KR101598480B1 - See-through type head mounted display - Google Patents

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KR101598480B1
KR101598480B1 KR1020140155349A KR20140155349A KR101598480B1 KR 101598480 B1 KR101598480 B1 KR 101598480B1 KR 1020140155349 A KR1020140155349 A KR 1020140155349A KR 20140155349 A KR20140155349 A KR 20140155349A KR 101598480 B1 KR101598480 B1 KR 101598480B1
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최장호
손철순
이상준
김진만
이용찬
최성렬
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(주)그린광학
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Abstract

A see-through head-mounted display device according to the present invention comprises: a mounting part for being mounted on a head of a user; a housing installed on the mounting part and placed on a face of the user; a display installed inside the housing and placed perpendicularly to the staring direction of the user; and an optical system placed in the staring direction of the user inside the housing. The optical system includes: one or more aspherical lenses installed at a position adjacent to the display; a beam splitter prism placed in the staring direction of the user; a polarizing film or coating installed between the beam splitter prisms; a reflecting mirror installed on the lower end of the prism; and a polarizing plate film or coating installed between the reflecting mirror and the prism. The see-through head-mounted display device, according to an embodiment of the present invention, can provide a stable and clear image to a user by minimizing a distortion of the image when the image of a micro-display providing a high resolution is projected through the optical system. Also, virtual information and an external image are merged and composite image information is provided to the user as outside view of the user can be secured through the prism.

Description

시스루형 헤드 마운트 표시장치{See-through type head mounted display}[0001] The present invention relates to a see-through type head mounted display,

본 발명은 헤드 마운트 표시장치에 관한 것으로, 특히 사용자의 머리에 착용하여 가상화면으로 제공되는 정보와 외부영상을 융합하여 복합적인 영상정보를 사용자에게 제공하는 시스루형(See-Through type) 헤드 마운트 표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a head-mounted display device, and more particularly, to a head-mounted display device which displays a see-through type head mount display which combines information provided as a virtual screen on a user's head and an external image, ≪ / RTI >

일반적으로 헤드 마운트 표시장치(Head Mounted Display, HMD)는 사용자의 머리에 착용하는 헤드마운트부와, 상기 헤드마운트부에 결합하여 사용자의 눈에 근접하여 영상을 제공하는 근접디스플레이로 구성된다. 상기 근접디스플레이는 통상적으로 한 개 내지 두 개의 미소시현소자와 확대렌즈 및 이와 관련된 광학계로 구현된다.2. Description of the Related Art A head mounted display (HMD) generally includes a head mount portion to be worn on a user's head and a proximity display coupled to the head mount portion to provide an image close to a user's eyes. The proximity display is typically implemented with one or two microscopic elements and magnifying lenses and associated optical systems.

이러한 헤드 마운트 표시장치는 최근 군사, 의료 및 교육용 영상 시스템과 오락용 가상현실 시스템 등의 영상 구현을 위한 용도로 주로 사용되고 있고, 최근에는 가정용 또는 휴대용 영상장치에도 활용되고 있다. 헤드 마운트 표시장치는 이머시브형(Immersive type) 또는 시스루형(See-Through type)으로 구분되기도 한다.Such head-mounted display devices are mainly used for imaging of military, medical and educational video systems and entertainment virtual reality systems, and recently, they have also been used for home or portable video devices. The head-mounted display may be divided into an immersive type or a see-through type.

헤드 마운트 표시장치는 근접디스플레이의 이미지가 매우 작은 면적으로 표시되므로 사용자가 최대한 큰 화면을 시청할 수 있도록 이미지를 확대시키기 위해 확대렌즈를 사용한다. 그런데 이러한 확대렌즈와 광학계를 사용하게 되면 필연적으로 광학적인 왜곡(Optical Distortion)이 발생한다. 이 광학적인 왜곡은 헤드 마운트 표시장치를 장시간 착용하는 경우 눈에 심한 피로감을 유발시켜 장시간 착용을 곤란하게 하는 원인이 된다.The head-mounted display uses an enlarged lens to magnify the image so that the user can view the largest possible screen, since the image of the proximity display is displayed in a very small area. However, when such an enlargement lens and an optical system are used, optical distortion occurs inevitably. This optical distortion causes severe fatigue to the eyes when the head-mounted display device is worn for a long time, thereby causing difficulty in wearing for a long time.

더욱이 시스루형 헤드 마운트 표시장치는 프리즘을 통해 투시되는 외부영상과 가상화면을 융합하여 제공하기 때문에 광학적인 왜곡현상이 더욱 두드러지게 나타나는 문제가 있다. 이러한 광학적 왜곡현상은 광학계의 디자인에 따라 최소화될 수 있지만 완전하게 해소하기에는 어려움이 있다. 한편, 영상처리방법을 이용하여 왜곡을 일부 해소할 수도 있지만 이 경우에는 고비용의 하드웨어 구성이 요구되므로 헤드 마운트 표시장치에 적용하기에 한계가 있다.
Furthermore, the see-through type head-mounted display device has a problem that the optical distortion phenomenon appears more prominently because the external image and the virtual screen that are viewed through the prism are fused and provided. Such an optical distortion phenomenon can be minimized according to the design of the optical system, but it is difficult to completely solve it. On the other hand, some distortion can be solved by using an image processing method. However, in this case, a high-cost hardware configuration is required, and therefore, there is a limit in applying to a head-mounted display device.

미국공개특허공보 제2011-0234584호(2011.09.29. 공개)U.S. Published Patent Application No. 2011-0234584 (disclosed on September 29, 2011)

따라서 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 광학계의 렌즈 구성으로 발생하는 광학적 왜곡현상을 최소화하고, 착용 및 사용효율을 보다 향상시킨 시스루형 헤드 마운트 표시장치를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a view-through type head-mounted display device that minimizes optical distortion caused by a lens configuration of an optical system and improves wear and use efficiency.

본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치는, 사용자의 머리에 착용하는 착용부; 상기 착용부에 설치되며 사용자의 안면에 대응하여 위치하는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되며 상기 사용자의 시선 방향에 수직으로 위치하는 디스플레이; 및 상기 하우징 내부에 사용자의 시선 방향에 위치하는 광학계;를 구비하고, 상기 광학계는, 상기 디스플레이에 인접한 위치에 설치되는 빔 스플리터 프리즘 및 상기 디스플레이와 상기 빔 스플리터 프리즘 사이에 설치되는 비구면렌즈를 포함하며, 상기 빔 스플리터 프리즘은, 경사면이 대응하는 한 쌍의 프리즘, 상기 한 쌍의 프리즘 사이에 설치되는 편광 반사 필름, 상기 한 쌍의 프리즘 하단에 설치되는 곡면경 및 상기 한 쌍의 프리즘과 상기 곡면경 사이에 설치되는 편광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.A view-through type head-mounted display device according to the present invention includes: a wearable portion to be worn on a user's head; A housing installed in the wearer and positioned corresponding to a face of a user; A display installed inside the housing and positioned perpendicular to the direction of the user's gaze; And an optical system positioned inside the housing in a user's direction of sight, wherein the optical system includes a beam splitter prism provided at a position adjacent to the display, and an aspheric lens installed between the display and the beam splitter prism Wherein the beam splitter prism includes a pair of prisms corresponding to the inclined surfaces, a polarizing reflection film provided between the pair of prisms, a curved surface provided at the lower ends of the pair of prisms, And a polarizing plate provided between the polarizing plates.

상기 비구면렌즈는, 상기 디스플레이와 마주하는 상면에 소정 폭의 포물면이 형성된 상부렌즈와, 상기 상부렌즈의 저면에 위치하며 상기 상부렌즈의 저면에 접하는 상면에 이중 곡면이 형성된 하부렌즈로 구성할 수 있다.The aspherical lens may include an upper lens having a parabolic surface having a predetermined width on an upper surface facing the display and a lower lens positioned on a bottom surface of the upper lens and having a double curved surface on an upper surface contacting the lower surface of the upper lens. .

상기 디스플레이의 상하폭은 상기 상부렌즈의 상기 포물면의 폭 이하일 수 있다.The upper and lower widths of the display may be equal to or less than the width of the parabolic surface of the upper lens.

상기 비구면렌즈와 상기 곡면경은, 상기 디스플레이의 블랙영역에 축소되어 와이드뷰(wide view)를 제공할 수 있도록 상하부가 커팅될 수 있다.The aspherical lens and the curved surface may be cut at the top and bottom to reduce the black area of the display to provide a wide view.

상기 비구면렌즈는 상기 디스플레이의 표시면과 같은 방향이고 사용자의 시선에 수직인 방향으로 위치하는 것을 특징으로 한다. And the aspheric lens is positioned in the same direction as the display surface of the display and in a direction perpendicular to a line of sight of the user.

상기 하우징의 내부에는 모션센서가 설치될 수 있고, 상기 모션센서는 자이로센서, 자기계센서, 가속도센서를 포함할 수 있으며, 사용자의 머리 움직임을 감지할 수 있다.A motion sensor may be installed in the housing. The motion sensor may include a gyro sensor, a mechanical sensor, and an acceleration sensor. The motion sensor may sense the movement of the user's head.

상기 하우징의 내부에는 카메라가 설치될 수 있으며, 상기 카메라가 기록하는 영상은 실시간 스트리밍이 가능하다. 이를 위하여, 상기 카메라가 측정하는 방향은 사용자의 시야 방향과 동일하며 상기 사용자의 눈에 근접한 위치에 설치되어 사용자의 시야에 들어오는 영상과 동일한 영상을 기록하는 것을 특징으로 한다.A camera may be installed inside the housing, and an image recorded by the camera can be streamed in real time. To this end, the direction measured by the camera is the same as the viewing direction of the user, and is installed at a position close to the user's eyes, thereby recording the same image as the image coming into the user's field of view.

상기 모션센서, 상기 카메라 및 상기 디스플레이는 통합된 전자회로를 통해 파워 공급과 정보 전달이 가능하며 이 전자회로를 제어하는 보드는 별도의 컨트롤러 보드로 구성할 수 있다.The motion sensor, the camera, and the display are capable of supplying power and communicating information through an integrated electronic circuit, and the board for controlling the electronic circuit can be configured as a separate controller board.

상기 디스플레이와 상기 광학계는 사용자의 좌안에 대응하는 제1디스플레이와 제1광학계 및 우안에 대응하는 제2디스플레이와 제2광학계를 포함할 수 있다.The display and the optical system may include a first display and a first optical system corresponding to the user's left eye, and a second display and a second optical system corresponding to the right eye.

상기 제1디스플레이와 상기 제2디스플레이로 영상을 제공하는 프로세서를 구비하고, 상기 프로세서로 영상신호를 제공하는 외부 소스를 구비할 수 있다.A processor for providing an image to the first display and the second display, and an external source for providing an image signal to the processor.

상기 프로세서는 상기 외부 소스에서 제공받은 영상신호를 상기 제1디스플레이와 상기 제2디스플레이로 분할하여 제공할 수 있다.The processor may divide the video signal received from the external source into the first display and the second display.

상기 착용부는 상기 사용자의 안면에 안경 형태로 고정되며 안경 양쪽 다리 끝 부분에 밴드가 결합되어 상기 사용자의 머리 둘레를 감싸 고정할 수 있으며, 상기 밴드에는 벨크로가 달려있어 상기 밴드를 상기 사용자의 머리 크기에 맞도록 내경을 조절할 수 있다. The wearer is fixed on the face of the user in the form of a spectacle, and a band is coupled to both ends of the eyeglasses to enclose the user's head. The band is provided with a velcro, The inner diameter can be adjusted so as to match the inner diameter.

상기 착용부는 교체가 가능 다양한 크기의 코 지지부를 더 구비하여, 사용자의 코 높이, 넓이 및 모양에 가장 적합한 타입을 선택하여 사용할 수 있다.The wearing part may further include a nose supporting part having various sizes that can be replaced, and a type most suitable for the nose height, width and shape of the user may be selected and used.

상기 사용자의 시야 방향에 위치하며 상기 기구부의 전면에 흡수형 편광 필름, 또는 흡수형 편광 코팅이 된 윈도우를 설치할 수 있다. 상기 흡수형 편광 필름 또는 상기 흡수형 편광 코팅된 윈도우는 외부에서 사용자의 눈에 도달하는 광량을 줄여 상기 디스플레이가 제공하는 가상 화면의 대비를 향상시키는 효과가 있다. A window positioned in the viewing direction of the user and having an absorption type polarizing film or an absorption type polarizing coating may be provided on the front surface of the mechanism section. The absorptive polarizing film or the absorptive polarizing coated window has the effect of reducing the amount of light reaching the user's eyes from the outside, thereby enhancing the contrast of the virtual screen provided by the display.

또한, 상기 흡수형 편광 필름과 프리즘 사이에 구비되는 편광 반사 필름의 배치 각도에 따라 사용자의 눈에 도달하는 광량을 조절할 수 있다.
In addition, the amount of light reaching the user's eye can be adjusted according to the arrangement angle of the polarizing reflection film provided between the absorption type polarizing film and the prism.

전술한 바와 같이, 본 발명은 고해상도를 제공하는 마이크로디스플레이의 영상을 비구면광학계를 거쳐서 투사할 때 영상의 왜곡을 최소화하여 사용자에게 안정적이고 선명한 영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention has an advantage of providing a stable and clear image to a user by minimizing image distortion when projecting an image of a microdisplay that provides high resolution through an aspherical optical system.

또한, 본 발명은 광학계를 통해 투시되는 외부영상을 융합하여 복합적인 영상정보를 사용자에게 제공하는 것이 가능하도록 한다. In addition, the present invention makes it possible to provide composite image information to a user by fusing an external image viewed through an optical system.

또한, 본 발명은 렌즈의 일부를 플라스틱 렌즈로 사용하고, 렌즈의 불필요한 상하 단부를 커팅하여 무게를 최소화 한 효과가 있다.
Further, the present invention has an effect that a part of the lens is used as a plastic lens and unnecessary upper and lower ends of the lens are cut to minimize the weight.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치에 구비된 광학계를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치의 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치에 구비된 광학계의 왜곡률을 측정한 그래프.
1A and 1B are perspective views of a see-through head-mounted display device according to the present invention,
Fig. 2 is an exploded perspective view of a see-through head-mounted display device according to the present invention,
3 is a view showing an optical system provided in a see-through head-mounted display device according to the present invention,
4 is a block diagram of a see-through type head-mounted display device according to the present invention,
5 is a graph showing a distortion rate of an optical system provided in a see-through type head-mounted display device according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치에 대한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것으로, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a see-through head-mounted display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타낸다. 하기의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐, 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The same features of the Figures represent the same reference symbols wherever possible. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

첨부된 블록도의 각 블록들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있다. Each block of the accompanying block diagrams may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be embedded in a processor of a general purpose computer, a special purpose computer, or other programmable data processing apparatus.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장될 수 있다.
These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement a function in a particular manner.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치의 일례를 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 헤드 마운트 표시장치는 사용자의 머리에 착용하는 착용부(100)와, 상기 착용부(100)에 설치되며 사용자의 안면에 위치하는 디스플레이를 위한 하우징(200) 및 상기 하우징(200)에 연결되어 있는 인터그레이션 모듈(300, Integration module)을 구비한다. 1A and 1B are perspective views showing an example of a see-through head-mounted display device according to the present invention. As shown in the figure, the head-mounted display device according to the present invention includes a wear part 100 to be worn on a user's head, A housing 200 mounted on the wearer 100 and positioned on the user's face and an integration module 300 connected to the housing 200.

착용부(100)는 사용자의 머리 둘레를 감싸는 한 쌍의 안경다리(101, 102)와 안경다리(101, 102)와 결합되어 사용자의 머리를 감싸는 밴드(103, 104)를 구비한다. 밴드(103, 104)는 일측면에 부착된 벨크로 등의 고정수단을 통하여 고정할 수 있으며 밴드의 조임에 따라서 사용자의 머리 크기에 맞도록 조절이 가능하다.The wearing section 100 includes a pair of glasses legs 101 and 102 which surround the user's head circumference and bands 103 and 104 which are combined with the glasses legs 101 and 102 to surround the user's head. The bands 103 and 104 can be fixed through fixing means such as a Velcro attached to one side and can be adjusted to fit the size of the user's head according to tightening of the band.

안경다리(101, 102)는 하우징(200)에 경첩 브라켓(201)(202)으로 결합된다. 경첩 브라켓(201, 202)으로 연결된 결합부분은 자유로이 회전하는 것이 가능하며, 양쪽 안경다리(101, 102)는 하우징(200) 쪽으로 접히도록 설계되어 휴대 시 부피를 줄여준다. The glasses legs 101 and 102 are coupled to the housing 200 by hinge brackets 201 and 202. The joint portions connected by the hinge brackets 201 and 202 can be freely rotated and both the eyeglasses legs 101 and 102 are designed to be folded toward the housing 200 to reduce the volume during carrying.

하우징(200)은 사각의 함체 형상으로, 하측 중앙부분에 사용자의 코와 콧등 부분이 안착되는 코 지지부(203)가 형성되어 하우징(200)의 상하 높이 조절이 가능하다.The housing 200 has a rectangular housing shape, and a nose support portion 203 on which a nose and a nose portion of the user are seated is formed at a lower center portion, so that the height of the housing 200 can be adjusted.

인터그레이션 모듈(300)은 하우징(200) 내부 전자보드와 메인 케이블(301)로 연결되어 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 상부 커버(302)와 하부 커버(303) 사이에 인터그레이션 보드(304)가 설치되어 있다.
The integration module 300 is connected to the electronic board inside the housing 200 through the main cable 301 and is connected between the upper cover 302 and the lower cover 303, (Not shown).

도 2는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치의 분해 사시도로서, 이하 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치를 더욱 상세히 설명한다.FIG. 2 is an exploded perspective view of a see-through type head-mounted display device according to the present invention, and a view-through type head-mounted display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 하우징(200)은 전방 커버(210)와 후방 커버(220)로 구성되어 전체적인 외관을 형성한다. 후방 커버(220)의 상부 바로 하측에는 카메라 제어를 위한 카메라 프로세서(231) 및 모션센싱을 위한 헤드 트레커 프로세서(232)를 포함하는 제어모듈(230)이 구비된다. 제어모듈(230)의 하부에는 프레임(240)이 구비된다. As shown in FIG. 2, the housing 200, which forms an outer appearance, includes a front cover 210 and a rear cover 220 to form an overall appearance. A control module 230 including a camera processor 231 for controlling the camera and a head trekker processor 232 for motion sensing is provided directly below the rear cover 220. A frame 240 is provided under the control module 230.

프레임(240)의 하부에는 광학 하우징(250)이 구비되고, 상기 광학 하우징(250)의 상부에는 디스플레이 모듈(400)이 구비되며, 디스플레이 모듈(400)은 제1 및 제2마이크로디스플레이(410, 420)와 디스플레이 제어보드(430)로 구성된다. 제1 및 제2마이크로디스플레이(410, 420)는 디스플레이 제어보드(430)의 하단에 설치된다. An optical housing 250 is provided below the frame 240 and a display module 400 is provided on the optical housing 250. The display module 400 includes a first and a second microdisplay 410, 420 and a display control board 430. The first and second microdisks 410 and 420 are installed at the lower end of the display control board 430.

상기 광학 하우징(250)의 하부에는 빔 스플리터 프리즘(440, Beam splitter prism)이 설치된다. 상기 디스플레이 모듈(400)과 빔 스플리터 프리즘(440)의 사이에는 제1비구면렌즈(450)와 제2비구면렌즈(460)가 설치되며 제1비구면렌즈(450)의 광축은 제1마이크로디스플레이(410)의 중심과 같은 축에 위치하며 제2비구면렌즈(460)는 제2마이크로디스플레이(420)의 중심과 같은 축에 위치한다.A beam splitter prism 440 is installed below the optical housing 250. A first aspherical lens 450 and a second aspherical lens 460 are provided between the display module 400 and the beam splitter prism 440 and the optical axis of the first aspherical lens 450 is disposed between the first micro display 410 And the second aspheric lens 460 is located on the same axis as the center of the second microdisplay 420. [

하우징(200)의 전방 커버(210)는 외부에 노출되는 부분에 빔 스플리터 프리즘(440)을 보호하며 외부에서 사용자의 눈으로 들어오는 광량을 줄이기 위해 편광 흡수 필름(211)이 편광틀(212)에 고정되어 구비된다. 또한, 전방 커버(210) 상부의 중앙에는 카메라의 센서 노출을 위한 카메라 윈도우(213)가 위치한다. 그리고 하우징(200)의 후방 커버(220)는 사용자 안면에 착용되는 부분에 빔 스플리터 프리즘(440)을 보호하기 위한 투시창(221)이 구비된다. The front cover 210 of the housing 200 protects the beam splitter prism 440 at a portion exposed to the outside and the polarizing absorption film 211 is attached to the polarization plate 212 to reduce the amount of light entering the user's eyes from the outside Respectively. A camera window 213 for exposing the sensor of the camera is located at the center of the upper part of the front cover 210. The rear cover 220 of the housing 200 is provided with a sight window 221 for protecting the beam splitter prism 440 at a portion to be worn on the user's face.

도 2의 제1비구면렌즈(450)와 제2비구면렌즈(460)는 동일한 구성으로 실시된다. 따라서 제1비구면렌즈(450)에 대한 실시 예를 설명하여 이를 통해 제2비구면렌즈(460)의 구성을 이해할 수 있다.
The first aspherical lens 450 and the second aspherical lens 460 in Fig. 2 are implemented with the same configuration. Therefore, an embodiment of the first aspherical lens 450 will be described, and the configuration of the second aspherical lens 460 can be understood.

도 3은 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치에 구비된 광학계를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이 광학계는 제1마이크로디스플레이(410)에 인접한 위치에 설치되는 비구면렌즈(450) 및 빔 스플리터 프리즘(440)을 포함한다. 빔 스플리터 프리즘(440)은 2개의 프리즘(441, 442)과, 상기 프리즘(441, 442) 사이에 설치되는 편광 반사 필름(443) 및 상기 프리즘(441, 442) 하단에 설치되는 곡면경(444), 그리고 상기 프리즘(441, 442)과 곡면경(444) 사이에 구비되는 편광판(445)을 포함한다. 제1마이크로디스플레이(410) 면의 중심은 제1비구면렌즈(450)와 곡면경(444)의 광축과 일치한다.3, the optical system includes an aspheric lens 450 disposed at a position adjacent to the first microdisplay 410, and an aspherical lens 450 disposed at a position adjacent to the first microdisplay 410. [ And a prism 440. The beam splitter prism 440 includes two prisms 441 and 442 and a polarizing reflective film 443 provided between the prisms 441 and 442 and a curved surface 444 provided at the lower ends of the prisms 441 and 442. [ And a polarizer 445 provided between the prisms 441 and 442 and the curved surface 444. [ The center of the surface of the first microdisplay 410 coincides with the optical axis of the first aspherical lens 450 and the curved surface 444.

빔 스플리터 프리즘(440)은 사용자의 안면에 인접하는 위치에 설치되며 사용자는 프리즘(441, 442)과 편광 반사 필름(443)를 통해 외부 영상을 볼 수 있다. 제1마이크로디스플레이(410)의 영상은 제1비구면렌즈(450), 프리즘(441), 편광 반사 필름(443), 프리즘(442), 편광판(445) 및 곡면경(444)을 순차적으로 통과한다. 영상의 광 일부는 편광 반사 필름을 통과하며 일부는 하우징(200) 전면부 방향으로 반사된다. The beam splitter prism 440 is installed at a position adjacent to the user's face, and the user can view the external image through the prisms 441 and 442 and the polarizing reflection film 443. [ The image of the first microdisplay 410 sequentially passes through the first aspherical lens 450, the prism 441, the polarizing reflective film 443, the prism 442, the polarizing plate 445 and the curved surface 444 . A part of the light of the image passes through the polarizing reflection film and a part of the light is reflected toward the front face of the housing 200.

한편, 곡면경(444)에 도달한 영상은 반사되어 편광판(445)과 프리즘(442)를 순차적으로 통과한 후 편광 반사 필름(443)에서 사용자의 안구(470) 방향으로 반사된다. 상술한 구조에 따라, 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치는 사용자에게 외부 영상과 제1마이크로디스플레이(410) 영상을 동시에 제공한다.
The image that reaches the curved surface 444 is reflected and sequentially passes through the polarizer 445 and the prism 442 and is then reflected from the polarized reflection film 443 toward the user's eye 470. According to the above-described structure, the see-through type head-mounted display device according to the present invention simultaneously provides the user with the external image and the first microdisplay 410 image.

도 4는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치의 블록도로서, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 및 제2비구면렌즈(450, 460)과 함께 설치되는 제1 및 제2마이크로디스플레이(410, 420)는 빔 스플리터 프리즘(440)의 상부에 사용자의 시선과 수직 방향으로 영상을 표시한다.FIG. 4 is a block diagram of a see-through head-mounted display device according to the present invention. As shown in FIG. 2, first and second microdisplays 410 and 460 installed together with first and second aspherical lenses 450 and 460, And 420 displays an image on the upper side of the beam splitter prism 440 in a direction perpendicular to the user's line of sight.

제1 및 제2마이크로디스프레이(410, 420)는 1920 x 1080인 고해상도의 마이크로 박막 표시장치가 사용된다. 예를 들어 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 또는 LCD(Liquid Crystal Display)가 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 다른 표시장치는 스케일러를 사용하여 최소부품으로 구현할 수 있다.The first and second microdisplays 410 and 420 use a 1920 x 1080 high resolution microfilm display. For example, OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) or LCDs (Liquid Crystal Displays) can be used. The display device according to the embodiment of the present invention can be implemented as a minimum component using a scaler.

하우징(200)의 내부 제어모듈(230)에 모션센싱을 위해 설치된 헤드 트레커 프로세서(232)는 사용자의 머리가 움직이는 것에 따라 화면도 함께 이동하도록 하는 적응적 영상을 제공하는 모션 트랙킹(Motion tracking) 동작을 가능하게 한다.The head trekker processor 232 installed for motion sensing in the internal control module 230 of the housing 200 may perform a motion tracking operation to provide an adaptive image to move the screen together with the movement of the user's head .

한편, 하우징(200)의 내부에 설치되어 제1 및 제2마이크로디스플레이(420)로 영상을 제공하는 디스플레이 제어보드(430)는 영상을 제1마이크로디스플레이(410)와 제2마이크로디스플레이(420)로 분할하여 제공할 수도 있다.A display control board 430 installed inside the housing 200 and providing images to the first and second microdisks 420 may display images on the first microdisplay 410 and the second microdisplay 420, As shown in FIG.

디스플레이 제어보드(430)로 영상신호를 제공하는 외부 소스(500)는 하우징(200)의 외부에 별도로 마련될 수 있다. 외부 소스(500)에서 인터그레이션 모듈(300)의 인터그레이션 보드(304)로 데이터 송신이 이루어지도록 할 수 있고 인터그레이션 보드(304)는 메인 케이블(301)을 통해 데이터를 디스플레이 제어보드(430)으로 전달한다. 이때, 외부 소스(500)는 USB 또는 HDMI와 같은 유선, 또는 무선 근거리 통신 방법으로 인터그레이션 보드(304)와 데이터 송수신이 이루어지도록 할 수 있다. 또한 USB나 HDMI를 이용하여 인터그레이션 모듈(300)을 통해 외부 소스(500)로부터 디스플레이 모듈(400) 및 제어모듈(230)의 동작을 위한 전력을 제공받을 수 있다.
An external source 500 for providing a video signal to the display control board 430 may be separately provided outside the housing 200. The data transfer may be made from the external source 500 to the integration board 304 of the integration module 300 and the integration board 304 may transmit data via the main cable 301 to the display control board 300. [ (430). At this time, the external source 500 may transmit and receive data to and from the integration board 304 using a wired or wireless local area communication method such as USB or HDMI. Also, power for operation of the display module 400 and the control module 230 may be provided from the external source 500 through the integration module 300 using USB or HDMI.

도 5는 본 발명에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치에 구비된 광학계의 왜곡률을 측정한 그래프로서, 도시된 측정 그래프에서와 같이 왜곡률(Distortion ratio)이 대략 5% 내외의 매우 낮은 결과를 얻을 수 있다. 또한 제1 및 제2비구면렌즈(450, 460)는 모두 제1 및 제2마이크로디스플레이(410, 420)의 블랙영역에 축소되어 와이드뷰(Wide view)를 제공할 수 있도록 상하부가 커팅될 수 있다. FIG. 5 is a graph showing a distortion rate of an optical system provided in a see-through type head-mounted display apparatus according to the present invention. As shown in the measurement graph, a distortion ratio of about 5% . The first and second aspherical lenses 450 and 460 may be cut in the black regions of the first and second microdisplay 410 and 420 to provide a wide view, .

또한, 본 발명에 따른 광학계는 60°의 화각(Field of View, FOV)을 제공하도록 구성된다. In addition, the optical system according to the present invention is configured to provide a field of view (FOV) of 60 degrees.

또한, 본 발명에 따른 광학계는 플라스틱 재질로 제조된 것을 사용할 수 있고, 상술한 바와 같이 제1 및 제2비구면렌즈(450, 460)와 곡면경(444)의 상하부를 커팅하여 전체적으로 렌즈의 무게를 가볍게 할 수 있다. In addition, the optical system according to the present invention may be made of a plastic material. As described above, the upper and lower portions of the first and second aspherical lenses 450 and 460 and the curved surface 444 are cut, It can be light.

또한, 본 발명에 따른 광학계는 렌즈의 상하부를 커팅하게 되면 렌즈들이 수납되는 광학 하우징(250)의 형태를 사각 형태로 제작할 수 있기 때문에 경통의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 하우징의 형태를 축소할 수 있다.
In addition, since the optical system according to the present invention can cut the upper and lower portions of the lens, the optical housing 250, in which the lenses are housed, can be formed in a rectangular shape, so that the size of the lens barrel can be reduced. .

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the see-through head-mounted display device constructed as described above according to an embodiment of the present invention will be described.

사용자가 헤드 마운트 표시장치를 머리 부분에 착용하여 헤드 밴드(103, 104)를 견고하게 조여서 사용자의 머리에 맞춘다. 또한, 안경다리(101, 102)와 헤드 밴드(103, 104)의 고정 위치를 조절하여 하우징(200)의 위치를 조절한다. 코 지지부(203)는 높이가 다른 형태로 제공되며 사용자는 코 지지부(203)를 교체하여 헤드 마운트 디스플레이의 상하 위치를 조절할 수 있다.The user wears the head-mounted display device on the head portion to firmly tighten the headbands 103 and 104 to the user's head. Further, the position of the housing 200 is adjusted by adjusting the fixing positions of the spectacle legs 101, 102 and the headbands 103, 104. The nose support part 203 is provided in a different height and the user can adjust the up and down position of the head mount display by replacing the nose support part 203. [

이어, 제1 및 제2마이크로디스플레이(410, 420)가 동작을 개시하면 외부 소스(500)로부터 영상신호가 인터그레이션 모듈(300)로 전달되며 인터그레이션 모듈(300)은 메인 케이블(301)을 통해 영상신호를 디스플레이 제어보드(430)로 제공한다. 디스플레이 제어보드(430)로 제공되는 신호는 제1마이크로디스플레이(410)와 제2마이크로디스플레이(420)에 각각 분할된 신호일 수 있다. 이때, 디스플레이 제어보드(430)가 영상신호를 제1마이크로디스플레이(410)와 제2마이크로디스플레이(420)에 맞도록 분할할 수도 있다.When the first and second microdisks 410 and 420 start to operate, a video signal is transmitted from the external source 500 to the integration module 300 and the integration module 300 transmits the video signal to the main cable 301 To the display control board 430 through the display control board 430. [ The signal provided to the display control board 430 may be a signal divided into the first micro display 410 and the second micro display 420, respectively. At this time, the display control board 430 may divide the video signal so as to fit the first microdisplay 410 and the second microdisplay 420.

영상신호가 디스플레이 제어보드(430)에 제공되면 디스플레이 제어보드(430)는 제1마이크로디스플레이(410)와 제2마이크로디스플레이(420)에 각각 영상신호를 출력하여 제공한다. 영상신호가 제1마이크로디스플레이(410)와 제2마이크로디스플레이(420)에 제공되는 동안 사용자의 머리가 움직이면 헤드 트레커 프로세서(232)가 이를 감지하여 제어모듈(230)로 신호를 전달한다. 카메라 프로세서(231)는 하우징(200) 전방의 영상을 기록하며 이 정보를 제어모듈(230)로 전달한다. When a video signal is provided to the display control board 430, the display control board 430 outputs video signals to the first micro display 410 and the second micro display 420, respectively. If the head of the user moves while the video signal is being supplied to the first micro display 410 and the second micro display 420, the head trekker processor 232 senses the signal and transmits the signal to the control module 230. The camera processor 231 records an image in front of the housing 200 and transfers the information to the control module 230. [

제어모듈(230)은 감지된 움직임 신호와 카메라 영상신호를 메인 케이블(201)을 통해 인터그레이션 보드(304)에 전송한다. 인터그레이션 보드(304)는 USB와 같은 유선, 또는 무선 근거리 통신 방식으로 외부 소스(500)에 신호를 전달한다. 외부 소스(500)는 이 움직임 신호를 계산하여 움직임에 대응하는 트레킹 화면을 추출한 후 인터그레이션 모듈(300)을 통해 디스플레이 제어보드(430)로 전송한다. 그리고 디스플레이 제어보드(430)는 제1마이크로디스플레이(410)와 제2마이크로디스플레이(420)에 트렉킹 영상을 제공한다. 또한, 외부 소스(500)는 카메라 영상 정보를 인터그레이션 모듈(300)을 통해 디스플레이 제어보드(430)로 전송하여 제1 및 제2마이크로디스플레이(410, 420)에 카메라 영상을 제공한다. 외부 소스(500)는 수신한 카메라 영상 정보에 그래픽을 추가하여 헤드 마운트 디스플레이에 전송하여 가상 그래픽, 또는 다른 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
The control module 230 transmits the sensed motion signal and the camera video signal to the integration board 304 through the main cable 201. The integration board 304 transfers signals to an external source 500 in a wired or wireless local area communication manner, such as a USB. The external source 500 calculates the motion signal, extracts the trekking image corresponding to the motion, and transmits the extracted trekking image to the display control board 430 through the imaging module 300. The display control board 430 provides a trekking image to the first microdisplay 410 and the second microdisplay 420. The external source 500 also transmits the camera image information to the display control board 430 through the imaging module 300 to provide the camera images to the first and second microdisks 410 and 420. The external source 500 may add graphics to the received camera image information and transmit it to the head mount display to provide the user with virtual graphics or other information.

전술한 본 발명의 실시 예에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치는 총 4장의 렌즈 및 프리즘을 사용하며 광학계 자재로 유리, 또는 플라스틱 사용이 가능하다. 더욱이, 비구면렌즈와 곡면경들은 상하를 커팅하여 헤드 마운트 표시장치의 무게를 줄일 수 있도록 하였다. 그리고 회로기판에 적용되는 부품들을 밀집시킴으로써 컨트롤러와 같은 추가장치의 사용 없이 구현이 가능하게 하고, 단위면적당 집중되는 무게를 분산하여 보다 가벼운 느낌을 사용자가 받을 수 있도록 구현하였다.The see-through type head-mounted display device according to the embodiment of the present invention uses four lenses and prisms in total, and glass or plastic can be used as the optical system material. Furthermore, the aspherical lens and the curved surfaces are cut up and down to reduce the weight of the head-mounted display device. By densifying the components applied to the circuit board, it is possible to implement without the use of additional devices such as a controller, and to distribute the concentrated weight per unit area, thereby realizing a lighter feeling to the user.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 시스루형 헤드 마운트 표시장치는 최소의 부품으로 저항을 줄였으며, 또한 실시 예에서 HDMI전용 리시버(Receiver)를 사용할 수 있고, 3개의 대표 해상도를 3개의 칩의 전력으로 스위칭 레귤레이팅 방식으로 동작시키도록 할 수 있어 최소한의 전력이 사용되도록 구현하였다.
In addition, the see-through type head-mounted display device according to the embodiment of the present invention can reduce the resistance with a minimum number of components and can also use an HDMI exclusive receiver in the embodiment, So that the minimum power can be used.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

100: 착용부 101: 제1안경다리
102: 제2안경다리 103: 제1밴드
104: 제2밴드 200: 하우징
201: 제1경첩 브라켓 202: 제2경첩 브라켓
203: 코 지지부 210: 전방 커버
211: 편광 흡수 필름 212: 편광틀
213: 카메라 윈도우 220: 후방 커버
221: 투시창 230: 제어모듈
231: 카메라 프로세서 232: 헤드트레커 프로세서
240: 프레임 250: 광학 하우징
300: 인터그레이션 모듈 301: 메인 케이블
302: 상부 커버 303: 하부 커버
304: 인터그레이션 보드 400: 디스플레이 모듈
410: 제1마이크로디스플레이 420: 제2마이크로디스플레이
430: 디스플레이 제어보드 440: 빔 스플리터 프리즘
441: 제1프리즘 442: 제2프리즘
443: 편광 반사 필름 444: 곡면경
445: 편광판 450: 제1비구면렌즈
460: 제2비구면렌즈 470: 사용자의 안구
500: 외부 소스
100: worn portion 101: first eye leg
102: second glasses leg 103: first band
104: second band 200: housing
201: first hinge bracket 202: second hinge bracket
203: nose support 210: front cover
211: polarizing absorption film 212: polarizing frame
213: camera window 220: rear cover
221: view window 230: control module
231: camera processor 232: head trekker processor
240: frame 250: optical housing
300: an integration module 301: a main cable
302: upper cover 303: lower cover
304: an integration board 400: a display module
410: first microdisplay 420: second microdisplay
430: display control board 440: beam splitter prism
441: first prism 442: second prism
443: polarized reflection film 444: curved surface mirror
445: polarizer 450: first aspherical lens
460: second aspherical lens 470: user's eyeball
500: External source

Claims (16)

사용자의 머리에 착용하는 착용부;
상기 착용부에 설치되며 사용자의 안구에 대응하여 위치하는 하우징;
상기 하우징 내부에 설치되며 상기 사용자의 시선 방향에 수직으로 위치하여, 영상신호를 화면에 표시하는 디스플레이; 및
상기 하우징 내부에 사용자의 시선 방향에 위치하는 광학계;를 구비하고,
상기 광학계는,
상기 디스플레이에 인접한 위치에 설치되어, 상기 디스플레이가 표시하는 상기 영상신호의 빛을 반사 및 투과시키는 빔 스플리터 프리즘 및 상기 디스플레이와 상기 빔 스플리터 프리즘 사이에 설치되되, 상기 디스플레이의 표시면과 같은 방향이고 사용자의 안구에 수직인 방향으로 위치하는 비구면렌즈를 포함하며,
상기 빔 스플리터 프리즘은,
경사면이 대응하는 한 쌍의 프리즘,
상기 한 쌍의 프리즘 하단에 설치되어 상기 프리즘을 통해 입사되는 영상신호의 빛을 확대하여 반사시키는 곡면경,
상기 한 쌍의 프리즘 사이에 설치되어, 상기 비구면렌즈를 통과하여 입사되는 영상신호의 빛을 상기 곡면경으로 투과시키고, 상기 곡면경에서 반사된 영상신호의 빛을 사용자의 안구 방향으로 반사시키는 편광 반사 필름 및
상기 한 쌍의 프리즘과 상기 곡면경 사이에 설치되는 편광판을 포함하고,
상기 비구면렌즈는,
상기 디스플레이와 마주하는 상면에 소정 폭의 포물면이 형성된 상부렌즈와, 상기 상부렌즈의 저면에 위치하며 상기 상부렌즈의 저면에 접하는 상면에 이중 곡면이 형성된 하부렌즈로 구성되며,
상기 디스플레이의 상하폭은 상기 상부렌즈의 상기 포물면의 폭 이하인 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
A wearing portion to be worn on a user's head;
A housing installed in the wearer and positioned corresponding to a user's eyeball;
A display installed in the housing and positioned vertically to a direction of a user's sight to display a video signal on a screen; And
And an optical system located inside the housing in a direction of a user's sight,
The optical system includes:
A beam splitter prism disposed at a position adjacent to the display for reflecting and transmitting light of the video signal displayed by the display and a beam splitter prism disposed between the display and the beam splitter prism, An aspheric lens positioned in a direction perpendicular to the eye of the subject,
Wherein the beam splitter prism comprises:
A pair of prisms corresponding to the inclined surfaces,
A prism having a curved surface and a curved surface, the curved surface being provided at a lower end of the pair of prisms to enlarge and reflect light of an image signal incident through the prism,
And a polarizing reflection lens which is disposed between the pair of prisms and transmits the light of the image signal incident through the aspherical lens at the curved surface and reflects the light of the image signal reflected at the curved surface in the eyeball direction of the user, Film and
And a polarizing plate provided between the pair of prisms and the curved surface,
In the aspherical lens,
An upper lens having a paralle of a predetermined width formed on an upper surface facing the display and a lower lens positioned on a bottom surface of the upper lens and having a double curved surface on an upper surface contacting the bottom surface of the upper lens,
Wherein the upper and lower widths of the display are equal to or smaller than the width of the parabolic surface of the upper lens.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 비구면렌즈와 상기 곡면경은,
상기 디스플레이의 블랙영역에 축소되어 와이드뷰(wide view)를 제공할 수 있도록 상하부가 커팅되는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
2. The optical element according to claim 1, wherein the aspherical lens
And the upper and lower portions are cut so as to be reduced in the black region of the display to provide a wide view.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 하우징은,
내부에 모션센서를 더 구비하고,
상기 모션센서는 자이로센서, 자기계센서, 가속도센서를 포함할 수 있으며, 사용자의 머리 움직임을 감지하는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
The connector according to claim 1,
Further comprising a motion sensor inside,
Wherein the motion sensor may include a gyro sensor, a mechanical sensor, and an acceleration sensor, and detects a head movement of the user.
제6항에 있어서, 상기 하우징은,
내부에 카메라를 더 구비하고,
상기 카메라는 사용자의 시야 방향과 동일한 방향을 촬영하도록 사용자의 눈에 근접한 위치에 설치되어 사용자의 시야에 들어오는 영상과 동일한 영상을 기록하며, 상기 기록한 영상은 실시간 스트리밍 가능한 영상인 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
7. The apparatus of claim 6,
Further comprising a camera inside,
Wherein the camera is installed at a position close to the user's eyes so as to photograph the same direction as the viewing direction of the user so as to record the same image as the image coming in the user's view, Head-mounted display.
제7항에 있어서, 상기 모션센서, 상기 카메라 및 상기 디스플레이는,
통합된 전자회로를 통해 파워 공급과 정보 전달이 가능하며 이 전자회로를 제어하는 보드는 별도의 컨트롤러 보드로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the motion sensor, the camera,
Wherein the power supply and the information transmission are possible through the integrated electronic circuit, and the board for controlling the electronic circuit is configured as a separate controller board.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 및 상기 광학계는,
사용자의 좌안에 대응하는 제1디스플레이와 제1광학계 및 우안에 대응하는 제2디스플레이와 제2광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
The display device according to claim 1,
And a second display and a second optical system corresponding to the first optical system, the right eye, and the first display corresponding to the left eye of the user.
제9항에 있어서,
상기 제1디스플레이와 상기 제2디스플레이로 영상을 제공하는 프로세서를 구비하고, 상기 프로세서로 영상신호를 제공하는 외부 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
10. The method of claim 9,
And a processor for providing an image to the first display and the second display, and an external source for providing an image signal to the processor.
제10항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 외부 소스에서 제공받은 영상신호를 상기 제1디스플레이와 상기 제2디스플레이로 분할하여 제공하는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
11. The apparatus of claim 10,
Wherein the video signal provided from the external source is divided and provided to the first display and the second display.
제1항에 있어서, 상기 착용부는,
사용자의 안면에 안경 형태로 고정되며, 안경 양쪽 다리 끝 부분에 밴드가 결합되어 사용자의 머리 둘레를 감싸 고정하고, 상기 밴드에는 사용자의 머리 크기에 맞도록 내경을 조절하는 벨크로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
The apparatus according to claim 1,
And a velcro which is fixed in the form of a spectacle on the face of the user and is fixed by wrapping the band around the ends of the legs of the user and covering the head of the user and the inside of the band is adjusted to the size of the user's head Like head-mounted display device.
제12항에 있어서, 상기 착용부는,
사용자의 코 높이, 넓이 및 모양에 가장 적합한 타입을 선택하여 사용할 수 있는 코 지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
13. The apparatus according to claim 12,
Further comprising a nose supporting portion which can be used by selecting a type best suited to the nose height, width and shape of the user.
제1항에 있어서,
사용자의 시야 방향에 위치하며, 상기 하우징의 전면에 흡수형 편광 필름 또는 흡수형 편광 코팅이 된 윈도우를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a window positioned in a viewing direction of the user and having an absorption type polarizing film or an absorption type polarizing coating on a front surface of the housing.
제14항에 있어서, 상기 흡수형 편광 필름 또는 흡수형 편광 코팅 윈도우는,
외부에서 사용자의 눈에 도달하는 광량을 줄여 상기 디스플레이가 제공하는 가상 화면의 대비를 향상시키는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
15. The method of claim 14, wherein the absorption type polarizing film or absorption type polarizing coating window comprises:
And the contrast of the virtual screen provided by the display is improved by reducing the amount of light reaching the user's eyes from the outside.
제15항에 있어서,
상기 흡수형 편광 필름과 상기 한 쌍의 프리즘 사이의 편광 반사 필름의 배치 각도에 따라 사용자의 눈에 도달하는 광량을 조절하는 것을 특징으로 하는 시스루형 헤드 마운트 표시장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the amount of light reaching a user's eye is adjusted according to an arrangement angle of the polarizing reflection film between the absorption type polarizing film and the pair of prisms.
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