KR20140128134A - 단일 방향성의 빔을 이용한 영상 표시 장치, 증강 현실 영상 구현 방법 및 장치 - Google Patents
단일 방향성의 빔을 이용한 영상 표시 장치, 증강 현실 영상 구현 방법 및 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140128134A KR20140128134A KR1020130046933A KR20130046933A KR20140128134A KR 20140128134 A KR20140128134 A KR 20140128134A KR 1020130046933 A KR1020130046933 A KR 1020130046933A KR 20130046933 A KR20130046933 A KR 20130046933A KR 20140128134 A KR20140128134 A KR 20140128134A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- unit
- image
- display panel
- light
- lens
- Prior art date
Links
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 75
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 15
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 13
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 claims description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
- H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B2027/0178—Eyeglass type
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
- G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
- G09G2300/0439—Pixel structures
- G09G2300/046—Pixel structures with an emissive area and a light-modulating area combined in one pixel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
- H01L33/105—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector with a resonant cavity structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
Abstract
영상 표시 장치는 단일 방향성의 광을 생성하여 방출하는 복수의 광소자가 어레이된 표시 패널부; 영상 정보에 따라 상기 복수의 광소자 각각의 온/오프를 제어하는 제어부;를 포함한다. 상기 영상 표시 장치는 사용자의 눈과 매우 가까운 거리에 위치되어 실사 영상에 부가되는 부가 정보 영상을 표시함으로써 증강현실을 구현할 수 있다.
Description
본 개시는 단일 방향성의 빔을 이용한 영상 표시 장치, 증강 현실 영상 구현 방법 및 장치에 관한 것이다.
증강현실(AR; Augmented Reality)은 사용자가 눈으로 보는 현실세계와 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여주는 가상현실 서비스의 일종이다. 가상현실은 게임처럼 공간을 새롭게 창조하지만 증강현실은 실사 현실의 기반 위에 가상의 사물을 결합하여 부가적인 정보들을 제공할 수 있다. 이러한 장점 때문에 가상현실과 달리 현실에 다양한 응용이 가능하다. 증강현실을 구현하기 위해서는 카메라 및 센서, 컴퓨터 그래픽, 정합(Registration)기술, 디스플레이 기기 등 요소기술이 필요하다. 이러한 요소기술들은 주변 정보 및 사용자의 시선, 자세, 동작 등을 파악하고, 부가 정보를 가진 이미지를 생성하며, 이를 실사 이미지에 합쳐 사용자에 전달한다.
이러한 증강현실 영상을 감상하기 위해, 사용자는 일반적으로 큰 헤드셋을 쓰거나 안경을 장착해야 하는 번거로움이 있다. 예를 들어 헤드셋의 경우 큰 부피로 인해 특수 목적용으로 잠깐 사용될 수 있으나 실생활에서 사용되기에는 어렵고, 안경이 조금 더 진보한 경우이나 눈 앞 상당부분의 공간을 사용해야 하므로 거추장스럽고 벗어야 하는 경우가 생기게 되어 항상 사용되기 힘든 단점이 있다.
본 개시는 단일 방향성의 빔을 이용한 영상 표시 장치, 증강 현실 영상 구현 방법 및 장치를 제공한다.
일 유형에 따르는 영상 표시 장치는 단일 방향성의 광을 생성하여 방출하는 복수의 광소자가 어레이된 표시 패널부; 영상 정보에 따라 상기 복수의 광소자 각각의 온/오프를 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 광소자는 광을 생성하는 발광구조층과, 상기 발광구조층에서 생성된 광이 일방향으로만 방출되는 모드를 형성하도록, 상기 발광구조층의 상, 하에 각각 배치된 리플렉터;를 포함할 수 있다.
상기 광소자는 레이저(laser) 또는 RCLED(resonant cavity light emitting diode)를 포함할 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 콘택트 렌즈 또는 안경의 형태로 사용자의 눈에 착용되는 렌즈를 더 구비하며, 상기 표시 패널부는 상기 렌즈 내부에 임베드(embed) 되거나 또는 렌즈 표면에 배치될 수 있다.
상기 표시 패널부는 서로 다른 파장의 광을 생성하는 복수의 광소자가 단위 화소를 이루며, 상기 단위 화소 복수개에서 각각 형성하는 광의 공간 조합으로 영상을 형성할 수 있다.
또는, 상기 표시 패널부는 서로 다른 파장의 광을 생성하는 복수의 광소자가 단위 화소를 이루며, 상기 단위 화소에서 형성된 광의 출사 방향이 시순차 제어되며, 다른 방향을 향하는 광의 시순차 조합으로 영상을 형성할 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 상기 단위 화소에서 형성된 광의 출사 방향을 시순차적으로 바꾸기 위한 것으로, 외부 신호에 따라 광학적 성질이 변하는 가변 광학 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널부와 상기 가변 광학 소자는 상기 렌즈 내부에 임베드될 수 있다.
상기 표시 패널부는 상기 렌즈 내부에 임베드되고, 상기 가변 광학 소자는 상기 렌즈 표면에 배치될 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 상기 단위 화소에서 형성된 광이 출사 방향을 시순차적으로 바꾸기 위한 것으로, 상기 단위 화소를 이루는 복수의 광소자의 위치를 구동하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 상기 복수의 광소자로부터 생성되어 방출된 광의 방향성을 조절하는 방향 조절 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 방향 조절 소자는 마이크로 렌즈 어레이, 표면 플라즈몬 구조체, 광결정 구조체, 또는 메타 구조체를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널부와 상기 방향 조절 소자는 상기 렌즈 내부에 임베드 될 수 있다.
또는, 상기 표시 패널부는 상기 렌즈 내부에 임베드되고, 상기 방향 조절 소자는 상기 렌즈 표면에 배치될 수 있다.
상기 표시 패널부는 상기 렌즈에서, 사용자의 눈의 동공과 마주하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 렌즈는 사용자의 양안에 대응하는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 표시 패널부는 상기 양안에 각각 대응하는 제1 표시패널부와 제2 표시패널부로 이루어지며, 상기 제어부는 좌안 영상 정보에 따라 제1 표시패널부를 제어하는 제1 제어부와, 우안 영상 정보에 따라 제2 표시패널부를 제어하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 무선 수신된 영상 정보에 따라 상기 표시 패널부를 제어할 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 외부로부터의 광량이 조절될 수 있도록 광투과율이 조절되는 광량 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 광량 조절부는 액정을 포함할 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 상기 복수의 광소자 각각에 광을 생성하기 위해 공급할 에너지가 저장된 에너지 저장부; 외부로부터 영상 정보를 수신하기 위한 수신 회로부;를 더 포함하며, 상기 에너지 저장부, 수신 회로부는 사용자의 눈의 동공과 마주하는 위치를 벗어난 상기 렌즈 내의 위치에 배치될 수 있다.
또한, 일 유형에 따른 증강 현실 구현 방법은, 현실 또는 이에 대한 영상에 포함된 객체에 대한 부가 정보를 담은 부가 영상의 표시는, 퍼지지 않는 단일 방향성의 빔을 이용하여 만든 이미지를 사용자 눈의 망막에 직접 조사하는 방법으로 수행될 수 있다.
상기 퍼지지 않는 단일 방향성의 빔을 이용하여 이미지를 만드는 과정은 사용자의 눈과의 거리가 약 5cm 이하의 위치에서 수행될 수 있다.
또한, 일 유형에 따른 증강 현실 구현 장치는 적어도 하나 이상의 객체 또는 이에 대한 영상을 표시하는 실사 표시부; 상기 객체에 대한 정보를 영상 정보로 변환하는 부가 영상 정보 생성부; 상기 부가 영상 정보 생성부로부터의 영상 정보를 수신받아 영상을 형성하는 것으로, 단일 방향성의 광을 생성하여 방출하는 복수의 광소자가 어레이된 표시 패널부와 영상 정보에 따라 상기 복수의 광소자 각각의 온/오프를 제어하는 제어부를 구비하는 영상 표시 장치;를 포함한다.
상기 영상 표시 장치는 사용자의 눈과의 거리가 약 5cm 이하의 위치에 배치될 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 콘택트 렌즈 또는 안경의 형태로 사용자의 눈에 착용되는 렌즈를 더 구비하며, 상기 표시 패널부는 상기 렌즈 내부에 임베드(embed) 될 수 있다.
상기 표시 패널부는 사용자의 눈의 동공과 마주하는 위치의 상기 렌즈 내의 위치에 배치될 수 있다.
상기 렌즈는 사용자의 양안에 대응하는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 표시 패널부는 상기 양안에 대응하는 제1 표시패널부와 제2 표시패널부로 이루어지며, 상기 제어부는 좌안 영상 정보에 따라 제1 표시패널부를 제어하는 제1 제어부와, 우안 영상 정보에 따라 제2 표시패널부를 제어하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.
상기 부가 영상 정보 생성부로부터의 영상 정보는 상기 디스플레이 장치의 제어부에 무선 송신될 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 외부로부터의 광량이 조절될 수 있도록 광투과율이 조절되는 광량 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 상기 복수의 광소자 각각에 광을 생성하기 위해 공급할 에너지가 저장된 에너지 저장부; 상기 부가 영상 정보 생성부로부터의 영상 정보를 수신하기 위한 수신 회로부;를 더 포함하며, 상기 에너지 저장부, 수신 회로부는 사용자의 눈의 동공과 마주하는 위치를 벗어난 상기 렌즈 내의 위치에 배치될 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 복수의 광소자로부터 생성되어 방출된 광의 방향성을 조절하는 방향 조절 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 표시 장치는 복수의 광소자로부터 생성되어 방출된 광의 출사 방향을 시순차적으로 바꾸기 위한 것으로, 외부 신호에 따라 광학적 성질이 변하는 가변 광학 소자를 더 포함할 수 있다.
상술한 디스플레이 장치는 퍼짐이 없는 단일 방향성 빔을 이용하여 이미지를 만들고 이를 사용자의 망막에 직접 조사할 수 있다. 따라서, 사용자의 눈과 매우 가까이에 위치되어도 사용자가 디스플레이 장치로부터의 영상을 인식할 수 있으며, 콘택트 렌즈나 안경과 같이 눈에 매우 가까운 위치의 장치에 부착될 수 있다.
상술한 증강현실 영상 구현 방법 및 장치는 퍼짐이 없는 단일 방향성의 빔을 이용하여 만든 부가 정보 이미지를 망막에 직접 조사하는 방식을 사용하므로, 부가 정보 영상을 인식하기 위해 수정체의 조절이 수반되지 않는다. 즉, 실사 영상 인식이 방해되지 않으며, 부가 정보 영상과 실사 영상이 함께 인식될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 영상 표시 장치가 사람의 눈과 매우 가까운 거리에서 사람의 눈에 인지되는 영상을 형성할 수 있음을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 3은 콘택트 렌즈 형태로 영상 표시 장치가 구현될 때, 영상 표시 장치의 각 구성요소가 배치된 예시적인 구조를 보인다.
도 4는 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 9은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 12은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 13은 실시예에 따른 증강현실 구현 장치의 개략적인 구조를 보인 블록도이다.
도 2는 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 3은 콘택트 렌즈 형태로 영상 표시 장치가 구현될 때, 영상 표시 장치의 각 구성요소가 배치된 예시적인 구조를 보인다.
도 4는 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 9은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 12은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 13은 실시예에 따른 증강현실 구현 장치의 개략적인 구조를 보인 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 영상 표시 장치(100)가 사람의 눈과 매우 가까운 거리에서 사람의 눈에 인지될 수 있는 영상을 형성하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
광학계로 설명될 수 있는 눈은 무한대의 먼 거리에 있는 물체부터 근거리(near point), 약 10 cm 정도의 거리에 있는 물체까지를 정확하게 결상시켜 볼 수 있다. 이보다 가까운 거리의 물체는 결상시킬 수 없기 때문에 보조 도구를 사용하게 된다. 그러나, 렌즈와 같은 광학 기구를 사용하여도 근거리(near point)를 1 cm 이내로 만들 수 없고 회절과 수차에 의해 상이 부정확해진다. 즉, 광선다발을 모으는 일반적인 광학계로는 눈에 매우 가까운 거리에서 형성되는 영상이 사용자의 눈에 인식되기 어렵다.
본 실시예의 영상 표시 장치(100)는 퍼짐이 거의 없는 단일 방향성의 빛을 만들어 이를 이용하여 영상을 형성하고 이 영상을 사용자의 눈의 망막에 직접 조사하는 방식을 사용하며, 망막에 그려진 영상이 인식되게 된다.
퍼짐이 있는 빛으로 형성된 영상이라면, 수정체의 조절로는 사용자의 눈에 인식될 수 없는 정도의 가까운 거리(d), 예를 들어, 약 5cm 이하의 거리에서도, 이러한 영상 표시 장치(100)는 사람의 눈에 인식될 수 있는 영상을 형성할 수 있다.
이하, 영상 표시 장치의 다양한 실시예들을 살펴보기로 한다.
도 2는 실시예에 따른 영상 표시 장치(101)의 개략적인 구조를 보인다.
영상 표시 장치(101)는 단일 방향성의 광을 생성하여 방출하는 복수의 광소자(121, 122, 123)가 어레이된 표시 패널부(120), 영상 정보에 따라 상기 복수의 광소자 각각의 온/오프를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.
표시 패널부(120)는 서로 다른 파장의 광을 생성하는 복수의 광소자(121)(122)(123)가 단위 화소를 이루며, 이러한 단위 화소 복수개에서 각각 형성하는 광의 조합으로 영상을 형성할 수 있다. 도면에서는 편의상 하나의 단위 화소만을 보이고 있다.
영상 표시 장치(101)는 콘택트 렌즈 또는 안경의 형태로 사용자의 눈에 착용되는 렌즈(110)를 더 구비하며, 표시 패널부(120)는 렌즈(110) 내부에 임베드(embed) 되거나 또는 렌즈(110) 표면 상에 배치될 수 있다.
이하에서, 영상 표시 장치(101)는 렌즈(110)를 구비하며, 표시 패널부(120)가 렌즈(110) 내부에 임베드 되는 형태를 예시하여 설명할 것이나, 영상 표시 장치(101)에서 렌즈(110)가 필수적인 구성은 아니며, 다른 형태로 구현될 수 있고, 또한, 표시 패널부(120)는 렌즈(110)에 임베드 되는 형태가 아닌, 렌즈(110) 표면에 배치되는 형태로 구현될 수도 있다.
광소자(121)(122)(123)는 단일 방향성의 빔을 생성하여 방출하는 소자이다. 이하에서, 광소자(121)(122)(123)로부터 출사되는 광을 표현함에 있어, 퍼짐이 없는 빔, 직진성 빔, 단일 방향성의 빔과 같은 표현이 혼용될 것이나, 모두 유사한 의미를 갖는다. 이 때, '퍼짐이 없는', '직진', '단일 방향성' 과 같은 기술에서 그 정도는 100% 완벽한 것을 의미하는 것으로 한정되지는 않으며, 사용자의 망막에 인식됨에 있어 수정체의 초점 조절을 거치지 않고 선명하게 인지될 수 있는 정도를 의미한다. 광소자(121)(122)(123)는 광을 생성하는 발광구조층(21)(22)(23)과, 발광구조층(21)(22)(23)에서 생성된 광이 일방향으로만 방출되는 모드를 형성하도록, 발광구조층(21)(22)(23)의 상, 하에 각각 배치된 리플렉터(20)를 포함한다.
발광구조층(21)(22)(23)은 전자, 정공의 결합으로 광을 생성하는 반도체층으로 형성될 수 있으며, 복수층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전자 주입 및 정공 주입을 위한 n형 반도체층 및 p형 반도체층, 주입된 전자, 정공이 결합되는 활성층을 포함할 수 있다. 발광구조층(21)(22)(23)을 이루는 재질에 따라 발광 파장 대역을 조절할 수 있으며, 예를 들어, 발광구조층(21)(22)(23)은 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광이 형성되도록 그 재질이 정해질 수 있다.
리플렉터(20)는 유전율이 다른 복수의 유전물질층이 소정 두께로 교번 적층된 분산 브래그 반사기(distributed Bragg reflector, DBR)로 구성될 수 있다. 리플렉터(20)를 구성하는 층수는 도시된 형태로 한정되지 않으며, 반사 효율을 고려하여 적절히 정해질 수 있다.
광소자(121)(122)(123)로는 예를 들어, 레이저(laser) 또는 RCLED(resonant cavity light emitting diode)가 채용될 수 있다.
도 3은 콘택트 렌즈 형태로 영상 표시 장치가 구현될 때, 영상 표시 장치의 보다 세부적인 구성요소들이 배치된 예시적인 구조를 보인다.
표시 패널부는 콘택트 렌즈(CL)에서, 사용자의 눈(E)의 동공(PU)과 마주하는 위치에 배치될 수 있다. 표시 패널부는 약 5mm의 동공 직경을 고려하여, 이 공간에 적정 해상도의 영상을 구현할 수 있는 정도의 크기, 개수의 광소자들을 구비하게 된다. 예를 들어, 약 1um 크기의 광소자를 이용하여 1024 x 768 정도의 해상도의 영상을 구현하고자 하는 경우, 표시 패널부는 동공 단면적의 대략 20% 정도를 차지하게 된다. 망막에 도달하는 빛의 양은 표시 패널부가 차지하는 면적에 의해 줄어들 수 있으며, 표시 패널부가 차지하는 면적을 줄이는 방안에 대해서도 후술할 것이다.
또한, 영상 표시 장치는 표시 패널부를 구성하는 복수의 광소자 각각에 광을 생성하기 위해 공급할 에너지가 저장된 에너지 저장부와 외부로부터 영상 정보를 수신하기 위한 수신 회로부를 더 포함할 수 있다. 에너지 저장부는 에너지 수확부를 함께 구비할 수 있으며, 광소자의 발광구조층에 전자, 정공 결합을 위한 전기에너지를 제공할 수 있다. 또한, 수신 회로부는 외부로부터 영상 정보를 무선 수신받아 이에 따라 표시 패널부를 이루는 각각의 광소자의 온/오프를 제어하는 제어부로 기능할 수 있다. 에너지 저장부, 수신 회로부는 도시된 바와 같이, 사용자의 눈(E)의 동공(PU)과 마주하는 위치를 벗어난 상기 콘택트 렌즈(CL) 내의 위치에 배치될 수 있다.
도면에서는 콘택트 렌즈 형상을 예시하였지만, 안경의 형태인 경우에도 유사한 배치 구조가 적용될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(102)의 개략적인 구조를 보인다.
실시예에 따른 영상 표시 장치(102)는 복수의 광소자(121)(122)(123)로부터 생성되어 방출된 광의 방향성을 조절하는 방향 조절 소자(130)를 더 포함하는 점에서 도 2의 영상 표시 장치(101)와 차이가 있다.
방향 조절 소자(130)는 복수의 광소자(121)(122)(123)로부터 생성되어 방출된 광의 퍼짐 없는 직진성을 보완하기 위해 마련되는 것으로, 도시된 바와 같이 마이크로 렌즈 어레이 형태를 가질 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이 형태의 방향 조절 소자(130)는 렌즈 표면(110a)에 배치될 수 있으며, 마이크로 렌즈 어레이를 구성하는 개개의 렌즈가 복수의 광소자(121)(122)(123) 각각에 대응하도록 배치될 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(103)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예에 따른 영상 표시 장치(102)는 방향 조절 소자(130)의 배치에서 도 4의 영상 표시 장치(102)와 차이가 있다.
마이크로 렌즈 어레이 형태의 방향 조절 소자(130)는 표시 패널부(120)와 함께 렌즈(110) 내부에 임베드 될 수 있으며, 마이크로 렌즈 어레이를 구성하는 개개의 렌즈가 광소자(121)(122)(123) 각각 위에 배치될 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(104)의 개략적인 구조를 보인다.
실시예에 따른 영상 표시 장치(104)는 도 4 및 도 5에 채용된 방향 조절 소자(130)와 유사한 기능을 위해, 메타 구조체 형태의 방향 조절 소자(140)를 구비하고 있다.
메타 구조체는 메타 물질(meta material)을 이용하여 서브 파장 크기의 패턴을 형성한 구조로서, 자연계에 존재하지 않는 굴절률 특성, 예를 들어, 서브파장 포커싱(subwavelength focusing), 음굴절(Negative refraction), 기이한 전송(extraordinary transmission), 보이지 않는 망토(invisibility cloaking)와 같은 새로운 현상들을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 빛과 같은 전자기파에 대해서, 광결정(photonic crystal), 표면 플라즈모닉 구조체(surface plasmonic structure)는 이러한 메타 구조체의 일 예가 될 수 있다. 메타 구조체를 이용하여 복수의 광소자(121)(122)(123) 각각에서 출사되는 광의 직진성을 보완할 수 있다. 메타 구조체 형태의 방향 조절 소자(140)는 도시된 바와 같이, 렌즈 표면(110a) 상에 배치될 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(105)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예의 영상 표시 장치(105)는 메타 구조체를 활용한 방향 조절 소자(140)를 포함하며, 방향 조절 소자(140)는 표시 패널부(120)와 함께 렌즈(110) 내부에 임베드 되어 있다.
이상, 도 4 내지 도 7의 실시예에서 마이크로 렌즈 어레이와, 메타 구조체를 예시하여 방향 조절 소자(130)(140)을 설명하였지만, 이 외에도 광을 제어할 수 있는 다양한 장치들이 사용될 수 있다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(106)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예의 영상 표시 장치(106)는 표시 패널부(120)를 이루는 복수의 광소자(121)(122)(123)에서 생성되어 방출되는 광의 출사 방향이 시순차 제어되며, 다른 방향을 향하는 광의 시순차 조합으로 영상을 형성하는 방식의 구조를 갖는다. 즉, 복수의 광소자(121)(122)(123)는 영상의 일 화소에 대응하는 조합의 광을 시각 t1에 형성하고, 다음 화소에 대응하는 조합의 광을 시각 t2에 형성하는 등의 과정을 수행하고, 각 시각에 형성된 광이 망막을 스캔하도록 복수의 광소자(121)(122)(123)들에서 출사된 광의 방향이 조절된다. 이에 따라, 망막에 스캔된 광의 시순차 조합에 의해 영상이 인식되게 된다.
이러한 방식의 영상 표시 장치(106)는 표시 패널부(120)가 서로 다른 파장의 광을 생성하는 복수의 광소자(121)(122)(123)가 단위 화소를 이루고 이러한 단위 화소가 하나 이상 어레이되어 표시 패널부(120)를 구성함에 있어, 표시 패널부(120)를 이루는 단위 화소의 개수를 최소화하기 위해 제시된다.
표시 패널부(120)를 복수의 단위 화소를 어레이하여 구성하고, 약 1024 x 768 정도의 해상도를 구현하고자 하는 경우, 동공 단면적의 약 20%가 가려짐을 도 2의 설명 부분에서 기술하였다. 한편, 본 실시예와 같이, 단위 화소에서 형성된 광의 출사 방향을 시순차 제어하여, 단위 화소에서 출사된 광이 망막을 스캔하도록 구성하는 경우, 단위 화소의 개수는 최소 한 개까지로 줄어들 수 있다. 시순차 스캔되는 광이 하나의 영상으로 인식될 수 있는 스캔 속도등을 고려하여, 단위 화소의 개수는 적절히 정해지며, 필요한 단위 화소의 개수를 획기적으로 줄일 수 있다.
실시예에 따른 영상 표시 장치(106)는 복수의 광소자(121)(122)(123)에서 형성된 광의 출사 방향을 시순차적으로 바꾸기 위한 것으로, 외부 신호에 따라 광학적 성질이 변하는 가변 광학 소자(160)를 더 포함할 수 있다.
가변 광학 소자(160)는 외부 신호, 예를 들어, 열이나 전기장의 인가로 굴절률과 같은 광학적 성질이 변하는 물질을 이용하여 구성되거나, 또는, 압력, 전기장등에 의한 유체 유동에 따라 렌즈면의 변화를 일으키는 유체 렌즈로 구성될 수 있다. 가변 광학 소자(160)는 또한, 광결정(photonic crystal), 표면 플라즈몬 구조체(surface plasmon structure)와 같은 메타 구조체를 채용할 수 있으며, 이 경우, 열이나 전기장의 인가로 굴절률과 같은 광학적 성질이 변하는 물질을 함께 채용할 수 있다.
본 실시예의 영상 표시 장치(106)에서 표시 패널부(120)와 가변 광학 소자(160)가 렌즈(110) 내부에 임베드 되어 있다.
도 9은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(107)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예에 따른 영상 표시 장치(107)는 표시 패널부(120)는 렌즈(110) 내부에 임베드 되고, 가변 광학 소자(160)가 렌즈 표면(110a) 상에 형성되어 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(108)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예에 따른 영상 표시 장치(108)는 광이 출사 방향을 시순차적으로 바꾸기 위해, 복수의 광소자(121)(122)(123)의 위치가 구동되는 구성을 갖는다. 영상 표시 장치(108)은 복수의 광소자(121)(122)(123)를 구동하는 구동부(미도시)를 더 구비하게 되며, 이를 위해 MEMS(micro electromechanical system) 기술을 활용할 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(109)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예의 영상 표시 장치(109)는 외부로부터의 광량이 조절될 수 있도록 광투과율이 조절되는 광량 조절부(190)를 더 포함한다. 광량 조절부(190)는 전기적 신호에 따라 광투과율이 조절되는 액정을 포함하여 구성될 수 있다. 광량 조절부190)가 구비됨에 따라, 외부 조도를 고려하여 입사되는 광량을 광량 조절부(190)를 통해 조절할 수 있어, 영상 표시 장치(109)로부터 형성되는 영상의 시인성을 높일 수 있다.
도 12은 또 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(300)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예의 영상 표시 장치(300)는 3차원 영상을 형성할 수 있는 예시적인 구조를 제시한다. 영상 표시 장치(300)는 사용자의 양안에 대응하는 한 쌍, 즉, 좌안용 렌즈(110L)와 우안용 렌즈(110R)를 포함하며, 좌안용 렌즈(110L), 우안용 렌즈(110R) 각각에 표시 패널부(120), 제어부(220)가 배치된다. 각각에 마련된 제어부(220)는 좌안 영상 정보에 따라 좌안용 렌즈(110L)의 표시 패널부(120)를 제어하고, 우안 영상 정보에 따라 우안용 렌즈(110R)의 표시 패널부(120)를 제어한다.
좌안 영상 정보와 우안 영상 정보는 영상 정보 생성부(210)에 의해 준비될 수 있으며, 영상 정보 생성부(210)에서의 정보는 제어부(220)에 무선 송신될 수 있다. 제어부(220)는 영상 정보 생성부(210)에서의 정보를 무선 수신하기 위한 수신 회로부를 구비할 수 있다.
표시 패널부(120)는 도 2 내지 도 10에서 설명한 바와 같은 복수의 광소자(121)(122)(123)들로 이루어지며, 영상 표시 장치(300)는 또한, 도 2 내지 도 10에서 설명한 방향 조절 소자(130,140), 가변 광학 소자(160), 광량 조절부(190) 등을 좌안용 렌즈(110L)와 우안용 렌즈(110R)에 더 구비할 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 증강현실 구현 장치(500)의 개략적인 구조를 보인 블록도이다.
증강현실 구현장치(500)는 증강 현실 또는 가상 현실을 구현하는 장치이며, 이하, 편의상 '증강 현실' 이라고 표현하는 경우에도, 가상 현실도 여기에 포함되는 것으로 한다.
실시예에 따른 증강 현실 구현 장치(500)는, 증강 현실 구현 방법으로서, 현실 또는 이에 대한 영상에 포함된 객체에 대한 부가 정보를 담은 부가 영상의 표시를 위해, 퍼지지 않는 직진성의 빔을 이용하여 만든 이미지를 사용자 눈의 망막에 직접 조사하는 방법을 사용한다. 퍼지지 않는 직진성의 빔을 이용하여 이미지를 만드는 과정은 사용자의 눈과의 거리가 약 5cm 이하의 위치에서 수행될 수 있으며, 전술한 실시예들의 영상 표시 장치들 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
실시예에 따른 증강 현실 구현 장치(500)는 증강 현실 또는 가상현실을 구현함에 있어, 인간의 눈이 소정 거리 이하의 근거리(near point)에서 형성되는 영상을 인식할 수 없다는 점과, 또한, 인간의 눈이 눈은 다른 거리에 있는 두 물체를 동시에 결상시킬 수 없다는 광학 원리를 이용하고 있다.
증강 현실은 사용자가 눈으로 보는 현실 또는 이에 대한 영상과 함께 부가정보를 갖는 가상세계의 영상을 합쳐 보여주는 것인데, 인간의 눈이 눈은 다른 거리에 있는 두 물체를 동시에 결상시킬 수 없기 때문에, 사용자가 현실 영상을 보고 있는 경우 이와 다른 위치의 초점 거리를 갖는 가상세계의 영상이 잘 인식되지 않는다. 따라서, 실시예에서는 광선다발을 모으는 일반적인 광학 시스템을 이용하는 방식을 사용하지 않고, 퍼짐이 없는 직진성 빔을 사용하여 만든 영상을 눈의 망막에 직접 조사하는 방법을 사용하고 있다.
증강 현실 구현 장치(500)는 적어도 하나 이상의 객체(OB) 또는 이에 대한 영상을 표시하는 실사 표시부(510), 객체(OB)에 대한 정보를 영상 정보로 변환하는 부가 영상 정보 생성부(520), 부가 영상 정보 생성부(520)로부터의 영상 정보를 수신받아 직진성 빔을 이용하여 영상을 형성하는 부가 영상 표시부(530)를 포함한다.
실사 표시부(510)는 현실 세계 자체일 수 있고, 또는, 이에 대한 동영상을 보여주는 표시 장치일 수 있다.
부가 영상 정보 생성부(520)는 실사 표시부(510)에 포함된 객체(OB)에 대한 정보를 영상 정보로 변환한다. 사용자의 움직임에 따라 사용자가 응시하는 현실 세계에서 사용자가 인지하는 객체(OB), 또는 동영상의 흐름에 따라 사용자가 인지하는 객체(OB)는 계속적으로 바뀌게 되며, 부가 영상 정보 생성부(520)는 이에 동기하여, 사용자가 인지하는 객체(OB)에 대한 영상 정보를 형성한다. 부가 영상 정보 생성부(520)로부터의 영상 정보는 부가 영상 표시부(530)에 무선 송신될 수 있다.
부가 영상 표시부(530)는 퍼짐이 없는 직진성 빔을 이용하여 부가 영상 정보 생성부(520)로부터의 영상 정보에 따라 부가 영상을 형성한다. 부가 영상 표시부(530)로는 전술한 실시예들의 영상 표시 장치(101~109, 300)중 어느 하나, 또는 이들의 조합으로 구성된 영상 표시 장치가 사용될 수 있다. 이러한 영상 표시 장치는 사용자의 눈과의 거리가 약 5cm 이내의 거리에 배치될 수 있고, 콘택트 렌즈, 또는 안경의 형태로 구현될 수 있다.
객체(OB)로부터 사방으로 퍼지는 빔 중 일부가 사용자의 눈에 입사되며, 이 빔은 각막(CO)에서 굴절되고 수정체(EL)의 초점 조절로 모여 망막(RE)에 실사 영상(RI)을 형성하게 된다.
객체(OB)에 대한 부가 영상(AI)은 퍼짐이 없는 직진성 빔을 이용하여 만들어지며 이 빔이 망막(RE)에 직접 조사되어 부가 영상(AI)이 형성된다.
사용자의 눈은 실사 영상(RI)을 인지하기 위해서만 수정체(EL)의 초점 조절을 수행하며, 부가 영상(AI)을 인지하기 위해서 수정체(EL)의 초점 조절 운동이 수반되지 않으므로, 실사 영상(RI)을 인지함에 방해됨이 없이 부가 영상(AI)을 함께 인지할 수 있다.
이러한 본원 발명은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 300...영상 표시 장치
120...표시 패널부 121, 122, 123...광소자
20...리플렉터 21, 22, 23...발광구조층
110...렌즈 130, 140...방향 조절 소자
160...가변 광학 소자 210...영상 정보 생성부
220...제어부 500...증강 현실 구현 장치
120...표시 패널부 121, 122, 123...광소자
20...리플렉터 21, 22, 23...발광구조층
110...렌즈 130, 140...방향 조절 소자
160...가변 광학 소자 210...영상 정보 생성부
220...제어부 500...증강 현실 구현 장치
Claims (32)
- 단일 방향성의 광을 생성하여 방출하는 복수의 광소자가 어레이된 표시 패널부;
영상 정보에 따라 상기 복수의 광소자 각각의 온/오프를 제어하는 제어부;를 포함하는 영상 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광소자는 광을 생성하는 발광구조층과,
상기 발광구조층에서 생성된 광이 일방향으로만 방출되는 모드를 형성하도록, 상기 발광구조층의 상, 하에 각각 배치된 리플렉터;를 포함하는 영상 표시 장치. - 제2항에 있어서,
상기 광소자는 레이저(laser) 또는 RCLED(resonant cavity light emitting diode)를 포함하는 영상 표시 장치. - 제1항에 있어서,
콘택트 렌즈 또는 안경의 형태로 사용자의 눈에 착용되는 렌즈를 더 구비하며,
상기 표시 패널부는 상기 렌즈 내부에 임베드(embed) 되거나 또는 렌즈 표면에 배치되는 영상 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 표시 패널부는
서로 다른 파장의 광을 생성하는 복수의 광소자가 단위 화소를 이루며,
상기 단위 화소 복수개에서 각각 형성하는 광의 공간 조합으로 영상을 형성하는 영상 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 표시 패널부는
서로 다른 파장의 광을 생성하는 복수의 광소자가 단위 화소를 이루며,
상기 단위 화소에서 형성된 광의 출사 방향이 시순차 제어되며, 다른 방향을 향하는 광의 시순차 조합으로 영상을 형성하는 영상 표시 장치. - 제6항에 있어서,
상기 단위 화소에서 형성된 광의 출사 방향을 시순차적으로 바꾸기 위한 것으로, 외부 신호에 따라 광학적 성질이 변하는 가변 광학 소자를 더 포함하는 영상 표시 장치. - 제7항에 있어서,
상기 표시 패널부와 상기 가변 광학 소자는 상기 렌즈 내부에 임베드되는 영상 표시 장치. - 제7항에 있어서,
상기 표시 패널부는 상기 렌즈 내부에 임베드되고,
상기 가변 광학 소자는 상기 렌즈 표면에 배치되는 영상 표시 장치. - 제6항에 있어서,
상기 단위 화소에서 형성된 광이 출사 방향을 시순차적으로 바꾸기 위한 것으로, 상기 단위 화소를 이루는 복수의 광소자의 위치를 구동하는 구동부를 더 포함하는 영상 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 복수의 광소자로부터 생성되어 방출된 광의 방향성을 조절하는 방향 조절 소자를 더 포함하는 영상 표시 장치. - 제11항에 있어서,
상기 방향 조절 소자는 마이크로 렌즈 어레이, 표면 플라즈몬 구조체, 광결정 구조체, 또는 메타 구조체를 포함하는 영상 표시 장치. - 제11항에 있어서,
상기 표시 패널부와 상기 방향 조절 소자는 상기 렌즈 내부에 임베드 되는 영상 표시 장치. - 제11항에 있어서,
상기 표시 패널부는 상기 렌즈 내부에 임베드되고,
상기 방향 조절 소자는 상기 렌즈 표면에 배치되는 영상 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 표시 패널부는
상기 렌즈에서, 사용자의 눈의 동공과 마주하는 위치에 배치되는 영상 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 렌즈는 사용자의 양안에 대응하는 한 쌍으로 이루어지고,
상기 표시 패널부는 상기 양안에 각각 대응하는 제1 표시패널부와 제2 표시패널부로 이루어지며,
상기 제어부는 좌안 영상 정보에 따라 제1 표시패널부를 제어하는 제1 제어부와, 우안 영상 정보에 따라 제2 표시패널부를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 영상 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 제어부는 무선 수신된 영상 정보에 따라 상기 표시 패널부를 제어하는 영상 표시 장치. - 제4항에 있어서,
외부로부터의 광량이 조절될 수 있도록 광투과율이 조절되는 광량 조절부가 더 구비된 영상 표시 장치. - 제18항에 있어서,
상기 광량 조절부는 액정을 포함하는 영상 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 복수의 광소자 각각에 광을 생성하기 위해 공급할 에너지가 저장된 에너지 저장부;
외부로부터 영상 정보를 수신하기 위한 수신 회로부;를 더 포함하며,
상기 에너지 저장부, 수신 회로부는 사용자의 눈의 동공과 마주하는 위치를 벗어난 상기 렌즈 내의 위치에 배치되는 영상 표시 장치. - 증강 현실 또는 가상 현실을 구현하는 방법에 있어서,
현실 또는 이에 대한 영상에 포함된 객체에 대한 부가 정보를 담은 부가 영상의 표시는, 퍼지지 않는 단일 방향성의 빔을 이용하여 만든 이미지를 사용자 눈의 망막에 직접 조사하는 방법으로 수행되는 증강 현실 구현 방법. - 제21항에 있어서,
상기 퍼지지 않는 단일 방향성의 빔을 이용하여 이미지를 만드는 과정은 사용자의 눈과의 거리가 약 5cm 이하의 위치에서 수행되는 증강 현실 구현 방법. - 적어도 하나 이상의 객체 또는 이에 대한 영상을 표시하는 실사 표시부;
상기 객체에 대한 정보를 영상 정보로 변환하는 부가 영상 정보 생성부;
상기 부가 영상 정보 생성부로부터의 영상 정보를 수신받아 영상을 형성하는 것으로, 제1항의 영상 표시 장치;를 포함하는 증강현실 구현 장치. - 제23항에 있어서,
상기 영상 표시 장치는 사용자의 눈과의 거리가 약 5cm 이하의 위치에 배치되는 증강현실 구현 장치. - 제23항에 있어서,
상기 영상 표시 장치는
콘택트 렌즈 또는 안경의 형태로 사용자의 눈에 착용되는 렌즈를 더 구비하며,
상기 표시 패널부는 상기 렌즈 내부에 임베드(embed) 되는 증강현실 구현 장치. - 제25항에 있어서,
상기 표시 패널부는
사용자의 눈의 동공과 마주하는 위치의 상기 렌즈 내의 위치에 배치되는 증강현실 구현 장치. - 제25항에 있어서,
상기 렌즈는 사용자의 양안에 대응하는 한 쌍으로 이루어지고,
상기 표시 패널부는 상기 양안에 대응하는 제1 표시패널부와 제2 표시패널부로 이루어지며,
상기 제어부는 좌안 영상 정보에 따라 제1 표시패널부를 제어하는 제1 제어부와, 우안 영상 정보에 따라 제2 표시패널부를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 증강 현실 구현 장치. - 제23항에 있어서,
상기 부가 영상 정보 생성부로부터의 영상 정보는 상기 영상 표시 장치의 제어부에 무선 송신되는 증강 현실 구현 장치. - 제23항에 있어서,
상기 영상 표시 장치는 외부로부터의 광량이 조절될 수 있도록 광투과율이 조절되는 광량 조절부를 더 포함하는 증강 현실 구현 장치. - 제25항에 있어서,
상기 영상 표시 장치는
상기 복수의 광소자 각각에 광을 생성하기 위해 공급할 에너지가 저장된 에너지 저장부;
상기 부가 영상 정보 생성부로부터의 영상 정보를 수신하기 위한 수신 회로부;를 더 포함하며,
상기 에너지 저장부, 수신 회로부는 사용자의 눈의 동공과 마주하는 위치를 벗어난 상기 렌즈 내의 위치에 배치되는 증강 현실 구현 장치. - 제23항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영상 표시 장치는 복수의 광소자로부터 생성되어 방출된 광의 방향성을 조절하는 방향 조절 소자를 더 포함하는 증강 현실 구현 장치. - 제23항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영상 표시 장치는 복수의 광소자로부터 생성되어 방출된 광의 출사 방향을 시순차적으로 바꾸기 위한 것으로, 외부 신호에 따라 광학적 성질이 변하는 가변 광학 소자를 더 포함하는 증강 현실 구현 장치.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130046933A KR102103985B1 (ko) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | 단일 방향성의 빔을 이용한 영상 표시 장치, 증강 현실 영상 구현 방법 및 장치 |
| US14/152,072 US9626887B2 (en) | 2013-04-26 | 2014-01-10 | Image display device and method and apparatus for implementing augmented reality using unidirectional beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130046933A KR102103985B1 (ko) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | 단일 방향성의 빔을 이용한 영상 표시 장치, 증강 현실 영상 구현 방법 및 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140128134A true KR20140128134A (ko) | 2014-11-05 |
| KR102103985B1 KR102103985B1 (ko) | 2020-04-23 |
Family
ID=51788894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130046933A KR102103985B1 (ko) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | 단일 방향성의 빔을 이용한 영상 표시 장치, 증강 현실 영상 구현 방법 및 장치 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9626887B2 (ko) |
| KR (1) | KR102103985B1 (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110114710A (zh) * | 2016-10-31 | 2019-08-09 | 德遁公司 | 毫微微投影仪光学系统 |
| US11119571B2 (en) | 2017-09-22 | 2021-09-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device for displaying virtual image |
| KR20210121843A (ko) * | 2020-03-31 | 2021-10-08 | 경북대학교 산학협력단 | 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스 |
| WO2023128167A1 (ko) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | 주식회사 레티널 | 음굴절 광학 소자를 이용한 컴팩트 증강 현실용 광학 장치 |
| WO2023128168A1 (ko) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 주식회사 레티널 | 내장 콜리메이터 및 음굴절 광학 소자를 이용한 컴팩트 증강 현실용 광학 장치 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015145395A1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Alma Mater Studiorum - Universita' Di Bologna | Augmented reality glasses for medical applications and corresponding augmented reality system |
| US10235912B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-03-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image display device and method using unidirectional beam |
| WO2019125306A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Agency For Science, Technology And Research | Optical device and method of forming the same |
| CN114371555A (zh) * | 2020-10-14 | 2022-04-19 | Oppo广东移动通信有限公司 | 穿戴式电子设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005250478A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Crf Soc Consortile Per Azioni | 観察者の視野内に虚像を投影するシステム |
| US20060033879A1 (en) * | 2004-07-01 | 2006-02-16 | Eastman Kodak Company | Scanless virtual retinal display system |
| JP2006292883A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Sony Corp | 画像表示装置および方法 |
| US20080049152A1 (en) * | 2005-11-03 | 2008-02-28 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Head mounted display with eye accommodation |
| JP2012502319A (ja) * | 2008-09-04 | 2012-01-26 | イノヴェガ，インク． | ディスプレイ情報及び非ディスプレイ情報を処理する方法及び装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06315125A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-08 | Olympus Optical Co Ltd | 映像表示装置 |
| JP4419281B2 (ja) * | 2000-06-13 | 2010-02-24 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 接眼光学系 |
| JP2005258084A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Nec Corp | 液晶表示装置とその駆動方法 |
| US8786675B2 (en) | 2008-01-23 | 2014-07-22 | Michael F. Deering | Systems using eye mounted displays |
| US20100149073A1 (en) * | 2008-11-02 | 2010-06-17 | David Chaum | Near to Eye Display System and Appliance |
| FR2941786B1 (fr) | 2009-02-03 | 2011-04-29 | Laster | Dispositif portable d'affichage tete haute et de realite augmentee |
| US8633968B2 (en) | 2009-12-11 | 2014-01-21 | Dish Network L.L.C. | Three-dimensional recording and display system using near- and distal-focused images |
| WO2011156195A2 (en) * | 2010-06-09 | 2011-12-15 | Dynavox Systems Llc | Speech generation device with a head mounted display unit |
| US20120050144A1 (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Clayton Richard Morlock | Wearable augmented reality computing apparatus |
| KR101246687B1 (ko) | 2010-10-20 | 2013-03-21 | 제일모직주식회사 | 무안경식 3차원 디스플레이 |
| US9529191B2 (en) | 2010-11-03 | 2016-12-27 | Trex Enterprises Corporation | Dynamic foveal vision display |
| US20120200667A1 (en) | 2011-02-08 | 2012-08-09 | Gay Michael F | Systems and methods to facilitate interactions with virtual content |
-
2013
- 2013-04-26 KR KR1020130046933A patent/KR102103985B1/ko active IP Right Grant
-
2014
- 2014-01-10 US US14/152,072 patent/US9626887B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005250478A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Crf Soc Consortile Per Azioni | 観察者の視野内に虚像を投影するシステム |
| US20060033879A1 (en) * | 2004-07-01 | 2006-02-16 | Eastman Kodak Company | Scanless virtual retinal display system |
| JP2006292883A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Sony Corp | 画像表示装置および方法 |
| US20080049152A1 (en) * | 2005-11-03 | 2008-02-28 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Head mounted display with eye accommodation |
| JP2012502319A (ja) * | 2008-09-04 | 2012-01-26 | イノヴェガ，インク． | ディスプレイ情報及び非ディスプレイ情報を処理する方法及び装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110114710A (zh) * | 2016-10-31 | 2019-08-09 | 德遁公司 | 毫微微投影仪光学系统 |
| CN110114710B (zh) * | 2016-10-31 | 2020-11-27 | 德遁公司 | 毫微微投影仪光学系统 |
| US11119571B2 (en) | 2017-09-22 | 2021-09-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device for displaying virtual image |
| KR20210121843A (ko) * | 2020-03-31 | 2021-10-08 | 경북대학교 산학협력단 | 미세렌즈를 이용한 증강현실 디바이스 |
| WO2023128167A1 (ko) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | 주식회사 레티널 | 음굴절 광학 소자를 이용한 컴팩트 증강 현실용 광학 장치 |
| WO2023128168A1 (ko) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 주식회사 레티널 | 내장 콜리메이터 및 음굴절 광학 소자를 이용한 컴팩트 증강 현실용 광학 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20140320547A1 (en) | 2014-10-30 |
| US9626887B2 (en) | 2017-04-18 |
| KR102103985B1 (ko) | 2020-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102103985B1 (ko) | 단일 방향성의 빔을 이용한 영상 표시 장치, 증강 현실 영상 구현 방법 및 장치 | |
| US11714284B2 (en) | Display device including foveal and peripheral projectors | |
| TWI720092B (zh) | 用於擴增近眼可穿戴顯示器之系統及方法 | |
| JP6270674B2 (ja) | 投影装置 | |
| US10670866B2 (en) | Method for providing composite image based on optical transparency and apparatus using the same | |
| US9335548B1 (en) | Head-wearable display with collimated light source and beam steering mechanism | |
| CN113568175B (zh) | 虚拟和增强现实系统与方法 | |
| CN108375840B (zh) | 基于小型阵列图像源的光场显示单元及使用其的三维近眼显示装置 | |
| US9779643B2 (en) | Imaging structure emitter configurations | |
| KR20200067858A (ko) | 투명 발광 디스플레이를 갖는 접안렌즈를 포함하는 증강 현실 디스플레이 | |
| KR20210094159A (ko) | 개선된 회절 그레이팅 구조들을 갖는 가상 및 증강 현실 시스템들 및 방법들 | |
| CN105492957A (zh) | 采用成对眼镜形式的图像显示设备 | |
| EP3221737A1 (en) | Adjustable focal plane optical system | |
| US10529290B1 (en) | Non-uniformly patterned photonic crystal structures with quantum dots for pixelated color conversion | |
| JP2018533062A (ja) | 広視野ヘッドマウントディスプレイ | |
| US11604354B2 (en) | Wearable display systems with nanowire LED micro-displays | |
| US11448906B1 (en) | Directional color conversion using photonic crystals with quantum dots | |
| US10989735B2 (en) | Atomic force microscopy tips for interconnection | |
| US11122256B1 (en) | Mixed reality system | |
| KR20230056697A (ko) | 파장 조정 기능이 있는 가변초점 디스플레이 | |
| KR102546321B1 (ko) | 3차원 영상 표시 장치 및 방법 | |
| CN110383139A (zh) | 用于显示图像的方法和系统 | |
| US11239400B1 (en) | Curved pillar interconnects | |
| KR20210050840A (ko) | 프로젝터 및 이를 구비한 헤드마운트 표시장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |