KR102377397B1 - Device for Augmented Reality using micro lens - Google Patents

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KR102377397B1
KR102377397B1 KR1020200039197A KR20200039197A KR102377397B1 KR 102377397 B1 KR102377397 B1 KR 102377397B1 KR 1020200039197 A KR1020200039197 A KR 1020200039197A KR 20200039197 A KR20200039197 A KR 20200039197A KR 102377397 B1 KR102377397 B1 KR 102377397B1
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주영구
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스는, 외부의 빛을 차단하는 차단패턴이 전면부 또는 후면부에 형성되며, 빛이 출력되는 발광픽셀부가 후면부에 형성되는 제1투명기판; 및 상기 차단패턴과 동일한 직경으로 형성되며, 상기 발광픽셀부와 동일선상에 형성되는 미세렌즈가 구비되는 제2투명기판;을 포함하고, 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛이 상기 미세렌즈에 의해 굴절되어 시신경에 상이 맺히도록 하여, 상기 미세렌즈의 전면 20 cm 이상의 거리에 허상이 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.An augmented reality device using a microlens according to an embodiment of the present invention includes a first transparent substrate on which a blocking pattern that blocks external light is formed on the front or back side, and a light-emitting pixel portion through which light is output is formed on the back side; And a second transparent substrate formed with the same diameter as the blocking pattern and provided with a fine lens formed on the same line as the light-emitting pixel portion, wherein the light output from the light-emitting pixel portion is refracted by the fine lens. It may be characterized in that an image is formed on the optic nerve, and a virtual image is generated at a distance of 20 cm or more in front of the microlens.

Description

미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스{Device for Augmented Reality using micro lens}Augmented reality device using micro lens {Device for Augmented Reality using micro lens}

본 발명은 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 투명기판의 일단에 미세하게 구비되는 발광픽셀부에서 출력되는 빛이 미세렌즈를 투과하여 시신경의 망막에 상이 맺히도록 형성되며, 외부 물체에서 반사되는 빛과 간섭이 발생하지 않도록 하여 발광픽셀부에서 출력하고자 하는 영상이 허상으로 나타나는 것이 가능하고, 투명기판의 각도를 조절하여 미세렌즈를 통과하는 빛의 입사각 또는 투과각을 조절하도록 하는 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to an augmented reality device using a micro-lens, and more specifically, the light output from the light-emitting pixel portion finely provided at one end of the transparent substrate passes through the micro-lens and forms an image on the retina of the optic nerve. By preventing interference with light reflected from external objects, it is possible for the image to be output from the light-emitting pixel unit to appear as a virtual image, and by adjusting the angle of the transparent substrate, the angle of incidence or transmission of light passing through the microlens can be adjusted. This is about an augmented reality device using a micro-lens that allows

최근 기술이 발전함에 따라 가상의 환경을 현실의 공간에서 투영하도록 구현되는 증강현실(Augmented Reality, AR)기술이 주목받고 있다.Recently, as technology has developed, Augmented Reality (AR) technology, which is implemented to project a virtual environment in a real space, is attracting attention.

컴퓨터 그래픽을 이용하여 가상의 환경을 실제와 같이 느끼게 해주는 점에서 가상현실(Virtual Reality, VR)과 유사한 형태로 다뤄지고 있으나, 가상현실(VR)은 실제하는 이미지가 아닌 가상의 이미지로 구현되어 실제 환경을 볼 수 없는 반면, 증강현실(AR)은 컴퓨터 그래픽에 의해 구현되는 이미지와 실제 환경이 혼합되어 실제 환경에서 이미지가 추가적으로 나타나기 때문에 현실감이 증대되는 특성을 가지고 있다.It is treated in a similar form to virtual reality (VR) in that it uses computer graphics to make the virtual environment feel realistic, but virtual reality (VR) is implemented as a virtual image rather than a real image, so the real environment is On the other hand, augmented reality (AR) has the characteristic of increasing the sense of reality because images implemented by computer graphics are mixed with the real environment and additional images appear in the real environment.

이러한 이유로, 최근에는 다양한 의료, 미디어, 교육, 제조, 게임 등 다양한 미디어 및 산업분야에서 증강현실(AR)을 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 증강현실(AR)을 구현하기 위한 모듈이 점차 소형화 됨에 따라 휴대하는 형태의 증강현실(AR) 모듈의 형태로 발전하고 있다.For this reason, recently, research has been actively conducted to utilize augmented reality (AR) in various media and industrial fields such as medical, media, education, manufacturing, and games, and modules to implement augmented reality (AR) are gradually being developed. As it becomes smaller, it is developing into a portable augmented reality (AR) module.

사용자가 휴대하여 실제 환경에서 증강현실(AR)을 실시간으로 구현하기 위해 착용이 가능한 안경의 형태로 개발되고 있으나, 증강현실(AR)을 구현하기 위한 모듈로써 형태나 부피가 적합하지 않아 이러한 문제를 개선하는 것이 필요하다.They are being developed in the form of glasses that can be worn by users to carry and implement augmented reality (AR) in real time in a real environment, but these problems are solved because the shape and volume are not suitable as a module for implementing augmented reality (AR). It is necessary to improve.

이러한 증강현실(AR) 모듈의 예로써, 한국등록특허 제10-2012299호 '청색광 차단 수단을 구비한 가상 현실 및 증강 현실 장치'에서는 청색광(blue light)를 차단하고 영상 표시부 안으로 먼지 및 수분이 침투하는 것을 방지하도록 이루어지는 청색광 차단 및 먼지 침투 방지 수단, 청색광 차단 및 먼지 침투 방지 수단의 렌즈, 상기 청색광 차단 및 먼지 침투 방지 수단의 렌즈 반대쪽 표면에 형성된 청색광 차단 필터가 구비되며 머리 부분 착용형 장치로 형성되는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 또는 증강현실(AR) 장치로 이용되는 머리 부분 착용형 장치에 대한 기술이 개시되어 있다.As an example of such an augmented reality (AR) module, Korean Patent No. 10-2012299, 'Virtual reality and augmented reality device with blue light blocking means', blocks blue light and allows dust and moisture to penetrate into the image display unit. a blue light blocking and dust penetration prevention means, a lens for blue light blocking and dust penetration prevention means, and a blue light blocking filter formed on a surface opposite to the lens of the blue light blocking and dust penetration prevention means, and is formed as a head wearable device. A technology for a head wearable device used as a virtual reality (VR) or augmented reality (AR) device is disclosed.

그러나, 상기와 같은 종래의 가상현실(VR) 또는 증강현실(AR) 장치는 외부의 먼지나 습기로부터 가상현실(VR) 또는 증강현실(AR) 장치를 보호하는 수단만이 개시되어 있을 뿐, 휴대성을 높이기 다른 어떠한 수단도 개시되지 않았다.However, the conventional virtual reality (VR) or augmented reality (AR) device as described above only discloses a means of protecting the virtual reality (VR) or augmented reality (AR) device from external dust or moisture, and is portable. No other means of increasing gender were disclosed.

또한, 한국공개특허 제10-2019-0105854호 '전자 디바이스'에서는 탈착이 가능하도록 결합되는 디스플레이부, 이미지를 생성하여 디스플레이부에 구현하하도록 하는 제어부가 설치되는 본체가 사용자의 두부에 착용 가능하도록 하는 전자 디바이스에 대한 기술이 개시되어 있다.In addition, in Korea Patent Publication No. 10-2019-0105854, 'Electronic Device', the main body, which is installed with a display unit that is detachably coupled and a control unit that generates an image and implements it on the display unit, can be worn on the user's head. A technology for an electronic device that does this has been disclosed.

그러나, 한국공개특허 제10-2019-0105854호에서도 사용 용도에 따라 특정 구성을 교체하여 사용할 수 있는 구성에 대한 기술만이 개시되어 있을 뿐, 휴대성을 증대시키고, 하나의 모듈로 다양한 기능을 구현하는 것이 가능한 수단이 개시되어 있지 않다.However, Korean Patent Publication No. 10-2019-0105854 only discloses a technology for a configuration that can be used by replacing a specific configuration depending on the intended use, thereby increasing portability and implementing various functions with one module. There is no disclosed means for doing so.

상기와 같이 휴대하여 일상 생활에서 사용이 가능하도록 구성되며, 증강현실(AR) 또는 가상현실(VR)를 스위칭하여 사용할 수 있도록 개선하는 것이 필요하나, 종래의 증강현실(AR) 또는 가상현실(VR) 장치는 이러한 문제를 해결하기 적절하지 않은 한계가 있다.As described above, it is designed to be portable and usable in daily life. It is necessary to improve it so that it can be used by switching between augmented reality (AR) or virtual reality (VR), but the conventional augmented reality (AR) or virtual reality (VR) ) The device has limitations that make it unsuitable for solving these problems.

따라서, 이러한 문제들을 개선하는 것이 시급하다.Therefore, it is urgent to improve these problems.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발광픽셀부에서 출력하는 빛을 투과시키는 미세렌즈를 구비하여 시신경의 망막으로 상이 맺히도록 하며, 외부의 빛을 차단하는 차단패턴이 일정 간격을 두고 미세하게 형성되어 외부에서 유입되는 빛이 시신경의 망막으로 이동하는 경로를 방해하지 않고, 미세렌즈로 향하는 빛을 차단하여, 외부의 사물과 발광픽셀부에서 출력하는 허상이 동시에 보이도록 하는 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention is intended to solve the above problems, and is provided with a microlens that transmits the light output from the light-emitting pixel unit so that the image is formed on the retina of the optic nerve, and a blocking pattern that blocks external light is placed at regular intervals. A microlens is formed so finely that it does not block the path of light coming from outside to the retina of the optic nerve and blocks light heading to the microlens, allowing external objects and virtual images output from the light-emitting pixel to be seen at the same time. The purpose is to provide augmented reality devices using augmented reality devices.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스는, 외부의 빛을 차단하는 차단패턴이 전면부 또는 후면부에 형성되며, 빛이 출력되는 발광픽셀부가 후면부에 형성되는 제1투명기판; 및 상기 차단패턴과 동일한 직경으로 형성되며, 상기 발광픽셀부와 동일선상에 형성되는 미세렌즈가 구비되는 제2투명기판;을 포함하고, 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛이 상기 미세렌즈에 의해 굴절되어 시신경에 상이 맺히도록 하여, 상기 미세렌즈의 전면 20 cm 이상의 거리에 허상이 생성될 수 있다.An augmented reality device using a microlens according to an embodiment of the present invention to solve the above problem has a blocking pattern that blocks external light formed on the front or rear part, and a light-emitting pixel unit that outputs light is formed on the rear part. First transparent substrate; And a second transparent substrate formed with the same diameter as the blocking pattern and provided with a fine lens formed on the same line as the light-emitting pixel portion, wherein the light output from the light-emitting pixel portion is refracted by the fine lens. This causes an image to form on the optic nerve, so that a virtual image can be created at a distance of 20 cm or more in front of the microlens.

이때, 상기 차단패턴은, 2 mm 이하의 크기로 형성되며, 상기 제1투명기판의 전면부 또는 후면부에 일정간격으로 형성되어 외부의 빛이 시신경으로 유입되는 경로를 간섭하지 않고, 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛으로 생성되는 허상과 전면에서 유입되는 빛으로 보이는 실상이 동시에 보이도록 할 수 있다.At this time, the blocking pattern is formed in a size of 2 mm or less, and is formed at regular intervals on the front or back part of the first transparent substrate so as not to interfere with the path through which external light flows into the optic nerve, and the light emitting pixel unit. The virtual image created by the light output from the front and the real image seen by the light coming from the front can be seen at the same time.

이때, 상기 발광픽셀부는, 적색픽셀, 녹색픽셀, 청색픽셀을 포함하며, 상기 차단패턴이 형성되는 직경과 동일하거나 작도록 형성되어, 상기 미세렌즈의 방향으로 빛을 출력할 수 있다.At this time, the light-emitting pixel unit includes red pixels, green pixels, and blue pixels, and is formed to be equal to or smaller than the diameter in which the blocking pattern is formed, so that it can output light in the direction of the microlens.

본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스의 미세렌즈는, 일단에 입사광의 중심 각도를 굴절시키는 것이 가능하도록 형성되는 프리즘;을 더 포함하고, 상기 프리즘은, 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛의 굴절각을 변화시켜 상이 맺히는 위치를 가변시킬 수 있다.The microlens of the augmented reality device using the microlens according to an embodiment of the present invention further includes a prism formed at one end to be able to refract the central angle of the incident light, wherein the prism outputs from the light emitting pixel unit. By changing the refraction angle of the light, the position where the image is formed can be varied.

또한, 상기 제1, 2투명기판은, 외주면이 일정한 곡률로 형성되는 것이 가능하며, 상기 발광픽셀부는, 한 개 이상으로 구비될 시, 상기 제1투명기판의 곡률에 따라 서로 다른 평면상에 위치하고, 상기 미세렌즈는, 한 개 이상으로 구비될 시, 상기 제2투명기판의 곡률에 따라 서로 다른 평면상에 위치하도록 할 수 있다.In addition, the first and second transparent substrates can have outer peripheral surfaces formed with a constant curvature, and when more than one light-emitting pixel unit is provided, they are located on different planes according to the curvature of the first transparent substrate. , When provided with one or more microlenses, they can be positioned on different planes depending on the curvature of the second transparent substrate.

이때, 상기 제1투명기판과 상기 제2투명기판의 사이에 경화수지를 주입하여 접착되는 접합부;를 더 포함하고, 상기 접합부는, 상기 제1투명기판과 상기 제2투명기판을 하나의 구조물로 일체화시키며, 빛이 투과하도록 투명하게 형성될 수 있다.At this time, it further includes a joint portion bonded between the first transparent substrate and the second transparent substrate by injecting a cured resin, wherein the joint portion combines the first transparent substrate and the second transparent substrate into one structure. It can be integrated and made transparent to allow light to pass through.

또한, 전기의 인가여부에 따라서 수축 또는 팽창하여 미세하게 각도가 조절되도록 형성되는 미세각도조절장치;를 더 포함하고, 상기 미세각도조절장치는, 제1투명기판 및 제2투명기판에 형성되어 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛의 중심각도를 조절할 수 있다. In addition, it further includes a fine angle adjusting device formed to finely adjust the angle by contracting or expanding depending on whether electricity is applied, wherein the fine angle adjusting device is formed on the first transparent substrate and the second transparent substrate. The central angle of the light output from the emitting pixel unit can be adjusted.

본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스는, 전기의 인가여부에 따라서 외부의 빛을 차단할 수 있는 LCD 패널부;를 더 포함하고, 상기 LCD패널부는, 상기 제1투명기판을 교체하여 구성될 수 있고, 외부의 빛을 차단하며, 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛이 선택적으로 상에 맺히도록 하여 가상현실 모드로 전환할 수 있다. The augmented reality device using a microlens according to an embodiment of the present invention further includes an LCD panel unit capable of blocking external light depending on whether electricity is applied, wherein the LCD panel unit replaces the first transparent substrate. It can be configured to block external light, and can be switched to virtual reality mode by allowing light output from the light-emitting pixel unit to selectively focus on the image.

또한, 상기 발광픽셀부와 상기 미세렌즈의 사이에 수직방향으로 형성되는 차단격벽;을 더 포함하고, 상기 차단격벽은, 외부에서 상기 제1투명기판을 통과하는 빛이 상기 미세렌즈에 통과하지 못하도록 차단할 수 있다.In addition, it further includes a blocking barrier formed in a vertical direction between the light emitting pixel portion and the microlens, wherein the blocking barrier prevents light passing through the first transparent substrate from the outside from passing through the microlens. You can block it.

또한, 상기 제1투명기판은, OLED패널부로 교체하여 구성되며, OLED패널부의 일부 또는 전면이 외부의 빛을 차단하고, 상기 OLED패널부에서 빛을 출력하여 상기 발광픽셀부 없이 자체 발광하도록 할 수 있다.In addition, the first transparent substrate is configured by replacing the OLED panel part, and a part or the entire OLED panel part blocks external light, and the OLED panel part outputs light to emit light itself without the light-emitting pixel part. there is.

본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스는 투명기판의 일단에 미세하게 구비되는 발광픽셀부에서 출력되는 빛이 미세렌즈를 투과하여 시신경의 망막에 상이 맺히도록 형성되며, 외부 물체에서 반사되는 빛과 간섭이 발생하지 않도록 하여 발광픽셀부에서 출력하고자 하는 영상이 허상으로 나타나는 하여 증강현실의 효과를 나타내는 장점이 있다.The augmented reality device using a micro-lens according to an embodiment of the present invention is formed so that the light output from the light-emitting pixel portion finely provided at one end of the transparent substrate passes through the micro-lens and forms an image on the retina of the optic nerve, and is reflected in the external object. It has the advantage of showing the effect of augmented reality by preventing interference with reflected light and causing the image to be output from the light-emitting pixel portion to appear as a virtual image.

또한, 투명기판의 각도를 조절하여 미세렌즈를 통과하는 빛의 입사각 또는 투과각을 조절할 수 있으며, 빛의 중심 각도를 굴절시키는 프리즘을 이용하여 다각도로 빛을 투과시키는 것이 용이하도록 할 수 있다.In addition, the angle of incidence or transmission of light passing through the microlens can be adjusted by adjusting the angle of the transparent substrate, and it is possible to easily transmit light from various angles by using a prism that refracts the central angle of light.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스의 전체 모습을 보여주는 예시도이다.
도 2는 도 1의 증강현실 디바이스의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 증강현실 디바이스에 의해 사물에 증강현실이 투영되도록 빛이 시신경으로 입사되는 모습을 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스의 차단 패턴이 배열되는 모습을 보여주는 예시도이다.
도 5는 증강현실 디바이스의 제2투명기판에 프리즘이 구비되는 모습을 보여주는 예시도이다.
도 6은 증강현실 디바이스의 제1, 2투명기판이 일정한 곡률를 가지도록 구비되는 모습을 보여주는 예시도이다
도 7은 증강현실 디바이스의 제1, 2투명기판의 각도가 조절되는 모습을 보여주는 예시도이다.
도 8은 제1투명기판이 LCD패널부로 교체된 증강현실 디바이스를 보여주는 예시도이다.
도 9는 도 8의 증강현실 디바이스의 LCD패널부가 외부의 빛을 통과하도록 형성되는 모습을 보여주는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스이 차단 격벽을 구비하는 모습을 보여주는 예시도이다.
Figure 1 is an exemplary diagram showing the overall appearance of an augmented reality device using a microlens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the augmented reality device of FIG. 1.
Figure 3 is an example diagram showing light entering the optic nerve so that augmented reality is projected onto an object by the augmented reality device of Figure 2.
Figure 4 is an example diagram showing how the blocking pattern of an augmented reality device using a micro lens according to an embodiment of the present invention is arranged.
Figure 5 is an example diagram showing a prism provided on the second transparent substrate of an augmented reality device.
Figure 6 is an example diagram showing how the first and second transparent substrates of the augmented reality device are provided to have a constant curvature.
Figure 7 is an example diagram showing how the angles of the first and second transparent substrates of the augmented reality device are adjusted.
Figure 8 is an example diagram showing an augmented reality device in which the first transparent substrate is replaced with an LCD panel portion.
Figure 9 is an example diagram showing the LCD panel portion of the augmented reality device of Figure 8 being formed to allow external light to pass through.
Figure 10 is an exemplary diagram showing an augmented reality device using a microlens according to an embodiment of the present invention provided with a blocking partition.

이하, 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the accompanying drawings is not limited to specific embodiments, and various modifications may be made and various embodiments may be possible. In addition, the content described below should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

이하의 설명에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, terms such as first, second, etc. are terms used to describe various components, and their meaning is not limited, and is used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numerals used throughout this specification refer to like elements.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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.As used herein, singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as “comprise,” “provide,” or “have” used below are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof described in the specification. It should be construed and understood as not precluding the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an augmented reality device using a microlens according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스의 전체 모습을 보여주는 예시도이고, 도 2는 도 1의 증강현실 디바이스의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 3은 도 1의 증강현실 디바이스에 의해 사물에 증강현실이 투영되도록 빛이 시신경으로 입사되는 모습을 보여주는 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing the overall appearance of an augmented reality device using a micro lens according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the augmented reality device of Figure 1, and Figure 3 is an augmented reality device of Figure 1. This is an example showing how light enters the optic nerve so that augmented reality is projected onto an object by a device.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스(1)는 프레임(100), 제1투명기판(200), 제2투명기판(300), 차단패턴(210), 발광픽셀부(220), 미세렌즈(310)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 3, the augmented reality device 1 using a micro lens according to an embodiment of the present invention includes a frame 100, a first transparent substrate 200, a second transparent substrate 300, and a blocking pattern. It may include (210), a light emitting pixel unit (220), and a fine lens (310).

먼저, 증강현실 디바이스(1)는 증강현실을 구현하기 위한 구성이 마련되도록 프레임(100)이 구비될 수 있으며, 프레임(100)은 사용자가 휴대하기 편리하고 착용이 간편하도록 안경의 형태로 구비될 수 있다. First, the augmented reality device 1 may be provided with a frame 100 to provide a configuration for implementing augmented reality, and the frame 100 may be provided in the form of glasses to be convenient for the user to carry and easy to wear. You can.

이때, 프레임(100)은 금, 티타늄, 구리합금, 니켈합금, 알루미늄 등을 포함하는 금속성 소재 또는 셀룰로이드, 아세테이트, 옵틸 등을 포함하는 플라스틱 소재 등으로 형성될 수 있으며, 증강현실 디바이스(1)의 프레임(100)은 금속성 소재나 플라스틱 소재에 한정되지 아니하며, 증강현실을 구현하기 위한 구성이 마련되면서 플렉시블 특성을 지니는 다양한 소재로 구비될 수 있다.At this time, the frame 100 may be formed of a metallic material containing gold, titanium, copper alloy, nickel alloy, aluminum, etc., or a plastic material containing celluloid, acetate, optyl, etc., and the augmented reality device 1 The frame 100 is not limited to metallic or plastic materials, and can be made of various materials with flexible characteristics as it is configured to implement augmented reality.

제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)은 서로 평행하도록 일정 간격을 두고 프레임(100)의 일면에 형성되며, 제1투명기판(200)이 제2투명기판의 전면부에 위치하여 외부에서 투사되는 빛이 1차적으로 제1투명기판(200)을 통과하고, 제1투명기판(200)을 투사하는 빛이 제2투명기판(300)을 통과하도록 형성될 수 있다.The first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 are formed on one side of the frame 100 at regular intervals so as to be parallel to each other, and the first transparent substrate 200 is located on the front side of the second transparent substrate. Thus, the light projected from the outside primarily passes through the first transparent substrate 200, and the light projected on the first transparent substrate 200 can be formed to pass through the second transparent substrate 300.

이때, 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)은 증강현실 디바이스(1)를 착용하는 사용자의 눈이 형성되는 위치에 각각 형성될 수 있으며, 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)의 간격은 미세렌즈(310)의 직경에 따라 달라지도록 할 수 있다.At this time, the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 may be formed at the positions where the eyes of the user wearing the augmented reality device 1 are formed, respectively, and the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 may be formed respectively. 2The spacing between the transparent substrates 300 can vary depending on the diameter of the microlens 310.

즉, 증강현실 디바이스(1)는 도 1과 같이 통상적인 안경의 형상으로 구비될 수 있으며, 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)이 일정간격을 두고 겹쳐지도록 하여 안경의 렌즈에 해당하는 위치에 각각 구비될 수 있다.That is, the augmented reality device 1 may be provided in the shape of typical glasses as shown in FIG. 1, and the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 overlap at a certain interval to form the lenses of the glasses. Can be provided in each corresponding location.

이때, 증강현실 디바이스(1)는 안경의 형상으로 구비될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)의 구성이 사용자의 눈에 고정될 수 있도록 고글이나 마스크 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.At this time, the augmented reality device 1 may be provided in the shape of glasses, but is not limited to this, and the configuration of the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 is such that the goggles can be fixed to the user's eyes. It can be provided in various shapes such as a mask or a mask.

제1투명기판(200)은 외부에서 유입되는 가시광선을 차단할 수 있는 차단패턴(210), 다양한 파장의 빛을 출력할 수 있는 발광픽셀부(220)를 포함할 수 있으며, 차단패턴(210)은 제1투명기판(200)의 전면부 또는 후면부에 형성되며, 발광픽셀부(220)는 제1투명기판(200)의 후면부에 형성되도록 하여 외부에서 발광픽셀부(220) 방향으로 유입되는 가시광선이 차단패턴(210)에 의해 차단되도록 할 수 있다.The first transparent substrate 200 may include a blocking pattern 210 capable of blocking visible light coming from the outside, a light emitting pixel unit 220 capable of outputting light of various wavelengths, and the blocking pattern 210 is formed on the front or back side of the first transparent substrate 200, and the light emitting pixel portion 220 is formed on the back side of the first transparent substrate 200 so that the visible light flowing in from the outside toward the light emitting pixel portion 220 Light rays can be blocked by the blocking pattern 210.

차단패턴(210)은 제1투명기판(200)의 전면부 또는 후면부에 형성되어 사물에 반사되어 유입되는 빛을 차단하도록 가시광 영역의 빛을 흡수하거나 반사할 수 있는 특수도료가 도포되거나 필름이 부착되는 형태로 형성될 수 있다.The blocking pattern 210 is formed on the front or back side of the first transparent substrate 200 and is coated with a special paint or attached film that can absorb or reflect light in the visible light region to block light reflected from objects and coming in. It can be formed in the form of

차단패턴(210)은 발광픽셀부(220) 방향으로 유입되는 외부의 빛을 차단하도록 형성될 수 있으나, 사용자의 시신경으로 상이 맺히는 현상을 간섭하지 않도록 제1투명기판(200)의 전면부 또는 후면부에 형성되는 크기가 조절될 수 있다.The blocking pattern 210 may be formed to block external light flowing in the direction of the light emitting pixel unit 220, but may be formed on the front or rear surface of the first transparent substrate 200 so as not to interfere with the image forming phenomenon on the user's optic nerve. The size formed can be adjusted.

즉, 차단패턴(210)이 형성되는 직경은 사물에 반사되어 동공으로 유입되는 빛을 가리지 않도록, 동공을 가리지 않는 직경으로 형성되어 차단패턴(210)에 의해 외부의 사물을 인식하는 것이 방해받지 않도록 형성될 수 있다.In other words, the diameter at which the blocking pattern 210 is formed is formed to a diameter that does not block the pupil so as not to block the light that is reflected from the object and flows into the pupil, so that recognition of external objects is not hindered by the blocking pattern 210. can be formed.

발광픽셀부(220)는 사용자의 망막에 상이 맺히도록 하여 가상의 이미지가 허상으로 구현되도록 스스로 가시광 영역의 빛을 출력하도록 형성될 수 있으며, 다양한 색의 조합을 통해 이미지가 구현될 수 있도록, 한 개 이상의 단위픽셀(221) 조합하여 이루어질 수 있으며, 단위픽셀(221)은 적색픽셀(221R), 녹색픽셀(221G), 및 청색픽셀(221B)을 포함할 수 있다.The light-emitting pixel unit 220 can be formed to output light in the visible light region on its own so that an image is formed on the user's retina and a virtual image is realized as a virtual image. It may be formed by combining more than one unit pixel 221, and the unit pixel 221 may include a red pixel 221R, a green pixel 221G, and a blue pixel 221B.

발광픽셀부(220)는 하나의 단위픽셀(221)로 이루어질 수 있으며, 다수 개의 단위픽셀(221)이 조합하여 형성되는 것이 가능하다.The light emitting pixel unit 220 may be composed of one unit pixel 221, and may be formed by combining multiple unit pixels 221.

예컨대, 2 mm x 2 mm 의 정사각형 형상으로 형성되는 발광픽셀부(220)는 2 mm x 2 mm의 단위픽셀(221)로 형성될 수도 있고, 0.5 mm x 0.5 mm 크기의 단위픽셀(221)이 4x4 배열로 형성되는 것이 가능하며, 2 mm x 2 mm 크기의 발광픽셀부(220)에 0.02 mm x 0.02 mm 크기의 단위픽셀(221)로 조합되는 경우, 100 x 100의 분해능으로 이미지를 구현하는 것이 가능하다.For example, the light emitting pixel unit 220 formed in a square shape of 2 mm x 2 mm may be formed of a unit pixel 221 of 2 mm x 2 mm, and the unit pixel 221 may be formed of a unit pixel 221 of 0.5 mm x 0.5 mm in size. It can be formed in a 4x4 array, and when combined with a 2 mm x 2 mm light emitting pixel unit 220 and a 0.02 mm x 0.02 mm unit pixel 221, an image can be created with a resolution of 100 x 100. It is possible.

즉, 발광픽셀부(220)에 형성되는 단위픽셀(221)의 조합 수를 조절하여 디스플레이의 해상도를 조절하도록 할 수 있다.That is, the resolution of the display can be adjusted by adjusting the number of combinations of unit pixels 221 formed in the light-emitting pixel unit 220.

후술하겠지만, 발광픽셀부(220)는 제2투명기판(300)에 형성되어 있는 미세렌즈(310)의 방향으로 빛을 출력하며, 미세렌즈(310)를 통과하는 빛이 평행광으로 사용자의 동공으로 직진하도록 굴절됨에 따라 사용자의 망막에 상이 맺히도록 형성될 수 있다.As will be described later, the light emitting pixel unit 220 outputs light in the direction of the microlens 310 formed on the second transparent substrate 300, and the light passing through the microlens 310 is parallel light and is transmitted to the user's pupil. As it is refracted to go straight, an image may be formed on the user's retina.

이때, 발광픽셀부(220)는 이미지를 구현할 수 있는 빛을 출력할 수 있도록 전기적 신호를 받아 빛을 출력할 수 있도록 OLED(organic light-emitting diode) 형태의 디스플레이로 구현되는 것이 가능하며, 제2투명기판(300)에 형성되는 미세렌즈(310)의 직경과 동일하거나 작은 크기로 형성되어 외부에서 유입되는 빛을 간섭하지 않도록 할 수 있다.At this time, the light-emitting pixel unit 220 can be implemented as a display in the form of an OLED (organic light-emitting diode) to receive electrical signals and output light so as to output light capable of implementing an image, and the second It can be formed to have a size equal to or smaller than the diameter of the microlens 310 formed on the transparent substrate 300 to prevent interference with light coming from the outside.

이때, 발광픽셀부(220)는 금속전극의 형태로 구비될 수 있으며, 발광픽셀부(220)를 형성하는 기판은 빛이 통과되지 않는 불투명 전극을 사용하도록 하여 차단패턴(210)의 역할을 대신하도록 구비될 수 있다.At this time, the light-emitting pixel unit 220 may be provided in the form of a metal electrode, and the substrate forming the light-emitting pixel unit 220 uses an opaque electrode through which light does not pass, thereby playing the role of the blocking pattern 210. It may be provided to do so.

예컨대, OLED 형태의 발광픽셀부(220)로 형성될 시 금속 전극을 사용하는 것이 가능하므로 기판의 같은 면으로 차단패턴(210)과 발광픽셀부(220)가 형성될 수 있으며, 불투명 전극으로 형성되는 발광픽셀부(220)를 사용하여 차단패턴(210)을 구비하지 않고 발광픽셀부(220)만을 구비하도록 할 수 있다.For example, when forming the light emitting pixel portion 220 in the form of an OLED, it is possible to use a metal electrode, so the blocking pattern 210 and the light emitting pixel portion 220 can be formed on the same side of the substrate, and are formed with an opaque electrode. By using the light-emitting pixel unit 220, it is possible to provide only the light-emitting pixel unit 220 without the blocking pattern 210.

제2투명기판(300)은 제1투명기판(200)의 후단으로 일정간격을 두고 증강현실 디바이스(1)의 프레임(100)에 형성되며, 일면에 형성되는 미세렌즈(310)는 발광픽셀부(220)에서 출력되는 가시광 영역의 빛이 굴절되어 사용자의 망막으로 진행될 수 있도록 할 수 있다.The second transparent substrate 300 is formed on the frame 100 of the augmented reality device 1 at a certain distance from the rear end of the first transparent substrate 200, and the microlens 310 formed on one side is a light-emitting pixel portion. The light in the visible light region output from 220 may be refracted so that it can proceed to the user's retina.

이때, 미세렌즈(310)가 형성되는 크기는 차단패턴(210)이나 발광픽셀부(220)와 마찬가지로 사용자의 망막으로 향하는 외부의 빛을 간섭하지 않는 범위 내에서 형성되도록 할 수 있다.At this time, the size of the fine lens 310 can be formed within a range that does not interfere with external light directed to the user's retina, similar to the blocking pattern 210 or the light-emitting pixel unit 220.

여기서, 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)에 구비되는 차단패턴(210), 발광픽셀부(220) 및 미세렌즈(310)는 동일선상에 위치할 수 있으며, 발광픽셀부(220) 및 미세렌즈(310)는 차단패턴(210)이 형성되는 직경과 동일하거나 작은 크기로 형성될 수 있으나, 바람직하게는 차단패턴(210)의 직경과 동일한 직경으로 형성되도록 할 수 있다.Here, the blocking pattern 210, the light-emitting pixel portion 220, and the microlens 310 provided on the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 may be located on the same line, and the light-emitting pixel portion may be positioned on the same line. 220 and the microlens 310 may be formed to have a size equal to or smaller than the diameter in which the blocking pattern 210 is formed, but may preferably be formed to have the same diameter as the diameter of the blocking pattern 210 .

이때, 상술하였지만, 차단패턴(210)은 사용자의 망막으로 향하는 빛을 간섭하지 않도록 형성될 수 있으며, 사용자의 동공의 직경과 동일하거나 그보다 작은 직경으로 형성될 수 있다.At this time, as described above, the blocking pattern 210 may be formed so as not to interfere with light directed to the user's retina, and may be formed to have a diameter equal to or smaller than the diameter of the user's pupil.

일반적인 사람의 동공의 크기는 주변이 밝을 경우 2 mm 내지 4 mm의 크기를 나타내며, 어두운 환경에서는 4 mm 내지 8 mm로 확장되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 외부의 빛이 밝은 환경에서 동공이 2 mm로 작아지게 되면, 2 mm 이상의 직경을 가지는 차단패턴(210)이 형성되는 증강현실 디바이스(1)를 착용하는 사용자는 외부에서 유입되는 빛이 차단패턴(210)에 의해 간섭을 받아 사물을 정확히 인식할 수 없게 된다. The size of a typical person's pupil is known to be 2 mm to 4 mm when the surroundings are bright, and to expand to 4 mm to 8 mm in a dark environment. Therefore, when the pupil becomes small to 2 mm in an environment with bright external light, the user wearing the augmented reality device 1 in which the blocking pattern 210 with a diameter of 2 mm or more is formed is blocked from light coming from the outside. There is interference from the pattern 210, making it impossible to accurately recognize the object.

즉, 사용자의 동공이 형성되는 직경이 최소 2 mm라고 가정하였을 때, 본 발명의 증강현실 디바이스(1)에 형성되는 차단패턴(210)은 최대 2 mm의 직경으로 형성될 수 있으며, 발광픽셀부(220)와 미세렌즈(310)의 직경도 2 mm 이내에서 형성될 수 있다.That is, assuming that the diameter of the user's pupil is at least 2 mm, the blocking pattern 210 formed in the augmented reality device 1 of the present invention can be formed with a diameter of up to 2 mm, and the light-emitting pixel portion The diameter of 220 and the microlens 310 can also be formed within 2 mm.

따라서, 본 발명에서는 정상적인 성인의 최소 동공의 크기를 2 mm로 설정하여 차단패턴(210), 발광픽셀부(220), 및 미세렌즈(310)의 직경을 결정하도록 하였으나, 실제 증강현실 디바이스(1)를 구현하기 위한 각 구성의 직경은 외부에서 유입되는 빛을 간섭하지 않는 범위 내에서 다양하게 형성되는 것이 가능하다.Therefore, in the present invention, the minimum pupil size of a normal adult is set to 2 mm to determine the diameters of the blocking pattern 210, the light-emitting pixel portion 220, and the microlens 310, but the actual augmented reality device (1) ), the diameter of each configuration can be varied within a range that does not interfere with light coming from the outside.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스(1)는 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)이 일정 간격을 두고 프레임(100)에 형성되도록 할 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, the augmented reality device 1 using a micro lens according to an embodiment of the present invention has a first transparent substrate 200 and a second transparent substrate 300 spaced at a certain distance from the frame 100. ) can be formed.

제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)의 간격은 발광픽셀부(220)와 미세렌즈(310) 사이의 거리를 조절하기 위함이며, 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛이 미세렌즈(310)를 투과 시 형성되는 초점 거리를 고려하여 간격이 조절될 수 있다.The gap between the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 is to adjust the distance between the light-emitting pixel unit 220 and the microlens 310, and the light output from the light-emitting pixel unit 220 is The spacing may be adjusted in consideration of the focal distance formed when transmitting through the fine lens 310.

이때, 발광픽셀부(220)와 미세렌즈(310) 사이의 거리가 미세렌즈(310)의 초점 거리와 동일하게 형성되면, 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛이 미세렌즈(310)를 투과하면서 평행광으로 되어 사용자의 동공을 통과하게 되며, 동공을 통과하는 빛이 망막에 상으로 맺히도록 형성될 수 있다.At this time, when the distance between the light-emitting pixel unit 220 and the fine lens 310 is formed equal to the focal length of the fine lens 310, the light output from the light-emitting pixel unit 220 passes through the fine lens 310. While doing so, it becomes parallel light and passes through the user's pupil, and the light passing through the pupil can be formed to form an image on the retina.

미세렌즈(310)의 초점거리는 렌즈의 f(effective aperture diameter, DEP)/#(effective focal length, EFL)의 비율로 나타낼 수 있으며, 여기서 f는 유효초점거리를 나타내고, #은 렌즈의 직경을 의미한다.The focal length of the fine lens 310 can be expressed as the ratio of f (effective aperture diameter, D EP )/# (effective focal length, EFL) of the lens, where f represents the effective focal length and # represents the diameter of the lens. it means.

여기서 제2투명기판(300)에 형성되는 미세렌즈(310)의 직경을 2 mm로 형성하게 되고, f/#이 1인 경우, 미세렌즈(310)의 초점거리는 2 mm로 형성될 수 있으며, 발광픽셀부(220)와 미세렌즈(310) 사이의 간격을 2 mm로 형성하게 되면, 발광픽셀부(220)와 미세렌즈(310)와의 간격이 미세렌즈(310)의 초점거리와 동일하게 구비되어 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛이 미세렌즈(310)를 통과하면서 평행광으로 사용자의 동공을 향하도록 형성될 수 있다.Here, the diameter of the fine lens 310 formed on the second transparent substrate 300 is formed to be 2 mm, and when f/# is 1, the focal distance of the fine lens 310 can be formed to be 2 mm, When the gap between the light-emitting pixel unit 220 and the fine lens 310 is formed to 2 mm, the gap between the light-emitting pixel unit 220 and the fine lens 310 is equal to the focal length of the fine lens 310. Thus, the light output from the light emitting pixel unit 220 passes through the microlens 310 and can be formed to be directed to the user's pupil as parallel light.

예컨대, 제1투명기판(200)에 형성되는 차단패턴(210)의 직경을 2 mm로 형성하게 되면, 미세렌즈(310)의 직경을 2 mm 이내로 조정하여 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300) 사이의 간격을 2 mm 이하로 형성하는 것이 가능하다.For example, when the diameter of the blocking pattern 210 formed on the first transparent substrate 200 is formed to be 2 mm, the diameter of the micro lens 310 is adjusted to within 2 mm to separate the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 200. It is possible to form a gap between the transparent substrates 300 of 2 mm or less.

즉, 종래의 디바이스에서 증강현실을 구현하기 위해 필요한 렌즈 또는 안경보다 얇은 두께로 렌즈를 형성하는 것이 가능하여 휴대성을 높일 수 있다.In other words, it is possible to form a lens with a thickness thinner than that of lenses or glasses required to implement augmented reality in a conventional device, thereby improving portability.

이때, 미세렌즈(310)의 직경은 0.001 mm 내지 2 mm의 직경으로 구비되어 다양한 초점 거리를 가지도록 형성하는 것이 가능하며, 바람직하게는 미세렌즈(310)의 직경이 너무 작아짐으로 인해 발광픽셀부(220)의 배열 수가 줄어들어 영상의 질이 저하되는 것을 방지하기 위해 0.1 mm 내지 2.0 mm의 범위에서 직경을 형성하도록 할 수 있다.At this time, the fine lens 310 has a diameter of 0.001 mm to 2 mm, so that it can be formed to have various focal lengths. Preferably, the diameter of the fine lens 310 is so small that the light emitting pixel portion To prevent image quality from deteriorating due to a decrease in the number of arrays (220), the diameter can be formed in the range of 0.1 mm to 2.0 mm.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스의 차단패턴이 배열되는 모습을 보여주는 예시도이다.Figure 4 is an example diagram showing how the blocking pattern of an augmented reality device using a micro lens according to an embodiment of the present invention is arranged.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스(1)는, 제1투명기판(200)에 형성되는 차단패턴(210)이 일정한 간격을 두고 배열되도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the augmented reality device 1 using a micro lens according to an embodiment of the present invention can be formed so that the blocking patterns 210 formed on the first transparent substrate 200 are arranged at regular intervals. there is.

이때, 차단패턴(210)은 제1투명기판(200)에 형성되는 배열에 따라서 외부에서 유입되는 빛을 차단하여 광량을 줄이기 때문에, 제1투명기판(200)에 형성되는 차단패턴(210)의 비율에 따라 증강현실 디바이스(1)의 이미지 구현정도가 달라질 수 있다.At this time, since the blocking pattern 210 reduces the amount of light by blocking light coming from the outside according to the arrangement formed on the first transparent substrate 200, the blocking pattern 210 formed on the first transparent substrate 200 Depending on the ratio, the degree of image implementation of the augmented reality device 1 may vary.

예컨대, 하나의 차단패턴(210)이 2 mm x 2 mm의 크기로 형성될 시, 각 차단패턴(210) 사이의 간격을 차단패턴(210)의 크기와 동일하게 2 mm로 형성하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 차단패턴(210)이 제1투명기판(200)의 1/4의 비율로 배열될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 차단패턴(210)에 의해 외부에서 유입되는 빛의 광량은 3/4로 감소하게 되지만, 도 3에서와 같이 사물에 반사되는 빛이 차단패턴(210)의 사이를 통과하여 사용자의 동공에 도달하여 사물을 인식할 수 있게 된다. 또한, 사용자의 동공으로부터 근접한 거리에 미세한 크기로 형성되는 차단패턴(210)은 사용자의 눈에 보이지 않도록 형성될 수 있다. For example, when one blocking pattern 210 is formed in a size of 2 mm x 2 mm, if the gap between each blocking pattern 210 is formed at 2 mm, the same as the size of the blocking pattern 210, As shown in Figure 4, the blocking pattern 210 may be arranged at a ratio of 1/4 of the first transparent substrate 200. At this time, as described above, the amount of light flowing in from the outside is reduced by 3/4 due to the blocking pattern 210, but as shown in FIG. 3, the light reflected by the object passes between the blocking patterns 210. This allows it to reach the user's pupil and recognize objects. Additionally, the blocking pattern 210 formed in a minute size at a close distance from the user's pupil may be formed so as not to be visible to the user's eyes.

이때, 차단패턴(210)간의 간격은 차단패턴(210)을 형성하는 크기와 동일하게 형성될 수 있으나, 다양한 간격으로 구비하여 외부에서 유입되는 빛의 광량을 조절하도록 형성될 수 있다.At this time, the spacing between the blocking patterns 210 may be the same size as the blocking pattern 210, but may be provided at various intervals to adjust the amount of light coming from the outside.

즉, 차단패턴(210)이 형성됨으로 인해, 외부의 사물을 인식하도록 하는 빛의 광량이 줄어들 수 있으나, 사물을 인지하는 것을 방해하지 않으며, 발광픽셀부(220)에서 출력되는 이미지가 사용자의 망막에 상이 맺히도록 하면, 외부의 사물을 인식하는 동시에 발광픽셀부(220)에서 출력되는 이미지가 허상으로 보이도록 할 수 있다.In other words, due to the formation of the blocking pattern 210, the amount of light that allows the recognition of external objects may be reduced, but it does not prevent the recognition of the object, and the image output from the light-emitting pixel unit 220 is transmitted to the user's retina. If an image is formed, it is possible to recognize an external object and at the same time make the image output from the light-emitting pixel unit 220 appear as a virtual image.

이때, 제1투명기판(200)의 후면부에 형성되는 다수 개의 발광픽셀부(220)는 각각의 발광픽셀부(220)가 동일한 이미지를 출력할 수 있으며, 서로 다른 이미지를 출력하도록 할 수 있다. At this time, the plurality of light-emitting pixel units 220 formed on the rear portion of the first transparent substrate 200 can allow each light-emitting pixel unit 220 to output the same image or to output different images.

발광픽셀부(220)에서 동일한 이미지를 출력할 시, 다수 개의 발광픽셀부에서 출력되는 빛이 동일한 상을 맺도록 구성될 수 있으며, 다수 개 중 하나의 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛만 사용자의 동공을 통과하더라도 동일한 이미지가 망막에 상이 맺히도록 구현될 수 있다.When outputting the same image from the light-emitting pixel unit 220, the light output from the plurality of light-emitting pixels may be configured to form the same image, and only the light output from one light-emitting pixel unit 220 among the plurality of light-emitting pixels 220 may be used by the user. Even if it passes through the pupil, the same image can be displayed on the retina.

즉, 증강현실 디바이스(1)가 사용자의 동공과 정확히 정렬되지 않더라도, 다수 개의 발광픽셀부(220)에서 동일한 이미지를 출력하게 되면, 사용자의 망막으로 상이 맺히는 효과를 가질 수 있으며, 증강현실 디바이스(1)를 착용 시 정렬 허용 공차를 늘릴 수 있게 되며, 착용하고 있는 도중 약간의 흔들림이 발생하거나, 정렬이 틀어지더라도 이미지를 구현하는 밝기의 변화는 있을 수 있으나, 지속적으로 상이 맺히도록 하는 것이 가능하다.In other words, even if the augmented reality device 1 is not exactly aligned with the user's pupil, if the same image is output from the plurality of light-emitting pixel units 220, it can have the effect of forming an image on the user's retina, and the augmented reality device ( 1) When wearing, the alignment tolerance can be increased. Even if there is slight shaking or alignment is misaligned while wearing, there may be a change in the brightness of the image, but it is possible to ensure that the image is formed continuously. do.

도 5는 증강현실 디바이스의 제2투명기판에 프리즘이 구비되는 모습을 보여주는 예시도이고, 도 6은 증강현실 디바이스의 제1, 2투명기판이 일정한 곡률를 가지도록 구비되는 모습을 보여주는 예시도이다Figure 5 is an example diagram showing a prism being provided on the second transparent substrate of an augmented reality device, and Figure 6 is an example diagram showing the first and second transparent substrates of the augmented reality device being provided to have a certain curvature.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 증강현실 디바이스(1)는 프리즘(320)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the augmented reality device 1 according to an embodiment of the present invention may further include a prism 320.

프리즘(320)은 제2투명기판(300)의 후면부의 일단에 구비될 수 있으며, 미세렌즈(310)를 통과하는 빛이 굴절되도록 미세렌즈(310)와 동일선상에 형성될 수 있다.The prism 320 may be provided at one end of the rear portion of the second transparent substrate 300 and may be formed on the same line as the microlens 310 so that light passing through the microlens 310 is refracted.

증강현실 디바이스(1)의 발광픽셀부(220)는 서로 동일한 평면에서 빛을 출력하여 사용자의 동공을 통과하도록 구비되어 빛을 출력하는 픽셀의 배열 중심이 동일하게 구성되며, 사용자의 망막의 동일지점에 상이 맺히도록 형성될 수 있다.The light-emitting pixel unit 220 of the augmented reality device 1 is provided to output light on the same plane and pass through the user's pupil, so that the center of the array of pixels outputting light is the same, and is located at the same point on the user's retina. It can be formed to form an image.

이때, 제2투명기판(300)에 형성되어 있는 미세렌즈(310)에 프리즘(320)을 구비하게 되면, 발광픽셀부(220)에서 출력하는 빛이 굴절하여 프리즘(320)이 구비되지 않은 지점을 통과하는 빛과 평행하지 않게 되며, 사용자의 망막에 상이 맺히는 위치가 달라지게 된다.At this time, when the fine lens 310 formed on the second transparent substrate 300 is provided with the prism 320, the light output from the light emitting pixel unit 220 is refracted to a point where the prism 320 is not provided. It becomes not parallel to the light passing through, and the position where the image is formed on the user's retina changes.

즉, 미세렌즈(310)가 구비되는 위치의 일부분에 프리즘(320)을 구비하게 되면, 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛이 프리즘(320)의 형성여부에 따라 서로 다른 굴절각을 나타내어 발광픽셀부(220)에 의한 가상의 이미지를 구현할 수 있는 픽셀 배열의 수를 늘리는 것이 가능하다.In other words, when the prism 320 is provided at a portion of the position where the fine lens 310 is provided, the light output from the light emitting pixel unit 220 exhibits different refraction angles depending on whether the prism 320 is formed, thereby forming the light emitting pixel. It is possible to increase the number of pixel arrays that can implement a virtual image by the unit 220.

예컨대, 미세렌즈의 f/#가 4이면, 수치 구경은 대략 1/8이고 픽셀 배열에서 나오는 광선의 각도는 ±7.2° 이다. 프리즘의 편향각이 15°이거나 각각 구비되는 픽셀의 배열 기반이 15° 경사가 있으면 0도와 15에서 각각 ±7.2°의 광선을 만들어 내기 때문에 결과적으로 ±15° 각도 또는 전체 시야각이 30°인 영상을 만들 수 있다. 각 픽셀 배열이 100 X 100 분해능이었다면 200 X 200 분해능을 구현할 수 있다. 이렇게 다수의 픽셀 배열을 활용해 분해능을 높이는 방법에는 렌즈의 중심과 픽셀 배열을 어긋나게 해서 중심 광선의 각도를 바꾸는 방법도 있다.For example, if the f/# of the microlens is 4, the numerical aperture is approximately 1/8 and the angle of the light ray coming from the pixel array is ±7.2°. If the deflection angle of the prism is 15° or the array base of each pixel has a 15° inclination, it produces a ray of ±7.2° at 0 degrees and 15 degrees, respectively, resulting in an image with an angle of ±15° or a total viewing angle of 30°. You can make it. If each pixel array had a resolution of 100 One way to increase resolution by using multiple pixel arrays is to change the angle of the central ray by shifting the center of the lens and the pixel array.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈의 제1, 2투명기판(200, 300)은 외주면이 일정 곡률을 가지는 형상으로 구비되는 것이 가능하다.Referring to FIG. 6, the first and second transparent substrates 200 and 300 of the microlens according to an embodiment of the present invention can be provided in a shape whose outer peripheral surface has a certain curvature.

일정 각도의 곡률을 가지도록 형성되는 제1투명기판에 구비되는 한 개 이상의 발광픽셀부(220)는 서로 다른 평면에 위치하도록 하여 출력되는 빛의 중심각도가 다르게 형성되는 것이 가능하다. 또한, 동일한 곡률을 가지도록 형성되는 제2투명기판(300)에 구비되는 미세렌즈(310)는 대응되는 발광픽셀부(220)와 평행하도록 형성될 수 있다.One or more light emitting pixel units 220 provided on the first transparent substrate formed to have a curvature of a certain angle can be positioned on different planes so that the central angle of the output light can be formed differently. Additionally, the microlens 310 provided on the second transparent substrate 300 formed to have the same curvature may be formed to be parallel to the corresponding light emitting pixel portion 220.

즉, 일정한 곡률을 가지도록 형성되는 제1, 2투명기판(200, 300)은 외주면에 형성되는 곡률에 따라서 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛의 중심각도를 다르게 형성할 수 있으며, 각각의 발광픽셀부(220)에 의해 사용자의 망막에 상으로 맺히는 지점을 다르게 할 수 있다.That is, the first and second transparent substrates 200 and 300, which are formed to have a certain curvature, can form the central angle of the light output from the light emitting pixel unit 220 to be different depending on the curvature formed on the outer peripheral surface, and each The point at which the image appears on the user's retina can be varied by the light-emitting pixel unit 220.

또한, 제1, 2투명기판(200, 300)의 사이에는 경화수지를 주입하여 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)이 접착되도록 하여 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)이 하나의 렌즈와 같이 형성되도록 접합부(미도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, a curing resin is injected between the first and second transparent substrates 200 and 300 to adhere the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300, thereby forming the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300. The transparent substrate 300 may further include a joint (not shown) so that it is formed like a single lens.

이때, 제1, 2투명기판(200, 300)의 사이에 주입되는 경화수지는 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 불포화폴리에스테르수지, 폴리에스테르아크릴레이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 제1, 2투명기판(200, 300)을 접착하여 경화시킬 수 있으며, 빛의 투과를 간섭하지 않도록 무색의 소재를 이용하는 것이 가능하다.At this time, the cured resin injected between the first and second transparent substrates 200 and 300 may be epoxy acrylate, urethane acrylate, unsaturated polyester resin, polyester acrylate, etc., but is not limited thereto. 1, 2 Transparent substrates (200, 300) can be bonded and cured, and it is possible to use a colorless material so as not to interfere with the transmission of light.

즉, 제1, 2투명기판(200, 300)의 사이를 공극으로 두어 각각의 기판 사이의 각도를 변경이 가능하도록 할 수 있으며, 경화수지를 이용하여 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)의 사이에 접합부(미도시)를 형성하여 하나의 렌즈와 같이 사용하는 것이 가능하다.That is, the angle between each substrate can be changed by leaving an air gap between the first and second transparent substrates 200 and 300, and the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate are formed using a curing resin. It is possible to form a joint (not shown) between the substrates 300 and use it like a single lens.

이때, 경화수지를 이용하여 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)을 접착시키는 경우에는 제2투명기판(300)의 전면부에 형성되는 미세렌즈(310)를 후면부에 위치하도록 하여 경화수지로 인한 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.At this time, when the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 are bonded using a curing resin, the microlens 310 formed on the front side of the second transparent substrate 300 is positioned on the rear side. This can prevent interference caused by the cured resin.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈의 제1, 2투명기판(200, 300)은 미세각도조절장치(400)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the first and second transparent substrates 200 and 300 of the micro lens according to an embodiment of the present invention may further include a fine angle adjustment device 400.

미세각도조절장치(400)는 전기 또는 이온에 의해 활성화되어 수축 또는 팽창이 가능한 폴리머 소재로 형성되며, 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)에 구비되어 제1, 2투명기판(200, 300)이 형성되는 형상을 변형시키도록 할 수 있다.The fine angle adjustment device 400 is made of a polymer material that can be contracted or expanded by being activated by electricity or ions, and is provided on the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 to control the first and second transparent substrates. The shape in which (200, 300) is formed can be modified.

제1투명기판(200)은 평면의 형상으로 형성되는 기판이 하나의 기판으로 구비되나, 도 7과 같이 차단패턴(210)과 발광픽셀부(220)가 형성되는 위치에 따라 분할되는 형태로 형성될 수 있으며, 제2투명기판(300)도 마찬가지로 미세렌즈(310)가 형성되는 위치에 따라 제1투명기판(200)이 분할되는 형상과 동일하게 형성될 수 있다.The first transparent substrate 200 is formed as a single substrate in the shape of a plane, but is formed in a divided form according to the position where the blocking pattern 210 and the light emitting pixel portion 220 are formed, as shown in FIG. 7. Likewise, the second transparent substrate 300 can be formed in the same shape as the first transparent substrate 200 is divided depending on the position where the microlens 310 is formed.

미세각도조절장치(400)는 분할되는 기판의 사이에 구비될 수 있으며, 전기를 공급하게 되면, 일정각도로 수축 또는 팽창하여 분할되어 있는 제1, 2투명기판(200, 300)의 배열을 가변하도록 할 수 있다.The fine angle adjustment device 400 may be provided between the divided substrates, and when electricity is supplied, it contracts or expands at a certain angle to change the arrangement of the divided first and second transparent substrates 200 and 300. You can do it.

이때, 미세각도조절장치(400)는 활성화시키는 형태에 따라서 소재가 달라질 수 있으며, 바람직하게는 낮은 전압에서도 빠르게 응답하는 것이 가능하고, 작동의 동작을 크게 구현할 수 있도록 이온에 의해 활성화되는 Ionic EAP(Electronic active polymer)를 적용할 수 있다.At this time, the material of the fine angle adjustment device 400 may vary depending on the type of activation. Preferably, it is possible to respond quickly even at low voltage, and the Ionic EAP (Ionic EAP) is activated by ions to greatly implement the operation. Electronic active polymer) can be applied.

이때, Ionic EAP는 소재에 따라서 카본나노튜브(carbon nanotubese, CNT), 전기유변유체(electroheological fluids, ERP), 전도성 고분자(conducting polymers, CP), 고분자겔(ionic polymer gels, IPG), 이온성-고분자-금속 복합체(ionic polymer-metal composites, IPMC) 등으로 세분화할 수 있다.At this time, depending on the material, Ionic EAP is made of carbon nanotubes (CNT), electroheological fluids (ERP), conducting polymers (CP), ionic polymer gels (IPG), ionic- It can be subdivided into polymer-metal composites (ionic polymer-metal composites, IPMC), etc.

미세각도조절장치(400)에 전기가 공급되지 않을 시, 제1, 2투명기판(200, 300)이 평면으로 형성되는 경우에는 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛이 동일한 위치에 상이 맺히도록 구비될 수 있으나, 전기가 공급되어 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛의 각도가 서로 달라지게 되면, 사용자의 망막에 상으로 맺히는 지점을 다르게 할 수 있다.When electricity is not supplied to the fine angle adjusting device 400 and the first and second transparent substrates 200 and 300 are formed as a plane, the light output from the light emitting pixel unit 220 is imaged at the same position. However, if electricity is supplied and the angle of light output from the light emitting pixel unit 220 changes, the point at which the image is focused on the user's retina can be changed.

미세각도조절장치(400)를 통해 제1, 2투명기판(200, 300)에 형성되어 있는 각각의 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛의 중심각도를 다르게 조절하여, 망막에 상이 맺히는 범위를 조절할 수 있다.By differently adjusting the central angle of the light output from each light-emitting pixel unit 220 formed on the first and second transparent substrates 200 and 300 through the fine angle adjustment device 400, the range in which the image is formed on the retina is adjusted. It can be adjusted.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스(1)는 프리즘(320)을 형성하거나, 제1, 2투명기판(200, 300)에 형성되어 있는 각각의 발광픽셀부(220)가 형성되는 각도를 조절함으로 인해 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛의 중심각도를 다르게 하여 가상 이미지를 구현하기 위한 분해능을 조절할 수 있다. That is, the augmented reality device 1 using a micro lens according to an embodiment of the present invention forms a prism 320 or each light-emitting pixel portion 220 formed on the first and second transparent substrates 200 and 300. ) By adjusting the angle at which the light-emitting pixel unit 220 is formed, the central angle of the light output from the light-emitting pixel unit 220 can be changed to adjust the resolution for implementing a virtual image.

도 8은 제1투명기판이 LCD패널부로 교체된 증강현실 디바이스를 보여주는 예시도이고, 도 9은 도 8의 증강현실 디바이스의 LCD패널부가 외부의 빛을 통과하도록 형성되는 모습을 보여주는 예시도이다. FIG. 8 is an exemplary diagram showing an augmented reality device in which the first transparent substrate is replaced with an LCD panel portion, and FIG. 9 is an exemplary diagram showing the LCD panel portion of the augmented reality device of FIG. 8 being formed to allow external light to pass through.

도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스(1)는 프레임(100)의 전면부에 형성되는 제1투명기판(200)이 LCD(Liquid crystal display) 패널부(500)로 교체되어 구비될 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, the augmented reality device 1 using a microlens according to an embodiment of the present invention has a first transparent substrate 200 formed on the front part of the frame 100 using an LCD (Liquid crystal display). ) It can be provided by replacing it with the panel part 500.

LCD패널부(500)는 외부의 빛이 투과될 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있으며, LCD패널부(500)에 전기를 공급하게 되면 색상을 변화시키도록 할 수 있다.The LCD panel unit 500 may be made of a transparent material to allow external light to pass through, and the color may change when electricity is supplied to the LCD panel unit 500.

이때, LCD패널부(500)는 전기를 공급할 시 LCD패널부(500) 전체 면적의 투과율이 변하도록 할 수 있으며, 도 9에 도시된 바와 같이 일부분만 변하도록 할 수 있다. 즉, LCD패널부(500)는 투과율을 변화시키는 면적을 자유롭게 조절하는 것이 가능하다.At this time, when electricity is supplied to the LCD panel unit 500, the transmittance of the entire area of the LCD panel unit 500 can be changed, and only a portion of it can be changed as shown in FIG. 9. That is, the LCD panel unit 500 can freely adjust the area that changes the transmittance.

LCD패널부(500)에 전기를 공급하여 전체 면적의 색상을 검은색으로 변환하게 되면, 외부로부터 유입되는 빛이 완벽하게 차단하도록 조절할 수 있으며, 이때, 사용자의 동공으로는 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛만이 통과하도록 형성될 수 있다.When electricity is supplied to the LCD panel unit 500 to change the color of the entire area to black, it can be adjusted to completely block light coming from the outside. At this time, the user's pupil is exposed to the light emitting pixel unit 220. It can be formed so that only the light output from passes through.

즉, LCD패널부(500)의 전면이 검은색으로 조절되어 외부의 빛이 차단된 채로 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛이 사용자의 동공을 통과하게 되면, 사용자의 망막에는 발광픽셀부(220)에서 출력하는 이미지만 상이 맺히게 되어 가상현실 모드로 사용하는 것이 가능하다.That is, when the front of the LCD panel unit 500 is adjusted to black and external light is blocked and the light output from the light-emitting pixel unit 220 passes through the user's pupil, the user's retina is exposed to the light-emitting pixel unit ( 220), only the image output is imaged, so it can be used in virtual reality mode.

또한, 발광픽셀부(220) 및 미세렌즈(310)가 위치하는 부분만 검은색으로 변환하여 외부의 빛이 LCD패널부(500)의 투명한 부분을 통과하도록 하면, 증강현실의 효과를 나타낼 수 있다.In addition, if only the part where the light-emitting pixel unit 220 and the microlens 310 are located is converted to black to allow external light to pass through the transparent part of the LCD panel unit 500, the effect of augmented reality can be displayed. .

즉, LCD패널부(500)는 전기의 공급여부에 따라서 외부의 빛을 차단하는 범위를 조절할 수 있으며, 이에 따라 증강현실 모드와 가상현실 모드를 선택적으로 조절할 수 있다. 또한, 외부의 빛을 차단하는 범위를 조절함으로 인해 증강현실에서 실제 사물의 이미지와 허상의 이미지에 대한 대조(contrast)를 조절할 수 있다.In other words, the LCD panel unit 500 can adjust the range of blocking external light depending on whether electricity is supplied, and can selectively adjust the augmented reality mode and virtual reality mode accordingly. Additionally, by adjusting the range that blocks external light, the contrast between the image of a real object and the virtual image can be adjusted in augmented reality.

이때, 제1투명기판(200)에 형성되는 LCD패널부(500)는 OLED패널부(미도시)로 대체하는 것이 가능하며, OLED패널부(미도시)로 형성되는 제1투명기판(200)은 LCD패널부(500)에 의해 구비될 수 있는 기능을 대체할 수 있다. 또한, OLED패널부(미도시)로 교체되는 경우 자체적으로 빛을 출력하는 것이 가능하여 발광픽셀부(220)에서 하는 역할을 대신하도록 할 수 있다.At this time, the LCD panel unit 500 formed on the first transparent substrate 200 can be replaced with an OLED panel unit (not shown), and the first transparent substrate 200 formed on the OLED panel unit (not shown) can replace the functions provided by the LCD panel unit 500. In addition, when replaced with an OLED panel unit (not shown), it is possible to output light on its own and thus replace the role played by the light emitting pixel unit 220.

즉, OLED패널부(미도시)가 외부의 빛을 부분적으로 차단하여 외부의 사물을 인식하도록 하는 동시에 발광픽셀부(220)에서 출력되는 이미지를 허상으로 보이도록 하여 증강현실 디바이스의 기능을 구현할 수 있으며, OLED패널부(미도시)가 외부의 빛을 전부 차단하여 발광픽셀부(220)에서 출력되는 이미지만이 보이도록 형성하여 가상현실 디바이스의 기능을 하도록 할 수 있다. 또한 OLED패널부를 구성하는 금속 전극이 차단 패턴의 역할을 수행하도록 구성될 수 있다.In other words, the function of an augmented reality device can be implemented by allowing the OLED panel unit (not shown) to partially block external light to recognize external objects and at the same time make the image output from the light-emitting pixel unit 220 appear as a virtual image. In addition, the OLED panel unit (not shown) can function as a virtual reality device by blocking all external light so that only the image output from the light-emitting pixel unit 220 is visible. Additionally, the metal electrode constituting the OLED panel unit may be configured to serve as a blocking pattern.

도 10은 증강현실 디바이스에 차단 격벽이 구비되는 모습을 보여주는 예시도이다.Figure 10 is an example diagram showing a blocking partition wall provided in an augmented reality device.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스(1)는 차단 격벽(600)을 더 포함할 수 있으며, 차단 격벽(600)은 미세렌즈(310)의 방향으로 향하는 외부의 빛을 차할 수 있다.Referring to FIG. 10, the augmented reality device 1 using a fine lens according to an embodiment of the present invention may further include a blocking partition 600, and the blocking partition 600 moves in the direction of the fine lens 310. It can block out external light.

본 발명의 증강현실 디바이스(1)는 외부에서 유입되는 빛이 제1, 2투명기판(200, 300)을 통과하여 사용자의 동공으로 직접 유입되어야 하며, 미세렌즈(310)을 통과하여 사용자의 동공으로 유입되면, 빛이 발산되어 사용자의 망막에 맺히는 상이 흐려지는 문제가 발생할 수 있다.In the augmented reality device (1) of the present invention, light coming from the outside must pass through the first and second transparent substrates (200, 300) directly into the user's pupil, and pass through the microlens (310) into the user's pupil. If it flows into the light, the light may be emitted and the image on the user's retina may become blurred.

차단 격벽(600)은 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)의 사이에 형성되며, 미세렌즈(310)의 상단과 하단의 지점에 수직방향으로 구비되고, 빛을 차단하도록 어두운 소재를 사용하여 외부에서 유입되는 빛의 중심각도가 미세렌즈(310)를 향하는 빛이 미세렌즈(310)를 통과하지 못하도록 차단할 수 있다.The blocking partition 600 is formed between the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300, is provided in a vertical direction at the upper and lower points of the microlens 310, and is dark to block light. By using a material, the central angle of light coming from the outside is directed toward the microlens 310, so that it can be blocked from passing through the microlens 310.

또한, 발광픽셀부(220)에서 출력되는 빛이 미세렌즈(310)가 형성되는 위치 이외의 방향으로 이동하여 사용자의 동공을 직접 통과하는 것을 방지할 수 있다.Additionally, it is possible to prevent light output from the light emitting pixel unit 220 from moving in a direction other than the position where the microlens 310 is formed and directly passing through the user's pupil.

아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스(1)는 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)이 평면으로 형성되는 것을 예시하여 설명하였으나, 실제 본 발명에서 사용되는 기술은 제1투명기판(200)과 제2투명기판(300)의 외주면에 한정되지 않고, 평면 또는 곡률을 가지는 형태에 모두 적용이 가능하다.In addition, the augmented reality device 1 using a micro lens according to an embodiment of the present invention has been described by illustrating that the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300 are formed as a plane, but in reality, in the present invention The technology used is not limited to the outer peripheral surfaces of the first transparent substrate 200 and the second transparent substrate 300, and can be applied to both flat or curved shapes.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached claims.

1: 증강현실 디바이스
100: 프레임
200: 제1투명기판
210: 차단패턴
220: 발광픽셀부
221: 단위픽셀
221R: 적색픽셀
221G: 녹색픽셀
221B: 청색픽셀
300: 제2투명기판
310: 미세렌즈
320: 프리즘
400: 미세각도조절장치
500: LCD패널부
600: 차단 격벽
1: Augmented reality device
100: frame
200: First transparent substrate
210: Blocking pattern
220: Light-emitting pixel unit
221: unit pixel
221R: Red pixel
221G: Green Pixel
221B: Blue Pixel
300: Second transparent substrate
310: Fine lens
320: prism
400: Fine angle adjustment device
500: LCD panel part
600: blocking bulkhead

Claims (10)

외부의 빛을 차단하는 차단패턴이 전면부 또는 후면부에 형성되며, 빛이 출력되는 발광픽셀부가 후면부에 형성되는 제1투명기판; 및
상기 차단패턴과 동일한 직경으로 형성되며, 상기 발광픽셀부와 동일선상에 형성되는 미세렌즈가 구비되는 제2투명기판;을 포함하고,
상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛이 상기 미세렌즈에 의해 굴절되어 시신경에 상이 맺히도록 하여, 상기 미세렌즈의 전면 20 cm 이상의 거리에 허상이 생성되되,
상기 차단패턴은,
동공의 직경 크기보다 작도록 2 mm 이하의 크기로 형성되며, 상기 제1투명기판의 전면부 또는 후면부에 일정간격으로 형성되어 외부의 빛이 시신경으로 유입되는 경로를 간섭하지 않고, 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛으로 생성되는 허상과 전면에서 유입되는 빛으로 보이는 실상이 동시에 보이며,
상기 발광픽셀부는,
적색픽셀, 녹색픽셀, 청색픽셀을 포함하며, 상기 차단패턴이 형성되는 직경과 동일하거나 작도록 형성되어, 상기 미세렌즈의 방향으로 빛을 출력하는 것을 특징으로 하는 미세렌즈를 사용한 증강현실 디바이스.
A first transparent substrate on which a blocking pattern to block external light is formed on the front or back side, and a light-emitting pixel portion through which light is output is formed on the back side; and
A second transparent substrate is formed with the same diameter as the blocking pattern and is provided with a fine lens formed on the same line as the light emitting pixel portion,
The light output from the light-emitting pixel unit is refracted by the microlens to form an image on the optic nerve, so that a virtual image is generated at a distance of 20 cm or more in front of the microlens,
The blocking pattern is,
It is formed to a size of 2 mm or less so as to be smaller than the diameter of the pupil, and is formed at regular intervals on the front or back side of the first transparent substrate so as not to interfere with the path through which external light enters the optic nerve, and the light emitting pixel portion The virtual image created by the light output from the front and the real image created by the light coming from the front are visible at the same time.
The light emitting pixel unit,
An augmented reality device using a microlens, which includes red pixels, green pixels, and blue pixels, and is formed to be equal to or smaller than the diameter in which the blocking pattern is formed, and outputs light in the direction of the microlens.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 미세렌즈는,
일단에 입사광의 중심 각도를 굴절시키는 것이 가능하도록 형성되는 프리즘;을 더 포함하고,
상기 프리즘은,
상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛의 굴절각을 변화시켜 상이 맺히는 위치를 가변시키는 것을 특징으로 하는 미세렌즈를 사용한 증강현실 디바이스
According to paragraph 1,
The fine lens is,
It further includes a prism formed at one end to be able to refract the central angle of the incident light,
The prism is,
An augmented reality device using a microlens, characterized in that the position at which the image is formed is varied by changing the refraction angle of the light output from the light-emitting pixel unit.
제1항에 있어서,
상기 제1, 2투명기판은,
외주면이 서로 일정한 곡률로 형성되며,
상기 발광픽셀부는,
한 개 이상으로 구비될 시, 상기 제1투명기판의 곡률에 따라 서로 다른 평면상에 위치하고,
상기 미세렌즈는,
한 개 이상으로 구비될 시, 상기 제2투명기판의 곡률에 따라 서로 다른 평면상에 위치하는 것이 가능한 미세렌즈를 사용한 증강현실 디바이스
According to paragraph 1,
The first and second transparent substrates are,
The outer peripheral surfaces are formed with a certain curvature,
The light emitting pixel unit,
When provided with more than one, they are located on different planes according to the curvature of the first transparent substrate,
The fine lens is,
An augmented reality device using microlenses that, when provided with more than one, can be positioned on different planes depending on the curvature of the second transparent substrate.
제1항에 있어서,
상기 제1투명기판과 상기 제2투명기판의 사이에 경화수지를 주입하여 접착되는 접합부;를 더 포함하고,
상기 접합부는,
상기 제1투명기판과 상기 제2투명기판을 하나의 구조물로 일체화시키며, 빛이 투과하도록 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 미세렌즈를 사용한 증강현실 디바이스
According to paragraph 1,
It further includes: a joint bonded between the first transparent substrate and the second transparent substrate by injecting a cured resin,
The joint is,
An augmented reality device using a microlens, characterized in that the first transparent substrate and the second transparent substrate are integrated into one structure and are formed transparently to allow light to pass through.
제1항에 있어서,
전기의 인가여부에 따라서 수축 또는 팽창하여 미세하게 각도가 조절되도록 형성되는 미세각도조절장치;를 더 포함하고,
상기 미세각도조절장치는,
제1투명기판 및 제2투명기판에 형성되어 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛의 중심각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 미세렌즈를 사용한 증강현실 디바이스
According to paragraph 1,
It further includes a fine angle adjustment device formed to finely adjust the angle by contracting or expanding depending on whether electricity is applied,
The fine angle adjustment device,
An augmented reality device using a microlens formed on a first transparent substrate and a second transparent substrate and controlling the central angle of light output from the light-emitting pixel portion.
제1항에 있어서,
전기의 인가여부에 따라서 외부의 빛을 차단할 수 있는 LCD패널부;를 더 포함하고,
상기 LCD패널부는,
상기 제1투명기판을 교체하여 구성될 수 있고, 외부의 빛을 차단하며, 상기 발광픽셀부에서 출력되는 빛이 선택적으로 상에 맺히도록 하여 가상현실 모드로 전환하는 것이 가능한 미세렌즈를 사용한 증강현실 디바이스
According to paragraph 1,
It further includes an LCD panel unit that can block external light depending on whether electricity is applied,
The LCD panel part,
Augmented reality using a microlens that can be configured by replacing the first transparent substrate, blocks external light, and can be switched to virtual reality mode by selectively focusing the light output from the light-emitting pixel unit on the image. device
제1항에 있어서,
상기 발광픽셀부와 상기 미세렌즈의 사이에 수직방향으로 형성되는 차단격벽;을 더 포함하고,
상기 차단격벽은,
외부에서 상기 제1투명기판을 통과하는 빛이 상기 미세렌즈에 통과하지 못하도록 차단하는 것을 특징으로 하는 미세렌즈를 사용한 증강현실 디바이스
According to paragraph 1,
It further includes a blocking partition formed in a vertical direction between the light-emitting pixel portion and the microlens,
The blocking partition is,
An augmented reality device using a microlens, characterized in that it blocks light passing through the first transparent substrate from the outside from passing through the microlens.
제1항에 있어서,
상기 제1투명기판은,
OLED패널부로 교체하여 구성되며, 상기 OLED패널부의 일부 또는 전면이 외부의 빛을 차단하고,
상기 OLED패널부에서 빛을 출력하여 상기 발광픽셀부 없이 자체 발광하는 것을 특징으로 하는 미세렌즈를 사용한 증강현실 디바이스
According to paragraph 1,
The first transparent substrate is,
It is constructed by replacing the OLED panel part, and part or the entire OLED panel part blocks external light,
An augmented reality device using a microlens, characterized in that it outputs light from the OLED panel unit and emits light on its own without the light-emitting pixel unit.
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