/or track both eyes of the user.
  • the display device (331) may be disposed on the second surface (320) of the wearable electronic device (300).
  • the display device (331) may be understood to include a display that outputs a screen (e.g., the display module (160) of FIG. 1 and the display (D) of FIG. 2) and/or a lens assembly that focuses the output screen onto the user's eyes (e.g., the lens assembly (LA) of FIG. 2).
  • the display device (331) may have at least some configurations similar to or substantially identical to the display device described with reference to FIG. 2.
  • the wearable electronic device (300) may not include camera modules (315, 316) among the plurality of camera modules (313, 314, 315, 316).
  • the wearable electronic device (300) may further include at least one of the configurations illustrated in FIGS. 1 and/or 2.
  • FIG. 4 it is noted that reference numerals are assigned to portions visible on the exterior of the wearable electronic device (300), indicating the lens closest to the user's eye among the display devices (331).
  • the wearable electronic device (300) may have a form factor for being worn on a user's head.
  • the wearable electronic device (300) may further include a strap and/or a wearing member for being secured to a body part of the user.
  • the wearable electronic device (300) may provide a user experience based on augmented reality, virtual reality, and/or mixed reality while being worn on the user's head.
  • FIG. 5 illustrates a path along which light output by a display (D) is focused or guided to a user's eye (E) in a wearable electronic device (400) according to one embodiment of the present disclosure.
  • a wearable electronic device (400) may include a display (D) and a lens assembly (LA) configured to refract, transmit, and/or reflect light output from the display (D) and transmit the light to a user's eye (E).
  • the display (D) and the lens assembly (LA) may be referred to together as a "display device.”
  • the lens assembly (LA) may include a plurality of lenses (L1, L2, L3) (e.g., at least three) and a polarizing assembly (P).
  • the lenses (L1, L2, L3) and the polarizing assembly (P) e.g., the first polarizing unit (P1), the second polarizing unit (P2) and/or the beam splitter (BS)
  • the polarizing assembly (P) may be aligned along a straight light axis (indicated by a dashed line O in FIGS. 5 , 6A, 8A, 9A, 10A, 11A and 12A) extending between the display (D) and the user's eye (E).
  • the polarizing assembly (P) may include a first polarizing unit (P1), a second polarizing unit (P2), and/or a beam splitter (BS).
  • the first polarizing unit (P1) may include at least one reflective polarizer (RP), at least one polarizer (POL), and at least one quarter wave plate (QWP).
  • the second polarizing unit (P2) may include at least one quarter wave plate (QWP) and at least one polarizer (POL).
  • the lens assembly (LA) may further include at least one anti-reflection (AR) layer.
  • at least one of the plurality of lenses (L1, L2, L3) may be movable to adjust a diopter, thereby providing a vision correction function to a user.
  • the first polarizing unit (P1), the second polarizing unit (P2) and/or the beam splitter (BS) of the polarizing assembly (P) may be disposed between the first lens (L1) (hereinafter referred to as “first lens (L1)”) from the user’s eye (E) among the lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) and the display (D).
  • first lens (L1) hereinafter referred to as “first lens (L1)
  • damage to the polarizing assembly (P) that occurs during manufacturing or use may be reduced or prevented compared to when the polarizing assembly (P) is disposed closer to the user’s eye (E) than the first lens (L1).
  • the polarizing assembly (P) (e.g., the first polarizing unit (P1), the second polarizing unit (P2), and the beam splitter (BS)) can extend and/or adjust the optical path length between the user's eye (E) and the display (D).
  • the polarizing assembly (P) can improve the quality of the image provided to the user by implementing a focal length longer than the mechanical or physical length of the lens assembly (LA). Since the size or weight of a wearable electronic device (e.g., AR/VR glasses) is limited due to the actual use environment (e.g., used in a worn state), the resolution of the output virtual image may be limited, and it may be difficult to provide a good quality image to the user even through the optical system.
  • the wearable electronic device (400) can extend the optical path length of the incident light relative to its external size and/or improve the image resolution provided to the user by including a pancake lens structure (e.g., the lens assembly (LA)).
  • the wearable electronic device (400) may be an optical device (e.g., AR/VR glasses) that provides visual information to the user while being worn on the user's head or face by including a display (D) and a lens assembly (LA) (or "display device").
  • visual information output in the form of light from the display (D) can be provided to the user's eyes by passing through a lens assembly (LA) (e.g., lenses (L1, L2, L3) and a polarizing assembly (P)).
  • LA lens assembly
  • P polarizing assembly
  • the order in which the light output from the display (D) passes through the plurality of lenses (L1, L2, L3) and the first polarizing unit (P1), the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS) can be set in various ways depending on the embodiment.
  • the wearable electronic device (400) may further include a cover window (e.g., the cover window (W) of FIGS. 6A, 8A, 10A, 11A, and 12A) disposed on the user's eye-side surface of the display (D).
  • a cover window e.g., the cover window (W) of FIGS. 6A, 8A, 10A, 11A, and 12A
  • light output from the display (D) may pass through the cover window (W) and be transmitted to the lens assembly (LA).
  • the cover window (W) may be disposed on the user's eye (E)-side surface of the display (D).
  • "disposed on XX" may refer to being disposed adjacent to or substantially in contact with XX.
  • the first polarizing portion (P1) may be configured to selectively transmit, reflect, and/or block light output from the display (D) and transmitted through the remaining lenses (L2, L3) other than the first lens (L1), the beam splitter (BS), and the second polarizing portion (P2) and transmit the light to the first lens (L1).
  • the first polarizing portion (P1) may be arranged between the first lens (L1) closest to the user's eye (E) and the second lens (L2) second closest to the user's eye (E).
  • the first polarizing unit (P1) may include a first polarizer (401), a reflective polarizer (402), and/or a first 1/4 wave plate (403).
  • the first polarizer (401), the reflective polarizer (402), and/or the first 1/4 wave plate (403) may be formed in a film form.
  • the first polarizer (401), the reflective polarizer (402), and/or the first 1/4 wave plate (403) of the first polarizing unit (P1) may be formed by being bonded to each other or spaced apart from each other with an air layer (or air gap), another polarizing layer, and/or a dummy layer therebetween.
  • the air layer, the adhesive layer, the another polarizing layer, and/or the dummy layer may have substantially no refractive power.
  • the phrase “any two members of the first polarizer (401), the reflective polarizer (402), and/or the first 1/4 wave plate (403) are spaced apart from each other with an adhesive layer, another polarizing layer, or a dummy layer therebetween” may refer to a structure in which any two members are laminated.
  • laminate may mean that at least one of the two different members is provided with an adhesive and is bonded to each other.
  • the first polarizer (401) and the reflective polarizer (402) can be bonded to each other with an adhesive layer disposed therebetween, and in this case, the first polarizer (401) and the reflective polarizer (402) can be laminated with another polarizing layer (and/or a dummy layer) interposed therebetween, and the first polarizer (401), the other polarizing layer (and/or the dummy layer), and the reflective polarizer (402) can be laminated to each other and bonded to each other by the adhesive layer.
  • a first polarizing member (P1) in the form of a laminated first polarizer (401), a reflective polarizer (402), and/or a first 1/4 wavelength plate (403) can be thinner and have superior optical performance than a polarizing member in the form of a simply laminated film.
  • some components of the first polarizing unit (P1) e.g., the first polarizer (401)
  • the first polarizing unit (P1) may further include some components (e.g., an anti-reflection layer).
  • the beam splitter (BS) (404) may be configured to transmit a portion of the incident light and reflect another portion of the incident light.
  • the beam splitter (BS) may be configured to transmit about 50% of the light and reflect about 50% of the light.
  • the beam splitter (BS) may be configured as a semi-transparent mirror.
  • the beam splitter (BS) may be disposed between the third lens (L3) and the second polarizing unit (P2).
  • the beam splitter (BS) may be disposed on one of the two surfaces of the third lens (L3) (hereinafter, referred to as the “third lens (L3)”) from the user’s eye (E) in the lens assembly (LA).
  • “disposed on XX” may refer to being disposed adjacent to or in substantial contact with XX.
  • “two surfaces” of any lens may refer to the user’s eye (E)-side surface and the display (D)-side surface of any lens.
  • the beam splitter (BS) may be disposed adjacent to (or in substantial contact with) the display-side surface (D3) of the third lens (L3) (or may be disposed on the display-side surface (D3).
  • the beam splitter (BS) may be formed of a reflective member (e.g., a mirror) coated or attached in a film form on the display-side surface (D3) of the third lens (L3).
  • a reflective member e.g., a mirror
  • the position of the beam splitter (BS) is not limited and may be changed.
  • the second polarizing portion (P2) may be arranged closer to the display (D) than the first polarizing portion (P1) so as to selectively transmit and/or block light output from the display (D) and transmit it to the lenses (L1, L2 and/or L3), the beam splitter (BS) and the first polarizing portion (P1).
  • the second polarizing portion (P2) may be disposed between the lens assembly (LA) and the display (D). According to one embodiment, the second polarizing portion (P2) may be disposed between the third lens (L3) closest to the display (D) and the display (D). According to one embodiment, the second polarizing portion (P2) may be disposed on a cover window (W) disposed on a side of the display (D) facing the user's eyes. According to one embodiment, a surface of the cover window (W) on which the second polarizing portion (P2) is disposed (e.g., a side facing the user's eyes) may be implemented as a substantially flat surface.
  • the second polarizing unit (P2) may include a second 1/4 wave plate (405) and/or a second polarizer (406).
  • the second 1/4 wave plate (405) and/or the second polarizer (406) may be formed in a film form.
  • the second 1/4 wave plate (405) and the second polarizer (406) of the second polarizing unit (P2) may be formed by being bonded to each other or by being disposed with an air layer (or air gap), another polarizing layer, and/or a dummy layer therebetween.
  • the air layer, the adhesive layer, the another polarizing layer, and/or the dummy layer may have substantially no refractive power.
  • the phrase “any two members of the second 1/4 wave plate (405) and the second polarizer (406) are spaced apart from each other with an adhesive layer, another polarizing layer, or a dummy layer between them” may refer to a structure in which the two members are laminated.
  • laminate here may mean that at least one of the two different members is provided with an adhesive and is bonded to each other.
  • the second 1/4 wavelength plate (405) and the second polarizer (406) can be bonded to each other with an adhesive layer disposed therebetween, and in this case, the second 1/4 wavelength plate (405) and the second polarizer (406) can be laminated with another polarizing layer (and/or a dummy layer) interposed therebetween, and the second 1/4 wavelength plate (405), the other polarizing layer (and/or the dummy layer), and the second polarizer (406) can be laminated to each other and bonded to each other by the adhesive layer.
  • a second polarizing member (P2) in the form of a laminated second 1/4 wavelength plate (405) and a second polarizer (406) can be thinner and have superior optical performance than a polarizing member in the form of a simply laminated film.
  • the second polarizing member (P2) may further include some components (e.g., an anti-reflection layer).
  • the first lens (L1) of the wearable electronic device (400) or the lens assembly (LA) may be understood as the lens positioned furthest from the display (D) among a plurality of lenses (e.g., at least three lenses), or the lens positioned closest to the user's eye (E).
  • the embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • the wearable electronic device (400) or the lens assembly (LA) may further include a transmissive optical member positioned farther from the display (D) than the first lens (L1).
  • the transmissive optical member may have a refractive power that does not affect the optical performance of the wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) and/or the lens assembly (LA) of FIGS. 5, 6A, 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A.
  • the transmissive optical member positioned further from the display (D) than the first lens (L1) may have a transmittance of about 90% or greater for visible light. In one embodiment, the transmissive optical member may have a transmittance close to 100% for visible light.
  • a display e.g., a display (D)
  • a display such as a liquid crystal display, an organic light emitting diode display, and/or a micro LED can provide a good quality image by including a polarizing plate.
  • the lens assembly (LA) further includes a first polarizing portion (P1), the image quality perceived by the user can be improved even if the display (D) outputs an image of the same quality.
  • a lens assembly including a polarizing assembly (P) (e.g., a first polarizing portion (P1), a second polarizing portion (P2)), some polarizing plates may be omitted in the display (D) implemented as an organic light emitting diode display or a micro LED.
  • P polarizing assembly
  • some polarizing plates may be omitted in the display (D) implemented as an organic light emitting diode display or a micro LED.
  • the arrangement of the polarizers (P1, P2) and/or the beam splitter (BS) of the polarizing assembly (P) described above can provide a good quality image while miniaturizing the optical system implemented with a limited number (e.g., at least 3) of lenses (L1, L2, L3).
  • the polarization axis of the first polarizer (401) of the first polarizer (P1) and the polarization axis of the second polarizer (406) of the second polarizer (P2) can form 90 degrees.
  • the fast axis of the first 1/4 wave plate (403) of the first polarizer (P1) and the fast axis of the second 1/4 wave plate (405) of the second polarizer (P2) can form 90 degrees.
  • the wearable electronic device (400) may operate as follows.
  • a direction from the user's eye (E) toward the display (D) may be referred to as a first direction
  • a direction from the display (D) toward the user's eye (E) opposite to the first direction may be referred to as a second direction.
  • the first direction and the second direction may be substantially parallel to the light axis (O)
  • a plurality of lenses e.g., a first lens (L1), a second lens (L2), and a third lens (L3)
  • LA lens assembly
  • Light output from the display (D) may pass through the second polarizing portion (P2) of the lens assembly (LA), at least three lenses (L1, L2, L3), a beam splitter (BS), and the first polarizing portion (P1) and then reach the user's eye (E).
  • the second polarizer (406) of the second polarizing unit (P2) may transmit the first linear polarization, for example, vertical polarization (or p polarization), and may not transmit the second linear polarization, for example, horizontal polarization (or s polarization). For example, only vertical polarization (or p polarization) among the light reaching the second polarizer (406) may be transmitted.
  • the light passing through the second polarizer (406) is converted into circular polarization (right-hand circular polarization or left-hand circular polarization) by the second 1/4 wave plate (405), and this circular polarization may sequentially pass through the beam splitter (BS), the third lens (L3), and the second lens (L2) before reaching the first 1/4 wave plate (403).
  • Circularly polarized light that reaches the first 1/4 wave plate (403) can be converted back into linear polarization (e.g., vertical polarization (or p-polarization)) while passing through the first 1/4 wave plate (403) and can reach the reflective polarizer (402).
  • linear polarization e.g., vertical polarization (or p-polarization
  • the light can move in the second direction (display (D) -> user's eye (E)).
  • the light that reaches the reflective polarizer (402) is reflected by the reflective polarizer (402) and directed in the first direction (user's eye (E) -> display (D)), and can be converted back into circular polarization (right-handed polarization or left-handed circular polarization) while passing through the first 1/4 wave plate (403).
  • This circular polarization (right-hand or left-hand polarization) is reflected by the beam splitter (BS) and is directed back to the second direction, and at this time, the phase can be converted (e.g., left-hand polarization -> right-hand polarization, right-hand polarization -> left-hand polarization).
  • the phase-converted circular polarization can pass through the first 1/4 wave plate (403) and the reflective polarizer (402) along the second direction and reach the user's eye (E). At this time, the light passing through the first 1/4 wave plate (403) is converted into horizontal polarization (or s-polarization) and can reach the user's eye (E).
  • the embodiment of FIG. 403 the embodiment of FIG. 403
  • FIG. 5 is merely an example of a change in the state of light passing through a wearable electronic device (400) according to one embodiment, and that the conversion of polarization components by the first polarizer (401), the reflective polarizer (402), the quarter wave plate (403, 405), the beam splitter (BS) (404), and/or the second polarizer (406) may be different from the embodiment mentioned.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating a wearable electronic device (500) (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 or the wearable electronic devices (200, 300, 400) of FIGS. 2 to 5) according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6B is an enlarged diagram illustrating portion A of FIG. 6A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 6A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 6A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 6A according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 6a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 5, and any description overlapping with the above description with reference to FIG. 5 may be omitted below.
  • a wearable electronic device may include a display (D) (e.g., the display (D) of FIG. 5) and a lens assembly (LA) (e.g., the lens assembly (LA) of FIG. 5), and an image (or content, screen, visual information) output in the form of light from the display (D) may be focused or guided by the lens assembly (LA) and provided to the user's eye (E).
  • the lens assembly (LA) may include a plurality of lenses (L1, L2, L3) (e.g., lenses (L1, L2, L3) of FIG. 5) sequentially arranged along a light axis (O), and a polarizing assembly (P) (e.g., the polarizing assembly (P) of FIG. 5).
  • a plurality of lenses may be distinguished and described by being indicated with an ordinal number such as 'first' or 'second' according to the order in which they are arranged in the direction from the user's eye (E) side toward the display (D).
  • 'Ln' may indicate the n-th lens
  • 'En' may indicate the user's eye side of the n-th lens
  • 'Dn' may indicate the display-side side of the n-th lens.
  • a 'polarizing member' may also be defined as a polarizing member, a polarizing film, a polarizing sheet, a polarizing layer, a modulating member, a modulating film, and/or a modulating sheet.
  • 'modulating' may refer to filtering, reflecting, refracting, modulating the phase, and/or retarding the phase of at least a portion of incident light.
  • the modulation tendency of the polarizing member may vary depending on the wavelength of the incident light or the polarization component of the incident light.
  • Such polarizing members may be implemented by films, sheets, coating materials and/or deposition materials.
  • the lens assembly (LA) or polarizing assembly (P) of the wearable electronic device (500) may include a first polarizing unit (P1), a beam splitter (BS), and a second polarizing unit (P2) sequentially arranged from the user's eye (E) side to the display (D) side.
  • P1 first polarizing unit
  • BS beam splitter
  • P2 second polarizing unit
  • the first polarizing portion (P1) of the polarizing assembly (P) may be disposed between the first lens (L1) and the second lens (L2).
  • the first polarizing portion (P1) may be disposed on the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2).
  • the first polarizing portion (P1) may be disposed on the display-side surface (D1) of the first lens (L1).
  • FIGS. one embodiment (e.g., FIGS.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) may be bonded to each other, and the first polarizing portion (P1) may be disposed on the display-side surface (D1) of the first lens (L1) and the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2).
  • the first polarizing portion (P1) when the first polarizing portion (P1) is substantially attached to a surface of any one of the lenses (L1, L2, L3), the corresponding lens surface (e.g., the display-side surface (D1) of the first lens (L1) and/or the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2)) may include a curved surface.
  • the lens surface on which the first polarizing portion (P1) is arranged e.g., the display-side surface (D1) of the first lens (L1) and/or the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2)
  • the surface of the first polarizing portion (P1) can be formed as a spherical surface rather than an aspherical surface, thereby ensuring aberration control performance of the optical system, a large angle of view, and high resolution performance, and ensuring clarity in both the center and periphery of the screen, and minimizing dizziness in the user.
  • a beam splitter (BS) of a polarizing assembly (P) may be disposed between a first polarizing portion (P1) and a second polarizing portion (P2).
  • the beam splitter (BS) may be disposed on a display-side surface (D3) of a third lens (L3).
  • the second polarizing portion (P2) of the polarizing assembly (P) may be disposed between the third lens (L3) and the display (D).
  • the second polarizing portion (P2) (e.g., the second polarizing portion (P2) of FIG. 5) may be disposed on a cover window (W).
  • light output from the display (D) may sequentially transmit through the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS), and then may be sequentially reflected by the first polarizing unit (P1) and the beam splitter (BS).
  • the light reflected by the beam splitter (BS) may transmit through the first polarizing unit (P1) and be provided to the user.
  • at least a portion of the light output from the display (D) may transmit through the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS) and reach the first polarizing unit (P1).
  • the first polarizing unit (P1) may reflect at least a portion of the incident light (e.g., light transmitted through the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS)), and at least a portion of the light reflected by the first polarizing unit (P1) may be reflected again by the beam splitter (BS) and guided to the user's eye (E). Accordingly, the light output from the display (D) can be reflected at least twice on the path to reach the user's eye (E).
  • the incident light e.g., light transmitted through the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS)
  • the lenses (L1, L2, L3) are not mentioned when describing the path of the light passing through the polarizing elements (P1, P2) and/or the beam splitter (BS), the light output from the display (D) can be focused by the lenses (L1, L2, L3) on the path to reach the user's eye (E).
  • the second polarizing unit (P2) may include a second 1/4 wave plate (e.g., the second 1/4 wave plate (405) of FIG. 5) and a second polarizer (e.g., the second polarizer (406) of FIG. 5) arranged to face the second 1/4 wave plate (405).
  • the second 1/4 wave plate (405) and the second polarizer (406) are arranged, the polarization axis linearly polarized by the second polarizer (406) and the fast axis of the second 1/4 wave plate (405) may form a 45 degree angle.
  • the second polarizing unit (P2) may be configured to convert the incident light into linear polarization and circular polarization.
  • the first polarizing unit (P1) when the first polarizing unit (P1) includes the first polarizer (401), the first polarizer (401) The polarization axis and the polarization axis of the second polarizer (406) may form a 90-degree angle. In one embodiment, when the first polarizing unit (P1) includes the first 1/4 wave plate (403), the fast axis of the first 1/4 wave plate (403) and the fast axis of the second 1/4 wave plate (405) may form a 90-degree angle.
  • the beam splitter (BS) may be provided on one surface of the lens closest to the display (D) (e.g., the display-side surface (D3) of the third lens (L3)).
  • the lens surface on which the beam splitter (BS) is arranged e.g., the display-side surface (D3) of the third lens (L3)
  • the beam splitter (BS) may be laminated or formed on the display-side surface (D3) of the third lens (L3) by substantially depositing or coating an optical material.
  • the optical length of the lens assembly (LA) may be greater than the mechanical (or physical) length by including a first polarizing member (P1) and a beam splitter (BS) that function as reflective members, while the number of lenses (or lens surfaces) arranged between the first polarizing member (P1) and the beam splitter (BS) may be minimized.
  • a sufficient optical length may be secured by the reflective members (e.g., the first polarizing member (P1) and the beam splitter (BS)), and by reducing the number of lenses or lens surfaces arranged between the reflective members (e.g., the first polarizing member (P1) and the beam splitter (BS)), an increase in refraction or scattering may be suppressed, and the lens assembly (LA) may provide an image of improved quality.
  • the above-described 'refraction or scattering' may refer to birefringence due to manufacturing errors or errors occurring during assembly within an acceptable range.
  • the lens assembly (LA) can provide an image of improved quality.
  • reflective elements e.g., the first polarizing element (P1) and the beam splitter (BS)
  • the birefringence of the lens can be suppressed, and the lens assembly (LA) can provide an image of improved quality.
  • the optical system including the lens assembly (LA) and the display (D) of the wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) of the above-described FIGS. 5 and 6A and the wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) (or the display device) including the same can implement an optical system having a good wide-angle or ultra-wide-angle performance and high-resolution performance of a field of view (FOV) of about 100 degrees or more (e.g., about 108 degrees) with a minimum number of lenses (e.g., 3) and a small display by satisfying at least some of the lens characteristics, specifications, or conditions described below, and aberrations
  • FOV field of view
  • the device can be miniaturized while achieving excellent image quality and clarity due to its ease of control.
  • a wearable electronic device according to an embodiment of the present disclosure can reduce user fatigue and dizziness even when worn on the user's head or face.
  • one of the three lenses (L1, L2, L3) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power.
  • the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power
  • the second lens (L2) may have negative refractive power.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power
  • the third lens (L3) may have negative refractive power.
  • the user's eye-side surface (E1) of the first lens (L1) may be formed to be convex toward the user's eye (E) side, and accordingly, the thickness (e.g., thickness in the direction of the optical axis (O)) of a structure (e.g., lens barrel) that fixes the first lens (L1) may be reduced, thereby contributing to a thickness reduction or thinning of the entire display device including the lens assembly (LA) and the display (D).
  • the first lens (L1) may have a positive refractive power.
  • the first lens (L1) may have a refractive index of about 1.55 or less.
  • the first lens (L1) may be formed of a material including a synthetic resin.
  • At least one of the user's eye-side surface (E1) and the display-side surface (D1) of the first lens (L1) may be formed to be aspherical.
  • the effective diameter of the lens closest to the display (D) e.g., the third lens (L3)
  • the effective diameter of the remaining lens(es) L2, L3.
  • the second lens (L2) may have positive refractive power or negative refractive power. According to one embodiment, when the second lens (L2) has negative refractive power, it may have a refractive index of about 1.6 or more. According to one embodiment, when the second lens (L2) has positive refractive power, it may have a refractive index of about 1.55 or less. According to one embodiment, the second lens (L2) may be formed of a material including a synthetic resin. According to one embodiment, at least one of the user's eye-side surface (E2) and the display-side surface (D2) of the second lens (L2) may be formed as an aspherical surface.
  • the lens surface on which the first polarizing portion (P1) is arranged can be formed as a spherical surface rather than an aspherical surface, thereby ensuring aberration control performance of the optical system, a large angle of view, and high resolution performance, and ensuring clarity in both the center and periphery of the screen, and minimizing dizziness inducing in the user.
  • the user's eye-side surface (E3) of the third lens (L3) may be formed convexly toward the user's eye (E) side.
  • the third lens (L3) may have positive refractive power or negative refractive power.
  • when the third lens (L3) has negative refractive power it may have a refractive index of about 1.6 or more.
  • when the third lens (L3) has positive refractive power it may have a refractive index of about 1.55 or less.
  • the third lens (L3) may be formed of a material including a synthetic resin.
  • At least one of the user's eye-side surface (E3) and the display-side surface (D3) of the third lens (L3) may be formed as an aspherical surface.
  • a beam splitter (404; BS) may be placed on the display side surface (D3) of the third lens (L3), and the surface (D3) may be formed as an aspherical surface without inflection, thereby securing a wide angle of view while preventing deterioration of optical performance due to abrupt changes in the optical path (e.g., reflection).
  • the optical system (or display device) including the lens assembly (LA) and the display (D) of the wearable electronic devices (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) of the above-described FIGS. 5 and 6a and 8a, 9a, 10a, 11a, 12a to be described later can satisfy the following [Formula 1].
  • FOV field of view
  • EFL effective focal length
  • FOV field of view
  • FOV field of view
  • EFL effective focal length
  • the "focal length of the optical system” may refer to the composite focal length including the display (D) and the lens assembly (LA) (or the composite focal length of the entire display device).
  • the optical system can be miniaturized while designing the optical system to have an angle of view of 100 degrees or more, but it may be difficult to implement a high-performance optical system due to an increase in aberration due to miniaturization.
  • At least one lens among the lenses (L1, L2, L3) may satisfy the following [Formula 2].
  • the lens (L1, L2, and/or L3) may be the minimum Abbe number of the lenses (L1, L2, and/or L3).
  • the output value of [Equation 2] exceeds about 40, the chromatic aberration correction performance of the optical system may deteriorate, and if the output value of [Equation 2] is less than about 15, it may become difficult to manufacture the lenses (L1, L2, L3) from a synthetic resin material, and accordingly, if the lenses (L1, L2, L3) are manufactured from a glass material, the weight increases, making it difficult to apply them to wearable electronic devices.
  • the first polarizing portion (P1) of the optical system (or display device) including the lens assembly (LA) and the display (D) of the wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) of FIGS. 5 and 6A described above and FIGS. 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A described below can satisfy the following [Equation 3].
  • the first polarizing portion (P1) may have a shape substantially close to a plane, and accordingly, it may be difficult to secure aberration control performance of the optical system.
  • the calculated value of [Formula 3] is less than about 30, it may be difficult to secure optical performance due to a decrease in polarization efficiency due to adhesion of the first polarizing portion (P1) and a lens (e.g., the first lens (L1) and/or the second lens (L2)).
  • the clarity of not only the central portion but also the peripheral portion of the screen provided to the user can be improved, thereby securing the clarity and optical performance of the entire screen.
  • an optical system including a lens assembly (LA) and a display (D) of a wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) of FIGS. 5 and 6A described above, and FIGS. 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A described below, can satisfy the following [Equation 4].
  • oal is the distance from the user's eye-side surface of the first lens to the display
  • Dh may be the maximum height of the display.
  • the "distance from the user's eye-side surface (E1) of the first lens (L1) to the display (D)" may mean the shortest distance of one side from the center of the user's eye-side surface (E1) of the first lens (L1) toward the lens assembly (LA) of the display (D).
  • the "maximum height (Dh) of the display (D)” may be understood as the diagonal length of the display (D) measured from the center of the display (D) positioned on the light axis (O) to the axis perpendicular to the light axis (O), and half of the diagonal length of the display (D) (or “image height (ImgH)”).
  • the overall thickness of the lens assembly (LA) may increase compared to the size of the display (D), making it difficult to miniaturize the optical system.
  • the output value of [Formula 4] is less than about 0.8, it may be advantageous for miniaturizing the optical system, but the thickness of the lens assembly (LA) or lenses (L1, L2, L3) may be reduced, which may deteriorate the aberration correction performance, and it may be difficult to implement a high-performance optical system.
  • [Table 1] can represent the calculated values of the above-described [Formula 1] to [Formula 4] of the embodiments of the present disclosure.
  • Example 1 of FIGS. 6a to 6e, Example 2 of FIGS. 8a to 8e, Example 3 of FIGS. 9a to 9e, Example 4 of FIGS. 10a to 10e, Example 5 of FIGS. 11a to 11e, and Example 6 of FIGS. 12a to 12e can satisfy [Formula 1] to [Formula 4].
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Equation 1 7.15 7.15 7.15 7.20 7.57 6.35 Equation 2 23.96 23.96 23.96 23.96 23.96 Equation 3 100 100 60 60 47 920 Equation 4 1.25 1.17 1.26 1.22 1.30 1.04
  • an optical system including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) (e.g., a composite focal length (EFL)) of about 15.13 mm, an F-number (or FNO) of about 3.78, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0 mm, and an image height (ImgH) of about 12.323 mm.
  • focal length e.g., a composite focal length (EFL)
  • FNO horizontal field of view
  • image height ImgH
  • image height may refer to half of the total diagonal length of the display.
  • one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power.
  • the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power
  • the second lens (L2) may have negative refractive power.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power
  • the third lens (L3) may have negative refractive power.
  • a lens assembly (e.g., a wearable electronic device (500)) may be manufactured with the specifications presented in [Table 2] and may have aspheric coefficients of [Table 3] and [Table 4].
  • the definition of asphericity may be calculated through the following [Mathematical Formula 1].
  • 'REF.' exemplifies a reference number assigned to the lenses (L1, L2, L3) and/or polarizing portions (P1, P2) of FIGS.
  • the 'Display window' of [Table 2] (e.g., the cover window (W) of FIGS. 6a and 6b) may be a substantially transparent plate as a plate for protecting the display.
  • x is the distance from the apex of the lens in the direction of the ray axis (O)
  • y is the distance from the ray axis (O) in the direction perpendicular to the ray axis (O)
  • 'R' is the radius of curvature at the apex of the lens
  • 'K' is the Conic constant
  • ' ' may each mean an aspherical coefficient.
  • an aspherical coefficient whose value is 0 (zero) may be omitted from [Table 3] or [Table 4] described below.
  • Lens surface Lens surface type Radius of curvature (radius) thickness (Thick) texture refractive index (nd) Abe number (vd) Refractive mode User's Eyes (E) Sphere infinity infinity refraction iris Sphere infinity 10,000 refraction L1 2 Asphere 117.093 3.723 OPTIMAS7500 1.497 57.39 refraction 3 Asphere -77.862 0.120 refraction P1 4 Sphere -100,000 0.210 Film 1.495 57.47 refraction 5 Sphere -100,000 0.090 Film 1.495 57.47 refraction L2 6 Sphere -100,000 1,800 EP5000 1.634 23.96 refraction 7 Asphere -1466.991 0.130 refraction L3 8 Asphere 168.248 7.117 OPTIMAS7500 1.497 57.39 refraction 9 Asphere -40.535 -7.117 OPTIMAS7500 1.497 57.39 reflection 10 Asphere 168.
  • FIG. 6C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (500) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • the longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively.
  • FIG. 6d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of the optical system of the wearable electronic device (500) according to an embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane.
  • FIG. 6e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of the optical system of the wearable electronic device (500) according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6f is a graph showing modulation transfer function by field of view according to spatial frequency change of the optical system of FIG. 6a according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6g is a graph showing modulation transfer function by field of view according to defocusing position at a specific spatial frequency of the optical system of FIG. 6a according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 7a is a graph of the modulation transfer function according to the change in spatial frequency of the existing optical system by field of view.
  • Fig. 7b is a graph of the modulation transfer function according to the field of view according to the position on the display at a specific frequency of the existing optical system.
  • the horizontal axis (or X-axis) may represent the spatial frequency (cycles/mm or lp/mm)
  • the vertical axis (or Y-axis) may represent the modulation, that is, the contrast (%).
  • the horizontal axis may represent the defocusing position (mm)
  • the vertical axis may represent the modulation, that is, the contrast (%).
  • Figs. 6f to 7b may represent graphs of field of view of the diffraction limit (or Diff. Limit), 0.000 degrees (or deg), 10.000 degrees, 20.000 degrees, and 30.000 degrees.
  • the defocusing position 0 may be the design position of the optical system and the position of the display (D) where the focus of the optical system is best.
  • FIG. 6F and FIG. 7A may be graphs of modulation transfer function (MTF) according to changes in spatial frequency (or spatial resolution) (lp/mm) in the range of 0 to about 140 lp/mm for each viewing angle.
  • MTF modulation transfer function
  • the higher the contrast at each spatial frequency the higher the clarity of the screen (e.g., center and periphery) of the display (D).
  • the modulation (or contrast) of the graphs for each viewing angle 0.000 degrees, 10.000 degrees, 20.000 degrees, 30.000
  • the clarity of the screen (e.g., center and periphery) of the display (D) is high.
  • Figures 6g and 7b may be graphs of modulation transfer function (MTF) according to changes in the defocusing position at a spatial frequency (or spatial resolution) of 44 lp/mm of the optical system.
  • MTF modulation transfer function
  • the modulation (or contrast) of the graphs for each angle of view may be the largest and the clarity may be high.
  • the modulation (or contrast) of the graphs for each angle of view is all 0.5 or higher when the defocusing position is 0, it can be understood that the clarity is high both in the center and the periphery of the screen of the display (D).
  • the contrast sensitivity of the human eye may be highest when 10 cpd (line pairs) exist within a 1 degree field of view.
  • 10 cpd line pairs
  • the contrast sensitivity of the human eye may be highest when 1080 lp is visible in the entire field of view, which may be a condition where 2160 lines are visible.
  • the height of one line may be 24.64 mm/2160, that is, 0.0114 mm, and when this is converted to a spatial frequency, it may be about 44 lp/mm. Therefore, under the 10cpd condition, the reference spatial frequency is 44lp/mm, and when the modulation (or contrast) at that frequency is 0.5 or more, i.e., 50% or more on the graph, it can be understood that the clarity is high.
  • the modulation (or contrast) of the graphs for each viewing angle (0.000 degrees, 10.000 degrees, 20.000 degrees, 30.000) at the spatial frequency of 44lp/mm can all be 0.5 or more.
  • the optical system of FIGS. 7A and 7B includes three lenses, a display, a first polarizing portion arranged between a first lens and a second lens, and a second polarizing portion arranged between a third lens and the display.
  • the shape of one side of the first polarizing portion can be formed to be substantially close to a plane.
  • the modulation may be less than 0.5 at a spatial frequency of 44 lp/mm at some angles of view (e.g., F2:T(ANG) 10.000deg, F3:T(ANG) 20.000deg, F4:T(ANG) 30.000deg).
  • F2:T(ANG) 10.000deg F2:T(ANG) 10.000deg
  • F3:T(ANG) 20.000deg F4:T(ANG) 30.000deg
  • the modulation (or contrast) of the graphs for each angle of view is all measured to be greater than 0.5 at a spatial frequency of 44 lp/mm, so that higher clarity of the screen (e.g., center and periphery) of the display (D) can be secured compared to the conventional optical system.
  • Fig. 7b in the conventional optical system, there may exist an angle of view in which the modulation (or contrast) is less than 0.5 when the defocusing position is 0.
  • the modulation (or contrast) is less than 0.5 when the defocusing position is 0.
  • the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view can be 0.5 or higher, and it can be confirmed that not only the center but also the periphery of the screen of the display (D) is clear compared to the existing optical system.
  • the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view can be 0.5 or higher, and it can be confirmed that not only the center but also the periphery of the screen of the display (D) is clear compared to the existing optical system.
  • the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view when the defocusing position is 0, the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view is 0 or higher, and the deviation of the modulation (or contrast) value in the peak part (around the defocusing position 0) of the graphs for each angle of view can be smaller than in the existing optical system (e.g., refer to FIG. 7b), and not only the center but also the periphery of the screen of the display (D) can be clear compared to the existing optical system (e.g., refer to FIG. 7b) of the graphs for each angle of view, and the deviation of the sharpness can be smaller.
  • the existing optical system e.g., refer to FIG. 7b
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a wearable electronic device (600) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A).
  • FIG. 8B is an enlarged diagram illustrating a portion B of FIG. 8A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 8A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 8A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 8A according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 8a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6a, and 6b.
  • the description given above with reference to FIGS. 5, 6a, and 6b regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 8a may be applied, and may not be repeated hereinafter.
  • an optical system including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 15.1 mm, an F-number (or FNO) of about 3.7, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0 mm, and an image height (ImgH) of about 12.32 mm.
  • one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) e.g., the wearable electronic device (600)
  • the other two lenses may have positive refractive power.
  • the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power, and the second lens (L2) may have negative refractive power.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power
  • the third lens (L3) may have negative refractive power.
  • the lens assembly (LA) can be manufactured to the specifications presented in [Table 5] and can have aspheric coefficients in [Table 6] and [Table 7].
  • 'REF.' exemplifies a reference number assigned to the lenses (L1, L2, L3) and/or polarizing parts (P1, P2) of FIGS. 8a and 8b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal number assigned to a surface of a lens or polarizing part that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E).
  • the 'Display window' of [Table 5] (e.g., the cover window (W) of FIGS. 8a and 8b) may be a substantially transparent plate as a plate for protecting the display.
  • FIG. 8C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (600) according to one embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • the longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively.
  • FIG. 8d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (600) according to one embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane.
  • FIG. 8e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (600) according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8F is a graph of the modulation transfer function for each field of view according to the spatial frequency change of the optical system of FIG. 8A according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8G is a graph of the modulation transfer function for each field of view according to the position on the display at a specific spatial frequency of the optical system of FIG. 8A according to one embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis (or X-axis) may represent spatial frequency (cycles/mm or lp/mm), and the vertical axis (or Y-axis) may represent modulation, i.e., contrast (%).
  • the horizontal axis (or X-axis) may represent defocusing position (mm), and the vertical axis (or Y-axis) may represent modulation, i.e., contrast (%).
  • FIGS. 8F and 8G may illustrate graphs of diffraction limit (or Diff. Limit), 0.000 degrees (or deg), 10.000 degrees, 20.000 degrees, and 30.000 degrees of field of view.
  • the defocusing position of 0 may be a design position of the optical system, which may be a position of the display (D) at which the optical system is most focused.
  • FIGS. 8f and 8g the description given above with reference to FIGS. 6f to 7b may be equally applied, and may not be described repeatedly here.
  • the modulation may be less than 0.5 at a spatial frequency of 44 lp/mm in some angles of view (e.g., F2:T(ANG) 10.000deg, F3:T(ANG) 20.000deg, F4:T(ANG) 30.000deg).
  • F2:T(ANG) 10.000deg F2:T(ANG) 10.000deg
  • F3:T(ANG) 20.000deg F4:T(ANG) 30.000deg
  • the modulation (or contrast) of the graphs for each angle of view is all measured to be greater than 0.5 at a spatial frequency of 44 lp/mm, so that higher clarity of the screen (e.g., center and periphery) of the display (D) can be secured compared to the conventional optical system.
  • Fig. 7b in the conventional optical system, there may exist an angle of view in which the modulation (or contrast) is less than 0.5 when the defocusing position is 0.
  • the modulation (or contrast) is less than 0.5 when the defocusing position is 0.
  • the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view when the defocusing position is 0, can be 0.5 or higher, and it can be confirmed that not only the center of the screen of the display (D) but also the periphery is clear compared to the existing optical system.
  • the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view when the defocusing position is 0, the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view is 0 or higher, and the deviation of the modulation (or contrast) value in the peak part (around the defocusing position 0) of the graphs for each angle of view can be smaller than that of the existing optical system (e.g., refer to FIG.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A).
  • FIG. 9B is an enlarged diagram illustrating a portion C of FIG. 9A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 9A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 9A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 9A according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 9a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6a, and 6b.
  • the description given above with reference to FIGS. 5, 6a, and 6b regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 9a may be applied, and may not be repeated hereinafter.
  • an optical system including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 15.09 mm, an F-number (or FNO) of about 3.77, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0, and an image height (ImgH) of about 12.313 mm.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) can be joined to each other, and the first polarizing portion (P1) can be placed on the display side (D1) of the first lens (L1) and the user's eye side (E2) of the second lens (L2).
  • one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power.
  • the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power
  • the second lens (L2) may have negative refractive power.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power
  • the third lens (L3) may have negative refractive power.
  • the lens assembly (LA) can be manufactured with the specifications presented in [Table 8] and can have aspheric coefficients of [Table 9] and [Table 10].
  • [Table 8] 'REF.' exemplifies reference numbers assigned to lenses (L1, L2, L3) and/or polarizers (P1, P2) of FIGS. 9a and 9b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal assigned to a surface of a lens or polarizer that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E).
  • the 'Display window' of [Table 8] e.g., the cover window (W) of FIGS. 9a and 9b
  • Lens surface Lens surface type Radius of curvature (radius) thickness (Thick) texture refractive index (nd) Abe number (vd) Refractive mode User's Eyes (E) Sphere infinity infinity refraction iris (stop) Sphere infinity 10,000 refraction L1 2 Asphere 88.037 5.297 APEA5014 1.547 55.9 refraction 3 Sphere -60 0.210 Film 1.495 57.47 refraction P1 4 Sphere -60 0.090 Film 1.495 57.47 refraction 5 Sphere -60 0.000 refraction L2 6 Sphere -60 2,000 EP5000 1.634 23.96 refraction 7 Asphere -256.943 0.206 refraction L3 8 Asphere -2870.289 6.362 APE5014 1.547 55.9 refraction 9 Asphere -36.184 -6.362 APE5014 1.547 55.9 reflection 10 Asphere -2870.290 -0.206 refraction L2 11 Asphere -256
  • FIG. 9C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • the longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively.
  • FIG. 9C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • FIG. 9d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane.
  • FIG. 9e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating a wearable electronic device (800) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A).
  • FIG. 10B is an enlarged diagram illustrating a portion F of FIG. 10A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 10A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 10A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 10A according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 10a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6a, and 6b.
  • the description given above with reference to FIGS. 5, 6a, and 6b regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 10a may be applied, and may not be repeated hereinafter.
  • an optical system including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 15.04 mm, an F-number (or FNO) of about 3.76, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0, and an image height (ImgH) of about 12.333 mm.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) can be joined to each other, and the first polarizing portion (P1) can be placed on the display side (D1) of the first lens (L1) and the user's eye side (E2) of the second lens (L2).
  • one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power.
  • the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power
  • the second lens (L2) may have negative refractive power.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power
  • the third lens (L3) may have negative refractive power.
  • the lens assembly (LA) can be manufactured with the specifications presented in [Table 11] and can have aspheric coefficients of [Table 12] and [Table 13].
  • 'REF.' exemplifies reference numbers assigned to lenses (L1, L2, L3) and/or polarizers (P1, P2) of FIGS. 10a and 10b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal assigned to a surface of a lens or polarizer that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E).
  • the 'Display window' of [Table 11] e.g., the cover window (W) of FIGS. 10a and 10b
  • FIG. 10C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (800) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • the longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively.
  • FIG. 10d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (800) according to an embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane.
  • FIG. 10e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (800) according to an embodiment of the present disclosure. [Example 5]
  • FIG. 11A is a diagram illustrating a wearable electronic device (900) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A).
  • FIG. 11B is an enlarged diagram illustrating a portion G of FIG. 11A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 11A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 11A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 11A according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 11a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6a, and 6b.
  • the description given above with reference to FIGS. 5, 6a, and 6b regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 11a may be applied, and may not be repeated hereinafter.
  • an optical system including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 14.26 mm, an F-number (or FNO) of about 3.57, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0 mm, and an image height (ImgH) of about 12.3 mm.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) can be joined to each other, and the first polarizing portion (P1) can be placed on the display side (D1) of the first lens (L1) and the user's eye side (E2) of the second lens (L2).
  • one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power.
  • the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power
  • the second lens (L2) may have negative refractive power.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power
  • the third lens (L3) may have negative refractive power.
  • the lens assembly (LA) may be manufactured with the specifications presented in [Table 14] and may have an aspherical coefficient of [Table 15].
  • 'REF.' exemplifies a reference number assigned to the lenses (L1, L2, L3) and/or polarizers (P1, P2) of FIGS. 11a and 11b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal number assigned to a surface of a lens or polarizer that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E).
  • the 'Display window' of [Table 14] e.g., the cover window (W) of FIGS. 11a and 11b
  • FIG. 11C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (900) according to one embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • the longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively.
  • FIG. 11C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (900) according to one embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • FIG. 11d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (900) according to one embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane.
  • FIG. 11e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (900) according to one embodiment of the present disclosure. [Example 6]
  • FIG. 12A is a diagram illustrating a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A).
  • FIG. 12B is a diagram illustrating an enlarged portion H of FIG. 12A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 12A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 12A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 12A according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 12 may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6A, and 6B.
  • the description given above with reference to FIGS. 5, 6A, and 6B regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 12A may be applied, and may not be repeated hereinafter.
  • an optical system including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 17.00 mm, an F-number (or FNO) of about 4.25, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0, and an image height (ImgH) of about 15.52 mm.
  • f focal length
  • FNO F-number
  • HFoV horizontal field of view
  • ImgH image height
  • one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power.
  • the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power
  • the second lens (L2) may have negative refractive power.
  • the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power
  • the third lens (L3) may have negative refractive power.
  • the first polarizing portion (P1) may be disposed on the display side (D1) of the first lens (L1).
  • the lens assembly (LA) can be manufactured with the specifications presented in [Table 16] and can have aspheric coefficients of [Table 17] and [Table 18].
  • [Table 16] 'REF.' exemplifies reference numbers assigned to lenses (L1, L2, L3) and/or polarizers (P1, P2) of FIGS. 12a and 12b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal number assigned to a lens surface or polarizer surface that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E).
  • the 'Display window' of [Table 1] e.g., the cover window (W) of FIGS. 12a and 12b
  • FIG. 12C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • the longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively.
  • FIG. 12C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light.
  • FIG. 12d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane.
  • FIG. 12e is a graph showing a distortion rate for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure.
  • an optical system and a wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) (or a display device) including the same can implement an optical system having a good wide-angle or ultra-wide-angle performance and high-resolution performance with a field of view (FOV) of about 100 degrees or more (e.g., about 108 degrees) by satisfying at least some of the above-described lens characteristics, specifications, or conditions, with a minimum number of lenses (e.g., 3) and a small display, and can be miniaturized while easily controlling aberrations to implement good image quality and clarity.
  • FOV field of view
  • a wearable electronic device can reduce user fatigue and dizziness, etc., even when used while worn on a user's head or face.
  • a display device may be provided.
  • the display device may include a display configured to output light and a lens assembly configured to guide light output from the display toward a user's eye.
  • the lens assembly may include at least three lenses (L1, L2, L3) including a first lens (L1), a second lens (L2), and a third lens (L3) sequentially arranged from the user's eye side toward the display side along a light axis (O).
  • the lens assembly may include a first polarizing portion (P1) disposed on one surface of a curved surface including at least one inflection point of at least one of the first lens or the second lens, and a second polarizing portion (P2) disposed on the display.
  • At least one of the eye-side surface or the display-side surface of at least one of the at least three lenses may include at least one inflection point.
  • the third lens may be configured to function as a beam splitter (BS; 404).
  • BS beam splitter
  • the above lens assembly can satisfy the following [Formula 1].
  • FOV the angle of view of the lens assembly
  • EFL the synthetic focal length
  • the first polarizing member may be disposed on the display-side surface (D1) of the first lens, which is a curved surface including at least one inflection point.
  • the first polarizing member may be positioned on the user's eye-side surface (E2) of the second lens, which is a curved surface including at least one inflection point.
  • the at least three lenses can satisfy the following [Equation 2].
  • the first polarizing member can satisfy the following [Equation 3].
  • the first lens can satisfy the following [Equation 4].
  • oal is the distance from the user's eye side of the first lens to the display, and Dh is the maximum height of the display
  • the effective diameter value of the display side (D3) of the third lens may be the maximum among the effective diameter values of the at least three lenses.
  • At least one of the at least three lenses may have negative refractive power.
  • light output from the display may be configured to be reflected two or more times between the first lens and the third lens closest to the display among the at least three lenses when passing through the lens assembly.
  • the first polarizing member may be disposed between the first lens and a third lens closest to the display among the at least three lenses, and the second polarizing member may be disposed between the display and the third lens.
  • the beam splitter may be positioned between the third lens closest to the display among the at least three lenses and the second polarizing element.
  • the display further includes a window member disposed on the user's eye side, and the second polarizing portion may be disposed on the user's eye side of the window member.
  • the field of view (FOV) of the optical system may be greater than 100 degrees.
  • the first polarizing unit may include a first polarizer (401), a first reflective polarizer (402), and a first quarter wave plate (403).
  • the second polarizing unit may include a second quarter wave plate (405) and a second polarizer (406).
  • the first polarizer, the first reflective polarizer, and the first 1/4 wave plate of the first polarizing unit may be coupled to each other or spaced apart from each other with at least one of another polarizing layer, an air layer, or a dummy layer therebetween.
  • the second 1/4 wave plate and the second polarizer of the second polarizing unit may be coupled to each other or spaced apart from each other with at least one of another polarizing layer, an air layer, or a dummy layer therebetween.
  • the polarization axis of the first polarizer and the polarization axis of the second polarizer may form a 90 degree angle.
  • the fast axis of the first 1/4 wave plate and the fast axis of the second 1/4 wave plate may form a 90 degree angle.
  • the display side (D1) of the first lens and the user's eye side (E2) of the second lens can be joined to each other with the first polarizing portion therebetween.
  • a wearable electronic device may include an optical system including a display (D) configured to output light and a lens assembly (LA) configured to guide light output from the display toward a user's eye (E).
  • the lens assembly may include at least three lenses (L1, L2, L3) sequentially arranged from the user's eye side toward the display side along a light axis (O), a first polarization portion (P1), a beam splitter (BS; 404), and a second polarization portion (P2) sequentially arranged from the user's eye side toward the display side.
  • At least one of an eye-side surface or a display-side surface of at least one lens among the at least three lenses may include at least one inflection point.
  • the first polarizing portion may be disposed on a display-side surface including a curved surface of the first lens (L1) closest to the user's eye side among the at least three lenses, or may be disposed on an eye-side surface including a curved surface of the second lens (L2) second closest to the user's eye side among the at least three lenses, or on a display-side surface including a curved surface.
  • the optical system may satisfy the following [Equation 1].
  • FOV is the angle of view of the optical system
  • EFL is the synthetic focal length of the optical system.
  • At least one lens among the at least three lenses can satisfy the following [Formula 2].
  • the first polarizing member can satisfy the following [Equation 3].
  • the first lens can satisfy the following [Equation 4].
  • oal is the distance from the user's eye side of the first lens to the display, and Dh is the maximum height of the display
  • At least one of the at least three lenses may have negative refractive power.
  • Light output from the display may be configured to be reflected at least twice between the first lens and a third lens closest to the display among the at least three lenses when passing through the lens assembly.
  • Electronic devices may take various forms. Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances. Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the aforementioned devices.
  • first,” “second,” or “first” or “second” may be used merely to distinguish one component from another, and do not limit the components in any other respect (e.g., importance or order).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • functionally e.g., a third component
  • module used in one embodiment of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integral component, or a minimum unit or part of such a component that performs one or more functions.
  • a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • An embodiment of the present document may be implemented as software (e.g., a program (140)) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., an internal memory (136) or an external memory (138)) readable by a machine (e.g., an electronic device (101)).
  • a processor e.g., a processor (120)
  • the machine e.g., an electronic device (101)
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • ‘non-transitory’ simply means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g., electromagnetic waves), and the term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.
  • a method may be provided as included in a computer program product.
  • the computer program product may be traded as a commodity between a seller and a buyer.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play Store TM ) or directly between two user devices (e.g., smart phones).
  • an application store e.g., Play Store TM
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component e.g., a module or a program of the above-described components may include one or more entities, and some of the entities may be separated and placed in other components.
  • one or more components or operations of the aforementioned components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components e.g., a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration.
  • the operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.

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Abstract

The present invention relates to a display device. The display device comprises a lens assembly for guiding, toward the eyes of a user, light output from a display, wherein the lens assembly can include at least three lenses including a first lens, a second lens, and a third lens sequentially arranged from the eye side of the user toward the display side along a light ray axis. The lens assembly includes a first polarizing unit disposed on one surface of a curved surface including at least one inflection point of the first lens and/or the second lens, and a second polarizing unit disposed on the display, wherein an eye-side surface and/or a display-side surface of at least one of the at least three lenses can include at least one inflection point. The third lens can function as a beam splitter. The lens assembly can satisfy [Equation 1] 4≤FOV/EFL≤11, (where FOV is a field of view of an optical system, and EFL is a composite focal length of the optical system).

Description

렌즈 어셈블리를 포함하는 웨어러블 전자 장치Wearable electronic device comprising a lens assembly

본 개시의 실시예(들)는 전자 장치에 관한 것으로서, 예를 들면, 렌즈 어셈블리를 포함하는 웨어러블 전자 장치에 관한 것이다. Embodiments of the present disclosure relate to electronic devices, for example, wearable electronic devices including a lens assembly.

휴대 목적의 전자 장치, 예컨대, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC 등은 일반적으로 디스플레이 장치(또는 디스플레이 모듈)와 배터리를 탑재하고 있으며, 디스플레이 장치나 배터리의 형상으로 인해 바형, 폴더형, 슬라이딩형의 외관을 가지고 있었다. 최근에는 디스플레이 장치와 배터리의 성능이 향상되면서 소형화되어, 손목(wrist)이나 머리(head)와 같은 신체의 일부 또는 의복의 형태로 착용할 수 있는 전자 장치(이하 '웨어러블 전자 장치')가 등장하고 있다. Portable electronic devices, such as electronic notebooks, portable multimedia players, mobile communication terminals, and tablet PCs, typically feature a display device (or display module) and a battery, and typically have bar-shaped, folder-shaped, or sliding-type appearances due to the shape of the display device or battery. Recently, as the performance of display devices and batteries has improved, they have become smaller, leading to the emergence of electronic devices that can be worn on parts of the body, such as the wrist or head, or in the form of clothing (hereinafter referred to as "wearable electronic devices").

웨어러블 전자 장치로는, 헤드 마운트 웨어러블 장치(head mounting device; HMD), 스마트 안경, 스마트 시계(또는 밴드), 콘택트 렌즈형 장치, 반지형 장치, 의복/신발/장갑형 장치 등을 예로 들 수 있다. 이러한 신체 착용형 전자 장치는 휴대가 간편하고, 사용자 접근성을 향상시킬 수 있다. Examples of wearable electronic devices include head-mounted devices (HMDs), smart glasses, smart watches (or bands), contact lens-type devices, ring-type devices, and clothing/shoe/glove-type devices. These body-worn electronic devices are easy to carry and can improve user accessibility.

일 예로서, 헤드 마운트 웨어러블 장치는, 사용자의 머리 또는 안면에 착용한 상태로 사용되는 장치로서, 사용자의 망막에 영상을 투영하여 3차원의 공간에서 가상 이미지를 볼 수 있도록 한 장치이다. 예를 들어, 헤드 마운트 웨어러블 장치는 증강 현실(augmented reality, AR)을 제공하는 씨-스루(see-through) 형태와 가상 현실(virtual reality, VR)을 제공하는 씨-클로즈드(see-closed) 형태로 구분할 수 있다. 씨-스루 형태의 헤드 마운트 웨어러블 장치는, 예를 들면, 안경 형태로 구현될 수 있으며, 사용자 시야 범위의 공간에서 건물, 사물 등의 정보를 이미지나 문자 형태로 사용자에게 제공할 수 있다. 씨-클로즈드 형태의 헤드 마운트 웨어러블 장치는 사용자의 양안(both eyes)에 각각 독립된 영상을 출력하며, 착용하고 있는 사용자, 1인에게 이동통신 단말기 또는, 외부 입력로부터 제공되는 콘텐츠(게임, 영화, 스트리밍, 방송 등)를 영상 또는 음향 형태로 출력함으로써 뛰어난 몰입감을 제공할 수 있다. 이 밖에도, 헤드 마운트 웨어러블 장치는 상기 증강 현실(AR)과 가상 현실(VR)이 혼합된 형태인 혼합 현실(mixed reality, MR)이나 확장 현실(extended reality, XR)을 제공하는데 사용될 수도 있다.For example, a head-mounted wearable device is a device worn on the user's head or face that projects an image onto the user's retina, allowing the user to view virtual images in three-dimensional space. For example, head-mounted wearable devices can be categorized into see-through types that provide augmented reality (AR) and see-closed types that provide virtual reality (VR). A see-through type head-mounted wearable device can be implemented in the form of glasses, for example, and can provide the user with information such as buildings and objects in the space within the user's field of vision in the form of images or text. A see-closed type head-mounted wearable device can output independent images to both eyes of the user, and can provide the user, or one person, with an excellent sense of immersion by outputting content (games, movies, streaming, broadcasts, etc.) provided by a mobile communication terminal or an external input in the form of images or audio. Additionally, head-mounted wearable devices may be used to provide mixed reality (MR) or extended reality (XR), which are a combination of augmented reality (AR) and virtual reality (VR).

최근 상기 헤드 마운트 웨어러블 장치에 관한 제품 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 헤드 마운트 웨어러블 장치는 군사용, 게임용, 산업용, 의료용과 같은 다양한 용도로 사용되고 있다. 이에 따라 좀더 작고 가벼운 사이즈를 가짐과 동시에 좋은 화질을 제공할 것이 요구되고 있다. Recently, product development for head-mounted wearable devices has been actively underway, and they are being used for a variety of purposes, including military, gaming, industrial, and medical applications. Consequently, there is a growing demand for smaller, lighter devices while also providing superior image quality.

상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련하여 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 관해서는 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다. The above information may be provided as background art to aid in understanding the present disclosure. No claim or determination is made as to whether any of the above is applicable as prior art in connection with the present disclosure.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치가 제공될 수 있다. 상기 디스플레이 장치는, 광을 출력하도록 구성된 디스플레이 및 상기 디스플레이로부터 출력된 광을 사용자의 눈을 향해 안내하도록 구성된 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리는, 광선 축을 따라 사용자의 눈 측으로부터 디스플레이 측으로 순차 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 포함하는 적어도 3 매의 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리는, 상기 제1 렌즈 또는 상기 제2 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈의 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 곡면의 일 면에 배치된 제1 편광부 및 상기 디스플레이 상에 배치된 제2 편광부를 포함할 수 있다. 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈의 눈 측 면 또는 디스플레이 측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈는 빔 스플리터(beam splitter)로 기능하도록 구성될 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리는 다음의 [식 1]을 만족할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, a display device may be provided. The display device may include a display configured to output light and a lens assembly configured to guide light output from the display toward a user's eye. The lens assembly may include at least three lenses, including a first lens, a second lens, and a third lens, which are sequentially arranged from a user's eye side toward the display side along a light axis. The lens assembly may include a first polarizing portion arranged on one surface of a curved surface including at least one inflection point of at least one of the first lens or the second lens, and a second polarizing portion arranged on the display. At least one of the eye-side surface or the display-side surface of at least one of the at least three lenses may include at least one inflection point. The third lens may be configured to function as a beam splitter. The lens assembly may satisfy the following [Equation 1].

[식 1][Formula 1]

(여기서, FOV는 광학계의 화각이고, EFL은 광학계의 합성 초점 거리임)(Here, FOV is the angle of view of the optical system, and EFL is the synthetic focal length of the optical system.)

본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치가 제공될 수 있다. 상기 웨어러블 전자 장치는, 광을 출력하도록 구성된 디스플레이 및 상기 디스플레이로부터 출력된 광을 사용자의 눈을 향해 안내하도록 구성된 렌즈 어셈블리를 포함하는 광학계를 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리는, 광선 축을 따라 사용자의 눈 측으로부터 디스플레이 측으로 순차 배치된 적어도 3 매의 렌즈들, 사용자의 눈 측으로부터 디스플레이 측으로 순차 배치된 제1 편광부, 빔 스플리터, 및 제2 편광부를 포함할 수 있다. 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈의 눈 측 면 또는 디스플레이 측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제1 편광부는, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 사용자의 눈 측에 가장 인접한 제1 렌즈의 곡면을 포함하는 디스플레이 측 면에 배치되거나, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 사용자의 눈 측에 두 번째로 인접한 제2 렌즈의 곡면을 포함하는 눈 측 면 또는 곡면을 포함하는 디스플레이 측 면에 배치될 수 있다. 상기 광학계는 다음의 [식 1]을 만족할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, a wearable electronic device may be provided. The wearable electronic device may include an optical system including a display configured to output light and a lens assembly configured to guide light output from the display toward a user's eye. The lens assembly may include at least three lenses sequentially arranged from a user's eye side toward the display side along a light axis, a first polarizing portion, a beam splitter, and a second polarizing portion sequentially arranged from the user's eye side toward the display side. At least one of an eye-side surface or a display-side surface of at least one lens among the at least three lenses may include at least one inflection point. The first polarizing portion may be arranged on a display-side surface including a curved surface of a first lens among the at least three lenses that is closest to the user's eye side, or on an eye-side surface including a curved surface of a second lens among the at least three lenses that is second most adjacent to the user's eye side, or on a display-side surface including a curved surface. The optical system may satisfy the following [Equation 1].

[식 1][Formula 1]

(여기서, FOV는 광학계의 화각이고, EFL은 광학계의 합성 초점 거리임)(Here, FOV is the angle of view of the optical system, and EFL is the synthetic focal length of the optical system.)

본 개시의 일 실시예에 관해 상술한 측면 또는 다른 측면, 구성 및/또는 장점은 첨부된 도면을 참조하는 다음의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 수 있다.The above-described aspects or other aspects, configurations and/or advantages of one embodiment of the present disclosure may be further clarified by the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타내는 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device within a network environment according to one embodiment of the present disclosure.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a wearable electronic device according to one embodiment of the present disclosure.

도 3 및 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 전면 및 후면을 나타내는 도면이다.FIGS. 3 and 4 are drawings showing the front and back of a wearable electronic device according to one embodiment of the present disclosure.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치의 광 경로를 설명하기 위한 배치도이다.FIG. 5 is a layout diagram illustrating an optical path of a wearable electronic device according to one embodiment of the present disclosure.

도 6a는 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 디스플레이를 나타내는 구성도이다.FIG. 6A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.

도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 A 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. FIG. 6b is an enlarged view of part A of FIG. 6a according to one embodiment of the present disclosure.

도 6c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 6c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 6a according to one embodiment of the present disclosure.

도 6d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 6d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 6a according to one embodiment of the present disclosure.

도 6e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다. FIG. 6e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 6a according to one embodiment of the present disclosure.

도 6f는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 공간 주파수 변화에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. FIG. 6f is a graph of a modulation transfer function for each angle of view according to a change in spatial frequency of the optical system of FIG. 6a, according to one embodiment of the present disclosure.

도 6g는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 특정 공간 주파수에서 디스플레이 상에서의 위치에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. FIG. 6g is a graph of the modulation transfer function for each field of view according to position on the display at a specific spatial frequency of the optical system of FIG. 6a, according to one embodiment of the present disclosure.

도 7a는 기존의 광학계의 공간 주파수 변화에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. Figure 7a is a graph of the modulation transfer function for each angle of view according to the spatial frequency change of a conventional optical system.

도 7b는 기존의 광학계의 특정 주파수에서 디스플레이 상에서의 위치에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. Figure 7b is a graph of the modulation transfer function for each angle of view according to the position on the display at a specific frequency of a conventional optical system.

도 8a는 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 디스플레이를 나타내는 구성도이다.FIG. 8A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.

도 8b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 B 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. FIG. 8B is an enlarged view of part B of FIG. 8A according to one embodiment of the present disclosure.

도 8c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 8c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 8a according to one embodiment of the present disclosure.

도 8d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 8d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 8a according to one embodiment of the present disclosure.

도 8e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 8e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 8a according to one embodiment of the present disclosure.

도 8f는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 공간 주파수 변화에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. FIG. 8F is a graph of a modulation transfer function for each angle of view according to a change in spatial frequency of the optical system of FIG. 8A, according to one embodiment of the present disclosure.

도 8g는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 특정 공간 주파수에서 디스플레이 상에서의 위치에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. FIG. 8g is a graph of the modulation transfer function for each field of view according to position on the display at a specific spatial frequency of the optical system of FIG. 8a, according to one embodiment of the present disclosure.

도 9a는 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 디스플레이를 나타내는 구성도이다.FIG. 9A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.

도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 9a의 C 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. FIG. 9b is an enlarged view of part C of FIG. 9a according to one embodiment of the present disclosure.

도 9c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 9a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 9c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 9a according to one embodiment of the present disclosure.

도 9d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 9a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 9d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 9a according to one embodiment of the present disclosure.

도 9e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 9a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 9e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 9a according to one embodiment of the present disclosure.

도 10a는 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 디스플레이를 나타내는 구성도이다.FIG. 10A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.

도 10b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 10a의 F 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. FIG. 10b is an enlarged view of part F of FIG. 10a according to one embodiment of the present disclosure.

도 10c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 10a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 10c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 10a according to one embodiment of the present disclosure.

도 10d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 10a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 10d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 10a according to one embodiment of the present disclosure.

도 10e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 10a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 10e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 10a according to one embodiment of the present disclosure.

도 11a는 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 디스플레이를 나타내는 구성도이다.FIG. 11A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.

도 11b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 11a의 G 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. FIG. 11b is an enlarged view of part G of FIG. 11a according to one embodiment of the present disclosure.

도 11c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 11a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 11c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 11a according to one embodiment of the present disclosure.

도 11d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 11a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 11d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 11a according to one embodiment of the present disclosure.

도 11e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 11a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 11e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 11a according to one embodiment of the present disclosure.

도 12a는 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 디스플레이를 나타내는 구성도이다.FIG. 12A is a schematic diagram showing a lens assembly and a display according to one embodiment of the present disclosure.

도 12b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 12a의 H 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. FIG. 12b is an enlarged view of part H of FIG. 12a according to one embodiment of the present disclosure.

도 12c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 12a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 12c is a graph showing spherical aberration of the optical system of FIG. 12a according to one embodiment of the present disclosure.

도 12d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 12a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 12d is a graph showing astigmatism of the optical system of FIG. 12a according to one embodiment of the present disclosure.

도 12e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 12a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 12e is a graph showing the distortion aberration of the optical system of FIG. 12a according to one embodiment of the present disclosure.

첨부된 도면의 전반에서, 유사한 부품, 구성 및/또는 구조에 대해서는 유사한 참조 번호가 부여될 수 있다. Throughout the attached drawings, similar reference numbers may be assigned to similar parts, components and/or structures.

증강 현실, 가상 현실, 혼합 현실 및/또는 확장 현실을 구현한 웨어러블 전자 장치는 대체로, 사용자 머리 또는 안면에 착용된 상태로 사용될 수 있다. 예를 들어, 영상 또는 시각적인 정보를 광 형태로 출력하는 디스플레이가 사용자의 눈과 상당히 가까운 거리에 배치될 수 있다. 디스플레이와 사용자 눈이 상당히 가까운 거리에 배치된 때, 광을 사용자의 눈으로 안내 또는 집속하는 광학계의 구성에 어려움이 있을 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치의 소형화 또는 경량화를 위해 렌즈의 크기나 수가 제한될 수 있으며, 제한된 수의 렌즈로 양호한 화질을 제공할 수 있는 광학계의 구현이 어려울 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이와 사용자 눈이 상당히 가까운 거리에 배치된 사용 환경에서, 팬케익 렌즈(pancake lens) 구조의 광학계는 제한된 수의 렌즈를 사용하면서도 양호한 화질을 제공하는데 유용할 수 있다. 팬케익 렌즈 구조의 광학계는 디스플레이에서 출력된 광이 사용자 눈에 이르는 경로에서 광을 적어도 2회 반사함으로써, 기계적인 길이(예: 렌즈 전장) 대비 충분한 길이의 광학 경로를 구현할 수 있다. 팬케익 렌즈 구조는 소형화되면서도 양호한 화질을 제공할 수 있다. 하지만, 반복된 반사 구조로 인해 빛의 굴절이나 산란이 증가될 수 있다. 예를 들어, 빛의 굴절이나 산란이 증가할 때, 굴절광이나 산란광의 간섭으로 인한 화질의 저하가 발생될 수 있다. Wearable electronic devices that implement augmented reality, virtual reality, mixed reality, and/or extended reality can generally be used while worn on the user's head or face. For example, a display that outputs images or visual information in the form of light can be positioned at a relatively close distance from the user's eyes. When the display and the user's eyes are positioned at a relatively close distance, it can be difficult to configure an optical system that guides or focuses the light to the user's eyes. For example, the size or number of lenses may be limited to minimize the size or weight of the wearable electronic device, and it may be difficult to implement an optical system that can provide good image quality with a limited number of lenses. In one embodiment, in a usage environment where the display and the user's eyes are positioned at a relatively close distance, an optical system with a pancake lens structure can be useful for providing good image quality while using a limited number of lenses. The optical system with a pancake lens structure can implement an optical path that is sufficiently long compared to the mechanical length (e.g., the total length of the lens) by reflecting the light output from the display at least twice as it passes through the path to the user's eyes. Pancake lens structures can provide excellent image quality while miniaturizing. However, the repeated reflection structure can increase light refraction and scattering. For example, increased refraction and scattering can lead to image quality degradation due to interference between refracted and scattered light.

본 개시의 일 실시예는, 상술한 문제점 및/또는 단점을 적어도 해소하고 후술하는 장점을 적어도 제공하기 위한 것으로서, 수차 제어가 용이하여 양호한 화질을 구현하는 렌즈 어셈블리를 포함하는 웨어러블 전자 장치를 제공할 수 있다. One embodiment of the present disclosure is intended to at least resolve the above-described problems and/or disadvantages and at least provide the advantages described below, thereby providing a wearable electronic device including a lens assembly that is easy to control aberrations and thus realizes good image quality.

본 개시의 일 실시예는, 양호한 화질을 제공하면서도 소형화 및/또는 경량화된 렌즈 어셈블리를 포함하는 웨어러블 전자 장치를 제공할 수 있다.One embodiment of the present disclosure can provide a wearable electronic device including a miniaturized and/or lightweight lens assembly while providing good image quality.

본 개시의 일 실시예는, 소형화 및/또는 경량화됨으로써, 착용상태에서 사용자의 피로도를 줄일 수 있는 웨어러블 전자 장치를 제공할 수 있다. One embodiment of the present disclosure can provide a wearable electronic device that can reduce user fatigue when worn by being miniaturized and/or lightweight.

본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in this document are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present disclosure belongs from the description below.

첨부된 도면에 관한 다음 설명은 청구항 및 이에 상응하는 내용을 포함하는 본 개시의 다양한 예시적인 구현에 대한 이해를 제공할 수 있다. 다음의 설명에서 개시된 예시적인 실시예는 이해를 돕기 위한 다양한 구체적인 세부사항들을 포함하고 있지만 이는 다양한 예시적인 실시예 중 하나인 것으로 간주된다. 따라서, 일반 기술자는 본 문서에 기술된 다양한 구현의 다양한 변경과 수정이 공개의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 또한 명확성과 간결성을 위해 잘 알려진 기능 및 구성의 설명은 생략될 수 있다.The following description of the accompanying drawings may provide an understanding of various exemplary implementations of the present disclosure, including the claims and their equivalents. While the exemplary embodiments disclosed in the following description include numerous specific details to aid understanding, they are to be considered as one example of various exemplary embodiments. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and variations of the various implementations described herein may be made without departing from the scope and spirit of the disclosure. Furthermore, descriptions of well-known functions and configurations may be omitted for clarity and conciseness.

다음 설명과 청구에 사용된 용어와 단어는 참고 문헌적 의미에 국한되지 않고, 본 개시의 일 실시예를 명확하고 일관되게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 기술분야에 통상의 기술자에게, 공시의 다양한 구현에 대한 다음의 설명이 권리범위 및 이에 준하는 것으로 규정하는 공시를 제한하기 위한 목적이 아니라 설명을 위한 목적으로 제공된다는 것은 명백하다 할 것이다. The terms and words used in the following description and claims are not limited to their reference meanings and can be used to clearly and consistently describe one embodiment of the present disclosure. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the following description of various implementations of the disclosure is provided for illustrative purposes, not for the purpose of limiting the scope of the disclosure and its equivalents.

문맥이 다르게 명확하게 지시하지 않는 한, "a", "an", 그리고 "the"의 단수형식은 복수의 의미를 포함한다는 것을 이해해야 한다. 따라서 예를 들어 "구성 요소 표면"이라 함은 구성 요소의 표면 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. Unless the context clearly dictates otherwise, the singular forms of "a," "an," and "the" should be understood to include plural meanings. Thus, for example, "a component surface" could be understood to include one or more of the surfaces of the component.

도 1은, 본 개시의 일 실시예에 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. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 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. 일 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 일 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. FIG. 1 is a block diagram of an electronic device (101) within a network environment (100) according to one embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 1 , in the network environment (100), the electronic device (101) may communicate with the electronic device (102) via a first network (198) (e.g., a short-range wireless communication network), or may communicate with at least one of the electronic device (104) or the server (108) via a second network (199) (e.g., a long-range wireless communication network). In one embodiment, the electronic device (101) may communicate with the electronic device (104) via the server (108). According to one embodiment, the electronic device (101) may include a processor (120), a memory (130), an input module (150), an audio output module (155), a display module (160), an audio module (170), a sensor module (176), an interface (177), a connection terminal (178), a haptic module (179), a camera module (180), a power management module (188), a battery (189), a communication module (190), a subscriber identification module (196), or an antenna module (197). In one embodiment, the electronic device (101) may have at least one of these components (e.g., the connection terminal (178)) omitted, or one or more other components added. In one embodiment, some of these components (e.g., the sensor module (176), the camera module (180), or the antenna module (197)) may be integrated into one component (e.g., the display module (160)).

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. 일실시예에 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. 일실시예에 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.The processor (120) may, for example, execute software (e.g., a program (140)) to control at least one other component (e.g., a hardware or software component) of the electronic device (101) connected to the processor (120) and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least a part of the data processing or operations, the processor (120) may store commands or data received from other components (e.g., a sensor module (176) or a communication module (190)) in a volatile memory (132), process the commands or data stored in the volatile memory (132), and store result data in a non-volatile memory (134). According to one embodiment, the processor (120) may include a main processor (121) (e.g., a central processing unit or an application processor), or an auxiliary processor (123) (e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor) that can operate independently or together with the main processor (121). For example, when the electronic device (101) includes the main processor (121) and the auxiliary processor (123), the auxiliary processor (123) may be configured to use less power than the main processor (121) or to be specialized for a given function. The auxiliary processor (123) may be implemented separately from the main processor (121) or as a part thereof.

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. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 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.The auxiliary processor (123) may control at least a portion of functions or states associated with at least one component (e.g., a display module (160), a sensor module (176), or a communication module (190)) of the electronic device (101), for example, on behalf of the main processor (121) while the main processor (121) is in an inactive (e.g., sleep) state, or together with the main processor (121) while the main processor (121) is in an active (e.g., application execution) state. In one embodiment, the auxiliary processor (123) (e.g., an image signal processor or a communication processor) may be implemented as a part of another functionally related component (e.g., a camera module (180) or a communication module (190)). In one embodiment, the auxiliary processor (123) (e.g., a neural network processing unit) may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models. The artificial intelligence models may be generated through machine learning. This learning can be performed, for example, in the electronic device (101) itself where the artificial intelligence model is executed, or can be performed through a separate server (e.g., server (108)). The learning algorithm can include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but is not limited to the examples described above. The artificial intelligence model can include a plurality of artificial neural network layers. The artificial neural network can be one of a deep neural network (DNN), a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), a restricted Boltzmann machine (RBM), a deep belief network (DBN), a bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), deep Q-networks, or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above. In addition to the hardware structure, the artificial intelligence model can additionally or alternatively include a software structure.

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. The memory (130) can store various data used by at least one component (e.g., processor (120) or sensor module (176)) of the electronic device (101). The data can include, for example, software (e.g., program (140)) and input data or output data for commands related thereto. The memory (130) can include volatile memory (132) or non-volatile memory (134).

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. The program (140) may be stored as software in the memory (130) and may include, for example, an operating system (142), middleware (144), or an application (146).

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. The input module (150) can receive commands or data to be used in a component of the electronic device (101) (e.g., a processor (120)) from an external source (e.g., a user) of the electronic device (101). The input module (150) can include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (e.g., a button), or a digital pen (e.g., a stylus pen).

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. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The audio output module (155) can output audio signals to the outside of the electronic device (101). The audio output module (155) can include, for example, a speaker or a receiver. The speaker can be used for general purposes, such as multimedia playback or recording playback. The receiver can be used to receive incoming calls. In one embodiment, the receiver can be implemented separately from the speaker or as part of the speaker.

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. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. The display module (160) can visually provide information to an external party (e.g., a user) of the electronic device (101). The display module (160) may include, for example, a display, a holographic device, or a projector and a control circuit for controlling the device. According to one embodiment, the display module (160) may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 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 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.The audio module (170) can convert sound into an electrical signal, or vice versa, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module (170) can acquire sound through the input module (150), output sound through the sound output module (155), or an external electronic device (e.g., electronic device (102)) (e.g., speaker or headphone) directly or wirelessly connected to the electronic device (101).

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. 일실시예에 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. The sensor module (176) can detect the operating status (e.g., power or temperature) of the electronic device (101) or the external environmental status (e.g., user status) and generate an electrical signal or data value corresponding to the detected status. According to one embodiment, the sensor module (176) can include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.The interface (177) may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device (101) to an external electronic device (e.g., the electronic device (102)). In one embodiment, 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.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.The connection terminal (178) may include a connector through which the electronic device (101) may be physically connected to an external electronic device (e.g., electronic device (102)). According to one embodiment, the connection terminal (178) may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (e.g., a headphone connector).

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. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.The haptic module (179) can convert electrical signals into mechanical stimuli (e.g., vibration or movement) or electrical stimuli that a user can perceive through tactile or kinesthetic sensations. According to one embodiment, the haptic module (179) can include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.The camera module (180) can capture still images and videos. According to one embodiment, the camera module (180) may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.The power management module (188) can manage power supplied to the electronic device (101). According to one embodiment, the power management module (188) can be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.A battery (189) may power at least one component of the electronic device (101). In one embodiment, the battery (189) may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부의 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. 일실시예에 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 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(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. The communication module (190) may support the establishment of a direct (e.g., wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device (101) and an external electronic device (e.g., electronic device (102), electronic device (104), or server (108)), and the performance of communication through the established communication channel. The communication module (190) may operate independently from the processor (120) (e.g., application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication. According to one embodiment, the communication module (190) may include 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., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module). Among these communication modules, the corresponding communication module can communicate with an external electronic device via 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., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)). These various types of communication modules can be integrated into a single component (e.g., a single chip) or implemented as multiple separate components (e.g., multiple chips). The wireless communication module (192) can verify or authenticate the electronic device (101) within a communication network such as the first network (198) or the second network (199) by using subscriber information (e.g., an international mobile subscriber identity (IMSI)) stored in the subscriber identification module (196).

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), 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 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.The wireless communication module (192) can support 5G networks and next-generation communication technologies following the 4G network, such as NR access technology (new radio access technology). The NR access technology can support high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and connection of multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency communications)). The wireless communication module (192) can support, for example, a high-frequency band (e.g., mmWave band) to achieve a high data transmission rate. The wireless communication module (192) can support various technologies for securing performance in a high-frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna. The wireless communication module (192) can support various requirements specified in the electronic device (101), an external electronic device (e.g., the electronic device (104)), or a network system (e.g., the second network (199)). According to one embodiment, the wireless communication module (192) can support a peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for eMBB realization, a loss coverage (e.g., 164 dB or less) for mMTC realization, or a U-plane latency (e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL), or 1 ms or less for round trip) for URLLC realization.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(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. 일 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.The antenna module (197) can transmit or receive signals or power to or from an external device (e.g., an external electronic device). In one embodiment, the antenna module may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (e.g., a PCB). In one embodiment, the antenna module (197) may include a plurality of antennas (e.g., an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network, such as the first network (198) or the second network (199), may be selected from the plurality of antennas, for example, by the communication module (190). A signal or power may be transmitted or received between the communication module (190) and an external electronic device via the at least one selected antenna. In one embodiment, in addition to the radiator, another component (e.g., a radio frequency integrated circuit (RFIC)) may be additionally formed as a part of the antenna module (197).

일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 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: 윗면 또는 측면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the antenna module (197) may form a mmWave antenna module. In one embodiment, the mmWave antenna module may include a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent a first side (e.g., a bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., a mmWave band), and a plurality of antennas (e.g., an array antenna) disposed on or adjacent a second side (e.g., a top side or a side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high-frequency band.

상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들 간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.At least some of the above components can be interconnected and exchange signals (e.g., commands or data) with each other via a communication method between peripheral devices (e.g., a bus, GPIO (general purpose input and output), SPI (serial peripheral interface), or MIPI (mobile industry processor interface)).

일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104 또는 108) 중 하나 이상의 외부 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. 일 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. 일실시예에 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.According to one embodiment, commands or data may be transmitted or received between the electronic device (101) and an external electronic device (104) via a server (108) connected to a second network (199). Each of the external electronic devices (102 or 104) may be the same or a different type of device as the electronic device (101). According to one embodiment, all or part of the operations executed in the electronic device (101) may be executed in one or more of the external electronic devices (102, 104, or 108). For example, when the electronic device (101) is to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device (101) may, instead of or in addition to executing the function or service itself, request one or more external electronic devices to perform the function or at least a part of the service. One or more external electronic devices that receive the request may execute at least a portion of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device (101). The electronic device (101) may process the result as is or additionally and provide it as at least a portion of a response to the request. For this purpose, cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used, for example. The electronic device (101) may provide an ultra-low latency service by using distributed computing or mobile edge computing, for example. In one embodiment, the external electronic device (104) may include an Internet of Things (IoT) device. The server (108) may be an intelligent server utilizing machine learning and/or a neural network. According to one embodiment, the external electronic device (104) or the server (108) may be included in the second network (199). The electronic device (101) can be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.

본 개시의 실시예(들)에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.Electronic devices according to embodiments of the present disclosure may take various forms. Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances. Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the aforementioned devices.

본 개시의 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것으로 이해될 수 있다.The embodiments of the present disclosure and the terminology used therein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, but should be understood to encompass various modifications, equivalents, or substitutes of the embodiments. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar or related components. The singular form of a noun corresponding to an item may include one or more of the items, unless the context clearly dictates otherwise. In this document, phrases such as "A or B," "at least one of A and B," "at least one of A or B," "A, B, or C," "at least one of A, B, and C," and "at least one of A, B, or C" each include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or all possible combinations thereof. Terms such as "first," "second," or "first" or "second" may be used merely to distinguish the corresponding component from other corresponding components, and do not limit the corresponding components in any other respect (e.g., importance or order). When a component (e.g., a first component) is referred to as being "coupled" or "connected" to another component (e.g., a second component), with or without the terms "functionally" or "communicatively," it is understood that the component can be connected to the other component directly (e.g., wired), wirelessly, or via a third component.

본 개시의 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다. The term "module" used in the embodiments of the present disclosure may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit. A module may be an integral component, or a minimum unit or part of such a component that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).

본 개시의 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치)의 프로세서(예: 프로세서)는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.Embodiments of the present disclosure may be implemented as software (e.g., a program) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., built-in memory or external memory) readable by a machine (e.g., an electronic device). For example, a processor (e.g., a processor) of the machine (e.g., an electronic device) may call at least one instruction among the one or more instructions stored from the storage medium and execute it. This enables the machine to operate to perform at least one function according to the at least one instruction called. The one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter. The machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, "non-transitory" only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g., electromagnetic waves), and this term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently and cases where it is stored temporarily in the storage medium.

일실시예에 따르면, 본 개시의 실시예(들)에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.According to one embodiment, a method according to an embodiment(s) of the present disclosure may be provided as a computer program product. The computer program product may be traded as a commodity between a seller and a buyer. The computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play Store ) or directly between two user devices (e.g., smartphones). In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or an intermediary server.

일 실시예에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to one embodiment, each component (e.g., a module or a program) of the above-described components may include one or more entities, and some of the entities may be separated and placed in other components. According to one embodiment, one or more components or operations of the aforementioned components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (e.g., a module or a program) may be integrated into a single component. In such a case, the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. According to one embodiment, the operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(200)를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a drawing showing a wearable electronic device (200) according to one embodiment of the present disclosure.

본 개시의 일 실시예를 설명함에 있어, 일부 수치 등이 제시될 수 있으나, 이러한 수치는 청구범위에 기재되어 있지 않은 한 본 개시의 일 실시예를 한정하지는 않는다는 것에 유의해야 한다. In describing one embodiment of the present disclosure, some numerical values and the like may be presented, but it should be noted that such numerical values do not limit one embodiment of the present disclosure unless stated in the claims.

도 2를 참조하면, 웨어러블 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 사용자 머리 또는 안면에 착용 가능한 형태의 전자 장치로서, 사용자는 웨어러블 전자 장치(200)를 착용한 상태에서도 주변의 사물이나 환경을 시각적으로 인지할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(200)는 카메라 모듈을 이용하여 사용자가 바라보는 또는 웨어러블 전자 장치(200)가 지향하는 방향의 사물이나 환경에 관한 시각적인 이미지를 획득 및/또는 인지하고, 네트워크를 통해 외부의 전자 장치로부터 사물 또는 환경에 관한 정보를 제공받을 수 있다. 웨어러블 전자 장치(200)는 제공받은 사물이나 환경에 관한 정보를 음향 또는 시각적인 형태로 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(200)는 제공받은 사물이나 환경에 관한 정보를 디스플레이 장치(또는 표시 부재)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))를 이용하여 시각적인 형태로 사용자에게 제공할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(200)는 사물이나 환경에 관한 정보를 시각적인 형태를 구현하고 사용자 주변 환경의 실제 이미지(또는 영상)와 조합함으로써, 웨어러블 전자 장치(200)는 증강 현실(AR; Augment Reality), 가상 현실(VR; Virtual Reality), 혼합 현실(MR; Mixed Reality), 및/또는 확장 현실(XR; eXtened Reality)을 구현할 수 있다. 디스플레이 장치는 사용자 주변 환경의 실제 이미지(또는 영상)에 증강 현실 객체가 추가된 화면을 출력함으로써 사용자에게 그 주위 사물이나 환경에 관한 정보를 제공할 수 있다. Referring to FIG. 2, a wearable electronic device (200) (e.g., electronic device (101) of FIG. 1) is an electronic device that can be worn on a user's head or face, and the user can visually recognize surrounding objects or environments even while wearing the wearable electronic device (200). The wearable electronic device (200) can acquire and/or recognize visual images of objects or environments that the user is looking at or in the direction that the wearable electronic device (200) is facing by using a camera module, and can receive information about the objects or environments from an external electronic device via a network. The wearable electronic device (200) can provide the user with information about the objects or environments in an acoustic or visual form. For example, the wearable electronic device (200) can provide the user with information about the objects or environments in a visual form by using a display device (or display member) (e.g., display module (160) of FIG. 1). The wearable electronic device (200) can implement augmented reality (AR), virtual reality (VR), mixed reality (MR), and/or extended reality (XR) by visualizing information about objects or the environment and combining it with actual images (or videos) of the user's surroundings. The display device can provide the user with information about objects or the environment around him/her by outputting a screen in which an augmented reality object is added to an actual image (or video) of the user's surroundings.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104 또는 108) 중 하나 이상의 외부 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들(102, 104 또는 108)에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 예들 들어, 외부 전자 장치(102)는 어플리케이션에서 실행한 콘텐트 데이터를 렌더링 후 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)에 전달하고, 상기 데이터를 수신한 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)는 상기 콘텐트 데이터를 디스플레이 모듈에 출력할 수 있다. 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)가 관성 측정 유닛 센서(inertial measurement unit sensor)과 같은 센서(들)를 통해 사용자 움직임을 감지한 때, 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 외부 전자 장치(102)로부터 수신한 렌더링 데이터를 상기 움직임 정보를 기반으로 보정하여 디스플레이 모듈에 출력할 수 있다. 또는 센서(들)를 통해 사용자 움직임을 감지한 때, 전자 장치(101) 또는 웨어러블 전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 외부 전자 장치(102)에 상기 움직임 정보를 전달하여 이에 따라 화면 데이터가 갱신되도록 렌더링을 요청할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 외부 전자 장치(102)는 전자 장치(101)를 보관하고 충전할 수 있는 케이스 장치와 같은 다양한 형태의 장치일 수 있다.According to one embodiment, all or part of the operations executed by the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) may be executed by one or more of the external electronic devices (102, 104, or 108). For example, when the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) is to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) may, instead of executing the function or service by itself or in addition, request one or more of the external electronic devices (102, 104, or 108) to perform the function or at least a part of the service. The one or more external electronic devices that receive the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device (101) or the wearable electronic device (200). The electronic device (101) or the wearable electronic device (200) may provide the result as is or additionally processed as at least a part of the response to the request. For example, the external electronic device (102) may render content data executed in an application and transmit it to the electronic device (101) or the wearable electronic device (200), and the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) that receives the data may output the content data to a display module. When the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) detects user movement through a sensor(s) such as an inertial measurement unit sensor, the processor (e.g., the processor (120) of FIG. 1) of the electronic device (101) or the wearable electronic device (200) may correct the rendering data received from the external electronic device (102) based on the movement information and output the corrected data to the display module. Or, when a user movement is detected through a sensor(s), a processor (e.g., processor (120) of FIG. 1) of the electronic device (101) or wearable electronic device (200) may transmit the movement information to an external electronic device (102) and request rendering so that screen data is updated accordingly. According to various embodiments, the external electronic device (102) may be a device of various forms, such as a case device capable of storing and charging the electronic device (101).

이하의 상세한 설명에서는 "전자 장치 또는 전자 장치의 지정된 구성요소가 사용자의 안면과 마주보는 상태 또는 위치"에 관해 다양하게 언급될 수 있으며, 이는 사용자가 웨어러블 전자 장치(200)를 착용한 상태를 전제로 하는 것임에 유의한다. It should be noted that the detailed description below may refer to various things such as “a state or position in which an electronic device or a designated component of an electronic device faces the user’s face,” and this is based on the assumption that the user is wearing the wearable electronic device (200).

일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(200)는, 적어도 하나의 디스플레이 장치, 및 착용 부재를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 구조에 따라 웨어러블 전자 장치(200)는 디스플레이 장치를 장착 또는 지지하기 위한 구조물(예: 렌즈 프레임)을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는 제1 디스플레이 장치 및 제2 디스플레이 장치를 포함한 한 쌍으로 제공되어, 웨어러블 전자 장치(200)가 사용자 신체에 착용된 상태에서 사용자의 우안과 좌안에 각각 대응하게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 전자 장치(200)는 우안 및 좌안에 대응하는 하나의 디스플레이 장치를 포함하는 하우징 형태(예: 고글 형태)를 포함할 수도 있다. According to one embodiment, a wearable electronic device (200) may include at least one display device and a wearing member. Depending on the structure of the display device, the wearable electronic device (200) may further include a structure (e.g., a lens frame) for mounting or supporting the display device. The display devices may be provided as a pair including a first display device and a second display device, and may be arranged to correspond to the user's right and left eyes, respectively, when the wearable electronic device (200) is worn on the user's body. In one embodiment, the wearable electronic device (200) may also include a housing form (e.g., a goggle form) including one display device corresponding to the right eye and the left eye.

일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치는, 사용자에게 시각적인 정보를 제공하기 위해 마련되는 구성으로서, 예를 들면, 디스플레이(D), 복수 개의 렌즈들(L1, L2, L3, L4)(예: 렌즈 어셈블리) 및/또는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 복수 개의 렌즈들(L1, L2, L3, L4)은 웨어러블 전자 장치(200) 내의 공간에서 광축(I)을 따라 정렬될 수 있다. 도 2에는 총 4 매의 렌즈가 도시되었으나, 일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치에서 적어도 하나의 렌즈(예: 제4 렌즈(L4))가 생략될 수 있고, 예컨대 디스플레이 장치는 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)를 포함할 수 있다. 여기서 렌즈 어셈블리 및 디스플레이(D)는 각각 투명 또는 반투명하게 형성될 수 있다. 다만, 디스플레이 장치는 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치는 윈도우 부재(window member)를 포함할 수 있으며, 윈도우 부재는 반투명 재질의 글래스 또는 착색 농도가 조절됨에 따라 빛의 투과율이 조절될 수 있는 부재일 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치는 웨이브가이드(waveguide)를 포함하는 렌즈, 또는 반사형 렌즈를 포함할 수 있으며, 각각의 렌즈에 광 출력 장치(예: 프로젝터 또는 디스플레이(D))에서 출력된 상이 맺힘으로써 사용자에게 시각적 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치는 각각의 렌즈의 적어도 일부에 웨이브가이드(예: 광 도파관(light waveguide))를 포함할 수 있고, 디스플레이(D)와 같은 광 출력 장치에서 출력되는 영상(또는 광)을 디스플레이 장치 내 포함된 웨이브가이드를 통해 사용자의 눈으로 전달하고, 동시에 그 영역을 통해 현실 세계(real world)를 사용자의 눈으로 씨스루(see-through)로 전달할 수 있는 디스플레이 장치를 의미할 수도 있다. 일 실시예에서, 웨이브가이드는 렌즈 어셈블리의 일부로서 이해될 수 있다. 렌즈 어셈블리(예: 도 5 내지 도 12b의 렌즈 어셈블리(LA))는 복수 개의 렌즈(예: L1, L2, L3)를 포함하는 구성으로서, 웨어러블 전자 장치(200) 내의 공간에서 광축(예: 도 5 내지 도 12b의 광선축(O))에 정렬된 상태로 배치될 수 있다. 디스플레이(D)에서 광 형태로 출력된 시각적인 정보가 렌즈 어셈블리를 통해 사용자의 눈으로 제공되는 구성에 관해서는 이하에서 도 6a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a, 및 도 12a를 참조하여 다시 살펴보게 될 것이다. According to one embodiment, the display device is a component provided to provide visual information to a user, and may include, for example, a display (D), a plurality of lenses (L1, L2, L3, L4) (e.g., a lens assembly) and/or at least one sensor. The plurality of lenses (L1, L2, L3, L4) may be aligned along the optical axis (I) in a space within the wearable electronic device (200). Although a total of four lenses are illustrated in FIG. 2, according to one embodiment, at least one lens (e.g., the fourth lens (L4)) may be omitted from the display device, and for example, the display device may include three lenses (L1, L2, L3). Here, the lens assembly and the display (D) may be formed transparently or translucently, respectively. However, the display device is not limited thereto. In one embodiment, the display device may include a window member, and the window member may be a translucent glass or a member whose light transmittance may be adjusted as a coloring concentration is adjusted. In one embodiment, the display device may include a lens including a waveguide, or a reflective lens, and may provide visual information to a user by forming an image output from an optical output device (e.g., a projector or a display (D)) on each lens. For example, the display device may include a waveguide (e.g., a light waveguide) on at least a portion of each lens, and may mean a display device that transmits an image (or light) output from an optical output device such as the display (D) to a user's eyes through the waveguide included in the display device, and at the same time transmits the real world to the user's eyes through that area in a see-through manner. In one embodiment, the waveguide may be understood as a part of a lens assembly. A lens assembly (e.g., a lens assembly (LA) of FIGS. 5 to 12B) is a configuration including a plurality of lenses (e.g., L1, L2, L3), and can be arranged in a state aligned with an optical axis (e.g., an optical axis (O) of FIGS. 5 to 12B) in a space within a wearable electronic device (200). A configuration in which visual information output in the form of light from a display (D) is provided to a user's eyes through the lens assembly will be discussed again below with reference to FIGS. 6A, 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A.

도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(300)의 전면 및 후면을 나타내는 도면이다.FIGS. 3 and 4 are drawings showing the front and back of a wearable electronic device (300) according to one embodiment.

도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에서, 웨어러블 전자 장치(300)(예: 하우징)의 제1 면(310) 상에는 웨어러블 전자 장치(300)의 주변 환경과 관련된 정보를 획득하기 위한 카메라 모듈(311, 312, 313, 314, 315, 316)들 및/또는 뎁스 센서(depth sensor)(317)가 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4, in one embodiment, camera modules (311, 312, 313, 314, 315, 316) and/or depth sensors (317) may be arranged on a first surface (310) of a wearable electronic device (300) (e.g., a housing) to obtain information related to the surrounding environment of the wearable electronic device (300).

일 실시예에서, 카메라 모듈(311, 312)들은, 웨어러블 전자 장치(300)의 주변 환경과 관련된 이미지를 획득할 수 있다. In one embodiment, the camera modules (311, 312) can acquire images related to the surrounding environment of the wearable electronic device (300).

일 실시예에서, 카메라 모듈(313, 314, 315, 316)들은, 웨어러블 전자 장치(300)가 사용자에 의해 착용된 상태에서, 이미지를 획득할 수 있다. 카메라 모듈(313, 314, 315, 316)들은 핸드 검출과, 트래킹, 사용자의 제스처(예: 손동작) 인식을 위해 사용될 수 있다. 카메라 모듈(313, 314, 315, 316)들은 3DoF (degree of freedom), 6DoF의 헤드 트래킹, 위치(공간, 환경) 인식 및/또는 이동 인식을 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 핸드 검출과 트래킹 또는 사용자의 제스처를 인식 또는 검출하기 위하여 카메라 모듈(311, 312)들이 사용될 수도 있다. In one embodiment, the camera modules (313, 314, 315, 316) can acquire images while the wearable electronic device (300) is worn by the user. The camera modules (313, 314, 315, 316) can be used for hand detection, tracking, and recognition of user gestures (e.g., hand movements). The camera modules (313, 314, 315, 316) can be used for 3DoF (degrees of freedom), 6DoF head tracking, position (spatial, environmental) recognition, and/or movement recognition. In one embodiment, the camera modules (311, 312) can also be used for hand detection and tracking or recognition or detection of user gestures.

일 실시예에서, 뎁스 센서(317)는, 신호를 송신하고 피사체로부터 반사되는 신호를 수신하도록 구성될 수 있으며, TOF(time of flight)와 같이 물체와의 거리 확인을 위한 용도로 사용될 수 있다. 뎁스 센서(317)를 대체하여 또는 추가적으로, 카메라 모듈(311, 312, 313, 314, 315, 316)들이 물체와의 거리를 확인할 수 있다.In one embodiment, the depth sensor (317) may be configured to transmit a signal and receive a signal reflected from a subject, and may be used for purposes such as time of flight (TOF) to determine the distance to an object. Instead of or in addition to the depth sensor (317), the camera modules (311, 312, 313, 314, 315, 316) may determine the distance to an object.

일 실시예에 따라서, 하우징의 제2 면(320) 상에는 얼굴 인식용 카메라 모듈(325, 326) 및/또는 디스플레이 장치(331)가 배치될 수 있다. According to one embodiment, a camera module (325, 326) for facial recognition and/or a display device (331) may be arranged on the second side (320) of the housing.

일 실시예에서, 디스플레이에 인접한 얼굴 인식용 카메라 모듈(325, 326)은 사용자의 얼굴을 인식하기 위한 용도로 사용되거나, 사용자의 양 눈들을 인식 및/또는 트래킹할 수 있다.In one embodiment, a face recognition camera module (325, 326) adjacent to the display may be used to recognize a user's face, or may recognize and/or track both eyes of the user.

일 실시예에서, 디스플레이 장치(331)는, 웨어러블 전자 장치(300)의 제2 면(320)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치(331)는 화면을 출력하는 디스플레이(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160) 및 도 2의 디스플레이(D)) 및/또는 출력된 화면을 사용자 눈으로 집속하는 렌즈 어셈블리(예: 도 2의 렌즈 어셈블리(LA))를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치(331)는 도 2를 참조하여 설명한 디스플레이 장치와 적어도 일부 구성이 유사하거나, 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 전자 장치(300)는, 복수의 카메라 모듈(313, 314, 315, 316)들 중에서, 카메라 모듈들(315, 316)을 포함하지 않을 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시하지는 않았지만, 웨어러블 전자 장치(300)는, 도 1 및/또는 도 2에 도시된 구성들 중 적어도 하나의 구성을 더 포함할 수 있다. 도 4에서는, 웨어러블 전자 장치(300)의 외관에서 보여지는 부분에 참조번호가 부여된 것으로서 디스플레이 장치(331) 중에서 사용자 눈에 가장 가까운 렌즈에 지시된 것임에 유의한다.In one embodiment, the display device (331) may be disposed on the second surface (320) of the wearable electronic device (300). In one embodiment, the display device (331) may be understood to include a display that outputs a screen (e.g., the display module (160) of FIG. 1 and the display (D) of FIG. 2) and/or a lens assembly that focuses the output screen onto the user's eyes (e.g., the lens assembly (LA) of FIG. 2). In one embodiment, the display device (331) may have at least some configurations similar to or substantially identical to the display device described with reference to FIG. 2. In one embodiment, the wearable electronic device (300) may not include camera modules (315, 316) among the plurality of camera modules (313, 314, 315, 316). Although not illustrated in FIGS. 3 and 4, the wearable electronic device (300) may further include at least one of the configurations illustrated in FIGS. 1 and/or 2. In FIG. 4, it is noted that reference numerals are assigned to portions visible on the exterior of the wearable electronic device (300), indicating the lens closest to the user's eye among the display devices (331).

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른, 웨어러블 전자 장치(300)는 사용자의 머리에 착용되기 위한 폼 팩터를 가질 수 있다. 웨어러블 전자 장치(300)는 사용자의 신체 부위 상에 고정되기 위한 스트랩, 및/또는 착용 부재를 더 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 장치(300)는, 사용자의 머리에 착용된 상태 내에서, 증강 현실, 가상 현실, 및/또는 혼합 현실에 기반하는 사용자 경험을 제공할 수 있다.As described above, according to one embodiment, the wearable electronic device (300) may have a form factor for being worn on a user's head. The wearable electronic device (300) may further include a strap and/or a wearing member for being secured to a body part of the user. The wearable electronic device (300) may provide a user experience based on augmented reality, virtual reality, and/or mixed reality while being worn on the user's head.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)에서, 디스플레이(D)에 의해 출력된 광이 사용자의 눈(E)으로 집속 또는 안내되는 경로를 예시한 것이다.FIG. 5 illustrates a path along which light output by a display (D) is focused or guided to a user's eye (E) in a wearable electronic device (400) according to one embodiment of the present disclosure.

도 5를 도 2와 함께 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)는, 디스플레이(D) 및 디스플레이(D)에서 출력된 광을 굴절, 투과 및/또는 반사하여 사용자의 눈(E)으로 전달하도록 구성된 렌즈 어셈블리(LA)를 포함할 수 있다. 본 개시에서는, 디스플레이(D)와 렌즈 어셈블리(LA)를 함께 "디스플레이 장치"로 지칭할 수 있다.Referring to FIG. 5 together with FIG. 2, a wearable electronic device (400) according to one embodiment of the present disclosure may include a display (D) and a lens assembly (LA) configured to refract, transmit, and/or reflect light output from the display (D) and transmit the light to a user's eye (E). In the present disclosure, the display (D) and the lens assembly (LA) may be referred to together as a "display device."

일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(LA)는 복수 매(예: 적어도 3 매)의 렌즈들(L1, L2, L3)와 편광 조립체(P)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 렌즈들(L1, L2, L3) 및 편광 조립체(P)(예: 제1 편광부(P1), 제2 편광부(P2) 및/또는 빔 스플리터(BS))은 디스플레이(D)와 사용자의 눈(E) 사이에서 연장된 직선 형태의 광선축(도 5, 도 6a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a 및 도 12a에 파선 O로 표시)을 따라 정렬될 수 있다. In one embodiment, the lens assembly (LA) may include a plurality of lenses (L1, L2, L3) (e.g., at least three) and a polarizing assembly (P). In one embodiment, the lenses (L1, L2, L3) and the polarizing assembly (P) (e.g., the first polarizing unit (P1), the second polarizing unit (P2) and/or the beam splitter (BS)) may be aligned along a straight light axis (indicated by a dashed line O in FIGS. 5 , 6A, 8A, 9A, 10A, 11A and 12A) extending between the display (D) and the user's eye (E).

일 실시예에서, 편광 조립체(P)는 제1 편광부(P1), 제2 편광부(P2) 및/또는 빔 스플리터(BS)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)는 적어도 하나의 반사 편광자(RP; reflective polarizer), 적어도 하나의 편광자(POL; polarizer) 및 적어도 하나의 1/4 파장판(QWP; quarter wave plate)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 편광부(P2)는 적어도 하나의 1/4 파장판(QWP; quarter wave plate) 및 적어도 하나의 편광자(POL; polarizer)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(LA)는 적어도 하나의 반사 방지(AR; anti reflection) 레이어를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 렌즈(L1, L2, L3) 중 적어도 하나가 이동 가능하여 디옵터(diopter)를 조절함으로써 사용자에게 시력 보정 기능을 제공할 수 있다. In one embodiment, the polarizing assembly (P) may include a first polarizing unit (P1), a second polarizing unit (P2), and/or a beam splitter (BS). According to one embodiment, the first polarizing unit (P1) may include at least one reflective polarizer (RP), at least one polarizer (POL), and at least one quarter wave plate (QWP). According to one embodiment, the second polarizing unit (P2) may include at least one quarter wave plate (QWP) and at least one polarizer (POL). According to one embodiment, the lens assembly (LA) may further include at least one anti-reflection (AR) layer. According to one embodiment, at least one of the plurality of lenses (L1, L2, L3) may be movable to adjust a diopter, thereby providing a vision correction function to a user.

일 실시예에 따르면, 편광 조립체(P)의 제1 편광부(P1), 제2 편광부(P2) 및/또는 빔 스플리터(BS)는 렌즈 어셈블리(LA)의 렌즈들(L1, L2, L3) 중 사용자의 눈(E)으로부터 첫번째 렌즈(L1)(이하, '제1 렌즈(L1)'라 칭함)과 디스플레이(D) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 편광 조립체(P)가 제1 렌즈(L1)보다 사용자의 눈(E)으로부터 더 멀리 배치된 경우, 편광 조립체(P)가 제1 렌즈(L1)보다 사용자의 눈(E)에 더 가깝게 배치된 경우에 비하여, 제조 시 또는 사용 시 발생하는 편광 조립체(P)의 손상이 저감되거나 방지될 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing unit (P1), the second polarizing unit (P2) and/or the beam splitter (BS) of the polarizing assembly (P) may be disposed between the first lens (L1) (hereinafter referred to as “first lens (L1)”) from the user’s eye (E) among the lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) and the display (D). For example, when the polarizing assembly (P) is disposed further from the user’s eye (E) than the first lens (L1), damage to the polarizing assembly (P) that occurs during manufacturing or use may be reduced or prevented compared to when the polarizing assembly (P) is disposed closer to the user’s eye (E) than the first lens (L1).

일 실시예에 따르면, 편광 조립체(P)(예: 제1 편광부(P1), 제2 편광부(P2) 및 빔 스플리터(BS))는 사용자 눈(E)과 디스플레이(D) 사이에서 광 진행 경로 길이를 연장 및/또는 조절할 수 있다. 예를 들어, 편광 조립체(P)는 렌즈 어셈블리(LA)의 기계적인 또는 물리적인 길이보다 긴 초점 거리를 구현함으로써, 사용자에게 제공되는 이미지의 품질을 높일 수 있다. 웨어러블 전자 장치(예: AR/VR 글라스)는, 실제 사용 환경(예: 착용 상태로 사용)으로 인해 크기나 무게가 제한되기 때문에, 출력되는 가상 이미지의 해상도가 제한될 수 있고, 광학계를 통해서도 사용자에게 양호한 품질의 이미지를 제공하기 어려울 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(400)는 팬케익 렌즈 구조(예: 렌즈 어셈블리(LA))를 포함함으로써, 외형적인 크기 대비 입사 광선의 광학 경로 길이를 확장하거나, 및/또는 사용자에게 제공되는 이미지 해상도를 높일 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 전자 장치(400)는 디스플레이(D)와 렌즈 어셈블리(LA)(또는 "디스플레이 장치")를 포함함으로써 사용자의 머리나 안면에 착용된 상태에서, 사용자에게 시각적인 정보를 제공하는 광학 장치(예: AR/VR 글라스)일 수 있다. In one embodiment, the polarizing assembly (P) (e.g., the first polarizing unit (P1), the second polarizing unit (P2), and the beam splitter (BS)) can extend and/or adjust the optical path length between the user's eye (E) and the display (D). For example, the polarizing assembly (P) can improve the quality of the image provided to the user by implementing a focal length longer than the mechanical or physical length of the lens assembly (LA). Since the size or weight of a wearable electronic device (e.g., AR/VR glasses) is limited due to the actual use environment (e.g., used in a worn state), the resolution of the output virtual image may be limited, and it may be difficult to provide a good quality image to the user even through the optical system. In one embodiment, the wearable electronic device (400) can extend the optical path length of the incident light relative to its external size and/or improve the image resolution provided to the user by including a pancake lens structure (e.g., the lens assembly (LA)). For example, the wearable electronic device (400) may be an optical device (e.g., AR/VR glasses) that provides visual information to the user while being worn on the user's head or face by including a display (D) and a lens assembly (LA) (or "display device").

일 실시예에 따르면, 디스플레이(D)는 사용자가 웨어러블 전자 장치(400)를 착용시 사용자의 양안에 대응하는 부분에 시각적 정보를 노출하는 화면 표시 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 전자 장치(400)는 사용자의 양안에 상응하는 제1 디스플레이 및 제2 디스플레이를 포함하는 한 쌍의 디스플레이(D)를 포함할 수 있다. 디스플레이(D)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(D)는 사용자에게 시각적인 정보로서 제공되는 각종 영상(또는 콘텐츠, 화면)(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등) 을 표시할 수 있다.According to one embodiment, the display (D) may include a screen display area that displays visual information to portions corresponding to the user's eyes when the user wears the wearable electronic device (400). In one embodiment, the wearable electronic device (400) may include a pair of displays (D) including a first display and a second display corresponding to the user's eyes. The display (D) may include, for example, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, a micro electro mechanical system (MEMS) display, or an electronic paper display. For example, the display (D) may display various images (or contents, screens) (e.g., text, images, videos, icons, symbols, etc.) provided as visual information to the user.

일 실시예에 따르면, 디스플레이(D)에서 광의 형태로 출력된 시각적인 정보는, 렌즈 어셈블리(LA)(예: 렌즈(L1, L2, L3) 및 편광 조립체(P))을 통과하여 사용자의 눈에 제공될 수 있다. 디스플레이(D)에서 출력된 광이 복수 개의 렌즈(L1, L2, L3)들 및 제1 편광부(P1), 제2 편광부(P2) 및 빔 스플리터(BS)를 통과하는 순서는 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다. According to one embodiment, visual information output in the form of light from the display (D) can be provided to the user's eyes by passing through a lens assembly (LA) (e.g., lenses (L1, L2, L3) and a polarizing assembly (P)). The order in which the light output from the display (D) passes through the plurality of lenses (L1, L2, L3) and the first polarizing unit (P1), the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS) can be set in various ways depending on the embodiment.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(400)는 디스플레이(D)의 사용자의 눈 측 면 상에 배치된 커버 윈도우(예: 도 6a, 도 8a, 도 10a, 도 10a, 도 11a 및 도 12a의 커버 윈도우(W))를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(D)에서 출력된 광은 커버 윈도우(W)를 통과하여 렌즈 어셈블리(LA)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(W)는 디스플레이(D)의 사용자의 눈(E) 측 면 상에 배치될 수 있다. 본 개시에서, "XX 상에 배치된다"라 함은, XX에 인접하게 배치되거나 실질적으로 접촉하게 배치된 것을 언급한 것일 수 있다.According to one embodiment, the wearable electronic device (400) may further include a cover window (e.g., the cover window (W) of FIGS. 6A, 8A, 10A, 11A, and 12A) disposed on the user's eye-side surface of the display (D). According to one embodiment, light output from the display (D) may pass through the cover window (W) and be transmitted to the lens assembly (LA). For example, the cover window (W) may be disposed on the user's eye (E)-side surface of the display (D). In the present disclosure, "disposed on XX" may refer to being disposed adjacent to or substantially in contact with XX.

일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)는 디스플레이(D)에서 출력되고 제1 렌즈(L1) 외의 나머지 렌즈들(L2, L3), 빔 스플리터(BS) 및 제2 편광부(P2)를 거쳐 전달된 광을 선택적으로 투과, 반사, 및/또는 차단하여 제1 렌즈(L1)로 전달하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)는 사용자의 눈(E)에 가장 인접한 제1 렌즈(L1)와 사용자의 눈(E)에 두 번째로 인접한 제2 렌즈(L2) 사이에 배치될 수 있다. According to one embodiment, the first polarizing portion (P1) may be configured to selectively transmit, reflect, and/or block light output from the display (D) and transmitted through the remaining lenses (L2, L3) other than the first lens (L1), the beam splitter (BS), and the second polarizing portion (P2) and transmit the light to the first lens (L1). According to one embodiment, the first polarizing portion (P1) may be arranged between the first lens (L1) closest to the user's eye (E) and the second lens (L2) second closest to the user's eye (E).

일 실시예에서, 제1 편광부(P1)는 제1 편광자(401), 반사 편광자(402) 및/또는 제1 1/4 파장판(403)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 편광자(401), 반사 편광자(402) 및/또는 제1 1/4 파장판(403)은 필름 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 편광부(P1)의 제1 편광자(401), 반사 편광자(402) 및/또는 제1 1/4 파장판(403)은 서로 결합되거나, 공기 층(또는 공기 간격), 또 다른 편광 층 및/또는 더미 층을 사이에 두고 이격 배치됨으로써 형성될 수 있다. 여기서, 공기 층, 접착 층, 또 다른 편광 층 및/또는 더미 층은 실질적으로 굴절력을 가지지 않을 수 있다. 여기서, 예를 들어, '제1 편광자(401), 반사 편광자(402) 및/또는 제1 1/4 파장판(403) 중 어떤 두 부재가 접착층, 다른 편광층 또는 더미층을 사이에 두고 이격 배치된다'라 함은 상기 어떤 두 부재가 합지된 구조를 포함하여 지칭할 수 있다. 여기서, '합지(lamination)'란 서로 다른 두 개의 부재 중 적어도 하나에 접착제가 구비되어 서로 접합된 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 편광자(401)와 반사 편광자(402) 가 합지된 경우, 제1 편광자(401)와 반사 편광자(402)는 그 사이에 배치된 접착 층으로 서로 접합될 수 있고, 이 경우 제1 편광자(401)와 반사 편광자(402)는 그 사이에 다른 편광층(및/또는 더미층)을 사이에 두고, 제1 편광자(401), 다른 편광층(및/또는 더미층), 반사 편광자(402)가 서로 적층되고 접착 층에 의해 서로 접합될 수 있다. 예를 들어, 제1 편광자(401), 반사 편광자(402) 및/또는 제1 1/4 파장판(403)이 합지된 형태의 제1 편광부(P1)는, 단순 적층된 필름 형태의 편광 부재보다 더 얇고 우수한 광학성능을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)의 일부 구성(예: 제1 편광자(401))는 생략될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)는, 일부 구성(예: 반사 방지 레이어(anti reflection layer))을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the first polarizing unit (P1) may include a first polarizer (401), a reflective polarizer (402), and/or a first 1/4 wave plate (403). For example, the first polarizer (401), the reflective polarizer (402), and/or the first 1/4 wave plate (403) may be formed in a film form. In one embodiment, the first polarizer (401), the reflective polarizer (402), and/or the first 1/4 wave plate (403) of the first polarizing unit (P1) may be formed by being bonded to each other or spaced apart from each other with an air layer (or air gap), another polarizing layer, and/or a dummy layer therebetween. Here, the air layer, the adhesive layer, the another polarizing layer, and/or the dummy layer may have substantially no refractive power. Here, for example, the phrase "any two members of the first polarizer (401), the reflective polarizer (402), and/or the first 1/4 wave plate (403) are spaced apart from each other with an adhesive layer, another polarizing layer, or a dummy layer therebetween" may refer to a structure in which any two members are laminated. Here, "lamination" may mean that at least one of the two different members is provided with an adhesive and is bonded to each other. For example, when a first polarizer (401) and a reflective polarizer (402) are laminated, the first polarizer (401) and the reflective polarizer (402) can be bonded to each other with an adhesive layer disposed therebetween, and in this case, the first polarizer (401) and the reflective polarizer (402) can be laminated with another polarizing layer (and/or a dummy layer) interposed therebetween, and the first polarizer (401), the other polarizing layer (and/or the dummy layer), and the reflective polarizer (402) can be laminated to each other and bonded to each other by the adhesive layer. For example, a first polarizing member (P1) in the form of a laminated first polarizer (401), a reflective polarizer (402), and/or a first 1/4 wavelength plate (403) can be thinner and have superior optical performance than a polarizing member in the form of a simply laminated film. In one embodiment, some components of the first polarizing unit (P1) (e.g., the first polarizer (401)) may be omitted. In one embodiment, the first polarizing unit (P1) may further include some components (e.g., an anti-reflection layer).

일 실시예에서, 빔 스플리터(BS)(404)는 입사되는 광의 일부를 투과하고, 입사되는 광의 다른 일부를 반사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 빔 스플리터(BS)는 약 50%의 광은 투과하고, 약 50%의 광은 반사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(BS)는 반투명 거울로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 빔 스플리터(BS)는 제3 렌즈(L3)와 제2 편광부(P2) 사이에 배치될 수 있다.In one embodiment, the beam splitter (BS) (404) may be configured to transmit a portion of the incident light and reflect another portion of the incident light. For example, the beam splitter (BS) may be configured to transmit about 50% of the light and reflect about 50% of the light. For example, the beam splitter (BS) may be configured as a semi-transparent mirror. According to one embodiment, the beam splitter (BS) may be disposed between the third lens (L3) and the second polarizing unit (P2).

일 실시예에 따르면, 빔 스플리터(BS)는 렌즈 어셈블리(LA) 중 사용자의 눈(E)으로부터 세번째 렌즈(L3)(이하, '제3 렌즈(L3)'라 칭함)의 두 면 중 어느 한 면 상에 배치될 수 있다. 본 개시에서, "XX 상에 배치된다"라 함은, XX에 인접하게 배치되거나 실질적으로 접촉하게 배치된 것을 언급한 것일 수 있다. 본 개시에서, 임의의 렌즈의 "두 면"이라 함은, 상기 임의의 렌즈의 사용자의 눈(E) 측 면 및 디스플레이(D) 측 면을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(BS)는 제3 렌즈(L3)의 디스플레이 측 면(display side surface)(D3)에 인접하게(또는 실질적으로 접촉하게) 배치될 수 있다(또는 디스플레이 측 면(D3) 상에 배치될 수 있다). 일 실시예에 따르면, 빔 스플리터(BS)는 제3 렌즈(L3)의 디스플레이 측 면(D3) 상에 코팅되거나 필름 형태로 부착된 반사 부재(예: 거울)로 형성될 수도 있다. 다만, 본 개시에서 빔 스플리터(BS)의 위치는 제한적이지 않으며, 변경될 수 있다. According to one embodiment, the beam splitter (BS) may be disposed on one of the two surfaces of the third lens (L3) (hereinafter, referred to as the “third lens (L3)”) from the user’s eye (E) in the lens assembly (LA). In the present disclosure, “disposed on XX” may refer to being disposed adjacent to or in substantial contact with XX. In the present disclosure, “two surfaces” of any lens may refer to the user’s eye (E)-side surface and the display (D)-side surface of any lens. For example, the beam splitter (BS) may be disposed adjacent to (or in substantial contact with) the display-side surface (D3) of the third lens (L3) (or may be disposed on the display-side surface (D3). According to one embodiment, the beam splitter (BS) may be formed of a reflective member (e.g., a mirror) coated or attached in a film form on the display-side surface (D3) of the third lens (L3). However, in the present disclosure, the position of the beam splitter (BS) is not limited and may be changed.

일 실시예에 따르면, 제2 편광부(P2)는 제1 편광부(P1)에 비하여 디스플레이(D)에 더 가깝게 배치되어, 디스플레이(D)에서 출력된 광을 선택적으로 투과 및/또는 차단하여 렌즈들(L1, L2 및 또는 L3), 빔 스플리터(BS) 및 제1 편광부(P1)로 전달하도록 구성될 수 있다. According to one embodiment, the second polarizing portion (P2) may be arranged closer to the display (D) than the first polarizing portion (P1) so as to selectively transmit and/or block light output from the display (D) and transmit it to the lenses (L1, L2 and/or L3), the beam splitter (BS) and the first polarizing portion (P1).

일 실시예에서, 제2 편광부(P2)는 렌즈 어셈블리(LA)와 디스플레이(D) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 편광부(P2)는 디스플레이(D)에 가장 가까운 제3 렌즈(L3)와 디스플레이(D) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 편광부(P2)는 디스플레이(D)의 사용자의 눈 측 면에 배치된 커버 윈도우(W) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 편광부(P2)가 배치된 커버 윈도우(W)의 면(예: 사용자의 눈 측 면)은 실질적으로 평면(flat surface)으로 구현될 수 있다.In one embodiment, the second polarizing portion (P2) may be disposed between the lens assembly (LA) and the display (D). According to one embodiment, the second polarizing portion (P2) may be disposed between the third lens (L3) closest to the display (D) and the display (D). According to one embodiment, the second polarizing portion (P2) may be disposed on a cover window (W) disposed on a side of the display (D) facing the user's eyes. According to one embodiment, a surface of the cover window (W) on which the second polarizing portion (P2) is disposed (e.g., a side facing the user's eyes) may be implemented as a substantially flat surface.

일 실시예에서, 제2 편광부(P2)는 제2 1/4 파장판(405) 및/또는 제2 편광자(406)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 1/4 파장판(405) 및/또는 제2 편광자(406)은 필름 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 편광부(P2)의 제2 1/4 파장판(405) 및 제2 편광자(406)은 서로 결합되거나, 공기 층(또는 공기 간격), 또 다른 편광 층 및/또는 더미 층을 사이에 두고 배치됨으로써 형성될 수 있다. 여기서, 공기 층, 접착 층, 또 다른 편광 층 및/또는 더미 층은 실질적으로 굴절력을 가지지 않을 수 있다. 여기서, 예를 들어, '제2 1/4 파장판(405) 및 제2 편광자(406) 중 어떤 두 부재가 접착층, 다른 편광층 또는 더미층을 사이에 두고 이격 배치된다'라 함은 상기 두 부재가 합지된 구조를 언급한 것일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 여기서, '합지(lamination)'란 서로 다른 두 개의 부재 중 적어도 하나에 접착제가 구비되어 서로 접합된 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제2 1/4 파장판(405)과 제2 편광자(406)가 합지된 경우, 제2 1/4 파장판(405)과 제2 편광자(406)는 그 사이에 배치된 접착 층으로 서로 접합될 수 있고, 이 경우 제2 1/4 파장판(405)과 제2 편광자(406)는 그 사이에 다른 편광층(및/또는 더미층)을 사이에 두고, 제2 1/4 파장판(405), 다른 편광층(및/또는 더미층), 제2 편광자(406)가 서로 적층되고 접착 층에 의해 서로 접합될 수 있다. 예를 들어, 제2 1/4 파장판(405)과 제2 편광자(406)가 합지된 형태의 제2 편광부(P2)는, 단순 적층된 필름 형태의 편광 부재보다 더 얇고 우수한 광학성능을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 편광부(P2)는 일부 구성(예: 반사 방지 레이어)을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the second polarizing unit (P2) may include a second 1/4 wave plate (405) and/or a second polarizer (406). For example, the second 1/4 wave plate (405) and/or the second polarizer (406) may be formed in a film form. In one embodiment, the second 1/4 wave plate (405) and the second polarizer (406) of the second polarizing unit (P2) may be formed by being bonded to each other or by being disposed with an air layer (or air gap), another polarizing layer, and/or a dummy layer therebetween. Here, the air layer, the adhesive layer, the another polarizing layer, and/or the dummy layer may have substantially no refractive power. Here, for example, the phrase "any two members of the second 1/4 wave plate (405) and the second polarizer (406) are spaced apart from each other with an adhesive layer, another polarizing layer, or a dummy layer between them" may refer to a structure in which the two members are laminated. In one embodiment, "lamination" here may mean that at least one of the two different members is provided with an adhesive and is bonded to each other. For example, when a second 1/4 wavelength plate (405) and a second polarizer (406) are laminated, the second 1/4 wavelength plate (405) and the second polarizer (406) can be bonded to each other with an adhesive layer disposed therebetween, and in this case, the second 1/4 wavelength plate (405) and the second polarizer (406) can be laminated with another polarizing layer (and/or a dummy layer) interposed therebetween, and the second 1/4 wavelength plate (405), the other polarizing layer (and/or the dummy layer), and the second polarizer (406) can be laminated to each other and bonded to each other by the adhesive layer. For example, a second polarizing member (P2) in the form of a laminated second 1/4 wavelength plate (405) and a second polarizer (406) can be thinner and have superior optical performance than a polarizing member in the form of a simply laminated film. According to one embodiment, the second polarizing member (P2) may further include some components (e.g., an anti-reflection layer).

도시된 실시예에서, 웨어러블 전자 장치(400) 또는 렌즈 어셈블리(LA)의 제1 렌즈(L1)는 복수(예: 적어도 3 매)의 렌즈 중 디스플레이(D)로부터 가장 멀리 배치된 렌즈, 또는 사용자의 눈(E)에 가장 가까이 배치된 렌즈로 이해될 수 있다. 하지만, 본 개시의 실시예(들)가 이에 한정되지 않음에 유의한다. 예를 들어, 도시되지는 않지만, 웨어러블 전자 장치(400) 또는 렌즈 어셈블리(LA)는 제1 렌즈(L1)보다 디스플레이(D)로부터 더 멀리 배치된 투과형 광학 부재를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 투과형 광학 부재는, 도 5, 도 6a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a 및 도 12a의 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) 및/또는 렌즈 어셈블리(LA)의 광학적 성능에 영향을 미치지 않는 정도의 굴절능을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 렌즈(L1)보다 디스플레이(D)로부터 멀리 배치된 투과형 광학 부재는 가시광선에 대하여 약 90% 이상의 투과율을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 투과형 광학 부재는 가시광선에 대하여 100%에 근접한 투과율을 가질 수 있다. In the illustrated embodiment, the first lens (L1) of the wearable electronic device (400) or the lens assembly (LA) may be understood as the lens positioned furthest from the display (D) among a plurality of lenses (e.g., at least three lenses), or the lens positioned closest to the user's eye (E). However, it should be noted that the embodiments of the present disclosure are not limited thereto. For example, although not illustrated, the wearable electronic device (400) or the lens assembly (LA) may further include a transmissive optical member positioned farther from the display (D) than the first lens (L1). In one embodiment, the transmissive optical member may have a refractive power that does not affect the optical performance of the wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) and/or the lens assembly (LA) of FIGS. 5, 6A, 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A. In one embodiment, the transmissive optical member positioned further from the display (D) than the first lens (L1) may have a transmittance of about 90% or greater for visible light. In one embodiment, the transmissive optical member may have a transmittance close to 100% for visible light.

예를 들어, 액정 디스플레이, 유기 발광 다이오드 디스플레이, 및/또는 마이크로 엘이디(micro LED)와 같은 디스플레이(예: 디스플레이(D))는 편광판을 포함함으로써 양호한 품질의 이미지를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 어셈블리(LA)가 제1 편광부(P1)를 더 포함할 때, 디스플레이(D)가 동일한 품질의 이미지를 출력하더라도 사용자에게 인지되는 화질이 높아질 수 있다. 일 실시예에서는, 디스플레이(D)가 편광 조립체(P)(예: 제1 편광부(P1), 제2 편광부(P2))를 포함하는 렌즈 어셈블리(LA)와 조합될 때, 유기 발광 다이오드 디스플레이 또는 마이크로 엘이디로 구현된 디스플레이(D)에서 일부의 편광판이 생략될 수 있다.For example, a display (e.g., a display (D)) such as a liquid crystal display, an organic light emitting diode display, and/or a micro LED can provide a good quality image by including a polarizing plate. In one embodiment, when the lens assembly (LA) further includes a first polarizing portion (P1), the image quality perceived by the user can be improved even if the display (D) outputs an image of the same quality. In one embodiment, when the display (D) is combined with a lens assembly (LA) including a polarizing assembly (P) (e.g., a first polarizing portion (P1), a second polarizing portion (P2)), some polarizing plates may be omitted in the display (D) implemented as an organic light emitting diode display or a micro LED.

일 실시예에 따르면, 상술한 편광 조립체(P)의 편광부(P1, P2) 및/또는 빔 스플리터(BS)의 배치는 제한된 수(예: 적어도 3 매)의 렌즈(L1, L2, L3)로 구현된 광학계를 소형화하면서 양호한 품질의 이미지를 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)의 제1 편광자(401)의 편광축과 제2 편광부(P2)의 제2 편광자(406)의 편광축은 90도를 이룰 수 있다. 제1 편광부(P1)의 제1 1/4 파장판(403)의 빠른 축(fast axis)과 제2 편광부(P2)의 제2 1/4 파장판(405)의 빠른 축은 90도를 이룰 수 있다. According to one embodiment, the arrangement of the polarizers (P1, P2) and/or the beam splitter (BS) of the polarizing assembly (P) described above can provide a good quality image while miniaturizing the optical system implemented with a limited number (e.g., at least 3) of lenses (L1, L2, L3). According to one embodiment, the polarization axis of the first polarizer (401) of the first polarizer (P1) and the polarization axis of the second polarizer (406) of the second polarizer (P2) can form 90 degrees. The fast axis of the first 1/4 wave plate (403) of the first polarizer (P1) and the fast axis of the second 1/4 wave plate (405) of the second polarizer (P2) can form 90 degrees.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(400)는 다음과 같이 작동할 수 있다. 이하의 설명에서, 사용자의 눈(E)에서 디스플레이(D)를 향하는 방향을 제1 방향이라하고, 제1 방향과 반대로 디스플레이(D)에서 사용자의 눈(E)을 향하는 방향을 제2 방향이라 할 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 실질적으로 광선축(O)과 평행할 수 있고, 렌즈 어셈블리(LA)의 복수 개의 렌즈(예: 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3))은 제1 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 디스플레이(D)에서 출력된 광은, 렌즈 어셈블리(LA)의 제2 편광부(P2), 적어도 3 매의 렌즈들(L1, L2, L3), 빔 스플리터(BS) 및 제1 편광부(P1)를 통과한 뒤 사용자의 눈(E)에 도달할 수 있다. 이때, 제2 편광부(P2)의 제2 편광자(406)는 제1 선형 편광, 예를 들어, 수직 편광(또는 p 편광)을 투과시키고, 제2 선형 편광, 예를 들어, 수평 편광(또는 s 편광)은 투과시키지 않을 수 있다. 예를 들어. 제2 편광자(406)에 도달한 광 중 수직 편광(또는 p 편광)만이 투과될 수 있다. 제2 편광자(406)를 투과한 광은 제2 1/4 파장판(405)에 의해 원형 편광(우원 편광 또는 좌원 편광)으로 변환되고, 이 원형 편광은 빔 스플리터(BS), 제3 렌즈(L3) 및 제2 렌즈(L2)를 차례로 통과한 뒤 제1 1/4 파장판(403)에 도달할 수 있다. 제1 1/4 파장판(403)에 도달한 원형 편광은 제1 1/4 파장판(403)을 통과하면서 다시 선형 편광(예: 수직 편광(또는 p 편광))으로 변환되어 반사 편광자(402)에 도달할 수 있다. 반사 편광자(402)에 도달할 때까지 광은 제2 방향(디스플레이(D) -> 사용자의 눈(E))을 향해 움직일 수 있다. 반사 편광자(402)에 도달한 광은 반사 편광자(402)에 의해 반사되어 제1 방향(사용자의 눈(E) -> 디스플레이(D))을 향하게 되고, 다시 제1 1/4 파장판(403)을 투과하면서 원형 편광(우원 편광 또는 좌원 편광)으로 변환될 수 있다. 이 원형 편광(우원 편광 또는 좌원 편광)은 빔 스플리터(BS)에 의해 반사되어 다시 제2 방향을 향하며, 이때 위상이 변환(예를 들어, 좌원 편광일 시 -> 우원 편광, 우원 편광일 시 -> 좌원 편광)될 수 있다. 위상이 변환된 원형 편광은 제2 방향을 따라 제1 1/4 파장판(403) 및 반사 편광자(402)를 통과하여 사용자의 눈(E)에 도달할 수 있다. 이때, 제1 1/4 파장판(403)을 투과하는 광은 수평 편광(또는 s 편광)으로 변환되어 사용자의 눈(E)에 도달할 수 있다. 다만, 도 5의 실시예는 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(400)를 통과하는 광의 상태 변화를 예시적으로 언급한 것으로서, 제1 편광자(401), 반사 편광자(402), 1/4 파장판(403, 405), 빔 스플리터(BS)(404), 및/또는 제2 편광자(406)에 의한 편광 성분의 변환은 언급된 실시예와 다를 수 있음에 유의한다. Referring to FIG. 5, according to one embodiment, the wearable electronic device (400) may operate as follows. In the following description, a direction from the user's eye (E) toward the display (D) may be referred to as a first direction, and a direction from the display (D) toward the user's eye (E) opposite to the first direction may be referred to as a second direction. The first direction and the second direction may be substantially parallel to the light axis (O), and a plurality of lenses (e.g., a first lens (L1), a second lens (L2), and a third lens (L3)) of the lens assembly (LA) may be sequentially arranged along the first direction. Light output from the display (D) may pass through the second polarizing portion (P2) of the lens assembly (LA), at least three lenses (L1, L2, L3), a beam splitter (BS), and the first polarizing portion (P1) and then reach the user's eye (E). At this time, the second polarizer (406) of the second polarizing unit (P2) may transmit the first linear polarization, for example, vertical polarization (or p polarization), and may not transmit the second linear polarization, for example, horizontal polarization (or s polarization). For example, only vertical polarization (or p polarization) among the light reaching the second polarizer (406) may be transmitted. The light passing through the second polarizer (406) is converted into circular polarization (right-hand circular polarization or left-hand circular polarization) by the second 1/4 wave plate (405), and this circular polarization may sequentially pass through the beam splitter (BS), the third lens (L3), and the second lens (L2) before reaching the first 1/4 wave plate (403). Circularly polarized light that reaches the first 1/4 wave plate (403) can be converted back into linear polarization (e.g., vertical polarization (or p-polarization)) while passing through the first 1/4 wave plate (403) and can reach the reflective polarizer (402). Until reaching the reflective polarizer (402), the light can move in the second direction (display (D) -> user's eye (E)). The light that reaches the reflective polarizer (402) is reflected by the reflective polarizer (402) and directed in the first direction (user's eye (E) -> display (D)), and can be converted back into circular polarization (right-handed polarization or left-handed circular polarization) while passing through the first 1/4 wave plate (403). This circular polarization (right-hand or left-hand polarization) is reflected by the beam splitter (BS) and is directed back to the second direction, and at this time, the phase can be converted (e.g., left-hand polarization -> right-hand polarization, right-hand polarization -> left-hand polarization). The phase-converted circular polarization can pass through the first 1/4 wave plate (403) and the reflective polarizer (402) along the second direction and reach the user's eye (E). At this time, the light passing through the first 1/4 wave plate (403) is converted into horizontal polarization (or s-polarization) and can reach the user's eye (E). However, it should be noted that the embodiment of FIG. 5 is merely an example of a change in the state of light passing through a wearable electronic device (400) according to one embodiment, and that the conversion of polarization components by the first polarizer (401), the reflective polarizer (402), the quarter wave plate (403, 405), the beam splitter (BS) (404), and/or the second polarizer (406) may be different from the embodiment mentioned.

도 6a는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2 내지 도 5의 웨어러블 전자 장치(200, 300, 400))를 나타내는 도면이다. 도 6b은 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 A 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 6c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 6d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 6e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 6A is a diagram illustrating a wearable electronic device (500) (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 or the wearable electronic devices (200, 300, 400) of FIGS. 2 to 5) according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 6B is an enlarged diagram illustrating portion A of FIG. 6A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 6C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 6A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 6D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 6A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 6E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 6A according to an embodiment of the present disclosure.

도 6a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)는 도 5의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)로 참조될 수 있으며, 도 5를 참조하여 상술한 설명과 중복되는 내용은 이하에서 생략될 수 있다.The lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 6a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 5, and any description overlapping with the above description with reference to FIG. 5 may be omitted below.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 웨어러블 전자 장치(500)는, 디스플레이(D)(예: 도 5의 디스플레이(D))와 렌즈 어셈블리(LA)(예: 도 5의 렌즈 어셈블리(LA))를 포함할 수 있으며, 디스플레이(D)에서 광의 형태로 출력된 영상(또는 콘텐츠, 화면, 시각적 정보)는 렌즈 어셈블리(LA)에 의해 집속 또는 안내되어 사용자 눈(E)으로 제공될 수 있다. 렌즈 어셈블리(LA)는 복수, 예를 들어, 광선축(O) 방향을 따라 순차적으로 배열된 적어도 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)(예: 도 5의 렌즈들(L1, L2, L3))와, 편광 조립체(P)(예: 도 5의 편광 조립체(P))를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 6A and 6B, a wearable electronic device (500) may include a display (D) (e.g., the display (D) of FIG. 5) and a lens assembly (LA) (e.g., the lens assembly (LA) of FIG. 5), and an image (or content, screen, visual information) output in the form of light from the display (D) may be focused or guided by the lens assembly (LA) and provided to the user's eye (E). The lens assembly (LA) may include a plurality of lenses (L1, L2, L3) (e.g., lenses (L1, L2, L3) of FIG. 5) sequentially arranged along a light axis (O), and a polarizing assembly (P) (e.g., the polarizing assembly (P) of FIG. 5).

본 개시에서는, 설명의 편의를 위해, 또는 상술한 바와 같이, 사용자 눈(E)측으로부터 디스플레이(D)를 향하는 방향으로 배열된 순서에 따라 '제1' 또는 '제2'와 같은 서수가 병기됨으로써, 복수 개의 렌즈(L1, L2, L3)가 구분되어 설명될 수 있다. 도면의 참조번호에서, 'Ln'은 제n 렌즈를 지시한 것이며, 'En'은 제n 렌즈의 사용자 눈 측 면을 지시하고, 'Dn'은 제n 렌즈의 디스플레이 측 면을 지시한 것일 수 있다. 본 개시에서 '편광부'는, 편광 부재, 편광 필름, 편광 시트, 편광층, 변조 부재, 변조 필름 및/또는 변조 시트로도 정의될 수 있다. 여기서 '변조'라 함은 입사된 광의 적어도 일부를 필터링하거나, 반사하거나, 굴절시키거나, 위상을 변조시키거나, 및/또는 위상을 지연시킴을 언급한 것일 수 있다. 일 실시예에서, 편광부의 변조 성향은 입사된 광의 파장이나 입사된 광의 편광 성분에 따라 달라질 수 있다. 이러한 편광부는, 필름, 시트, 코팅 물질 및/또는 증착 물질에 의해 구현될 수 있다. In the present disclosure, for convenience of explanation, or as described above, a plurality of lenses (L1, L2, L3) may be distinguished and described by being indicated with an ordinal number such as 'first' or 'second' according to the order in which they are arranged in the direction from the user's eye (E) side toward the display (D). In the reference numerals of the drawings, 'Ln' may indicate the n-th lens, 'En' may indicate the user's eye side of the n-th lens, and 'Dn' may indicate the display-side side of the n-th lens. In the present disclosure, a 'polarizing member' may also be defined as a polarizing member, a polarizing film, a polarizing sheet, a polarizing layer, a modulating member, a modulating film, and/or a modulating sheet. Here, 'modulating' may refer to filtering, reflecting, refracting, modulating the phase, and/or retarding the phase of at least a portion of incident light. In one embodiment, the modulation tendency of the polarizing member may vary depending on the wavelength of the incident light or the polarization component of the incident light. Such polarizing members may be implemented by films, sheets, coating materials and/or deposition materials.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치(500)의 렌즈 어셈블리(LA) 또는 그 편광 조립체(P)는 사용자의 눈(E) 측으로부터 디스플레이(D) 측으로 순차적으로 배열된 제1 편광부(P1), 빔 스플리터(BS) 및 제2 편광부(P2)를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the lens assembly (LA) or polarizing assembly (P) of the wearable electronic device (500) may include a first polarizing unit (P1), a beam splitter (BS), and a second polarizing unit (P2) sequentially arranged from the user's eye (E) side to the display (D) side.

일 실시예에 따르면, 편광 조립체(P)의 제1 편광부(P1)(예: 도 5의 제1 편광부(P1))는 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면(예: 도 6a), 제1 편광부(P1)는 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면(예: 도 8a 및 도 12a), 제1 편광부(P1)는 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면(예: 도 9a, 도 10a 및 도 11a), 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)는 서로 접합될 수 있고, 제1 편광부(P1)는 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 및 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 편광부(P1)가 렌즈들(L1, L2, L3) 중 어느 하나의 면에 실질적으로 부착될 때, 해당 렌즈면(예: 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 및/또는 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2))은 곡면을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)이 배치된 렌즈면(예: 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 및/또는 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2)), 및 제1 편광부(P1)의 면을 비구면이 아닌 구면으로 형성할 수 있고, 그에 따라 광학계의 수차 제어 성능, 큰 화각 및 고해상도 성능을 확보할 수 있고, 화면의 중심부와 주변부의 선명도를 모두 확보할 수 있으며, 사용자의 어지러움 유발을 최소화할 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing portion (P1) of the polarizing assembly (P) (e.g., the first polarizing portion (P1) of FIG. 5) may be disposed between the first lens (L1) and the second lens (L2). According to one embodiment (e.g., FIG. 6a), the first polarizing portion (P1) may be disposed on the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2). According to one embodiment (e.g., FIGS. 8a and 12a), the first polarizing portion (P1) may be disposed on the display-side surface (D1) of the first lens (L1). According to one embodiment (e.g., FIGS. 9A, 10A, and 11A), the first lens (L1) and the second lens (L2) may be bonded to each other, and the first polarizing portion (P1) may be disposed on the display-side surface (D1) of the first lens (L1) and the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2). In one embodiment, when the first polarizing portion (P1) is substantially attached to a surface of any one of the lenses (L1, L2, L3), the corresponding lens surface (e.g., the display-side surface (D1) of the first lens (L1) and/or the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2)) may include a curved surface. According to one embodiment, the lens surface on which the first polarizing portion (P1) is arranged (e.g., the display-side surface (D1) of the first lens (L1) and/or the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2)) and the surface of the first polarizing portion (P1) can be formed as a spherical surface rather than an aspherical surface, thereby ensuring aberration control performance of the optical system, a large angle of view, and high resolution performance, and ensuring clarity in both the center and periphery of the screen, and minimizing dizziness in the user.

도 6b를 참조하면, 일 실시예에 따르면, 편광 조립체(P)의 빔 스플리터(BS)(예: 도 5의 빔 스플리터(BS))는 제1 편광부(P1)와 제2 편광부(P2) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 빔 스플리터(BS)는 제3 렌즈(L3)의 디스플레이 측 면(D3) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 편광 조립체(P)의 제2 편광부(P2)는 제3 렌즈(L3)와 디스플레이(D) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 편광부(P2)(예: 도 5의 제2 편광부(P2))는 커버 윈도우(W) 상에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 6B, according to one embodiment, a beam splitter (BS) of a polarizing assembly (P) (e.g., the beam splitter (BS) of FIG. 5) may be disposed between a first polarizing portion (P1) and a second polarizing portion (P2). According to one embodiment, the beam splitter (BS) may be disposed on a display-side surface (D3) of a third lens (L3). According to one embodiment, the second polarizing portion (P2) of the polarizing assembly (P) may be disposed between the third lens (L3) and the display (D). According to one embodiment, the second polarizing portion (P2) (e.g., the second polarizing portion (P2) of FIG. 5) may be disposed on a cover window (W).

도 5를 참조하여 살펴본 바와 같이, 디스플레이(D)로부터 출력된 광은 제2 편광부(P2)와 빔 스플리터(BS)를 순차적으로 투과한 후, 제1 편광부(P1)와 빔 스플리터(BS)에 의해 순차적으로 반사될 수 있다. 빔 스플리터(BS)에 의해 반사된 광은 제1 편광부(P1)를 투과하여 사용자에게 제공될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(D)에서 출력된 광의 적어도 일부는 제2 편광부(P2)와 빔 스플리터(BS)를 투과하여 제1 편광부(P1)에 도달할 수 있다. 제1 편광부(P1)는 입사된 광(예: 제2 편광부(P2)와 빔 스플리터(BS)를 투과한 광)을 적어도 일부 반사시키고, 제1 편광부(P1)에 의해 반사된 광의 적어도 일부를 빔 스플리터(BS)가 다시 반사하여 사용자 눈(E)으로 안내할 수 있다. 이로써, 디스플레이(D)에서 출력된 광은 사용자 눈(E)에 도달하는 경로에서 적어도 2회 반사될 수 있다. 편광부들(P1, P2) 및/또는 빔 스플리터(BS)를 경유하는 광의 진행 경로를 설명함에 있어 렌즈들(L1, L2, L3)이 언급되지는 않지만, 디스플레이(D)로부터 출력된 광은 사용자 눈(E)에 이르는 경로에서 렌즈들(L1, L2, L3)에 의해 집속될 수 있다. As described with reference to FIG. 5, light output from the display (D) may sequentially transmit through the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS), and then may be sequentially reflected by the first polarizing unit (P1) and the beam splitter (BS). The light reflected by the beam splitter (BS) may transmit through the first polarizing unit (P1) and be provided to the user. For example, at least a portion of the light output from the display (D) may transmit through the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS) and reach the first polarizing unit (P1). The first polarizing unit (P1) may reflect at least a portion of the incident light (e.g., light transmitted through the second polarizing unit (P2) and the beam splitter (BS)), and at least a portion of the light reflected by the first polarizing unit (P1) may be reflected again by the beam splitter (BS) and guided to the user's eye (E). Accordingly, the light output from the display (D) can be reflected at least twice on the path to reach the user's eye (E). Although the lenses (L1, L2, L3) are not mentioned when describing the path of the light passing through the polarizing elements (P1, P2) and/or the beam splitter (BS), the light output from the display (D) can be focused by the lenses (L1, L2, L3) on the path to reach the user's eye (E).

일 실시예에서, 제2 편광부(P2)는 제2 1/4 파장판(예: 도 5의 제2 1/4 파장판(405))과 제2 1/4 파장판(405)와 마주보게 배치된 제2 편광자(예: 도 5의 제2 편광자(406)를 포함할 수 있다. 제2 1/4 파장판(405)와 제2 편광자(406)를 배치함에 있어, 제2 편광자(406)에 의해 선편광된 편광축과 제2 1/4 파장판(405)의 빠른 축(fast axis)은 45도 각도를 이룰 수 있다. 예를 들어, 제2 편광부(P2)는 입사된 광을 선편광 및 원형편광으로 변환하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 편광부(P1)가 제1 편광자(401)를 포함할 때, 제1 편광자(401)의 편광축과 제2 편광자(406)의 편광축이 90도 각도를 이룰 수 있다. 일 실시예에서, 제1 편광부(P1)가 제1 1/4 파장판(403)을 포함할 때, 제1 1/4 파장판(403)의 빠른 축과 제2 1/4 파장판(405)의 빠른 축은 90도 각도를 이룰 수 있다. In one embodiment, the second polarizing unit (P2) may include a second 1/4 wave plate (e.g., the second 1/4 wave plate (405) of FIG. 5) and a second polarizer (e.g., the second polarizer (406) of FIG. 5) arranged to face the second 1/4 wave plate (405). When the second 1/4 wave plate (405) and the second polarizer (406) are arranged, the polarization axis linearly polarized by the second polarizer (406) and the fast axis of the second 1/4 wave plate (405) may form a 45 degree angle. For example, the second polarizing unit (P2) may be configured to convert the incident light into linear polarization and circular polarization. In one embodiment, when the first polarizing unit (P1) includes the first polarizer (401), the first polarizer (401) The polarization axis and the polarization axis of the second polarizer (406) may form a 90-degree angle. In one embodiment, when the first polarizing unit (P1) includes the first 1/4 wave plate (403), the fast axis of the first 1/4 wave plate (403) and the fast axis of the second 1/4 wave plate (405) may form a 90-degree angle.

일 실시예에 따르면, 빔 스플리터(BS)는 디스플레이(D)에 가장 가까운 렌즈의 일 면(예: 제3 렌즈(L3)의 디스플레이 측 면(D3)) 상에 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 빔 스플리터(BS)가 배치된 렌즈면(예: 제3 렌즈(L3)의 디스플레이 측 면(D3))은 변곡이 없는 비구면으로 형성될 수 있고, 그에 따라 넓은 화각을 확보하면서도 광 경로의 급격한 변경(예: 반사)에 따른 광학 성능의 저하를 방지할 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(BS)는 실질적으로 광학 물질을 증착 또는 코팅함으로써, 제3 렌즈(L3)의 디스플레이 측 면(D3)에 적층 또는 형성될 수 있다. According to one embodiment, the beam splitter (BS) may be provided on one surface of the lens closest to the display (D) (e.g., the display-side surface (D3) of the third lens (L3)). According to one embodiment, the lens surface on which the beam splitter (BS) is arranged (e.g., the display-side surface (D3) of the third lens (L3)) may be formed as an aspherical surface without inflection, thereby securing a wide field of view while preventing degradation of optical performance due to a sudden change in the optical path (e.g., reflection). For example, the beam splitter (BS) may be laminated or formed on the display-side surface (D3) of the third lens (L3) by substantially depositing or coating an optical material.

일 실시예에서, 반사 부재로서 기능하는 제1 편광부(P1)와 빔 스플리터(BS)가 포함됨으로써 렌즈 어셈블리(LA)의 광학적인 길이가 기계적인(또는 물리적인) 길이보다 커지되, 제1 편광부(P1)와 빔 스플리터(BS) 사이에 배치된 렌즈(또는 렌즈면)의 개수가 최소화될 수 있다. 예를 들어, 소형화된 렌즈 어셈블리(LA) 구조에서 반사 부재(예: 제1 편광부(P1)와 빔 스플리터(BS))에 의해 광학적인 길이가 충분히 확보될 수 있고, 반사 부재(예: 제1 편광부(P1)와 빔 스플리터(BS))들 사이에 배치된 렌즈 또는 렌즈면의 수를 줄임으로써 굴절이나 산란의 증가가 억제되고 렌즈 어셈블리(LA)는 향상된 품질의 이미지를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 상술한 '굴절이나 산란'은 제조 오차나 허용된 범위에서 조립된 과정에서 발생된 오차로 인한 복굴절을 언급한 것일 수 있다. 예를 들어, 반사 부재(예: 제1 편광부(P1)와 빔 스플리터(BS))들 사이에 배치된 렌즈 또는 렌즈면의 수를 줄임으로써 렌즈의 복굴절을 억제하고, 렌즈 어셈블리(LA)는 향상된 품질의 이미지를 제공할 수 있다. In one embodiment, the optical length of the lens assembly (LA) may be greater than the mechanical (or physical) length by including a first polarizing member (P1) and a beam splitter (BS) that function as reflective members, while the number of lenses (or lens surfaces) arranged between the first polarizing member (P1) and the beam splitter (BS) may be minimized. For example, in a miniaturized lens assembly (LA) structure, a sufficient optical length may be secured by the reflective members (e.g., the first polarizing member (P1) and the beam splitter (BS)), and by reducing the number of lenses or lens surfaces arranged between the reflective members (e.g., the first polarizing member (P1) and the beam splitter (BS)), an increase in refraction or scattering may be suppressed, and the lens assembly (LA) may provide an image of improved quality. In one embodiment, the above-described 'refraction or scattering' may refer to birefringence due to manufacturing errors or errors occurring during assembly within an acceptable range. For example, by reducing the number of lenses or lens surfaces arranged between reflective elements (e.g., the first polarizing element (P1) and the beam splitter (BS)), the birefringence of the lens can be suppressed, and the lens assembly (LA) can provide an image of improved quality.

일 실시예에 따르면, 상술한 도 5 및 도 6a와, 후술할 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a 및 도 12a의 의 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000)의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)를 포함하는 광학계, 및 이를 포함하는 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000)(또는 디스플레이 장치)는 후술하는 렌즈 특성, 사양 또는 조건의 적어도 일부를 만족함으로써, 약 100도 이상(예: 약 108도)의 화각(field of view; FOV)의 양호한 광각 또는 초광각 성능 및 고해상도 성능을 갖는 광학계를 최소 매수(예: 3 매)의 렌즈와 소형의 디스플레이로 구현할 수 있고, 수차 제어가 용이하여 양호한 화질 및 선명도를 구현하면서도 소형화될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치 장치는 사용자의 머리나 안면에 착용한 상태로 사용되더라도 사용자의 피로도 및 어지럼증과 같은 현상을 줄일 수 있다.According to one embodiment, the optical system including the lens assembly (LA) and the display (D) of the wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) of the above-described FIGS. 5 and 6A and the wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) (or the display device) including the same can implement an optical system having a good wide-angle or ultra-wide-angle performance and high-resolution performance of a field of view (FOV) of about 100 degrees or more (e.g., about 108 degrees) with a minimum number of lenses (e.g., 3) and a small display by satisfying at least some of the lens characteristics, specifications, or conditions described below, and aberrations The device can be miniaturized while achieving excellent image quality and clarity due to its ease of control. For example, a wearable electronic device according to an embodiment of the present disclosure can reduce user fatigue and dizziness even when worn on the user's head or face.

일 실시예에 따르면, 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 나머지 두 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(L3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 적어도 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈가 부의 굴절력을 갖도록 설계된 경우, 웨어러블 전자 장치(500)의 렌즈 어셈블리(LA)의 색수차 조절 성능 및 광학 성능이 개선될 수 있다.According to one embodiment, one of the three lenses (L1, L2, L3) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power, and the second lens (L2) may have negative refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power, and the third lens (L3) may have negative refractive power. When at least one of the three lenses (L1, L2, L3) is designed to have negative refractive power, the chromatic aberration control performance and optical performance of the lens assembly (LA) of the wearable electronic device (500) may be improved.

일 실시예에서, 제1 렌즈(L1)의 사용자의 눈 측 면(E1)은 사용자의 눈(E) 측으로 볼록하게 형성될 수 있고, 그에 따라 제1 렌즈(L1)를 고정시키는 구조(예: 렌즈 베럴)의 두께(예: 광선축(O) 방향 두께)가 축소될 수 있어, 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)를 포함하는 전체 디스플레이 장치의 두께 축소 또는 박형화에 기여할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 렌즈(L1)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)는 약 1.55 이하의 굴절률 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)는 합성 수지를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)의 사용자의 눈 측 면(E1) 및 디스플레이 측 면(D1) 중 적어도 하나는 비구면으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(D)에 가장 가까운 렌즈(예: 제3 렌즈(L3))의 유효경(effective diameter)은 나머지 렌즈(들)(L2, L3)의 유효경보다 클 수 있다.In one embodiment, the user's eye-side surface (E1) of the first lens (L1) may be formed to be convex toward the user's eye (E) side, and accordingly, the thickness (e.g., thickness in the direction of the optical axis (O)) of a structure (e.g., lens barrel) that fixes the first lens (L1) may be reduced, thereby contributing to a thickness reduction or thinning of the entire display device including the lens assembly (LA) and the display (D). In one embodiment, the first lens (L1) may have a positive refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) may have a refractive index of about 1.55 or less. According to one embodiment, the first lens (L1) may be formed of a material including a synthetic resin. According to one embodiment, at least one of the user's eye-side surface (E1) and the display-side surface (D1) of the first lens (L1) may be formed to be aspherical. In one embodiment, the effective diameter of the lens closest to the display (D) (e.g., the third lens (L3)) may be larger than the effective diameters of the remaining lens(es) (L2, L3).

일 실시예에서, 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가질 경우, 약 1.6 이상의 굴절률 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가질 경우, 약 1.55 이하의 굴절률을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈(L2)는 합성 수지를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2) 및 디스플레이 측 면(D2) 중 적어도 하나는 비구면으로 형성될 수 있다. In one embodiment, the second lens (L2) may have positive refractive power or negative refractive power. According to one embodiment, when the second lens (L2) has negative refractive power, it may have a refractive index of about 1.6 or more. According to one embodiment, when the second lens (L2) has positive refractive power, it may have a refractive index of about 1.55 or less. According to one embodiment, the second lens (L2) may be formed of a material including a synthetic resin. According to one embodiment, at least one of the user's eye-side surface (E2) and the display-side surface (D2) of the second lens (L2) may be formed as an aspherical surface.

일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)이 배치된 렌즈면(예: 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 및/또는 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2))은 비구면이 아닌 구면으로 형성할 수 있고, 그에 따라 광학계의 수차 제어 성능, 큰 화각 및 고해상도 성능을 확보할 수 있으며, 화면의 중심부와 주변부의 선명도를 모두 확보할 수 있고, 사용자의 어지러움 유발을 최소화할 수 있다.According to one embodiment, the lens surface on which the first polarizing portion (P1) is arranged (e.g., the display-side surface (D1) of the first lens (L1) and/or the user's eye-side surface (E2) of the second lens (L2)) can be formed as a spherical surface rather than an aspherical surface, thereby ensuring aberration control performance of the optical system, a large angle of view, and high resolution performance, and ensuring clarity in both the center and periphery of the screen, and minimizing dizziness inducing in the user.

일 실시예에서, 제3 렌즈(L3)의 사용자의 눈 측 면(E3)은 사용자의 눈(E) 측으로 볼록하게 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 렌즈(L3)는 부의 굴절력을 가질 경우, 약 1.6 이상의 굴절률 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가질 경우, 약 1.55 이하의 굴절률 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 렌즈(L3)는 합성 수지를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 렌즈(L3)의 사용자의 눈 측 면(E3) 및 디스플레이 측 면(D3) 중 적어도 하나가 비구면으로 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 제3 렌즈(L3)의 디스플레이 측 면(D3)에는 빔 스플리터(404; BS)가 배치될 수 있고, 해당 면(D3)은 변곡이 없는 비구면으로 형성됨으로써 넓은 화각을 확보하면서도 광 경로의 급격한 변경(예: 반사)에 따른 광학 성능의 저하를 방지할 수 있다.In one embodiment, the user's eye-side surface (E3) of the third lens (L3) may be formed convexly toward the user's eye (E) side. In one embodiment, the third lens (L3) may have positive refractive power or negative refractive power. According to one embodiment, when the third lens (L3) has negative refractive power, it may have a refractive index of about 1.6 or more. According to one embodiment, when the third lens (L3) has positive refractive power, it may have a refractive index of about 1.55 or less. According to one embodiment, the third lens (L3) may be formed of a material including a synthetic resin. According to one embodiment, at least one of the user's eye-side surface (E3) and the display-side surface (D3) of the third lens (L3) may be formed as an aspherical surface. As described above, according to one embodiment, a beam splitter (404; BS) may be placed on the display side surface (D3) of the third lens (L3), and the surface (D3) may be formed as an aspherical surface without inflection, thereby securing a wide angle of view while preventing deterioration of optical performance due to abrupt changes in the optical path (e.g., reflection).

일 실시예에 따르면, 상술한 도 5 및 6a와, 후술할 8a, 9a, 10a, 11a, 12a 의 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000)의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)는 다음의 [식 1]을 만족할 수 있다.According to one embodiment, the optical system (or display device) including the lens assembly (LA) and the display (D) of the wearable electronic devices (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) of the above-described FIGS. 5 and 6a and 8a, 9a, 10a, 11a, 12a to be described later can satisfy the following [Formula 1].

[식 1][Formula 1]

여기서, FOV(field of view)는 광학계의 화각이고, EFL(effective focal length)은 광학계의 합성 초점 거리일 수 있다. 본 개시에서, "광학계의 초점 거리"란, 디스플레이(D) 및 렌즈 어셈블리(LA)를 포함한 합성 초점 거리(또는 전체 디스플레이 장치의 합성 초점 거리)를 지칭할 수 있다. 예를 들어, [식 1]의 산출값이 약 11를 초과하면, 광학계를 100도 이상의 화각을 가지도록 설계하면서 광학계를 소형화할 수 있으나, 소형화에 따른 수차 증가로 인해 고성능의 광학계를 구현하기 어려울 수 있다. 예를 들어, [식 1]의 산출값이 약 4 미만이면, 광학계의 수차 보정에는 유리하지만, 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)를 포함한 광학계의 크기가 증가하여 웨어러블 전자 장치에 적용하기에 어려울 수 있다. Here, FOV (field of view) may be the angle of view of the optical system, and EFL (effective focal length) may be the composite focal length of the optical system. In the present disclosure, the "focal length of the optical system" may refer to the composite focal length including the display (D) and the lens assembly (LA) (or the composite focal length of the entire display device). For example, if the calculated value of [Equation 1] exceeds about 11, the optical system can be miniaturized while designing the optical system to have an angle of view of 100 degrees or more, but it may be difficult to implement a high-performance optical system due to an increase in aberration due to miniaturization. For example, if the calculated value of [Equation 1] is less than about 4, it is advantageous for aberration correction of the optical system, but the size of the optical system including the lens assembly (LA) and the display (D) increases, making it difficult to apply to a wearable electronic device.

일 실시예에 따르면, 상술한 도 5 및 도 6a와, 후술할 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a 및 도 12a의 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600, 700, 800, 900)의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)에서, 렌즈들(L1, L2, L3) 중 적어도 하나의 렌즈는 다음의 [식 2]를 만족할 수 있다.According to one embodiment, in an optical system (or display device) including a lens assembly (LA) and a display (D) of a wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900) of FIGS. 5 and 6A described above and FIGS. 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A described below, at least one lens among the lenses (L1, L2, L3) may satisfy the following [Formula 2].

[식 2][Formula 2]

(여기서, 는 렌즈(L1, L2 및/또는 L3)의 최소 아베수일 수 있다. 예를 들어, [식 2]의 산출값이 약 40을 초과하면, 광학계의 색 수차 보정 성능이 저하될 수 있고, [식 2]의 산출값이 약 15 미만이면, 렌즈들(L1, L2, L3)를 합성 수지 소재로 제작하기 어려워질 수 있고, 그에 따라 렌즈들(L1, L2, L3)를 유리 소재로 제작하는 경우 무게가 증가하여 웨어러블 전자 장치에 적용하기 어려울 수 있다.(Here, may be the minimum Abbe number of the lenses (L1, L2, and/or L3). For example, if the output value of [Equation 2] exceeds about 40, the chromatic aberration correction performance of the optical system may deteriorate, and if the output value of [Equation 2] is less than about 15, it may become difficult to manufacture the lenses (L1, L2, L3) from a synthetic resin material, and accordingly, if the lenses (L1, L2, L3) are manufactured from a glass material, the weight increases, making it difficult to apply them to wearable electronic devices.

일 실시예에 따르면, 상술한 도 5 및 도 6a와, 후술할 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a 및 도 12a의 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000)의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)의 제1 편광부(P1)는 다음의 [식 3]을 만족할 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing portion (P1) of the optical system (or display device) including the lens assembly (LA) and the display (D) of the wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) of FIGS. 5 and 6A described above and FIGS. 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A described below can satisfy the following [Equation 3].

[식 3][Formula 3]

여기서, 는 제1 편광부(P1)의 일 면의 곡률 반경일 수 있다. 예를 들어, [식 3]의 산출값이 약 1000을 초과하면, 제1 편광부(P1)는 실질적으로 평면에 가까운 형상을 가질 수 있고, 그에 따라 광학계의 수차 제어 성능을 확보하기 어려울 수 있다. 예를 들어, [식 3]의 산출값이 약 30 미만이면, 제1 편광부(P1)와 렌즈(예: 제1 렌즈(L1) 및/또는 제2 렌즈(L2))의 접착에 따른 편광 효율 저하로 인해 광학 성능 확보가 어려울 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 편광부(P1)를 [식 3]를 만족하는 곡면으로 구성하는 경우, 사용자에게 제공된 화면의 중앙부뿐만 주변부의 선명도까지 개선함으로써, 화면 전체의 선명도 및 광학 성능을 확보할 수 있다.Here, may be the radius of curvature of one side of the first polarizing portion (P1). For example, if the calculated value of [Formula 3] exceeds about 1000, the first polarizing portion (P1) may have a shape substantially close to a plane, and accordingly, it may be difficult to secure aberration control performance of the optical system. For example, if the calculated value of [Formula 3] is less than about 30, it may be difficult to secure optical performance due to a decrease in polarization efficiency due to adhesion of the first polarizing portion (P1) and a lens (e.g., the first lens (L1) and/or the second lens (L2)). According to one embodiment, when the first polarizing portion (P1) is configured as a curved surface satisfying [Formula 3], the clarity of not only the central portion but also the peripheral portion of the screen provided to the user can be improved, thereby securing the clarity and optical performance of the entire screen.

일 실시예에 따르면, 상술한 도 5 및 도 6a와, 후술할 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a 및 도 12a의 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000)의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)는 다음의 [식 4]를 만족할 수 있다.According to one embodiment, an optical system (or display device) including a lens assembly (LA) and a display (D) of a wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) of FIGS. 5 and 6A described above, and FIGS. 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A described below, can satisfy the following [Equation 4].

[식 4][Formula 4]

여기서, oal는 상기 제1 렌즈의 사용자의 눈 측 면으로부터 디스플레이까지의 거리이고, Dh는 디스플레이의 최대 높이일 수 있다. 여기서, "제1 렌즈(L1)의 사용자의 눈 측 면(E1)으로부터 디스플레이(D)까지의 거리"란, 제1 렌즈(L1)의 사용자의 눈 측 면(E1)의 중심으로부터 디스플레이(D)의 렌즈 어셈블리(LA)를 향한 일 면의 최단 거리를 의미할 수 있다. 본 개시에서, "디스플레이(D)의 최대 높이(Dh)"란, 광선축(O) 상에 위치된 디스플레이(D)의 중심으로부터 광선축(O)에 수직한 축을 기준으로 측정된 디스플레이(D)의 대각 길이로서, 디스플레이(D)의 대각 길이의 절반(또는 "상고(ImgH)")으로 이해될 수 있다. 예를 들어, [식 4]의 산출값이 약 1.75를 초과하면, 디스플레이(D)의 크기에 비해 렌즈 어셈블리(LA)의 전체 두께가 증가하여 광학계의 소형화가 어려울 수 있다. 예를 들어, [식 4]의 산출값이 약 0.8 미만이면, 광학계의 소형화에는 유리할 수 있으나, 렌즈 어셈블리(LA) 또는 렌즈들(L1, L2, L3)의 두께가 얇아져 수차 보정 성능이 저하될 수 있고, 고성능의 광학계를 구현하기 어려울 수 있다.Here, oal is the distance from the user's eye-side surface of the first lens to the display, and Dh may be the maximum height of the display. Here, the "distance from the user's eye-side surface (E1) of the first lens (L1) to the display (D)" may mean the shortest distance of one side from the center of the user's eye-side surface (E1) of the first lens (L1) toward the lens assembly (LA) of the display (D). In the present disclosure, the "maximum height (Dh) of the display (D)" may be understood as the diagonal length of the display (D) measured from the center of the display (D) positioned on the light axis (O) to the axis perpendicular to the light axis (O), and half of the diagonal length of the display (D) (or "image height (ImgH)"). For example, if the calculated value of [Formula 4] exceeds about 1.75, the overall thickness of the lens assembly (LA) may increase compared to the size of the display (D), making it difficult to miniaturize the optical system. For example, if the output value of [Formula 4] is less than about 0.8, it may be advantageous for miniaturizing the optical system, but the thickness of the lens assembly (LA) or lenses (L1, L2, L3) may be reduced, which may deteriorate the aberration correction performance, and it may be difficult to implement a high-performance optical system.

이하의 [표 1] 은 본 개시의 실시예들의 상술한 [식 1] 내지 [식 4]의 산출값을 나타낼 수 있다. 이하의 [표 1]의 기재와 같이 도 6a 내지 도 6e의 실시예 1, 도 8a 내지 도 8e의 실시예 2, 도 9a 내지 도 9e의 실시예 3, 도 10a 내지 도 10e의 실시예 4, 도 11a 내지 도 11e의 실시예 5, 도 12a 내지 도 12e의 실시예 6은 [식 1] 내지 [식 4]을 만족할 수 있다.The following [Table 1] can represent the calculated values of the above-described [Formula 1] to [Formula 4] of the embodiments of the present disclosure. As described in the following [Table 1], Example 1 of FIGS. 6a to 6e, Example 2 of FIGS. 8a to 8e, Example 3 of FIGS. 9a to 9e, Example 4 of FIGS. 10a to 10e, Example 5 of FIGS. 11a to 11e, and Example 6 of FIGS. 12a to 12e can satisfy [Formula 1] to [Formula 4].

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 식1Equation 1 7.157.15 7.157.15 7.157.15 7.207.20 7.577.57 6.356.35 식2Equation 2 23.9623.96 23.9623.96 23.9623.96 23.9623.96 23.9623.96 23.9623.96 식3Equation 3 100100 100100 6060 6060 4747 920920 식4Equation 4 1.251.25 1.171.17 1.261.26 1.221.22 1.301.30 1.041.04

[실시예 1][Example 1]

도 6a 내지 도 6e의 실시예에 따르면, 디스플레이(D) 및 렌즈 어셈블리(LA)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)는, 약 15.13mm의 초점 거리(f)(예: 합성 초점 거리(EFL))를 가지며, 약 3.78의 F-수(또는 FNO), 약 54.0의 광학계의 수평 화각(HFoV) 및 약 12.323mm의 상고(ImgH)를 가질 수 있다. 본 개시에서, "상고(ImgH)"는, 디스플레이의 전체 대각 길이의 절반을 지칭할 수 있다.According to the embodiments of FIGS. 6A to 6E, an optical system (or display device) including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) (e.g., a composite focal length (EFL)) of about 15.13 mm, an F-number (or FNO) of about 3.78, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0 mm, and an image height (ImgH) of about 12.323 mm. In the present disclosure, “image height (ImgH)” may refer to half of the total diagonal length of the display.

일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(LA)(예: 웨어러블 전자 장치(500))의 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 나머지 두 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(L3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 적어도 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈가 부의 굴절력을 갖도록 설계된 경우, 웨어러블 전자 장치(500)의 렌즈 어셈블리(LA)의 색수차 조절 성능 및 광학 성능이 개선될 수 있다.According to one embodiment, one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) (e.g., the wearable electronic device (500)) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power, and the second lens (L2) may have negative refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power, and the third lens (L3) may have negative refractive power. When at least one of the three lenses (L1, L2, L3) is designed to have negative refractive power, the chromatic aberration control performance and optical performance of the lens assembly (LA) of the wearable electronic device (500) may be improved.

일 실시예에서, 렌즈 어셈블리(LA)(예: 웨어러블 전자 장치(500))는 [표 2]에 제시된 사양으로 제작될 수 있으며, [표 3] 및 [표 4]의 비구면 계수를 가질 수 있다. 비구면의 정의는 다음의 [수학식 1]을 통해 산출될 수 있다. [표 2]에서 'REF.'는 도 6a 및 도 6b의 렌즈들(L1, L2, L3) 및/또는 편광부(P1, P2)에 부여된 참조번호를 예시하며, '렌즈면(surface; Surf)'은 광을 투과시키는(또는 반사시키는) 렌즈면 또는 편광부의 면에 부여된 서수를 기재한 것으로서, 디스플레이(D)로부터 사용자 눈(E)에 이르는 광 경로의 역 방향을 따라 순차적으로 서수가 부여된 것일 수 있다. [표 2]의 'Display window'(예: 도 6a 및 도 6b의 커버 윈도우(W))는 디스플레이 보호용 플레이트로서 실질적으로 투명한 플레이트일 수 있다.In one embodiment, a lens assembly (LA) (e.g., a wearable electronic device (500)) may be manufactured with the specifications presented in [Table 2] and may have aspheric coefficients of [Table 3] and [Table 4]. The definition of asphericity may be calculated through the following [Mathematical Formula 1]. In [Table 2], 'REF.' exemplifies a reference number assigned to the lenses (L1, L2, L3) and/or polarizing portions (P1, P2) of FIGS. 6A and 6B, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal number assigned to a surface of a lens or polarizing portion that transmits (or reflects) light, and may be an ordinal number sequentially assigned along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E). The 'Display window' of [Table 2] (e.g., the cover window (W) of FIGS. 6a and 6b) may be a substantially transparent plate as a plate for protecting the display.

[표 3] 및 [표 4]를 비롯한 후술하는 표들의 비구면 계수는 아래의 [수학식 1]로부터 산출될 수 있다.The aspherical coefficients of the tables described below, including [Table 3] and [Table 4], can be calculated from [Mathematical Formula 1] below.

[수학식 1][Mathematical Formula 1]

여기서, "x"는 렌즈의 정점으부터 광선축(O) 방향의 거리이고, "y"는 광선축(O)으로부터 광선축(O)에 수직인 방향의 거리이며, 'R'은 렌즈의 정점에서 곡률 반경(radius of curvature)이고, 'K'는 코닉(Conic) 상수를, ''는 각각 비구면 계수를 의미할 수 있다. [식 2]의 비구면 계수(들) 중, 그 값이 0(zero)인 비구면 계수는 후술되는 [표 3] 또는 [표 4]에서 생략될 수 있다. Here, "x" is the distance from the apex of the lens in the direction of the ray axis (O), "y" is the distance from the ray axis (O) in the direction perpendicular to the ray axis (O), 'R' is the radius of curvature at the apex of the lens, 'K' is the Conic constant, and ' ' may each mean an aspherical coefficient. Among the aspherical coefficient(s) of [Formula 2], an aspherical coefficient whose value is 0 (zero) may be omitted from [Table 3] or [Table 4] described below.

REF.REF. 렌즈면
(Surf)
Lens surface
(Surf)
렌즈면 유형Lens surface type 곡률반경
(radius)
Radius of curvature
(radius)
두께
(Thick)
thickness
(Thick)
재질texture 굴절률
(nd)
refractive index
(nd)
아베수
(vd)
Abe number
(vd)
굴절모드Refractive mode
   사용자의 눈(E)User's Eyes (E) SphereSphere infinityinfinity infinityinfinity          굴절refraction    조리개iris SphereSphere infinityinfinity 10.00010,000          굴절refraction L1L1 22 AsphereAsphere 117.093117.093 3.7233.723 OPTIMAS7500OPTIMAS7500 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 33 AsphereAsphere -77.862-77.862 0.1200.120          굴절refraction P1P1 44 SphereSphere -100.000-100,000 0.2100.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 55 SphereSphere -100.000-100,000 0.0900.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction L2L2 66 SphereSphere -100.000-100,000 1.8001,800 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 77 AsphereAsphere -1466.991-1466.991 0.1300.130          굴절refraction L3L3 88 AsphereAsphere 168.248168.248 7.1177.117 OPTIMAS7500OPTIMAS7500 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 99 AsphereAsphere -40.535-40.535 -7.117-7.117 OPTIMAS7500OPTIMAS7500 1.4971.497 57.3957.39 반사reflection 1010 AsphereAsphere 168.248168.248 -0.130-0.130          굴절refraction L2L2 1111 AsphereAsphere -1466.991-1466.991 -1.800-1.800 EP5000EP5000       굴절refraction 1212 SphereSphere -100.000-100,000 -0.090-0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction P1P1 1313 SphereSphere -100.000-100,000 0.0900.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 반사reflection L2L2 1414 SphereSphere -100.000-100,000 1.8001,800 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 1515 AsphereAsphere -1466.991-1466.991 0.1300.130          굴절refraction L3L3 1616 AsphereAsphere 168.248168.248 7.1177.117 OPTIMAS7500OPTIMAS7500 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 1717 AsphereAsphere -40.535-40.535 0.6560.656          굴절refraction P2P2 1818 SphereSphere infinityinfinity 0.1760.176 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction Display
window
Display
window
1919 SphereSphere infinityinfinity 0.5000.500 BSC7_HOYABSC7_HOYA 1.5201.520 64.264.2 굴절refraction
2020 SphereSphere infinityinfinity 0.0100.010          굴절refraction    displaydisplay SphereSphere infinityinfinity 0.0000.000            

SurfSurf 22 33 77 88 99 곡률반경Radius of curvature 117.093117.093 -77.862-77.862 -1466.991-1466.991 168.248168.248 -40.535-40.535 k(conic)k(conic) 24.86924.869 7.3397.339 99.00099,000 28.80928.809 -0.046-0.046 A4A4 -4.84E-05-4.84E-05 -3.05E-05-3.05E-05 4.11E-054.11E-05 4.43E-054.43E-05 -3.94E-07-3.94E-07 A6A6 1.68E-071.68E-07 -1.96E-07-1.96E-07 -2.91E-07-2.91E-07 -3.03E-07-3.03E-07 1.54E-081.54E-08 A8A8 -1.11E-09-1.11E-09 1.62E-091.62E-09 7.27E-107.27E-10 9.59E-109.59E-10 4.68E-114.68E-11 A10A10 5.27E-125.27E-12 -2.23E-12-2.23E-12 -8.10E-13-8.10E-13 -2.34E-12-2.34E-12 -4.74E-13-4.74E-13 A12A12 -8.13E-15-8.13E-15 00 2.65E-162.65E-16 2.32E-152.32E-15 5.74E-165.74E-16

SurfSurf 1010 1111 1515 1616 1717 곡률반경Radius of curvature 168.248168.248 -1466.991-1466.991 -1466.991-1466.991 168.248168.248 -40.535-40.535 k(conic)k(conic) 28.80928.809 99.00099,000 99.00099,000 28.80928.809 -0.046-0.046 A4A4 4.43E-054.43E-05 4.11E-054.11E-05 4.11E-054.11E-05 4.43E-054.43E-05 -3.94E-07-3.94E-07 A6A6 -3.03E-07-3.03E-07 -2.91E-07-2.91E-07 -2.91E-07-2.91E-07 -3.03E-07-3.03E-07 1.54E-081.54E-08 A8A8 9.59E-109.59E-10 7.27E-107.27E-10 7.27E-107.27E-10 9.59E-109.59E-10 4.68E-114.68E-11 A10A10 -2.34E-12-2.34E-12 -8.10E-13-8.10E-13 -8.10E-13-8.10E-13 -2.34E-12-2.34E-12 -4.74E-13-4.74E-13 A12A12 2.32E-152.32E-15 2.65E-162.65E-16 2.65E-162.65E-16 2.32E-152.32E-15 5.74E-165.74E-16

도 6c는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프로서, 가로축은 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration)의 계수를 나타내고, 세로축은 광선축(O)으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타내며, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화를 보여준다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 617.0000(NM, nanometer), 530.0000(NM), 459.0000(NM)인 광에 대해 각각 나타낸다. 도 6d는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 비점수차(astigmatic field curves)를 나타내는 그래프이고, 'S'는 구결면(sagittal plane)을 예시하고, 'T'는 자오면(tangential plane or meridional plane)을 예시하고 있다. 도 6e는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(500)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 왜곡율(distortion)을 나타내는 그래프이다.도 6f는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 공간 주파수 변화에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. 도 6g는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 6a의 광학계의 특정 공간 주파수에서 디포커싱 위치(defocusing position)에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. 도 7a는 기존의 광학계의 공간 주파수 변화에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. 도 7b는 기존의 광학계의 특정 주파수에서 디스플레이 상에서의 위치에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. 도 6f 및 도 7a에서, 가로 축(또는 X 축)은 공간 주파수(cycles/mm 또는 lp/mm)를 나타내고, 세로 축(또는 Y 축)은 변조(modulation), 즉 대비(contrast)(%)를 나타낼 수 있다. 도 6g 및 도 7b에서, 가로 축(또는 X 축)은 디포커싱 위치(defocusing position)(mm)를 나타내고, 세로 축(또는 Y 축은)은 변조(modulation), 즉 대비(contrast)(%)를 나타낼 수 있다. 도 6f 내지 도 7b는 회절 한계(또는 Diff. Limit), 0.000 도(또는 deg), 10.000도, 20.000도 및 30.000도의 화각의 그래프들을 나타낼 수 있다. 본 개시에서, 디포커싱 위치가 0이라 함은, 광학계의 설계 위치로서 광학계의 초점이 가장 잘 맞는 디스플레이(D)의 위치일 수 있다. FIG. 6C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (500) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively. FIG. 6d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of the optical system of the wearable electronic device (500) according to an embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane. FIG. 6e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of the optical system of the wearable electronic device (500) according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 6f is a graph showing modulation transfer function by field of view according to spatial frequency change of the optical system of FIG. 6a according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 6g is a graph showing modulation transfer function by field of view according to defocusing position at a specific spatial frequency of the optical system of FIG. 6a according to an embodiment of the present disclosure. Fig. 7a is a graph of the modulation transfer function according to the change in spatial frequency of the existing optical system by field of view. Fig. 7b is a graph of the modulation transfer function according to the field of view according to the position on the display at a specific frequency of the existing optical system. In Figs. 6f and 7a, the horizontal axis (or X-axis) may represent the spatial frequency (cycles/mm or lp/mm), and the vertical axis (or Y-axis) may represent the modulation, that is, the contrast (%). In Figs. 6g and 7b, the horizontal axis (or X-axis) may represent the defocusing position (mm), and the vertical axis (or Y-axis) may represent the modulation, that is, the contrast (%). Figs. 6f to 7b may represent graphs of field of view of the diffraction limit (or Diff. Limit), 0.000 degrees (or deg), 10.000 degrees, 20.000 degrees, and 30.000 degrees. In the present disclosure, the defocusing position 0 may be the design position of the optical system and the position of the display (D) where the focus of the optical system is best.

도 6f 및 도 7a는 0 내지 약 140lp/mm 범위에서 공간 주파수(또는 공간 해상도)(lp/mm) 변화에 따른 화각 별 변조 전달 기능(MTF; Modulation Transfer Function) 그래프일 수 있다. 예를 들어, 변조 전달 기능(MTF) 그래프 상에서, 각 공간 주파수에서 높은 대비를 나타낼수록 디스플레이(D)의 화면(예: 중심부 및 주변부)의 선명도가 높을 수 있다. 예를 들어, 44lp/mm의 공간 주파수에서 화각(0.000 도, 10.000도, 20.000도, 30.000) 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 모두 0.5 이상인 경우, 디스플레이(D)의 화면(예: 중심부 및 주변부)의 선명도가 높은 것으로 이해될 수 있다.FIG. 6F and FIG. 7A may be graphs of modulation transfer function (MTF) according to changes in spatial frequency (or spatial resolution) (lp/mm) in the range of 0 to about 140 lp/mm for each viewing angle. For example, on the MTF graph, the higher the contrast at each spatial frequency, the higher the clarity of the screen (e.g., center and periphery) of the display (D). For example, when the modulation (or contrast) of the graphs for each viewing angle (0.000 degrees, 10.000 degrees, 20.000 degrees, 30.000) at a spatial frequency of 44 lp/mm are all 0.5 or higher, it can be understood that the clarity of the screen (e.g., center and periphery) of the display (D) is high.

도 6g 및 도 7b는 광학계의 44lp/mm의 공간 주파수(또는 공간 해상도)에서 디포커싱 위치(defocusing position) 변화에 따른 화각 별 변조 전달 기능(MTF) 그래프일 수 있다. 예를 들어, 디포커싱 위치가 0일 때를 기준으로, 화각 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 가장 크고, 선명도가 클 수 있다. 예를 들어, 디포커싱 위치가 0일 때를 기준으로, 화각 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 모두 0.5 이상인 경우, 디스플레이(D)의 화면의 중심부와 주변부에서 모두 선명도가 높은 것으로 이해될 수 있다.Figures 6g and 7b may be graphs of modulation transfer function (MTF) according to changes in the defocusing position at a spatial frequency (or spatial resolution) of 44 lp/mm of the optical system. For example, when the defocusing position is 0, the modulation (or contrast) of the graphs for each angle of view may be the largest and the clarity may be high. For example, when the modulation (or contrast) of the graphs for each angle of view is all 0.5 or higher when the defocusing position is 0, it can be understood that the clarity is high both in the center and the periphery of the screen of the display (D).

일반적으로, 사람의 눈의 대비 민감도(contrast sensitivity)는 10cpd, 즉 1도의 화각 안에 10lp(line pair)가 존재할 때 가장 높을 수 있다. 본 개시의 실시예 1 내지 6에 따라 화각이 약 100도 이상(예: 약 108도)인 광학계에서, 1도 당 10lp 조건이려면, 전체 화각에서 1080lp가 보일 때 사람의 눈의 대비 민감도가 가장 높을 수 있고, 이는 2160의 라인(line)이 보이는 조건일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(D)의 대각 길이의 절반이 12.32mm이고 2160의 라인이 디스플레이(D)에 표시되는 조건일 때, 하나의 라인의 높이는 24.64mm/2160, 즉 0.0114mm일 수 있고, 이를 공간 주파수로 환산하면, 약 44lp/mm일 수 있다. 따라서, 10cpd 조건에서 기준이 되는 공간 주파수는 44lp/mm이고, 해당 주파수에서 변조(또는 대비)가 그래프 상으로 0.5 이상, 즉 50%이상일 때 선명도가 높은 것으로 이해될 수 있다. 본 개시의 실시예들(예: 도 6f, 도 6g, 도 8f 및 도 8g)에 따르면, 44lp/mm의 공간 주파수에서 화각(0.000 도, 10.000도, 20.000도, 30.000) 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 모두 0.5 이상일 수 있다. In general, the contrast sensitivity of the human eye may be highest when 10 cpd (line pairs) exist within a 1 degree field of view. In an optical system having a field of view of about 100 degrees or more (e.g., about 108 degrees) according to embodiments 1 to 6 of the present disclosure, for a condition of 10 lp per degree, the contrast sensitivity of the human eye may be highest when 1080 lp is visible in the entire field of view, which may be a condition where 2160 lines are visible. For example, when half of the diagonal length of the display (D) is 12.32 mm and 2160 lines are displayed on the display (D), the height of one line may be 24.64 mm/2160, that is, 0.0114 mm, and when this is converted to a spatial frequency, it may be about 44 lp/mm. Therefore, under the 10cpd condition, the reference spatial frequency is 44lp/mm, and when the modulation (or contrast) at that frequency is 0.5 or more, i.e., 50% or more on the graph, it can be understood that the clarity is high. According to the embodiments of the present disclosure (e.g., FIGS. 6f, 6g, 8f, and 8g), the modulation (or contrast) of the graphs for each viewing angle (0.000 degrees, 10.000 degrees, 20.000 degrees, 30.000) at the spatial frequency of 44lp/mm can all be 0.5 or more.

도 7a 및 도 7b의 광학계는 3 매의 렌즈들, 디스플레이, 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 배치된 제1 편광부 및 제3 렌즈와 디스플레이 사이에 배치된 제2 편광부를 포함하되, 본 개시의 상술한 실시예 1 및 후술할 실시예 2 내지 6에 따른 광학계들(도 6a 내지 도 6g 및 도 8a 내지 도 12e 참조)와 달리, 제1 편광부의 일 면의 형상이 실질적으로 평면에 가깝게 형성될 수 있다. 이하에서는, 도 7a 및 도 7b의 기존의 광학계를, 상술한 실시예 1 및 후술할 실시예 2 내지 6에 따른 광학계들(도 6a 내지 도 6g 및 도 8a 내지 도 12e 참조)와 같이, 제1 편광부(P1)의 일 면의 형상을 곡면으로 형성함에 따른 광학계의 선명도의 개선 효과를 기존의 선명도과 대조하여 설명한다.The optical system of FIGS. 7A and 7B includes three lenses, a display, a first polarizing portion arranged between a first lens and a second lens, and a second polarizing portion arranged between a third lens and the display. However, unlike the optical systems according to the above-described Embodiment 1 and Embodiments 2 to 6 of the present disclosure (see FIGS. 6A to 6G and FIGS. 8A to 12E), the shape of one side of the first polarizing portion can be formed to be substantially close to a plane. Hereinafter, the effect of improving the sharpness of the optical system by forming the shape of one side of the first polarizing portion (P1) into a curved surface, like the optical systems according to the above-described Embodiment 1 and Embodiments 2 to 6 (see FIGS. 6A to 6G and FIGS. 8A to 12E), in comparison with the sharpness of the existing optical system of FIGS. 7A and 7B, will be described.

도 7a를 참조하면, 기존의 광학계에서는, 일부 화각(예: F2:T(ANG) 10.000deg, F3:T(ANG) 20.000deg, F4:T(ANG) 30.000deg)에서 44lp/mm의 공간 주파수에서 변조(또는 대비)가 0.5 보다 작을 수 있다. 반면에, 도 6f를 참조하면, 기존의 광학계와 달리 제1 편광부(P1)가 곡면으로 구성된 광학계에서는, 44lp/mm의 공간 주파수에서 화각 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 모두 0.5 보다 크게 측정되어 기존 광학계에 비하여 디스플레이(D)의 화면(예: 중심부 및 주변부)의 높은 선명도가 확보될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 기존의 광학계에서는 디포커싱 위치가 0일 때를 기준으로, 변조(또는 대비)가 0.5 이하인 화각이 존재할 수 있다. 반면에, 도 6g를 참고하면, 본 개시의 실시예(들)에 따른 광학계에서는, 디포커싱 위치가 0일 때를 기준으로, 모든 화각 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 0.5 이상일 수 있고, 기존 광학계에 비하여 디스플레이(D)의 화면의 중심부뿐만 아니라 주변부가 모두 선명함을 확인할 수 있다. 또한, 도 6g를 참조하면, 본 개시의 실시예(들)에 따른 광학계에서는, 디포커싱 위치가 0일 때의 화각 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 모두 0.5 이상이면서, 화각 별 그래프들의 피크 부분(디포커싱 위치 0 주위)에서의 변조(또는 대비) 값의 편차가 기존 광학계(예: 도 7b를 참조)에 비하여 작을 수 있고, 화각 별 그래프들의 기존 광학계(예: 도 7b를 참조)에 비하여 디스플레이(D)의 화면의 중심부뿐만 아니라 주변부가 선명하면서도 선명도의 편차가 작을 수 있다.Referring to Fig. 7a, in the conventional optical system, the modulation (or contrast) may be less than 0.5 at a spatial frequency of 44 lp/mm at some angles of view (e.g., F2:T(ANG) 10.000deg, F3:T(ANG) 20.000deg, F4:T(ANG) 30.000deg). On the other hand, referring to Fig. 6f, unlike the conventional optical system, in the optical system in which the first polarizing portion (P1) is configured as a curved surface, the modulation (or contrast) of the graphs for each angle of view is all measured to be greater than 0.5 at a spatial frequency of 44 lp/mm, so that higher clarity of the screen (e.g., center and periphery) of the display (D) can be secured compared to the conventional optical system. Referring to Fig. 7b, in the conventional optical system, there may exist an angle of view in which the modulation (or contrast) is less than 0.5 when the defocusing position is 0. On the other hand, referring to FIG. 6g, in the optical system according to the embodiment(s) of the present disclosure, when the defocusing position is 0, the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view can be 0.5 or higher, and it can be confirmed that not only the center but also the periphery of the screen of the display (D) is clear compared to the existing optical system. In addition, referring to FIG. 6g, in the optical system according to the embodiment(s) of the present disclosure, when the defocusing position is 0, the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view is 0 or higher, and the deviation of the modulation (or contrast) value in the peak part (around the defocusing position 0) of the graphs for each angle of view can be smaller than in the existing optical system (e.g., refer to FIG. 7b), and not only the center but also the periphery of the screen of the display (D) can be clear compared to the existing optical system (e.g., refer to FIG. 7b) of the graphs for each angle of view, and the deviation of the sharpness can be smaller.

[실시예 2][Example 2]

도 8a는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)(예: 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 2 내지 도 6a의 웨어러블 전자 장치(200, 300, 400, 500))를 나타내는 도면이다. 도 8b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 B 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 8c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 8d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 8e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다. FIG. 8A is a diagram illustrating a wearable electronic device (600) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A). FIG. 8B is an enlarged diagram illustrating a portion B of FIG. 8A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 8C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 8A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 8D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 8A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 8E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 8A according to an embodiment of the present disclosure.

도 8a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)는 도 5, 도 6a 및 도 6b의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)로 참조될 수 있다. 도 8a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)에 관한 설명 중 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 상술한 설명이 적용될 수 있고, 이하에서는 반복 설명하지 않을 수 있다.The lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 8a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6a, and 6b. The description given above with reference to FIGS. 5, 6a, and 6b regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 8a may be applied, and may not be repeated hereinafter.

도 8a 내지 도 8e의 실시예에 따르면, 디스플레이(D) 및 렌즈 어셈블리(LA)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)는, 약 15.1mm의 초점 거리(f)를 가지며, 약 3.7의 F-수(또는 FNO), 약 54.0의 광학계의 수평 화각(HFoV) 및 약 12.32mm의 상고(ImgH)를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(LA)(예: 웨어러블 전자 장치(600))의 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 나머지 두 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(L3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 적어도 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈가 부의 굴절력을 갖도록 설계된 경우, 웨어러블 전자 장치(600)의 렌즈 어셈블리(LA)의 색수차 조절 성능 및 광학 성능이 개선될 수 있다.According to the embodiments of FIGS. 8A to 8E, an optical system (or display device) including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 15.1 mm, an F-number (or FNO) of about 3.7, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0 mm, and an image height (ImgH) of about 12.32 mm. According to one embodiment, one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) (e.g., the wearable electronic device (600)) may have negative refractive power, and the other two lenses may have positive refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power, and the second lens (L2) may have negative refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power, and the third lens (L3) may have negative refractive power. When at least one of the three lenses (L1, L2, L3) is designed to have negative refractive power, the chromatic aberration control performance and optical performance of the lens assembly (LA) of the wearable electronic device (600) may be improved.

일 실시예에서, 렌즈 어셈블리(LA)는 [표 5]에 제시된 사양으로 제작될 수 있으며, [표 6] 및 [표 7]의 비구면 계수를 가질 수 있다. In one embodiment, the lens assembly (LA) can be manufactured to the specifications presented in [Table 5] and can have aspheric coefficients in [Table 6] and [Table 7].

[표 5]에서 'REF.'는 도 8a 및 도 8b의 렌즈들(L1, L2, L3) 및/또는 편광부(P1, P2)에 부여된 참조번호를 예시하며, '렌즈면(surface; Surf)'은 광을 투과시키는(또는 반사시키는) 렌즈면 또는 편광부의 면에 부여된 서수를 기재한 것으로서, 디스플레이(D)로부터 사용자 눈(E)에 이르는 광 경로의 역 방향을 따라 순차적으로 서수가 부여된 것일 수 있다. [표 5]의 'Display window'(예: 도 8a 및 도 8b의 커버 윈도우(W))는 디스플레이 보호용 플레이트로서 실질적으로 투명한 플레이트일 수 있다.In [Table 5], 'REF.' exemplifies a reference number assigned to the lenses (L1, L2, L3) and/or polarizing parts (P1, P2) of FIGS. 8a and 8b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal number assigned to a surface of a lens or polarizing part that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E). The 'Display window' of [Table 5] (e.g., the cover window (W) of FIGS. 8a and 8b) may be a substantially transparent plate as a plate for protecting the display.

REF.REF. 렌즈면
(surface)
Lens surface
(surface)
Surface
Type
Surface
Type
곡률반경
(radius)
Radius of curvature
(radius)
두께
(thick)
thickness
(thick)
재질texture 굴절률
(nd)
refractive index
(nd)
아베수
(vd)
Abe number
(vd)
굴절모드Refractive mode
   사용자의 눈(E)User's Eyes (E) SphereSphere infinityinfinity infinityinfinity          굴절refraction    조리개
(stop)
iris
(stop)
SphereSphere infinityinfinity 10.00010,000          굴절refraction
L1L1 22 AsphereAsphere 177.917177.917 2.7082.708 APE5014APE5014 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 33 SphereSphere -100.000-100,000 0.0900.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction P1P1 44 SphereSphere -100.000-100,000 0.2100.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 55 SphereSphere -100.000-100,000 0.1200.120          굴절refraction L2L2 66 AsphereAsphere -372.747-372.747 1.8001,800 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 77 AsphereAsphere 131.463131.463 0.1300.130          굴절refraction L3L3 88 AsphereAsphere 200.396200.396 7.1907.190 APE5014APE5014 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 99 AsphereAsphere -40.445-40.445 -7.190-7.190 APE5014APE5014 1.4971.497 57.3957.39 반사reflection 1010 AsphereAsphere 200.396200.396 -0.130-0.130          굴절refraction L2L2 1111 AsphereAsphere 131.463131.463 -1.800-1.800 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 1212 AsphereAsphere -372.747-372.747 -0.120-0.120          굴절refraction P1P1 1313 SphereSphere -100.000-100,000 -0.210-0.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 1414 SphereSphere -100.000-100,000 0.2100.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 반사reflection 1515 SphereSphere -100.000-100,000 0.1200.120          굴절refraction L2L2 1616 AsphereAsphere -372.747-372.747 1.8001,800 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 1717 AsphereAsphere 131.463131.463 0.1300.130          굴절refraction L3L3 1818 AsphereAsphere 200.396200.396 7.1907.190 APE5014APE5014 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 1919 AsphereAsphere -40.445-40.445 0.6560.656          굴절refraction P2P2 2020 SphereSphere infinityinfinity 0.1760.176 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction Display
window
Display
window
2121 SphereSphere infinityinfinity 0.5000.500 BSC7BSC7 1.5201.520 64.264.2 굴절refraction
2222 SphereSphere infinityinfinity 0.0100.010          굴절refraction    displaydisplay SphereSphere infinityinfinity 0.0000.000            

SurfSurf 22 66 77 88 99 1010 곡률반경Radius of curvature 177.917177.917 -372.747-372.747 131.463131.463 200.396200.396 -40.445-40.445 200.396200.396 k(conic)k(conic) 87.37987.379 99.00099,000 16.44716.447 78.61078.610 0.0230.023 78.61078.610 A4A4 -2.39E-05-2.39E-05 -2.27E-05-2.27E-05 1.02E-051.02E-05 5.30E-055.30E-05 1.96E-061.96E-06 5.30E-055.30E-05 A6A6 2.97E-072.97E-07 1.79E-071.79E-07 -9.27E-08-9.27E-08 -3.52E-07-3.52E-07 3.99E-093.99E-09 -3.52E-07-3.52E-07 A8A8 -2.46E-09-2.46E-09 -6.68E-10-6.68E-10 2.01E-102.01E-10 1.07E-091.07E-09 5.28E-115.28E-11 1.07E-091.07E-09 A10A10 8.53E-128.53E-12 8.00E-138.00E-13 -4.82E-13-4.82E-13 -2.35E-12-2.35E-12 -4.15E-13-4.15E-13 -2.35E-12-2.35E-12 A12A12 -1.25E-14-1.25E-14 6.95E-176.95E-17 5.09E-165.09E-16 2.24E-152.24E-15 5.39E-165.39E-16 2.24E-152.24E-15

SurfSurf 1111 1212 1616 1717 1818 1919 곡률반경Radius of curvature 131.463131.463 -372.747-372.747 -372.747-372.747 131.463131.463 200.396200.396 -40.445-40.445 k(conic)k(conic) 16.44716.447 99.00099,000 99.00099,000 16.44716.447 78.61078.610 0.0230.023 A4A4 1.02E-051.02E-05 -2.27E-05-2.27E-05 -2.27E-05-2.27E-05 1.02E-051.02E-05 5.30E-055.30E-05 1.96E-061.96E-06 A6A6 -9.27E-08-9.27E-08 1.79E-071.79E-07 1.79E-071.79E-07 -9.27E-08-9.27E-08 -3.52E-07-3.52E-07 3.99E-093.99E-09 A8A8 2.01E-102.01E-10 -6.68E-10-6.68E-10 -6.68E-10-6.68E-10 2.01E-102.01E-10 1.07E-091.07E-09 5.28E-115.28E-11 A10A10 -4.82E-13-4.82E-13 8.00E-138.00E-13 8.00E-138.00E-13 -4.82E-13-4.82E-13 -2.35E-12-2.35E-12 -4.15E-13-4.15E-13 A12A12 5.09E-165.09E-16 6.95E-176.95E-17 6.95E-176.95E-17 5.09E-165.09E-16 2.24E-152.24E-15 5.39E-165.39E-16

도 8c는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프로서, 가로축은 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration)의 계수를 나타내고, 세로축은 광선축(O)으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타내며, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화를 보여준다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 617.0000(NM, nanometer), 530.0000(NM), 459.0000(NM)인 광에 대해 각각 나타낸다. 도 8d는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 비점수차(astigmatic field curves)를 나타내는 그래프이고, 'S'는 구결면(sagittal plane)을 예시하고, 'T'는 자오면(tangential plane or meridional plane)을 예시하고 있다. 도 8e는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(600)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 왜곡율(distortion)을 나타내는 그래프이다.FIG. 8C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (600) according to one embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively. FIG. 8d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (600) according to one embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane. FIG. 8e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (600) according to one embodiment of the present disclosure.

도 8f는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 공간 주파수 변화에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. 도 8g는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8a의 광학계의 특정 공간 주파수에서 디스플레이 상에서의 위치에 따른 화각별 변조 전달 기능 그래프이다. FIG. 8F is a graph of the modulation transfer function for each field of view according to the spatial frequency change of the optical system of FIG. 8A according to one embodiment of the present disclosure. FIG. 8G is a graph of the modulation transfer function for each field of view according to the position on the display at a specific spatial frequency of the optical system of FIG. 8A according to one embodiment of the present disclosure.

도 8f 및 도 8g에서, 가로 축(또는 X 축)은 공간 주파수(cycles/mm 또는 lp/mm)를 나타내고, 세로 축(또는 Y 축)은 변조(modulation), 즉 대비(contrast)(%)를 나타낼 수 있다. 도 8f 및 도 8g에서, 가로 축(또는 X 축)은 디포커싱 위치(defocusing position)(mm)를 나타내고, 세로 축(또는 Y 축은)은 변조(modulation), 즉 대비(contrast)(%)를 나타낼 수 있다. 도 8f 및 도 8g는 회절 한계(또는 Diff. Limit), 0.000 도(또는 deg), 10.000도, 20.000도 및 30.000도의 화각의 그래프들을 예시할 수 있다 본 개시에서, 디포커싱 위치가 0이라 함은, 광학계의 설계 위치로서 광학계의 초점이 가장 잘 맞는 디스플레이(D)의 위치일 수 있다. In FIGS. 8F and 8G, the horizontal axis (or X-axis) may represent spatial frequency (cycles/mm or lp/mm), and the vertical axis (or Y-axis) may represent modulation, i.e., contrast (%). In FIGS. 8F and 8G, the horizontal axis (or X-axis) may represent defocusing position (mm), and the vertical axis (or Y-axis) may represent modulation, i.e., contrast (%). FIGS. 8F and 8G may illustrate graphs of diffraction limit (or Diff. Limit), 0.000 degrees (or deg), 10.000 degrees, 20.000 degrees, and 30.000 degrees of field of view. In the present disclosure, the defocusing position of 0 may be a design position of the optical system, which may be a position of the display (D) at which the optical system is most focused.

도 8f 및 도 8g에는. 도 6f 내지 도 7b를 참조하여 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있고, 여기에서는 중복 설명되지 않을 수 있다.In FIGS. 8f and 8g, the description given above with reference to FIGS. 6f to 7b may be equally applied, and may not be described repeatedly here.

도 7a를 참조하면, 기존의 광학계에서는, 일부 화각(예: F2:T(ANG) 10.000deg, F3:T(ANG) 20.000deg, F4:T(ANG) 30.000deg)에서 44lp/mm의 공간 주파수에서 변조(또는 대비)가 0.5 보다 작을 수 있다. 반면에, 도 8f를 참조하면, 기존의 광학계와 달리 제1 편광부(P1)가 곡면으로 구성된 광학계에서는, 44lp/mm의 공간 주파수에서 화각 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 모두 0.5 보다 크게 측정되어 기존 광학계에 비하여 디스플레이(D)의 화면(예: 중심부 및 주변부)의 높은 선명도가 확보될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 기존의 광학계에서는 디포커싱 위치(defocusing position)가 0일 때를 기준으로, 변조(또는 대비)가 0.5 이하인 화각이 존재할 수 있다. 반면에, 도 8g를 참고하면, 디포커싱 위치(defocusing position)가 0일 때를 기준으로, 모든 화각 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 0.5 이상일 수 있고, 기존 광학계에 비하여 디스플레이(D)의 화면의 중심부뿐만 아니라 주변부가 모두 선명함을 확인할 수 있다. 또한, 도 8g를 참조하면, 본 개시의 실시예(들)에 따른 광학계에서는, 디포커싱 위치가 0일 때의 화각 별 그래프들의 변조(또는 대비)가 모두 0.5 이상이면서, 화각 별 그래프들의 피크 부분(디포커싱 위치 0 주위)에서의 변조(또는 대비) 값의 편차가 기존 광학계(예: 도 7b를 참조)에 비하여 작을 수 있고, 화각 별 그래프들의 기존 광학계(예: 도 7b를 참조)에 비하여 디스플레이(D)의 화면의 중심부뿐만 아니라 주변부가 선명하면서도 선명도의 편차가 작을 수 있다.Referring to Fig. 7a, in the conventional optical system, the modulation (or contrast) may be less than 0.5 at a spatial frequency of 44 lp/mm in some angles of view (e.g., F2:T(ANG) 10.000deg, F3:T(ANG) 20.000deg, F4:T(ANG) 30.000deg). On the other hand, referring to Fig. 8f, unlike the conventional optical system, in the optical system in which the first polarizing portion (P1) is configured as a curved surface, the modulation (or contrast) of the graphs for each angle of view is all measured to be greater than 0.5 at a spatial frequency of 44 lp/mm, so that higher clarity of the screen (e.g., center and periphery) of the display (D) can be secured compared to the conventional optical system. Referring to Fig. 7b, in the conventional optical system, there may exist an angle of view in which the modulation (or contrast) is less than 0.5 when the defocusing position is 0. On the other hand, referring to FIG. 8g, when the defocusing position is 0, the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view can be 0.5 or higher, and it can be confirmed that not only the center of the screen of the display (D) but also the periphery is clear compared to the existing optical system. In addition, referring to FIG. 8g, in the optical system according to the embodiment(s) of the present disclosure, when the defocusing position is 0, the modulation (or contrast) of all graphs for each angle of view is 0 or higher, and the deviation of the modulation (or contrast) value in the peak part (around the defocusing position 0) of the graphs for each angle of view can be smaller than that of the existing optical system (e.g., refer to FIG. 7b), and not only the center of the screen of the display (D) but also the periphery can be clear and the deviation of the sharpness can be smaller than that of the existing optical system (e.g., refer to FIG. 7b) of the graphs for each angle of view.

[실시예 3][Example 3]

도 9a는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(700)(예: 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 2 내지 도 6a의 웨어러블 전자 장치(200, 300, 400, 500))를 나타내는 도면이다. 도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 9a의 C 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 9c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 9a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 9d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 9a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 9e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 9a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 9A is a diagram illustrating a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A). FIG. 9B is an enlarged diagram illustrating a portion C of FIG. 9A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 9C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 9A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 9D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 9A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 9E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 9A according to an embodiment of the present disclosure.

도 9a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)는 도 5, 도 6a 및 도 6b의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)로 참조될 수 있다. 도 9a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)에 관한 설명 중 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 상술한 설명이 적용될 수 있고, 이하에서는 반복 설명하지 않을 수 있다.The lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 9a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6a, and 6b. The description given above with reference to FIGS. 5, 6a, and 6b regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 9a may be applied, and may not be repeated hereinafter.

도 9a 내지 도 9e의 실시예에 따르면, 디스플레이(D) 및 렌즈 어셈블리(LA)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)는, 약 15.09mm의 초점 거리(f)를 가지며, 약 3.77의 F-수(또는 FNO), 약 54.0의 광학계의 수평 화각(HFoV) 및 약 12.313mm의 상고(ImgH)를 가질 수 있다. According to the embodiments of FIGS. 9A to 9E, an optical system (or display device) including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 15.09 mm, an F-number (or FNO) of about 3.77, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0, and an image height (ImgH) of about 12.313 mm.

일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)는 서로 접합될 수 있고, 제1 편광부(P1)는 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 및 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2) 상에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) can be joined to each other, and the first polarizing portion (P1) can be placed on the display side (D1) of the first lens (L1) and the user's eye side (E2) of the second lens (L2).

일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(LA)(예: 웨어러블 전자 장치(700))의 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 나머지 두 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(L3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 적어도 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈가 부의 굴절력을 갖도록 설계된 경우, 웨어러블 전자 장치(700)의 렌즈 어셈블리(LA)의 색수차 조절 성능 및 광학 성능이 개선될 수 있다.According to one embodiment, one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) (e.g., the wearable electronic device (700)) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power, and the second lens (L2) may have negative refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power, and the third lens (L3) may have negative refractive power. When at least one of the three lenses (L1, L2, L3) is designed to have negative refractive power, the chromatic aberration control performance and optical performance of the lens assembly (LA) of the wearable electronic device (700) may be improved.

일 실시예에서, 렌즈 어셈블리(LA)는 [표 8]에 제시된 사양으로 제작될 수 있으며, [표 9] 및 [표 10]의 비구면 계수를 가질 수 있다. [표 8]에서 'REF.'는 도 9a 및 도 9b의 렌즈들(L1, L2, L3) 및/또는 편광부(P1, P2)에 부여된 참조번호를 예시하며, '렌즈면(surface; Surf)'은 광을 투과시키는(또는 반사시키는) 렌즈면 또는 편광부의 면에 부여된 서수를 기재한 것으로서, 디스플레이(D)로부터 사용자 눈(E)에 이르는 광 경로의 역 방향을 따라 순차적으로 서수가 부여된 것일 수 있다. [표 8]의 'Display window'(예: 도 9a 및 도 9b의 커버 윈도우(W))는 디스플레이 보호용 플레이트로서 실질적으로 투명한 플레이트일 수 있다.In one embodiment, the lens assembly (LA) can be manufactured with the specifications presented in [Table 8] and can have aspheric coefficients of [Table 9] and [Table 10]. In [Table 8], 'REF.' exemplifies reference numbers assigned to lenses (L1, L2, L3) and/or polarizers (P1, P2) of FIGS. 9a and 9b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal assigned to a surface of a lens or polarizer that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E). The 'Display window' of [Table 8] (e.g., the cover window (W) of FIGS. 9a and 9b) may be a substantially transparent plate as a plate for protecting a display.

REF.REF. 렌즈면
(Surf)
Lens surface
(Surf)
렌즈면 유형Lens surface type 곡률반경
(radius)
Radius of curvature
(radius)
두께
(Thick)
thickness
(Thick)
재질texture 굴절률
(nd)
refractive index
(nd)
아베수
(vd)
Abe number
(vd)
굴절모드Refractive mode
   사용자의 눈(E)User's Eyes (E) SphereSphere infinityinfinity infinityinfinity          굴절refraction    조리개
(stop)
iris
(stop)
SphereSphere infinityinfinity 10.000 10,000       굴절refraction
L1L1 22 AsphereAsphere 88.03788.037 5.297 5.297 APEA5014APEA5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 33 SphereSphere -60-60 0.210 0.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction P1P1 44 SphereSphere -60-60 0.090 0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 55 SphereSphere -60-60 0.000 0.000 굴절refraction L2L2 66 SphereSphere -60-60 2.000 2,000 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 77 AsphereAsphere -256.943-256.943 0.206 0.206       굴절refraction L3L3 88 AsphereAsphere -2870.289-2870.289 6.362 6.362 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 99 AsphereAsphere -36.184-36.184 -6.362 -6.362 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 반사reflection 1010 AsphereAsphere -2870.290-2870.290 -0.206 -0.206       굴절refraction L2L2 1111 AsphereAsphere -256.943-256.943 -2.000 -2.000 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 1212 SphereSphere -60-60 0.000 0.000 굴절refraction P1P1 1313 SphereSphere -60-60 -0.090 -0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 1414 SphereSphere -60-60 0.090 0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 반사reflection 1515 SphereSphere -60-60 0.000 0.000 굴절refraction L2L2 1616 SphereSphere -60-60 2.000 2,000 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 1717 AsphereAsphere -256.943-256.943 0.206 0.206 굴절refraction L3L3 1818 AsphereAsphere -2870.290-2870.290 6.362 6.362 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 1919 AsphereAsphere -36.184-36.184 0.700 0.700 굴절refraction P2P2 2020 SphereSphere infinityinfinity 0.196 0.196 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction Display
window
Display
window
2121 SphereSphere infinityinfinity 0.500 0.500 BSC7BSC7 1.5201.520 64.264.2 굴절refraction
2222 SphereSphere infinityinfinity 0.008 0.008    displaydisplay SphereSphere infinityinfinity 0.000 0.000         

SurfSurf 22 77 88 99 1010 곡률반경Radius of curvature 88.03788.037 -256.943-256.943 -2870.29-2870.29 -36.184-36.184 -2870.290-2870.290 k(conic)k(conic) 17.77117.771 -99-99 9999 -3.129-3.129 9999 A4A4 -5.51E-06-5.51E-06 -7.15E-06-7.15E-06 -1.82E-05-1.82E-05 -9.69E-06-9.69E-06 -1.82E-05-1.82E-05 A6A6 -3.34E-08-3.34E-08 -6.43E-10-6.43E-10 4.02E-084.02E-08 4.71E-094.71E-09 4.02E-084.02E-08 A8A8 3.03E-103.03E-10 1.14E-101.14E-10 2.98E-112.98E-11 -2.81E-12-2.81E-12 2.98E-112.98E-11 A10A10 -1.95E-12-1.95E-12 -2.98E-13-2.98E-13 -1.93E-13-1.93E-13 9.04E-169.04E-16 -1.93E-13-1.93E-13 A12A12 5.42E-155.42E-15 00 00 00 00 A14A14 -6.77E-18-6.77E-18 00 00 00

SurfSurf 1111 1717 1818 1919 곡률반경Radius of curvature -256.943-256.943 -256.943-256.943 -2870.290-2870.290 -36.184-36.184 k(conic)k(conic) -99-99 -99-99 9999 -3.1286-3.1286 A4A4 -7.15E-06-7.15E-06 -7.15E-06-7.15E-06 -1.82E-05-1.82E-05 -9.69E-06-9.69E-06 A6A6 -6.43E-10-6.43E-10 -6.43E-10-6.43E-10 4.02E-084.02E-08 4.71E-094.71E-09 A8A8 1.14E-101.14E-10 1.14E-101.14E-10 2.98E-112.98E-11 -2.81E-12-2.81E-12 A10A10 -2.98E-13-2.98E-13 -2.98E-13-2.98E-13 -1.93E-13-1.93E-13 9.04E-169.04E-16 A12A12 00 00 00 00 A14A14 00 00 00 00

도 9c는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(700)의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프로서, 가로축은 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration)의 계수를 나타내고, 세로축은 광선축(O)으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타내며, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화를 보여준다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 617.0000(NM, nanometer), 530.0000(NM), 459.0000(NM)인 광에 대해 각각 나타낸다. 도 9d는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(700)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 비점수차(astigmatic field curves)를 나타내는 그래프이고, 'S'는 구결면(sagittal plane)을 예시하고, 'T'는 자오면(tangential plane or meridional plane)을 예시하고 있다. 도 9e는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(700)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 왜곡율(distortion)을 나타내는 그래프이다.FIG. 9C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively. FIG. 9d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane. FIG. 9e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (700) according to an embodiment of the present disclosure.

[실시예 4][Example 4]

도 10a는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(800)(예: 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 2 내지 도 6a의 웨어러블 전자 장치(200, 300, 400, 500))를 나타내는 도면이다. 도 10b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 10a의 F 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 10c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 10a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 10d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 10a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 10e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 10a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 10A is a diagram illustrating a wearable electronic device (800) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A). FIG. 10B is an enlarged diagram illustrating a portion F of FIG. 10A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 10C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 10A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 10D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 10A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 10E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 10A according to an embodiment of the present disclosure.

도 10a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)는 도 5, 도 6a 및 도 6b의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)로 참조될 수 있다. 도 10a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)에 관한 설명 중 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 상술한 설명이 적용될 수 있고, 이하에서는 반복 설명하지 않을 수 있다.The lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 10a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6a, and 6b. The description given above with reference to FIGS. 5, 6a, and 6b regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 10a may be applied, and may not be repeated hereinafter.

도 10a 내지 도 10e의 실시예에 따르면, 디스플레이(D) 및 렌즈 어셈블리(LA)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)는, 약 15.04mm의 초점 거리(f)를 가지며, 약 3.76의 F-수(또는 FNO), 약 54.0의 광학계의 수평 화각(HFoV) 및 약 12.333mm의 상고(ImgH)를 가질 수 있다.According to the embodiments of FIGS. 10A to 10E, an optical system (or display device) including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 15.04 mm, an F-number (or FNO) of about 3.76, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0, and an image height (ImgH) of about 12.333 mm.

일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)는 서로 접합될 수 있고, 제1 편광부(P1)는 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 및 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2) 상에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) can be joined to each other, and the first polarizing portion (P1) can be placed on the display side (D1) of the first lens (L1) and the user's eye side (E2) of the second lens (L2).

일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(LA)(예: 웨어러블 전자 장치(800))의 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 나머지 두 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(L3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 적어도 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈가 부의 굴절력을 갖도록 설계된 경우, 웨어러블 전자 장치(800)의 렌즈 어셈블리(LA)의 색수차 조절 성능 및 광학 성능이 개선될 수 있다.According to one embodiment, one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) (e.g., the wearable electronic device (800)) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power, and the second lens (L2) may have negative refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power, and the third lens (L3) may have negative refractive power. When at least one of the three lenses (L1, L2, L3) is designed to have negative refractive power, the chromatic aberration control performance and optical performance of the lens assembly (LA) of the wearable electronic device (800) may be improved.

일 실시예에서, 렌즈 어셈블리(LA)는 [표 11]에 제시된 사양으로 제작될 수 있으며, [표 12] 및 [표 13]의 비구면 계수를 가질 수 있다. [표 11]에서 'REF.'는 도 10a 및 도 10b의 렌즈들(L1, L2, L3) 및/또는 편광부(P1, P2)에 부여된 참조번호를 예시하며, '렌즈면(surface; Surf)'은 광을 투과시키는(또는 반사시키는) 렌즈면 또는 편광부의 면에 부여된 서수를 기재한 것으로서, 디스플레이(D)로부터 사용자 눈(E)에 이르는 광 경로의 역 방향을 따라 순차적으로 서수가 부여된 것일 수 있다. [표 11]의 'Display window'(예: 도 10a 및 도 10b의 커버 윈도우(W))는 디스플레이 보호용 플레이트로서 실질적으로 투명한 플레이트일 수 있다.In one embodiment, the lens assembly (LA) can be manufactured with the specifications presented in [Table 11] and can have aspheric coefficients of [Table 12] and [Table 13]. In [Table 11], 'REF.' exemplifies reference numbers assigned to lenses (L1, L2, L3) and/or polarizers (P1, P2) of FIGS. 10a and 10b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal assigned to a surface of a lens or polarizer that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E). The 'Display window' of [Table 11] (e.g., the cover window (W) of FIGS. 10a and 10b) may be a substantially transparent plate as a plate for protecting a display.

REF.REF. 렌즈면
(surface)
Lens surface
(surface)
Surface
Type
Surface
Type
곡률반경
(radius)
Radius of curvature
(radius)
두께
(thick)
thickness
(thick)
재질texture 굴절률
(nd)
refractive index
(nd)
아베수
(vd)
Abe number
(vd)
굴절모드Refractive mode
   사용자의 눈(E)User's Eyes (E) SphereSphere infinityinfinity infinityinfinity          굴절refraction    조리개
(stop)
iris
(stop)
SphereSphere infinityinfinity 10.000 10,000       굴절refraction
L1L1 22 AsphereAsphere 108.360 108.360 4.662 4.662 APEA5014APEA5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 33 SphereSphere -60.000 -60,000 0.210 0.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction P1P1 44 SphereSphere -60.000 -60,000 0.090 0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 55 SphereSphere -60.000 -60,000 0.000 0.000 굴절refraction L2L2 66 SphereSphere -60.000 -60,000 2.000 2,000 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 77 AsphereAsphere -1170.679 -1170.679 0.206 0.206       굴절refraction L3L3 88 AsphereAsphere 332.987 332.987 6.446 6.446 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 99 AsphereAsphere -35.867 -35.867 -6.446 -6.446 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 반사reflection 1010 AsphereAsphere 332.987 332.987 -0.206 -0.206       굴절refraction L2L2 1111 AsphereAsphere -1170.679 -1170.679 -2.000 -2.000 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 1212 SphereSphere -60.000 -60,000 0.000 0.000 굴절refraction P1P1 1313 SphereSphere -60.000 -60,000 -0.090 -0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 1414 SphereSphere -60.000 -60,000 0.090 0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 반사reflection 1515 SphereSphere -60.000 -60,000 0.000 0.000 굴절refraction L2L2 1616 SphereSphere -60.000 -60,000 2.000 2,000 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 1717 AsphereAsphere -1170.679 -1170.679 0.206 0.206 굴절refraction L3L3 1818 AsphereAsphere 332.987 332.987 6.446 6.446 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 1919 AsphereAsphere -35.867 -35.867 0.700 0.700 굴절refraction P2P2 2020 SphereSphere infinityinfinity 0.196 0.196 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction Display
window
Display
window
2121 SphereSphere infinityinfinity 0.500 0.500 BSC7BSC7 1.5201.520 64.264.2 굴절refraction
2222 SphereSphere infinityinfinity 0.010 0.010    displaydisplay SphereSphere infinityinfinity 0.000 0.000      

SurfSurf 22 77 88 99 1010 곡률반경Radius of curvature 108.360108.360 -1170.680-1170.680 332.987332.987 -35.867-35.867 332.987332.987 k(conic)k(conic) 25.67625.676 -99-99 9999 -3.368-3.368 9999 A4A4 -3.85E-06-3.85E-06 -1.22E-05-1.22E-05 -2.08E-05-2.08E-05 -9.62E-06-9.62E-06 -2.08E-05-2.08E-05 A6A6 -4.35E-08-4.35E-08 -6.43E-10-6.43E-10 3.09E-083.09E-08 5.11E-095.11E-09 3.09E-083.09E-08 A8A8 3.03E-103.03E-10 1.14E-101.14E-10 3.37E-113.37E-11 -5.81E-12-5.81E-12 3.37E-113.37E-11 A10A10 -1.95E-12-1.95E-12 -3.08E-13-3.08E-13 -1.77E-13-1.77E-13 4.81E-154.81E-15 -1.77E-13-1.77E-13 A12A12 5.73E-155.73E-15 00 00 00 00 A14A14 -7.60E-18-7.60E-18 00 00 00

SurfSurf 1111 1717 1818 1919 곡률반경Radius of curvature -1170.680-1170.680 -1170.680-1170.680 332.987332.987 -35.867-35.867 k(conic)k(conic) -99-99 -99-99 9999 -3.368-3.368 A4A4 -1.22E-05-1.22E-05 -1.22E-05-1.22E-05 -2.08E-05-2.08E-05 -9.62E-06-9.62E-06 A6A6 -6.43E-10-6.43E-10 -6.43E-10-6.43E-10 3.09E-083.09E-08 5.11E-095.11E-09 A8A8 1.14E-101.14E-10 1.14E-101.14E-10 3.37E-113.37E-11 -5.81E-12-5.81E-12 A10A10 -3.08E-13-3.08E-13 -3.08E-13-3.08E-13 -1.77E-13-1.77E-13 4.81E-154.81E-15 A12A12 00 00 00 00 A14A14 00 00 00 00

도 10c는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(800)의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프로서, 가로축은 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration)의 계수를 나타내고, 세로축은 광선축(O)으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타내며, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화를 보여준다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 617.0000(NM, nanometer), 530.0000(NM), 459.0000(NM)인 광에 대해 각각 나타낸다. 도 10d는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(800)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 비점수차(astigmatic field curves)를 나타내는 그래프이고, 'S'는 구결면(sagittal plane)을 예시하고, 'T'는 자오면(tangential plane or meridional plane)을 예시하고 있다. 도 10e는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(800)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 왜곡율(distortion)을 나타내는 그래프이다.[실시예 5]FIG. 10C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (800) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively. FIG. 10d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (800) according to an embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane. FIG. 10e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (800) according to an embodiment of the present disclosure. [Example 5]

도 11a는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(900)(예: 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 2 내지 도 6a의 웨어러블 전자 장치(200, 300, 400, 500))를 나타내는 도면이다. 도 11b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 11a의 G 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 11c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 11a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 11d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 11a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 11e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 11a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 11A is a diagram illustrating a wearable electronic device (900) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A). FIG. 11B is an enlarged diagram illustrating a portion G of FIG. 11A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 11C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 11A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 11D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 11A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 11E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 11A according to an embodiment of the present disclosure.

도 11a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)는 도 5, 도 6a 및 도 6b의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)로 참조될 수 있다. 도 11a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)에 관한 설명 중 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 상술한 설명이 적용될 수 있고, 이하에서는 반복 설명하지 않을 수 있다.The lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 11a may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6a, and 6b. The description given above with reference to FIGS. 5, 6a, and 6b regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 11a may be applied, and may not be repeated hereinafter.

도 11a 내지 도 11e의 실시예에 따르면, 디스플레이(D) 및 렌즈 어셈블리(LA)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)는, 약 14.26mm의 초점 거리(f)를 가지며, 약 3.57의 F-수(또는 FNO), 약 54.0의 광학계의 수평 화각(HFoV) 및 약 12.3mm의 상고(ImgH)를 가질 수 있다.According to the embodiments of FIGS. 11A to 11E, an optical system (or display device) including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 14.26 mm, an F-number (or FNO) of about 3.57, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0 mm, and an image height (ImgH) of about 12.3 mm.

일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)는 서로 접합될 수 있고, 제1 편광부(P1)는 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 및 제2 렌즈(L2)의 사용자의 눈 측 면(E2) 상에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) can be joined to each other, and the first polarizing portion (P1) can be placed on the display side (D1) of the first lens (L1) and the user's eye side (E2) of the second lens (L2).

일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(LA)(예: 웨어러블 전자 장치(900))의 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 나머지 두 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(L3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 적어도 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈가 부의 굴절력을 갖도록 설계된 경우, 웨어러블 전자 장치(900)의 렌즈 어셈블리(LA)의 색수차 조절 성능 및 광학 성능이 개선될 수 있다.According to one embodiment, one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) (e.g., the wearable electronic device (900)) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power, and the second lens (L2) may have negative refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power, and the third lens (L3) may have negative refractive power. When at least one of the three lenses (L1, L2, L3) is designed to have negative refractive power, the chromatic aberration control performance and optical performance of the lens assembly (LA) of the wearable electronic device (900) may be improved.

일 실시예에서, 렌즈 어셈블리(LA)는 [표 14]에 제시된 사양으로 제작될 수 있으며, [표 15]의 비구면 계수를 가질 수 있다. [표 14]에서 'REF.'는 도 11a 및 도 11b의 렌즈들(L1, L2, L3) 및/또는 편광부(P1, P2)에 부여된 참조번호를 예시하며, '렌즈면(surface; Surf)'은 광을 투과시키는(또는 반사시키는) 렌즈면 또는 편광부의 면에 부여된 서수를 기재한 것으로서, 디스플레이(D)로부터 사용자 눈(E)에 이르는 광 경로의 역 방향을 따라 순차적으로 서수가 부여된 것일 수 있다. [표 14]의 'Display window'(예: 도 11a 및 도 11b의 커버 윈도우(W))는 디스플레이 보호용 플레이트로서 실질적으로 투명한 플레이트일 수 있다.In one embodiment, the lens assembly (LA) may be manufactured with the specifications presented in [Table 14] and may have an aspherical coefficient of [Table 15]. In [Table 14], 'REF.' exemplifies a reference number assigned to the lenses (L1, L2, L3) and/or polarizers (P1, P2) of FIGS. 11a and 11b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal number assigned to a surface of a lens or polarizer that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E). The 'Display window' of [Table 14] (e.g., the cover window (W) of FIGS. 11a and 11b) may be a substantially transparent plate as a plate for protecting a display.

REF.REF. 렌즈면
(surface)
Lens surface
(surface)
Surface
Type
Surface
Type
곡률반경
(radius)
Radius of curvature
(radius)
두께
(thick)
thickness
(thick)
재질texture 굴절률
(nd)
refractive index
(nd)
아베수
(vd)
Abe number
(vd)
굴절모드Refractive mode
사용자의 눈(E)User's Eyes (E) SphereSphere infinityinfinity infinityinfinity 굴절refraction 조리개
(stop)
iris
(stop)
SphereSphere infinityinfinity 10.00010,000 굴절refraction
L1L1 22 AsphereAsphere 384.534384.534 5.9745.974 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 33 SphereSphere -47.535-47.535 0.2100.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction P1P1 44 SphereSphere -47.535-47.535 0.0900.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction L2L2 55 SphereSphere -47.535-47.535 2.6002,600 EP5000EP5000 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction L3L3 66 SphereSphere -73.447-73.447 5.8305.830 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 77 AsphereAsphere -31.281-31.281 -5.830-5.830 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 반사reflection L2L2 88 SphereSphere -73.447-73.447 -2.600-2.600 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 99 SphereSphere -47.535-47.535 -0.090-0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 반사reflection P1P1 1010 SphereSphere -47.535-47.535 0.0900.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction L2L2 1111 SphereSphere -47.535-47.535 2.6002,600 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction L3L3 1212 SphereSphere -73.447-73.447 5.8305.830 APE5014APE5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 1313 AsphereAsphere -31.281-31.281 0.5000.500 굴절refraction P2P2 1414 SphereSphere infinityinfinity 0.1960.196 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction Display
window
Display
window
1515 SphereSphere infinityinfinity 0.5000.500 BSC7BSC7 1.5201.520 64.264.2 굴절refraction
1616 SphereSphere infinityinfinity 0.1050.105 굴절refraction displaydisplay SphereSphere infinityinfinity 0.0000.000

SurfSurf 22 77 1313 곡률반경Radius of curvature 384.534384.534 -31.281-31.281 -31.281-31.281 k(conic)k(conic) 1.36E+011.36E+01 -8.31E-01-8.31E-01 -8.31E-01-8.31E-01 A4A4 -9.59E-06-9.59E-06 -4.29E-06-4.29E-06 -4.29E-06-4.29E-06 A6A6 1.27E-071.27E-07 1.75E-091.75E-09 1.75E-091.75E-09 A8A8 7.55E-107.55E-10 0.00E+000.00E+00 0.00E+000.00E+00 A10A10 -1.54E-11-1.54E-11 00 00 A12A12 6.76E-146.76E-14 00 00 A14A14 -9.55E-17-9.55E-17 00 00

도 11c는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(900)의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프로서, 가로축은 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration)의 계수를 나타내고, 세로축은 광선축(O)으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타내며, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화를 보여준다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 617.0000(NM, nanometer), 530.0000(NM), 459.0000(NM)인 광에 대해 각각 나타낸다. 도 11d는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(900)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 비점수차(astigmatic field curves)를 나타내는 그래프이고, 'S'는 구결면(sagittal plane)을 예시하고, 'T'는 자오면(tangential plane or meridional plane)을 예시하고 있다. 도 11e는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(900)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 왜곡율(distortion)을 나타내는 그래프이다.[실시예 6]FIG. 11C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (900) according to one embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively. FIG. 11d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (900) according to one embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane. FIG. 11e is a graph showing distortion for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (900) according to one embodiment of the present disclosure. [Example 6]

도 12a는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(1000)(예: 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 2 내지 도 6a의 웨어러블 전자 장치(200, 300, 400, 500))를 나타내는 도면이다. 도 12b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 12a의 H 부분을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 12c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 12a의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 12d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 12a의 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 12e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 12a의 광학계의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.FIG. 12A is a diagram illustrating a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1 and/or the wearable electronic devices (200, 300, 400, 500) of FIGS. 2 to 6A). FIG. 12B is a diagram illustrating an enlarged portion H of FIG. 12A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 12C is a graph illustrating spherical aberration of the optical system of FIG. 12A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 12D is a graph illustrating astigmatism of the optical system of FIG. 12A according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 12E is a graph illustrating distortion aberration of the optical system of FIG. 12A according to an embodiment of the present disclosure.

도 12의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)는 도 5, 도 6a 및 도 6b의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)로 참조될 수 있다. 도 12a의 렌즈 어셈블리(LA) 및 디스플레이(D)에 관한 설명 중 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 상술한 설명이 적용될 수 있고, 이하에서는 반복 설명하지 않을 수 있다.The lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 12 may be referred to as the lens assembly (LA) and display (D) of FIGS. 5, 6A, and 6B. The description given above with reference to FIGS. 5, 6A, and 6B regarding the lens assembly (LA) and display (D) of FIG. 12A may be applied, and may not be repeated hereinafter.

도 12a 내지 도 12e의 실시예에 따르면, 디스플레이(D) 및 렌즈 어셈블리(LA)를 포함하는 광학계(또는 디스플레이 장치)는, 약 17.00mm의 초점 거리(f)를 가지며, 약 4.25의 F-수(또는 FNO), 약 54.0의 광학계의 수평 화각(HFoV) 및 약 15.52mm의 상고(ImgH)를 가질 수 있다.According to the embodiments of FIGS. 12A to 12E, an optical system (or display device) including a display (D) and a lens assembly (LA) may have a focal length (f) of about 17.00 mm, an F-number (or FNO) of about 4.25, a horizontal field of view (HFoV) of the optical system of about 54.0, and an image height (ImgH) of about 15.52 mm.

일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(LA)(예: 웨어러블 전자 장치(1000))의 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 나머지 두 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(L3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 적어도 3 매의 렌즈(L1, L2, L3)들 중 하나의 렌즈가 부의 굴절력을 갖도록 설계된 경우, 웨어러블 전자 장치(1000)의 렌즈 어셈블리(LA)의 색수차 조절 성능 및 광학 성능이 개선될 수 있다.According to one embodiment, one of the three lenses (L1, L2, L3) of the lens assembly (LA) (e.g., the wearable electronic device (1000)) may have negative refractive power, and the remaining two lenses may have positive refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the third lens (L3) may have positive refractive power, and the second lens (L2) may have negative refractive power. According to one embodiment, the first lens (L1) and the second lens (L2) may have positive refractive power, and the third lens (L3) may have negative refractive power. When at least one of the three lenses (L1, L2, L3) is designed to have negative refractive power, the chromatic aberration control performance and optical performance of the lens assembly (LA) of the wearable electronic device (1000) may be improved.

일 실시예에 따르면, 제1 편광부(P1)는 제1 렌즈(L1)의 디스플레이 측 면(D1) 상에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing portion (P1) may be disposed on the display side (D1) of the first lens (L1).

일 실시예에서, 렌즈 어셈블리(LA)는 [표 16]에 제시된 사양으로 제작될 수 있으며, [표 17] 및 [표 18]의 비구면 계수를 가질 수 있다. [표 16]에서 'REF.'는 도 12a 및 도 12b의 렌즈들(L1, L2, L3) 및/또는 편광부(P1, P2)에 부여된 참조번호를 예시하며, '렌즈면(surface; Surf)'은 광을 투과시키는(또는 반사시키는) 렌즈면 또는 편광부의 면에 부여된 서수를 기재한 것으로서, 디스플레이(D)로부터 사용자 눈(E)에 이르는 광 경로의 역 방향을 따라 순차적으로 서수가 부여된 것일 수 있다. [표 1]의 'Display window'(예: 도 12a 및 도 12b의 커버 윈도우(W))는 디스플레이 보호용 플레이트로서 실질적으로 투명한 플레이트일 수 있다.In one embodiment, the lens assembly (LA) can be manufactured with the specifications presented in [Table 16] and can have aspheric coefficients of [Table 17] and [Table 18]. In [Table 16], 'REF.' exemplifies reference numbers assigned to lenses (L1, L2, L3) and/or polarizers (P1, P2) of FIGS. 12a and 12b, and 'lens surface (surface; Surf)' describes an ordinal number assigned to a lens surface or polarizer surface that transmits (or reflects) light, and may be sequentially assigned an ordinal number along the reverse direction of the light path from the display (D) to the user's eye (E). The 'Display window' of [Table 1] (e.g., the cover window (W) of FIGS. 12a and 12b) may be a substantially transparent plate as a plate for protecting the display.

REF.REF. 렌즈면
(surface)
Lens surface
(surface)
Surface
Type
Surface
Type
곡률반경
(radius)
Radius of curvature
(radius)
두께
(thick)
thickness
(thick)
재질texture 굴절률
(nd)
refractive index
(nd)
아베수
(vd)
Abe number
(vd)
굴절모드Refractive mode
   사용자의 눈(E)User's Eyes (E) SphereSphere infinityinfinity infinityinfinity          굴절refraction    조리개
(stop)
iris
(stop)
SphereSphere infinityinfinity 10.000 10,000       굴절refraction
L1L1 22 AsphereAsphere 329.621 329.621 3.400 3,400 APEA5014APEA5014 1.5471.547 55.955.9 굴절refraction 33 SphereSphere 920.267 920.267 0.090 0.090 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction P1P1 44 SphereSphere 920.267 920.267 0.210 0.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 55 SphereSphere 920.267 920.267 0.400 0.400 굴절refraction L2L2 66 AsphereAsphere 35.891 35.891 9.184 9.184 OPTIMAS7500OPTIMAS7500 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 77 AsphereAsphere -41.256 -41.256 0.547 0.547       굴절refraction L3L3 88 AsphereAsphere -35.426 -35.426 1.600 1.600 EP5000EP5000 1.6441.644 24.024.0 굴절refraction 99 AsphereAsphere -74.645 -74.645 -1.600 -1.600 EP5000EP5000 1.6441.644 24.024.0 반사reflection 1010 AsphereAsphere -35.426 -35.426 -0.547 -0.547       굴절refraction L2L2 1111 AsphereAsphere -41.256 -41.256 -9.184 -9.184 OPTIMAS7500OPTIMAS7500 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 1212 AsphereAsphere 35.891 35.891 -0.400 -0.400 굴절refraction P1P1 1313 SphereSphere 920.267 920.267 -0.210 -0.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction 1414 SphereSphere 920.267 920.267 0.210 0.210 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 반사reflection 1515 SphereSphere 920.267 920.267 0.400 0.400 굴절refraction L2L2 1616 AsphereAsphere 35.891 35.891 9.184 9.184 OPTIMAS7500OPTIMAS7500 1.4971.497 57.3957.39 굴절refraction 1717 AsphereAsphere -41.256 -41.256 0.547 0.547 굴절refraction L3L3 1818 AsphereAsphere -35.426 -35.426 1.600 1.600 EP5000EP5000 1.6341.634 23.9623.96 굴절refraction 1919 AsphereAsphere -74.645 -74.645 0.100 0.100 굴절refraction P2P2 2020 SphereSphere infinityinfinity 0.176 0.176 FilmFilm 1.4951.495 57.4757.47 굴절refraction Display
window
Display
window
2121 SphereSphere infinityinfinity 0.500 0.500 BSC7BSC7 1.5201.520 64.264.2 굴절refraction
2222 SphereSphere infinityinfinity 0.025 0.025    displaydisplay SphereSphere infinityinfinity -0.015 -0.015      

SurfSurf 22 66 77 88 99 1010 곡률반경Radius of curvature 329.621329.621 35.89135.891 -41.256-41.256 -35.426-35.426 -74.645-74.645 -35.426-35.426 k(conic)k(conic) -99.000-99.000 -17.961-17.961 -2.241-2.241 -0.236-0.236 -10.292-10.292 -0.236-0.236 A4A4 3.44E-053.44E-05 1.18E-051.18E-05 -3.02E-05-3.02E-05 -1.43E-05-1.43E-05 -2.46E-06-2.46E-06 -1.43E-05-1.43E-05 A6A6 -7.65E-08-7.65E-08 -9.54E-08-9.54E-08 2.59E-072.59E-07 1.36E-071.36E-07 -3.26E-09-3.26E-09 1.36E-071.36E-07 A8A8 6.02E-116.02E-11 1.90E-101.90E-10 -1.01E-09-1.01E-09 -4.37E-10-4.37E-10 1.13E-111.13E-11 -4.37E-10-4.37E-10 A10A10 00 -1.53E-13-1.53E-13 1.84E-121.84E-12 6.25E-136.25E-13 1.45E-151.45E-15 6.25E-136.25E-13 A12A12 00 00 -1.15E-15-1.15E-15 3.00E-163.00E-16 -1.73E-17-1.73E-17 3.00E-163.00E-16 A14A14 00 00 00 -1.19E-18-1.19E-18 0.00E+000.00E+00 -1.19E-18-1.19E-18 A16A16 00 00 00 5.06E-225.06E-22 0.00E+000.00E+00 5.06E-225.06E-22

SurfSurf 1111 1212 1616 1717 1818 1919 곡률반경Radius of curvature -41.256-41.256 35.89135.891 35.89135.891 -41.256-41.256 -35.426-35.426 -74.645-74.645 k(conic)k(conic) -2.241-2.241 -17.961-17.961 -17.961-17.961 -2.241-2.241 -0.236-0.236 -10.292-10.292 A4A4 -3.02E-05-3.02E-05 1.18E-051.18E-05 1.18E-051.18E-05 -3.02E-05-3.02E-05 -1.43E-05-1.43E-05 -2.46E-06-2.46E-06 A6A6 2.59E-072.59E-07 -9.54E-08-9.54E-08 -9.54E-08-9.54E-08 2.59E-072.59E-07 1.36E-071.36E-07 -3.26E-09-3.26E-09 A8A8 -1.01E-09-1.01E-09 1.90E-101.90E-10 1.90E-101.90E-10 -1.01E-09-1.01E-09 -4.37E-10-4.37E-10 1.13E-111.13E-11 A10A10 1.84E-121.84E-12 -1.53E-13-1.53E-13 -1.53E-13-1.53E-13 1.84E-121.84E-12 6.25E-136.25E-13 1.45E-151.45E-15 A12A12 -1.15E-15-1.15E-15 00 00 -1.15E-15-1.15E-15 3.00E-163.00E-16 -1.73E-17-1.73E-17 A14A14 00 00 00 00 -1.19E-18-1.19E-18 00 A16A16 00 00 00 00 5.06E-225.06E-22 00

도 12c는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(1000)의 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프로서, 가로축은 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration)의 계수를 나타내고, 세로축은 광선축(O)으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타내며, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화를 보여준다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 617.0000(NM, nanometer), 530.0000(NM), 459.0000(NM)인 광에 대해 각각 나타낸다. 도 12d는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(1000)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 비점수차(astigmatic field curves)를 나타내는 그래프이고, 'S'는 구결면(sagittal plane)을 예시하고, 'T'는 자오면(tangential plane or meridional plane)을 예시하고 있다. 도 12e는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치(1000)의 광학계의 530.0000(NM) 파장의 광에 대한 왜곡율(distortion)을 나타내는 그래프이다.FIG. 12C is a graph showing spherical aberration of an optical system of a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure, in which the horizontal axis represents a coefficient of longitudinal spherical aberration, the vertical axis represents a normalized distance from the light axis (O), and shows a change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of, for example, 617.0000 (NM, nanometer), 530.0000 (NM), and 459.0000 (NM), respectively. FIG. 12d is a graph showing astigmatic field curves for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure, where 'S' exemplifies a sagittal plane and 'T' exemplifies a tangential plane or meridional plane. FIG. 12e is a graph showing a distortion rate for light having a wavelength of 530.0000 (NM) of an optical system of a wearable electronic device (1000) according to an embodiment of the present disclosure.

본 개시의 실시예에 따른, 광학계 및 이를 포함하는 웨어러블 전자 장치(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000)(또는 디스플레이 장치)는 상술한 렌즈 특성, 사양 또는 조건의 적어도 일부를 만족함으로써, 약 100도 이상(예: 약 108도)의 화각(field of view; FOV)의 양호한 광각 또는 초광각 성능 및 고해상도 성능을 갖는 광학계를 최소 매수(예: 3 매)의 렌즈와 소형의 디스플레이로 구현할 수 있고, 수차 제어가 용이하여 양호한 화질 및 선명도를 구현하면서도 소형화될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 실시예에 따른 웨어러블 전자 장치는 사용자의 머리나 안면에 착용한 상태로 사용되더라도 사용자의 피로도 및 어지럼증과 같은 현상을 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, an optical system and a wearable electronic device (400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) (or a display device) including the same can implement an optical system having a good wide-angle or ultra-wide-angle performance and high-resolution performance with a field of view (FOV) of about 100 degrees or more (e.g., about 108 degrees) by satisfying at least some of the above-described lens characteristics, specifications, or conditions, with a minimum number of lenses (e.g., 3) and a small display, and can be miniaturized while easily controlling aberrations to implement good image quality and clarity. For example, a wearable electronic device according to an embodiment of the present disclosure can reduce user fatigue and dizziness, etc., even when used while worn on a user's head or face.

본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 본 개시의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확정될 수 있을 것이다. 본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.The challenges addressed by this disclosure may be defined in various ways without departing from the spirit and scope of this disclosure. The benefits achieved by this disclosure are not limited to those mentioned above, and various other benefits may be provided, directly or indirectly, through this document.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치가 제공될 수 있다. 상기 디스플레이 장치는, 광을 출력하도록 구성된 디스플레이 및 상기 디스플레이로부터 출력된 광을 사용자의 눈을 향해 안내하도록 구성된 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리는, 광선 축(O)을 따라 사용자의 눈 측으로부터 디스플레이 측으로 순차 배치된 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 포함하는 적어도 3 매의 렌즈들(L1, L2, L3)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리는, 상기 제1 렌즈 또는 상기 제2 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈의 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 곡면의 일 면에 배치된 제1 편광부(P1) 및 상기 디스플레이 상에 배치된 제2 편광부(P2)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈의 눈 측 면 또는 디스플레이 측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈는 빔 스플리터(beam splitter)(BS; 404)로 기능하도록 구성될 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리는 다음의 [식 1]을 만족할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, a display device may be provided. The display device may include a display configured to output light and a lens assembly configured to guide light output from the display toward a user's eye. The lens assembly may include at least three lenses (L1, L2, L3) including a first lens (L1), a second lens (L2), and a third lens (L3) sequentially arranged from the user's eye side toward the display side along a light axis (O). The lens assembly may include a first polarizing portion (P1) disposed on one surface of a curved surface including at least one inflection point of at least one of the first lens or the second lens, and a second polarizing portion (P2) disposed on the display. At least one of the eye-side surface or the display-side surface of at least one of the at least three lenses may include at least one inflection point. The third lens may be configured to function as a beam splitter (BS; 404). The above lens assembly can satisfy the following [Formula 1].

[식 1][Formula 1]

(여기서, FOV는 상기 렌즈 어셈블리의 화각이고, EFL은 합성 초점 거리임)(Here, FOV is the angle of view of the lens assembly, and EFL is the synthetic focal length)

일 실시예에 따르면, 상기 제1 편광부는, 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 곡면인 상기 제1 렌즈의 디스플레이 측 면(D1) 상에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing member may be disposed on the display-side surface (D1) of the first lens, which is a curved surface including at least one inflection point.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 편광부는, 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 곡면인 상기 제2 렌즈의 사용자의 눈 측 면(E2) 상에 배치될 수 있다. According to one embodiment, the first polarizing member may be positioned on the user's eye-side surface (E2) of the second lens, which is a curved surface including at least one inflection point.

일 실시예에 따르면, 상기 적어도 3 매의 렌즈들은 다음의 [식 2]를 만족할 수 있다.According to one embodiment, the at least three lenses can satisfy the following [Equation 2].

[식 2][Formula 2]

(여기서, 는 적어도 3 매의 렌즈들의 아베수 중 최소값임) (Here, is the minimum value of the Abbe number of at least three lenses)

일 실시예에 따르면, 상기 제1 편광부는 다음의 [식 3]을 만족할 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing member can satisfy the following [Equation 3].

[식 3][Formula 3]

(여기서, 는 제1 편광부의 일 면의 곡률 반경임) (Here, is the radius of curvature of one side of the first polarizing element)

일 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈는 다음의 [식 4]를 만족할 수 있다.According to one embodiment, the first lens can satisfy the following [Equation 4].

[식 4][Formula 4]

(여기서, oal는 상기 제1 렌즈의 사용자의 눈 측 면으로부터 디스플레이까지의 거리이고, Dh는 디스플레이의 최대 높이임) (Here, oal is the distance from the user's eye side of the first lens to the display, and Dh is the maximum height of the display)

일 실시예에 따르면, 상기 제3 렌즈의 디스플레이 측 면(D3)의 유효경의 값은 상기 적어도 3 매의 렌즈들의 유효경의 값들 중 최대일 수 있다.According to one embodiment, the effective diameter value of the display side (D3) of the third lens may be the maximum among the effective diameter values of the at least three lenses.

일 실시예에 따르면, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가질 수 있다.According to one embodiment, at least one of the at least three lenses may have negative refractive power.

일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이로부터 출력된 광이 상기 렌즈 어셈블리를 통과할 때 상기 제1 렌즈와 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 상기 디스플레이에 가장 인접한 제3 렌즈 사이에서 2 회 이상 반사되도록 구성될 수 있다.According to one embodiment, light output from the display may be configured to be reflected two or more times between the first lens and the third lens closest to the display among the at least three lenses when passing through the lens assembly.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 편광부는 상기 제1 렌즈와 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 상기 디스플레이에 가장 인접한 제3 렌즈 사이에 배치되고, 상기 제2 편광부는 상기 디스플레이와 상기 제3 렌즈 사이에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing member may be disposed between the first lens and a third lens closest to the display among the at least three lenses, and the second polarizing member may be disposed between the display and the third lens.

일 실시예에 따르면, 상기 빔 스플리터는 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 상기 디스플레이에 가장 인접한 제3 렌즈와 상기 제2 편광부 사이에 배치될 수 있다.In one embodiment, the beam splitter may be positioned between the third lens closest to the display among the at least three lenses and the second polarizing element.

일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이의 사용자의 눈 측 면에 배치된 윈도우 부재를 더 포함하고, 상기 제2 편광부는 상기 윈도우 부재의 사용자의 눈 측 면에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the display further includes a window member disposed on the user's eye side, and the second polarizing portion may be disposed on the user's eye side of the window member.

일 실시예에 따르면, 상기 광학계의 화각(FOV)은 100도 이상일 수 있다.In one embodiment, the field of view (FOV) of the optical system may be greater than 100 degrees.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 편광부는, 제1 편광자(polarizer)(401), 제1 반사 편광자(reflective polarizer)(402) 및 제1 1/4 파장판(quarter wave plate)(403)을 포함할 수 있다. 상기 제2 편광부는, 제2 1/4 파장판(405) 및 제2 편광자(406)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing unit may include a first polarizer (401), a first reflective polarizer (402), and a first quarter wave plate (403). The second polarizing unit may include a second quarter wave plate (405) and a second polarizer (406).

일 실시예에 따르면, 상기 제1 편광부의 상기 제1 편광자, 상기 제1 반사 편광자 및 상기 제1 1/4 파장판은 서로 결합되거나 다른 편광 층, 공기 층 또는 더미 층 중 적어도 하나를 사이에 두고 서로 이격 배치될 수 있다. 상기 제2 편광부의 상기 제2 1/4 파장판 및 상기 제2 편광자는 서로 결합되거나 다른 편광 층, 공기 층 또는 더미 층 중 적어도 하나를 사이에 두고 서로 이격 배치될 수 있다.In one embodiment, the first polarizer, the first reflective polarizer, and the first 1/4 wave plate of the first polarizing unit may be coupled to each other or spaced apart from each other with at least one of another polarizing layer, an air layer, or a dummy layer therebetween. The second 1/4 wave plate and the second polarizer of the second polarizing unit may be coupled to each other or spaced apart from each other with at least one of another polarizing layer, an air layer, or a dummy layer therebetween.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 편광자의 편광축과 상기 제2 편광자의 편광축은 90도를 이룰 수 있다. 상기 제1 1/4 파장판의 빠른 축(fast axis)과 상기 제2 1/4 파장판의 빠른 축은 90도를 이룰 수 있다.In one embodiment, the polarization axis of the first polarizer and the polarization axis of the second polarizer may form a 90 degree angle. The fast axis of the first 1/4 wave plate and the fast axis of the second 1/4 wave plate may form a 90 degree angle.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈의 디스플레이 측 면(D1)과 상기 제2 렌즈의 사용자의 눈 측 면(E2)은 상기 제1 편광부를 사이에 두고 서로 접합될 수 있다.According to one embodiment, the display side (D1) of the first lens and the user's eye side (E2) of the second lens can be joined to each other with the first polarizing portion therebetween.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 전자 장치가 제공될 수 있다. 상기 웨어러블 전자 장치는, 광을 출력하도록 구성된 디스플레이(D) 및 상기 디스플레이로부터 출력된 광을 사용자의 눈(E)을 향해 안내하도록 구성된 렌즈 어셈블리(LA)를 포함하는 광학계를 포함할 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리는, 광선 축(O)을 따라 사용자의 눈 측으로부터 디스플레이 측으로 순차 배치된 적어도 3 매의 렌즈들(L1, L2, L3), 사용자의 눈 측으로부터 디스플레이 측으로 순차 배치된 제1 편광부(polarization portion)(P1), 빔 스플리터(beam splitter)(BS; 404), 및 제2 편광부(P2)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈의 눈 측 면 또는 디스플레이 측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제1 편광부는, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 사용자의 눈 측에 가장 인접한 제1 렌즈(L1)의 곡면을 포함하는 디스플레이 측 면에 배치되거나, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 사용자의 눈 측에 두 번째로 인접한 제2 렌즈(L2)의 곡면을 포함하는 눈 측 면 또는 곡면을 포함하는 디스플레이 측 면에 배치될 수 있다. 상기 광학계는 다음의 [식 1]을 만족할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, a wearable electronic device may be provided. The wearable electronic device may include an optical system including a display (D) configured to output light and a lens assembly (LA) configured to guide light output from the display toward a user's eye (E). The lens assembly may include at least three lenses (L1, L2, L3) sequentially arranged from the user's eye side toward the display side along a light axis (O), a first polarization portion (P1), a beam splitter (BS; 404), and a second polarization portion (P2) sequentially arranged from the user's eye side toward the display side. At least one of an eye-side surface or a display-side surface of at least one lens among the at least three lenses may include at least one inflection point. The first polarizing portion may be disposed on a display-side surface including a curved surface of the first lens (L1) closest to the user's eye side among the at least three lenses, or may be disposed on an eye-side surface including a curved surface of the second lens (L2) second closest to the user's eye side among the at least three lenses, or on a display-side surface including a curved surface. The optical system may satisfy the following [Equation 1].

[식 1][Formula 1]

(여기서, FOV는 광학계의 화각이고, EFL은 광학계의 합성 초점 거리임)(Here, FOV is the angle of view of the optical system, and EFL is the synthetic focal length of the optical system.)

일 실시예에 따르면, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는, 다음의 [식 2]를 만족할 수 있다.According to one embodiment, at least one lens among the at least three lenses can satisfy the following [Formula 2].

[식 2][Formula 2]

(여기서, 는 적어도 3 매의 렌즈들의 아베수 중 최소값임) (Here, is the minimum value of the Abbe number of at least three lenses)

일 실시예에 따르면, 상기 제1 편광부는 다음의 [식 3]을 만족할 수 있다.According to one embodiment, the first polarizing member can satisfy the following [Equation 3].

[식 3][Formula 3]

(여기서, 는 제1 편광부의 일 면의 곡률 반경임) (Here, is the radius of curvature of one side of the first polarizing element)

일 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈는 다음의 [식 4]를 만족할 수 있다.According to one embodiment, the first lens can satisfy the following [Equation 4].

[식 4][Formula 4]

(여기서, oal는 상기 제1 렌즈의 사용자의 눈 측 면으로부터 디스플레이까지의 거리이고, Dh는 디스플레이의 최대 높이임) (Here, oal is the distance from the user's eye side of the first lens to the display, and Dh is the maximum height of the display)

일 실시예에 따르면, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가질 수 있다. 상기 디스플레이로부터 출력된 광은 상기 렌즈 어셈블리를 통과할 때 상기 제1 렌즈와 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 상기 디스플레이에 가장 인접한 제3 렌즈 사이에서 2 회 이상 반사되도록 구성될 수 있다.In one embodiment, at least one of the at least three lenses may have negative refractive power. Light output from the display may be configured to be reflected at least twice between the first lens and a third lens closest to the display among the at least three lenses when passing through the lens assembly.

본 개시는 실시예를 예시하여 설명되었지만, 일 실시예가 본 개시를 한정하는 것이 아니라 예시를 위한 것으로 이해되어야 할 것이다. 첨부된 청구항과 그 균등물을 포함하여, 본 개시의 전체 관점에서 벗어나지 않는 범위에서 그 형식과 세부적인 구성에 다양한 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. While this disclosure has been described by way of example, it should be understood that the specific embodiments are intended to be illustrative and not limiting. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and detail may be made without departing from the overall scope of this disclosure, including the appended claims and their equivalents.

본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.Electronic devices according to embodiments of the present disclosure may take various forms. Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances. Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the aforementioned devices.

본 문서의 일 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정일 실시예로 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 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 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.It should be understood that the embodiments of this document and the terminology used herein are not intended to limit the technical features described in this document to a specific embodiment, but include various modifications, equivalents, or substitutes of the embodiment. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar or related components. The singular form of a noun corresponding to an item may include one or more of the item, unless the context clearly indicates otherwise. In this document, each of the phrases "A or B", "at least one of A and B", "at least one of A or B", "A, B, or C", "at least one of A, B, and C", and "at least one of A, B, or C" can include any one of the items listed together in the corresponding phrase among those phrases, or all possible combinations thereof. Terms such as "first," "second," or "first" or "second" may be used merely to distinguish one component from another, and do not limit the components in any other respect (e.g., importance or order). When a component (e.g., a first component) is referred to as "coupled" or "connected" to another component (e.g., a second component), with or without the terms "functionally" or "communicatively," it means that the component can be connected to the other component directly (e.g., wired), wirelessly, or through a third component.

본 문서의 일 실시예에서 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. The term "module" used in one embodiment of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit. A module may be an integral component, or a minimum unit or part of such a component that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).

본 문서의 일 실시예는 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.An embodiment of the present document may be implemented as software (e.g., a program (140)) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., an internal memory (136) or an external memory (138)) readable by a machine (e.g., an electronic device (101)). For example, a processor (e.g., a processor (120)) of the machine (e.g., an electronic device (101)) may call at least one instruction among the one or more instructions stored from the storage medium and execute it. This enables the machine to operate to perform at least one function according to the at least one called instruction. The one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter. The machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, ‘non-transitory’ simply means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g., electromagnetic waves), and the term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.

일 실시예에 따르면, 본 개시의 일 실시예에 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.According to one embodiment, a method according to one embodiment of the present disclosure may be provided as included in a computer program product. The computer program product may be traded as a commodity between a seller and a buyer. The computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play Store ) or directly between two user devices (e.g., smart phones). In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.

일 실시예에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to one embodiment, each component (e.g., a module or a program) of the above-described components may include one or more entities, and some of the entities may be separated and placed in other components. According to one embodiment, one or more components or operations of the aforementioned components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (e.g., a module or a program) may be integrated into a single component. In such a case, the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. According to one embodiment, the operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.

Claims (15)

디스플레이 장치에 있어서,In display devices, 광을 출력하도록 구성된 디스플레이(D) 및 상기 디스플레이로부터 출력된 광을 사용자의 눈(E)을 향해 안내하도록 구성된 렌즈 어셈블리(LA)를 포함하고,It comprises a display (D) configured to output light and a lens assembly (LA) configured to guide the light output from the display toward the user's eye (E). 상기 렌즈 어셈블리는, The above lens assembly, 광선 축(O)을 따라 사용자의 눈 측으로부터 디스플레이 측으로 순차 배치된 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 포함하는 적어도 3 매의 렌즈들(L1, L2, L3);At least three lenses (L1, L2, L3) including a first lens (L1), a second lens (L2), and a third lens (L3) sequentially arranged from the user's eye side toward the display side along the light axis (O); 상기 제1 렌즈 또는 상기 제2 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈의 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 곡면의 일 면에 배치된 제1 편광부(P1); 및A first polarizing portion (P1) arranged on one side of a curved surface including at least one inflection point of at least one of the first lens or the second lens; and 상기 디스플레이 상에 배치된 제2 편광부(P2)를 포함하고,Including a second polarizing portion (P2) arranged on the display, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈의 눈 측 면 또는 디스플레이 측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 변곡점을 포함하고, At least one of the eye-side surface or the display-side surface of at least one of the at least three lenses includes at least one inflection point, 상기 제3 렌즈는 빔 스플리터(beam splitter)(BS; 404)로 기능하도록 구성되고,The third lens is configured to function as a beam splitter (BS; 404), 상기 렌즈 어셈블리는 다음의 [식 1]을 만족하는, 디스플레이 장치.The above lens assembly is a display device that satisfies the following [Formula 1]. [식 1][Formula 1] (여기서, FOV는 광학계의 화각이고, EFL은 광학계의 합성 초점 거리임)(Here, FOV is the angle of view of the optical system, and EFL is the synthetic focal length of the optical system.) 제1 항에 있어서, In the first paragraph, 상기 제1 편광부는, 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 곡면인 상기 제1 렌즈의 디스플레이 측 면(D1) 상에 배치된, 디스플레이 장치.A display device, wherein the first polarizing portion is disposed on the display-side surface (D1) of the first lens, which is a curved surface including at least one inflection point. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,In claim 1 or 2, 상기 제1 편광부는, 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 곡면인 상기 제2 렌즈의 사용자의 눈 측 면(E2) 상에 배치된, 디스플레이 장치.A display device, wherein the first polarizing portion is disposed on the user's eye side (E2) of the second lens, which is a curved surface including at least one inflection point. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,In any one of the first to third clauses, 상기 적어도 3 매의 렌즈들은 다음의 [식 2]를 만족하는, 디스플레이 장치.A display device wherein at least three of the lenses satisfy the following [Formula 2]. [식 2][Formula 2] (여기서, 는 적어도 3 매의 렌즈들의 아베수 중 최소값임) (Here, is the minimum value of the Abbe number of at least three lenses) 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,In any one of claims 1 to 4, 상기 제1 편광부는 다음의 [식 3]을 만족하는, 디스플레이 장치.A display device wherein the first polarizing portion satisfies the following [Formula 3]. [식 3][Formula 3] (여기서, 는 제1 편광부의 일 면의 곡률 반경임) (Here, is the radius of curvature of one side of the first polarizing element) 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,In any one of claims 1 to 5, 상기 제1 렌즈는 다음의 [식 4]를 만족하는, 디스플레이 장치.A display device wherein the first lens satisfies the following [Formula 4]. [식 4][Formula 4] (여기서, oal는 상기 제1 렌즈의 사용자의 눈 측 면으로부터 디스플레이까지의 거리이고, Dh는 디스플레이의 최대 높이임) (Here, oal is the distance from the user's eye side of the first lens to the display, and Dh is the maximum height of the display) 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,In any one of claims 1 to 6, 상기 제3 렌즈의 디스플레이 측 면(D3)의 유효경의 값은 상기 적어도 3 매의 렌즈들의 유효경의 값들 중 최대인, 디스플레이 장치.A display device, wherein the effective diameter value of the display side (D3) of the third lens is the maximum among the effective diameter values of at least three lenses. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,In any one of the first to seventh paragraphs, 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가진, 디스플레이 장치.A display device, wherein at least one of the at least three lenses has negative refractive power. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,In any one of claims 1 to 8, 상기 디스플레이로부터 출력된 광이 상기 렌즈 어셈블리를 통과할 때 상기 제1 렌즈와 상기 적어도 3 매의 렌즈들 중 상기 디스플레이에 가장 인접한 제3 렌즈 사이에서 2 회 이상 반사되도록 구성된, 디스플레이 장치.A display device configured such that light output from the display is reflected at least twice between the first lens and the third lens closest to the display among the at least three lenses when passing through the lens assembly. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, In any one of claims 1 to 9, 상기 디스플레이의 사용자의 눈 측 면에 배치된 윈도우 부재를 더 포함하고, 상기 제2 편광부는 상기 윈도우 부재의 사용자의 눈 측 면에 배치된, 디스플레이 장치.A display device further comprising a window member disposed on the user's eye side of the display, wherein the second polarizing portion is disposed on the user's eye side of the window member. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, In any one of claims 1 to 10, 상기 렌즈 어셈블리의 화각(FOV)은 100도 이상인, 디스플레이 장치.A display device, wherein the field of view (FOV) of the above lens assembly is 100 degrees or more. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, In any one of claims 1 to 11, 상기 제1 편광부는, 제1 편광자(polarizer)(401), 제1 반사 편광자(reflective polarizer)(402) 및 제1 1/4 파장판(quarter wave plate)(403)을 포함하고,The first polarizing unit includes a first polarizer (401), a first reflective polarizer (402), and a first quarter wave plate (403). 상기 제2 편광부는, 제2 1/4 파장판(405) 및 제2 편광자(406)을 포함하는, 디스플레이 장치.A display device, wherein the second polarizing unit includes a second 1/4 wavelength plate (405) and a second polarizer (406). 제12 항에 있어서, In Article 12, 상기 제1 편광부의 상기 제1 편광자, 상기 제1 반사 편광자 및 상기 제1 1/4 파장판은 서로 결합되거나 다른 편광 층, 공기 층 또는 더미 층 중 적어도 하나를 사이에 두고 서로 이격 배치되고, The first polarizer, the first reflective polarizer and the first 1/4 wave plate of the first polarizing unit are coupled to each other or spaced apart from each other with at least one of another polarizing layer, an air layer or a dummy layer therebetween, 상기 제2 편광부의 상기 제2 1/4 파장판 및 상기 제2 편광자는 서로 결합되거나 다른 편광 층, 공기 층 또는 더미 층 중 적어도 하나를 사이에 두고 서로 이격 배치된, 디스플레이 장치.A display device, wherein the second 1/4 wave plate and the second polarizer of the second polarizing portion are coupled to each other or spaced apart from each other with at least one of another polarizing layer, an air layer, or a dummy layer therebetween. 제12 항 또는 제13 항에 있어서, In paragraph 12 or 13, 상기 제1 편광자의 편광축과 상기 제2 편광자의 편광축은 90도를 이루고,The polarization axis of the first polarizer and the polarization axis of the second polarizer form a 90 degree angle, 상기 제1 1/4 파장판의 빠른 축(fast axis)과 상기 제2 1/4 파장판의 빠른 축은 90도를 이루는, 디스플레이 장치.A display device wherein the fast axis of the first 1/4 wave plate and the fast axis of the second 1/4 wave plate form a 90 degree angle. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서, In any one of claims 1 to 14, 상기 제1 렌즈의 디스플레이 측 면(D1)과 상기 제2 렌즈의 사용자의 눈 측 면(E2)은 상기 제1 편광부를 사이에 두고 서로 접합된, 디스플레이 장치.A display device in which the display side (D1) of the first lens and the user's eye side (E2) of the second lens are joined to each other with the first polarizing portion therebetween.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000275566A (en) * 1999-01-28 2000-10-06 Kaiser Electro Opt Inc Compact collimator device
KR20010073072A (en) * 1999-07-02 2001-07-31 요트.게.아. 롤페즈 Head-mounted display
KR20170063804A (en) * 2015-09-03 2017-06-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Optical system
KR20220156689A (en) * 2021-05-18 2022-11-28 주식회사 세코닉스 Optical System for Head Mounted Display
KR20230058210A (en) * 2021-10-22 2023-05-03 삼성디스플레이 주식회사 Head mount display devoce

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000275566A (en) * 1999-01-28 2000-10-06 Kaiser Electro Opt Inc Compact collimator device
KR20010073072A (en) * 1999-07-02 2001-07-31 요트.게.아. 롤페즈 Head-mounted display
KR20170063804A (en) * 2015-09-03 2017-06-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Optical system
KR20220156689A (en) * 2021-05-18 2022-11-28 주식회사 세코닉스 Optical System for Head Mounted Display
KR20230058210A (en) * 2021-10-22 2023-05-03 삼성디스플레이 주식회사 Head mount display devoce

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