KR20140020338A

KR20140020338A - 복안형 표시장치

Info

Publication number: KR20140020338A
Application number: KR1020140008419A
Authority: KR
Inventors: 김영철
Original assignee: 김영철
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2014-02-18
Also published as: WO2015111944A1

Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초점을 짧게 하며 시야각을 충분히 확보하여 안경 형상으로 구현할 수 있는 복안형 표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 복안형 표시장치는, 영상이 표시되는 영상표시부; 영상의 초점거리를 단축시키기 위해 핀홀과, 핀홀에 장착되는 소형렌즈가 영상표시부로부터 육안을 향하여 이격되어 마련되되, 시야각을 증가시키기 위해 핀홀 및 소형렌즈가 복수개 형성되는 복안부; 복안부로부터 육안을 향하여 이격되어 마련되며, 영상이 중첩되어 육안에 입사되는 것을 방지하도록 핀홀에 대응하여 복수개의 개폐셔터가 형성되는 셔터부; 및 핀홀의 배치 위치에 따라 인접하는 핀홀 간의 영상 중첩여부를 판단하여, 개폐셔터별로 개방 또는 차단되도록 제어하는 개폐 제어부를 포함한다.

Description

복안형 표시장치{COMPOUND EYE DISPLAY}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초점을 짧게 하며 시야각을 충분히 확보하여 안경 형상으로 구현할 수 있는 복안형 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디스플레이 장치의 발전으로 인해서 영상장치는 소형화, 경량화되었다. 이로 인해 이러한 영상장치는 안경형 디스플레이 장치 또는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display)라 한다. 일반적으로 안경형 디스플레이 장치는 가상현실(Virtual Reality; VR)시스템 등에서 사용자의 머리에 착용하기 위한 시각출력장치의 일종으로서 개발되어 점차 다양한 분양에 사용되는데, 이 안경형 디스플레이 장치는 LCD나 CRT와 같은 디스플레이장치가 표시해주는 영상을 정밀한 광학 메커니즘을 이용하여 사용자에게 보여주는 장치이다. 안경형 디스플레이 장치는 사람이 착용하기에 편리하여야 하고, 휴대도 간편해야 한다. 따라서, 안경형 디스플레이 장치는 소형화, 경량화되는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 안경형 디스플레이 장치는 눈과 매우 가까운 위치에 영상 스크린이 위치하기 때문에 매우 짧은 거리에 초점을 맞추어야 함과 아울러 눈에 피로감을 주지않도록 하기 위하여 매우 정밀한 광학장치들이 요구된다. 이를 위해 현재 출시된 제품들은 해상도가 높고 크기가 작은 디스플레이 장치를 렌즈와 같은 확대장치를 이용해 크게 확대해서 눈이 인지할 수 있게 해주는 구조를 갖고 있다.

그러나, 이러한 구조는 대형의 단일 렌즈로 인해 안경형 디스플레이장치의 무게를 증가시키는 단점이 있다. 그리고 사용자의 시력에 따른 추가적인 장치, 즉 시력에 따른 렌즈위치 조절장치, 또는 사용자의 안경이 필요하게 되므로 이로 인해서 제품의 무게가 증가하거나 또는 사용자의 안경을 사용할 경우 사용상의 불편이 뒤따르게 되는 문제점이 있다.

따라서, 휴대성과 착용성을 향상시키는 한편, 넓은 시야각으로 영상을 뚜렷하게 볼 수 있는 안경형 표시장치가 요구되는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 10-0528587호(2005년11월08일) 대한민국 등록특허공보 10-0991281호(2010년10월26일)

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 간단한 구성으로 초점을 짧게 하는 한편, 시야각을 충분히 확보할 수 있는 복안형 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 복안의 구성에 의해 발생될 수 있는 영상의 중첩을 차단할 수 있는 복안형 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 시선이 향하는 방향에 따라 시야각을 충분히 제공하는 한편 영상의 중첩 발생을 적응적으로 차단할 수 있는 복안형 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 동공의 크기에 대응하여 적응적으로 화면의 밝기를 조절하여 눈의 피로를 최소한으로 할 수 있는 복안형 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 복안형 표시장치는, 영상이 표시되는 영상표시부; 영상의 초점거리를 단축시키기 위해 핀홀과, 핀홀에 장착되는 소형렌즈가 영상표시부로부터 육안을 향하여 이격되어 마련되되, 시야각을 증가시키기 위해 핀홀 및 소형렌즈가 복수개 형성되는 복안부; 복안부로부터 육안을 향하여 이격되어 마련되며, 영상이 중첩되어 육안에 입사되는 것을 방지하도록 핀홀에 대응하여 복수개의 개폐셔터가 형성되는 셔터부; 및 핀홀의 배치 위치에 따라 인접하는 핀홀 간의 영상 중첩여부를 판단하여, 개폐셔터별로 개방 또는 차단되도록 제어하는 개폐 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 복안형 표시장치는, 영상표시부, 복안부, 셔터부 및 개폐 제어부를 장착하며, 머리에 착용 가능하게 형성되는 안경형 프레임부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 복안형 표시장치는, 영상표시부의 표시 전면(全面)에 대하여 핀홀 및 소형렌즈가 격자 형상으로 배치되고, 개폐셔터가 핀홀 및 소형렌즈에 대응하여 격자 형상으로 배치되며, 개폐 제어부가 개폐셔터 중 어느 하나를 개방시키는 경우, 개방되는 개폐셔터의 상하좌우에 이웃하여 위치하는 각각의 개폐셔터를 차단시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 소형렌즈는 어안렌즈로 구성되며, 영상의 중첩을 이중으로 차단하기 위하여, 복안부로부터 셔터부로 연장되며, 이웃하는 어안렌즈 사이를 서로 구획하고 이웃하는 개폐셔터 사이를 서로 구획하는 격벽부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 핀홀 및 소형렌즈는 적어도 둘 이상이 하나의 복안군을 이루며 복안군은 다각형상으로 배치되고, 개폐셔터가 복안군에 대응하여 셔터군을 이루며 다각형상으로 배치되며, 개폐 제어부가 셔터군 중 어느 하나를 개방시키는 경우, 개방되는 셔터군의 접하는 각각의 셔터군을 차단시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 복안형 표시장치는, 시야각 증가를 위하여, 복안군 내에서 핀홀 및 소형렌즈가 볼록한 곡면 상에 배치되며, 셔터군 내에서 개폐셔터가 복안군에 대응하여 볼록한 곡면 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 복안형 표시장치는, 영상의 중첩을 이중으로 차단하기 위하여, 복안부로부터 셔터부로 연장되며, 접하는 복안군 사이를 서로 구획하고 접하는 셔터군 사이를 서로 구획하는 격벽부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 복안형 표시장치는, 동공이 향하는 방향 및 각도를 감지하여 동공이동 정보를 생성하는 동공 감지부를 더 포함하고, 개폐 제어부는 동공이동 정보를 수신하여, 개폐셔터별로 개방 또는 차단 상태를 동공의 이동 방향 및 이동 각도에 따라 변경시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 동공 감지부는 동공의 개방 정도를 더 감지하여 동공개도 정보를 생성하며, 개폐 제어부는 동공개도 정보를 수신하여, 동공의 개도에 따라 개방되는 개폐셔터의 개도를 변경시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 복안형 표시장치는 간단한 구성으로 초점을 짧게 하는 한편, 시야각을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 복안형 표시장치는 복안의 구성에 의해 발생될 수 있는 영상의 중첩을 차단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 복안형 표시장치는 시선이 향하는 방향에 따라 시야각을 충분히 제공하는 한편 영상의 중첩 발생을 적응적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 복안형 표시장치는 동공의 크기에 대응하여 적응적으로 화면의 밝기를 조절하여 눈의 피로를 최소한으로 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치의 변형된 구조를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 복안형 표시장치의 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 복안형 표시장치의 블록도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 복안형 표시장치의 동작특성을 설명하기 위한 평면도이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

<제1 실시예>

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 블록도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치는, 영상표시부(110), 복안부(120), 셔터부(130), 개폐 제어부(140) 및 안경형 프레임부(150)를 포함한다.

영상표시부(110)는 영상이 표시된다. 구체적으로, 영상표시부(110)는 복안형 표시장치의 최전측에 형성되어 영상을 표시하기 위한 디스플레이 수단으로, 휴대성 및 착용성을 향상시키기 위해 소형, 박형, 경량 및 저소비 전력의 장점을 가지는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(organic light emitting diode) 등으로 구성한다. 영상표시부(110)는 도 1의 안경 형상에 맞추어 좌우 양측에 각각의 디스플레이 수단으로 마련되거나, 좌측단부터 우측단까지 일체형의 디스플레이 수단으로 마련되는 것이 가능하다. 복안형 표시장치가 양 육안 중 일측에만 착용되는 고글형으로 구성되는 경우에는 육안의 일측에만 배치는 디스플레이 수단으로 구현되는 것도 가능하다.

또한, 영상표시부(110)에는 전면(全面)에 단일의 영상을 표시할 수 있으며, 3D 화면을 구현하거나 영상중첩 방지용 격벽을 형성하는 경우 등 필요에 따라서 영상을 분할하여 다중 영상으로 표시하는 것도 가능하다.

복안부(120)는 영상의 초점거리를 단축시키기 위해 핀홀(121)과, 핀홀(121)에 장착되는 소형렌즈(122)가 영상표시부(110)로부터 육안을 향하여 이격되어 마련되되, 시야각을 증가시키기 위해 핀홀(121) 및 소형렌즈(122)가 복수개 형성된다. 구체적으로, 복안부(120)는, 영상표시부(110)와 이격되는 평판 형상의 복안 지지판(123)과, 복안 지지판(123)을 관통하여 형성되는 복수개의 핀홀(121)과, 핀홀(121) 각각에 장착되는 복수개의 소형렌즈(122)로 구성된다. 핀홀(121) 및 소형렌즈(122)의 구성에 의해 영상표시부(110)로부터 육안까지의 초점거리를 매우 짧게 줄일 수 있으므로, 영상표시부(110)에 표시되는 영상을 육안으로 식별할 수 있게 된다. 아울러, 핀홀(121) 및 소형렌즈(122)는 곤충의 복안과 같이 복안 지지판(123)의 전면에 걸쳐 복수개 배치함으로써, 시야각을 충분히 넓게 가질 수 있게 된다.

한편, 소형렌즈(122)는 개별 핀홀(121)에서의 시야각을 조절하는 한편, 영상을 확대 또는 축소하며 초점을 추가 조절하기 위한 것으로, 필요에 따라서는 복안부(120)에서 소형렌즈(122)를 생략하는 것도 가능하다.

셔터부(130)는 복안부(120)로부터 육안을 향하여 이격되어 마련되며, 영상이 중첩되어 육안에 입사되는 것을 방지하도록 핀홀(121)에 대응하여 복수개의 개폐셔터(131)가 형성된다. 구체적으로, 셔터부(130)는, 복안부(120)와 이격되는 평판 형상의 셔터 지지판(132)과, 셔터 지지판(132)을 관통하여 장착되는 복수개의 개폐셔터(131)로 구성된다. 핀홀(121)에 대응하는 개폐셔터(131)의 구성에 의해 각각의 핀홀(121)을 통해 입사되는 영상을 선택적으로 차단할 수 있으므로, 인접하는 핀홀(121)간의 영상 중첩을 방지할 수 있다.

한편, 개폐셔터(131)는 전류의 공급 여부에 따라 광을 통과시키거나 차단하는 LCD 셔터로 구성하는 것이 가능하다.

개폐 제어부(140)는 핀홀(121)의 배치 위치에 따라 인접하는 핀홀(121) 간의 영상 중첩여부를 판단하여, 개폐셔터(131)별로 개방 또는 차단되도록 제어한다. 구체적으로, 개폐 제어부(140)는 영상표시부(110)에서 표시되는 영상이 복안부(120)의 핀홀(121) 및 소형렌즈(122)를 통해 육안으로 입사될 때, 영상표시부의 면적, 표시되는 영상의 종류(단일 또는 다중), 영상표시부와 복안부의 간격 및 소형렌즈의 종류(볼록 및 오목) 및 굴절률, 에 따른 영상의 초점거리, 핀홀의 배치 위치 및 간격 등의 정보를 이용하여 개별 핀홀을 통해 육안으로 입사되는 영상의 량, 즉 영상의 면적을 산출하는 것이 가능하다.

이를 이용하여, 본 발명의 제1 실시예의 개폐 제어부(140)는, 핀홀(121)의 배치 위치에 따라 인접하는 핀홀(121) 간에 통과시키는 영상이 중첩되는 여부를 판단할 수 있으며, 중첩이 발생될 수 있는 경우 개폐셔터(131)를 이용하여 일방의 핀홀(121)은 개방하고 타방의 핀홀(121)을 통과하는 영상은 차단하도록 한다.

여기서, 개방 및 차단되는 핀홀(121)의 선정 기준은 임의로 설정 가능하며, 핀홀의 배치 위치 및 패턴에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치는, 영상표시부(110)의 표시 전면(全面)에 대하여 핀홀(121) 및 소형렌즈(122)가 격자 형상으로 배치되고, 개폐셔터(131)가 핀홀(121) 및 소형렌즈(122)에 대응하여 격자 형상으로 배치된다.

이때, 개폐 제어부(140)는 개폐셔터(131) 중 어느 하나의 개폐셔터(131a)를 개방시키는 경우, 개방되는 개폐셔터(131a)의 상하좌우에 이웃하여 위치하는 각각의 개폐셔터(131b, 131c, 131d, 131e, 131f, 131g, 131h, 131i)를 차단시키도록 제어한다. 즉, 개폐 제어부(140)는 기준이 되는 개방 개폐셔터(131a)를 선정하는 것과 동시에, 인접 핀홀에서의 영상 중첩여부를 판단하여 차단 개폐셔터(131b, 131c, 131d, 131e, 131f, 131g, 131h, 131i)를 선정하고 차단시킨다. 필요에 따라서는 개폐 위치를 패턴화하여 미리 저장하는 것도 가능하다. 도 2에서 개방된 개폐셔터를 흰색으로 표시하였고, 차단된 개폐셔터를 검정색으로 표시하였다. 덧붙여, 상하좌우의 이웃하는 개폐셔터에는 대각선 방향의 개폐셔터도 포함시킬 수 있다.

안경형 프레임부(150)는 영상표시부(110), 복안부(120), 셔터부(130) 및 개폐 제어부(140)를 장착하며, 머리에 착용 가능하게 형성된다. 도 1에서는 좌우 한 쌍으로 분리되어 구비되는 전형적인 안경형으로 도시되어 있으나, 필요에 따라서는 좌우 일체형으로 안경형 프레임부(150)를 구비할 수 있으며, 좌우 일방에만 형성되는 고글형의 안경형 프레임부(150)을 형성할 수 있음을 물론이다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치는, 간단한 구성으로 초점을 짧게 하는 한편, 시야각을 충분히 확보할 수 있으며, 나아가 복안의 구성에 의해 발생될 수 있는 영상의 중첩을 차단할 수 있다.

<제2 실시예>

도 5 내지 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치의 측단면도이며, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치의 변형된 구조를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치는, 후술하는 복안부(220) 및 셔터부(230)의 일부 구조 및 형상과, 이를 제어하기 위한 개폐 제어부의 제어동작을 제외하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 영상표시부(110), 복안부(120), 셔터부(130), 개폐 제어부(140) 및 안경형 프레임부(150)와 동일 또는 유사한 구조 및 동작 특성을 가지므로, 이에 관한 상세한 설명은 도 1 내지 도 4를 통해 상술한 본 발명의 제1 실시예를 참고하기로 하고, 이하에서는 생략하기로 한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 핀홀(221) 및 소형렌즈(222)는 적어도 둘 이상이, 하나의 복안군(220G)을 이루며 복안군들(220G-1, 220G-2, 220G-3, 220G-4, 220G-5, 220G-6, 220G-7)은 다각형상으로 배치되고, 개폐셔터(231)가 복안군(220G)에 대응하여 셔터군(230G)을 이루며 셔터군들(230G-1, 230G-2, 230G-3, 230G-4, 230G-5, 230G-6, 230G-7) 간에 다각형상으로 배치된다.

또한, 개별 복안군(220G)의 시야각 증가시키며 하나의 복안군(220G) 내에서의 영상간 중첩을 방지하기 위해, 복안군(220G) 내에서 핀홀(221) 및 소형렌즈(222)가 볼록한 곡면형 복안 지지판(223) 상에 배치되며, 셔터군(230G) 내에서 개폐셔터(231)가 복안군(220G)에 대응하여 볼록한 곡면형 셔터 지지판(232) 상에 배치되도록 한다.

개폐 제어부(도시하지 않음, 도 4의 도면부호 ‘140’ 참조)는 셔터군(230G-1, 230G-2, 230G-3, 230G-4, 230G-5, 230G-6, 230G-7) 중 어느 하나의 셔터군(230G-1)을 개방시키는 경우, 개방되는 셔터군(230G-1)의 접하는 각각의 셔터군(230G-2, 230G-3, 230G-4, 230G-5, 230G-6, 230G-7)을 차단시키도록 제어한다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에서는 복안부(220) 및 셔터부(230)를 군단위로 밀집시켜 배치하되 곡면 상에 배치시킴으로써, 각각의 핀홀(221) 및 소형렌즈(222)를 통과하는 영상의 진행 방향이 상하좌우로 방향으로 분산되어 하나의 군단위에서의 시야각이 넓어짐에 따라 넓은 면적의 영상이 육안에 입사됨은 물론이며, 군단위 내에서 각각의 핀홀(221) 및 소형렌즈(222)를 통과하는 영상의 진행 방향을 달리할 수 있으므로 군단위 내에서 영상의 중첩을 방지할 수 있다.

또한, 개폐 제어부는 군단위로 셔터부(230)를 제어함으로써, 제어 속도를 증가시키며 제어동작의 오류를 줄이는 등, 개폐제어 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 하나의 셔터군이 개방되고 접하는 모든 셔터군이 차단되는 제어 동작으로, 전방위로 개방되는 셔터군(220G-1, 220G-8) 간의 간격이 충분히 확보되어 보다 확실하게 영상중첩을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 복안형 표시장치는, 영상의 중첩을 이중으로 차단하기 위하여, 복안부(220)로부터 셔터부(230)로 연장되며, 접하는 복안군(220G) 사이를 서로 구획하고 접하는 셔터군(230G) 사이를 서로 구획하는 격벽부(260)가 더 형성되는 것이 가능하다. 격벽부(260)는 불투명 재질로 형성되며, 중첩 방지효율을 보다 향상시킬 수 있다.

여기서, 도 6의 경우는 영상표시부(210)에 단일의 영상이 표시될 때 격벽부(260)의 형상을 나타낸 것으로, 다른 일례로 격벽부(260)가 복안부(220)로부터 영상표시부(210)로 더 연장되도록 형성함으로써, 영상의 중첩 방지효율을 더욱더 향상시킬 수 있다. 이 경우에는, 서로 접하는 단위 복안군들(220G-1, 220G-2, 220G-3, 220G-4, 220G-5, 220G-6, 220G-7)에 대응하는 영상표시부의 화면에는 서로 동일한 영상이 표시되도록 하여 전체적으로 다중 영상을 표시하도록 한다. 이는, 격벽부에 의해 영상표시부의 화면 간에도 다각형상의 영역으로 서로 차단되기 때문이다.

한편, 도 5에서는 복안군(220G) 및 셔터군(230G)이 육각형상으로 형성되어 벌집 구조로 배치되는 경우를 일폐로 들고 있으나. 도 7의 (a)와 같이 사각형상으로 형성하거나, 도 7의 (b)와 같이 오각형상으로 형성하는 것도 가능하다.

<제3 실시예>

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 복안형 표시장치의 측단면도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 복안형 표시장치는, 후술하는 복안부(320)의 일부 구조 및 형상을 제외하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 복안형 표시장치의 영상표시부(110), 복안부(120), 셔터부(130), 개폐 제어부(140) 및 안경형 프레임부(150)와 동일 또는 유사한 구조 및 동작 특성을 가지므로, 이에 관한 상세한 설명은 도 1 내지 도 4를 통해 상술한 본 발명의 제1 실시예를 참고하기로 하고, 이하에서는 생략하기로 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 소형렌즈는 어안렌즈(322)로 구성되며, 영상의 중첩을 이중으로 차단하기 위하여, 복안부(320)로부터 셔터부(330)로 연장되며, 이웃하는 어안렌즈(322) 사이를 서로 구획하고 이웃하는 개폐셔터 사이를 서로 구획하는 격벽부(360)가 더 형성되는 것이 가능하다. 이때, 개별 어안렌즈는 1개당 30°의 시야각을 확보할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에서는 어안렌즈(322)를 채용함으로써, 시야각을 보다 더 넓게 가질 수 있다.

여기서, 복안부의 핀홀 및 어안렌즈의 배치 및 셔터부의 개폐셔터의 배치와, 개폐 제어부의 동작은 본 발명의 제1 실시예와 같이 격자형 배치와 이의 제어 방법을 따른다.

<제4 실시예>

도 9 내지 도 11은 본 발명의 제4 실시에에 따른 복안형 표시장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 복안형 표시장치의 블록도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 복안형 표시장치의 동작특성을 설명하기 위한 평면도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 복안형 표시장치는, 안구(10)의 동공(11)이 향하는 방향 및 각도를 감지하여 동공이동 정보를 생성하는 동공 감지부(470)를 더 포함하고, 개폐 제어부(440)는 동공이동 정보를 수신하여, 개폐셔터(431)별로 개방 또는 차단 상태를 동공의 이동 방향 및 이동 각도에 따라 변경시키도록 제어하는 것이 가능하다.

이는, 사람의 시선이 이동하여도 복안형 표시장치에서, 보여지는 영상의 중첩, 오류, 불연속성 등이 없이, 자연스럽게 영상이 보여지도록 하기 위한 것으로, 시선의 이동에 따라 개별 개폐셔터의 개방과 차단도 변화시키도록 한다. 구체적으로, 도 10과 도 11과 같이, 개방의 기준이 되는 개폐셔터를, 시선의 동선과 같은 방향으로, 그리고 시선의 이동량과 같은 량만큼 이동시켜 개방시키고, 인접하는 개폐셔터는 중첩 방지를 위해 차단하도록 한다.

즉, 기준 중심의 개폐셔터는 개방하고 기준 인접의 개폐셔터는 차단하는 개폐 패턴은 그대로 유지시키고, 동공의 방향 및 동공의 각도크기로 시선의 이동 동선을 파악하여, 동선에 따라 개폐 패턴을 이동시키도록 함으로써, 시선이 이동하는 경우에도 본 발명의 제4 실시예에 따른 복안형 표시장치는 시선이 향하는 방향에 따라 시야각을 충분히 제공하는 한편 영상의 중첩 발생을 적응적으로 차단할 수 있다.

한편, 동공 감지부(470)는 동공의 개방 정도를 더 감지하여 동공개도 정보를 생성하며, 개폐 제어부(440)는 동공개도 정보를 수신하여, 동공의 개도에 따라 개방되는 개폐셔터(431)의 개도를 변경시키도록 제어하는 것이 더 가능하다. 이때 LCD 셔터를 이용함으로써, 공급되는 전류량을 조절함으로써 개도를 자유롭게 조절할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 복안형 표시장치는 동공의 크기에 대응하여 적응적으로 화면의 밝기를 조절하여 눈의 피로를 최소한으로 할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복안형 표시장치는, 곤충의 복안 같은 작은 직경(1mm 미만)의 핀홀들의 어레이에 소형렌즈들을 장착하거나, 또는 반대로 소형렌즈 어레이를 단일 광학 매질 표면에 구성한 후 필요한 부분을 코팅하여 복안 렌즈를 구성하면, 각각의 복안 렌즈에서 직경 대 초점거리의 비가 커지므로 복안 렌즈와 영상의 거리를 극단적으로 짧게 구성할 수 있다. 이때, 시야각을 넓게 하기 위하여 다수의 복안 렌즈를 배열하여 복안을 구성하고, 각각의 복안 렌즈에 의하여 중첩 영상이 생기는 것을 피하기 위하여, 복안 렌즈와 눈 사이에 셔터를 두어(LCD 셔터 등) 시간차로 각각의 렌즈에 맞는 영상을 표시하면 최종적으로 인간의 눈은 완전한 광시야각의 양상을 보게 된다.

따라서, 렌즈의 초점 거리를 극단 적으로 짧게 할 수 있으므로 안경형과 같은 소형의 표시장치를 만들 수 있으며, 종래의 안경형 표시장치에서 얻지 못하는 파노라마 수준의 넓은 시야각을 얻을 수 있다.

한편, 투명한 안경형의 경우는 투명 디스플레이를 이용하되, 복안 렌즈를 도수 있는 렌즈와 일반 시야용의 도수 없는 렌즈의 조합을 만들어 구현 할 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 안구
11 : 동공
110, 210, 310, 410 : 영상표시부
120, 220, 320, 420 : 복안부
200G, 220G-1, 220G-2, 220G-3, 220G-4, 220G-5, 220G-6, 220G-7, 220G-8 : 복안군
121, 221 : 핀홀
122, 222 : 소형렌즈
123, 223 : 복안 지지판
130, 230, 330, 430 : 셔터부
230G, 230G-1, 230G-2, 230G-3, 230G-4, 230G-5, 230G-6, 230G-7 : 셔터군
131, 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, 131f, 131g, 131h, 131i, 231, 431 : 개폐셔터
132, 232 : 셔터 지지판
140, 440 : 개폐 제어부
150 : 안경형 프레임부
260, 360 : 격벽부
322 : 어안렌즈
470 : 동공 감지부

Claims

영상이 표시되는 영상표시부;
상기 영상의 초점거리를 단축시키기 위해 핀홀과, 상기 핀홀에 장착되는 소형렌즈가 상기 영상표시부로부터 육안을 향하여 이격되어 마련되되, 시야각을 증가시키기 위해 상기 핀홀 및 상기 소형렌즈가 복수개 형성되는 복안부;
상기 복안부로부터 육안을 향하여 이격되어 마련되며, 상기 영상이 중첩되어 육안에 입사되는 것을 방지하도록 상기 핀홀에 대응하여 복수개의 개폐셔터가 형성되는 셔터부; 및
상기 핀홀의 배치 위치에 따라 인접하는 핀홀 간의 영상 중첩여부를 판단하여, 상기 개폐셔터별로 개방 또는 차단되도록 제어하는 개폐 제어부;
를 포함하는 복안형 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 영상표시부, 상기 복안부, 상기 셔터부 및 상기 개폐 제어부를 장착하며, 머리에 착용 가능하게 형성되는 안경형 프레임부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복안형 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 영상표시부의 표시 전면(全面)에 대하여 상기 핀홀 및 상기 소형렌즈가 격자 형상으로 배치되고, 상기 개폐셔터가 상기 핀홀 및 상기 소형렌즈에 대응하여 격자 형상으로 배치되며,
상기 개폐 제어부가 상기 개폐셔터 중 어느 하나를 개방시키는 경우, 개방되는 상기 개폐셔터의 상하좌우에 이웃하여 위치하는 각각의 개폐셔터를 차단시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 복안형 표시장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 소형렌즈는 어안렌즈로 구성되며,
상기 영상의 중첩을 이중으로 차단하기 위하여, 상기 복안부로부터 상기 셔터부로 연장되며, 이웃하는 상기 어안렌즈 사이를 서로 구획하고 이웃하는 상기 개폐셔터 사이를 서로 구획하는 격벽부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 복안형 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 핀홀 및 상기 소형렌즈는 적어도 둘 이상이 하나의 복안군을 이루며 상기 복안군은 다각형상으로 배치되고, 상기 개폐셔터가 상기 복안군에 대응하여 셔터군을 이루며 다각형상으로 배치되며,
상기 개폐 제어부가 상기 셔터군 중 어느 하나를 개방시키는 경우, 개방되는 상기 셔터군의 접하는 각각의 셔터군을 차단시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 복안형 표시장치.
제5항에 있어서,
시야각 증가를 위하여, 상기 복안군 내에서 상기 핀홀 및 상기 소형렌즈가 볼록한 곡면 상에 배치되며, 상기 셔터군 내에서 상기 개폐셔터가 상기 복안군에 대응하여 볼록한 곡면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 복안형 표시장치.
제5항에 있어서,
상기 영상의 중첩을 이중으로 차단하기 위하여, 상기 복안부로부터 상기 셔터부로 연장되며, 접하는 상기 복안군 사이를 서로 구획하고 접하는 상기 셔터군 사이를 서로 구획하는 격벽부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 복안형 표시장치.
제1항에 있어서,
동공이 향하는 방향 및 각도를 감지하여 동공이동 정보를 생성하는 동공 감지부를 더 포함하고,
상기 개폐 제어부는 상기 동공이동 정보를 수신하여, 상기 개폐셔터별로 개방 또는 차단 상태를 동공의 이동 방향 및 이동 각도에 따라 변경시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 복안형 표시장치.
제8항에 있어서,
상기 동공 감지부는 동공의 개방 정도를 더 감지하여 동공개도 정보를 생성하며,
상기 개폐 제어부는 상기 동공개도 정보를 수신하여, 동공의 개도에 따라 개방되는 상기 개폐셔터의 개도를 변경시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 복안형 표시장치.