KR20170063576A - 이미지를 생성하고 또한 사용자의 머리에 착용될 수 있는 디스플레이 장치를 위한 안경 렌즈, 및 이러한 안경 렌즈를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

이미지를 생성하고 또한 사용자의 머리에 착용될 수 있는 디스플레이 장치(1)를 위한 안경 렌즈가 제공되는데, 상기 안경 렌즈(3)는 전면(18), 후면(15) 및 상기 전면 및 후면(18, 15)을 연결하는 모서리(21),
커플링-인 섹션(11) 및 상기 커플링-인 섹션(11)으로부터 이격되어 있는 커플링-아웃 섹션(13), 뿐만 아니라
상기 생성된 이미지의 화소들의 광 번들들(9)을 안내하기에 적절한 광 안내 채널(12)을 포함하고, 상기 광 번들들은 상기 안경 렌즈(3) 안에서 상기 커플링-아웃 섹션(13)으로 제1 방향을 따라 상기 안경 렌즈(3)의 상기 커플링-인 섹션(11)을 거쳐 상기 안경 렌즈(3)로 커플링되고, 이에 의해 상기 광 번들들은 상기 안경 렌즈(3)로부터 커플링 아웃되고,
상기 안경 렌즈(3)는 수 개의 부분들로 구축되고 또한 제1 부분 안경 렌즈(19) 및 이에 연결된 제2 부분 안경 렌즈(20)를 포함하고,
상기 광 안내 채널(12)은 상기 제1 부분 안경 렌즈(19) 안에서 지나가고 상기 2 개의 부분 안경 렌즈들(19, 20)은 한편으로 상기 전면(18)으로부터 상기 후면(15)까지 연장되고 다른 한편으로 상기 제1 방향에 대하여 가로질러 지나가는 제2 방향으로 미리 결정된 길이를 따라 상기 안경 렌즈(3)의 상기 모서리(2)로부터 접촉 표면들(24, 25, 26, 27)을 거쳐 서로에게 연결된다.

Description

이미지를 생성하고 또한 사용자의 머리에 착용될 수 있는 디스플레이 장치를 위한 안경 렌즈, 및 이러한 안경 렌즈를 포함하는 디스플레이 장치{SPECTACLE LENS FOR A DISPLAY DEVICE WHICH CAN BE PLACED ON THE HEAD OF A USER AND WHICH GENERATES AN IMAGE, AND DISPLAY DEVICE COMPRISING SUCH A PECTACLE LENS}
본 발명은 제 1 항의 전제부의 특성을 가지는, 이미지를 생성하고 또한 사용자의 머리에 착용될 수 있는 디스플레이 장치를 위한 안경 렌즈, 및 이러한 안경 렌즈를 가지는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이러한 안경 렌즈에 있어서, 커플링-아웃 섹션은 종종 안경 렌즈 안에 매립되는 적어도 하나의 반사 표면을 포함하는데, 이것은 이러한 안경 렌즈의 생산을 복잡하게 만든다.
여기서부터 출발하면, 본 발명의 목적은 서두에서 언급된 종류의 안경 렌즈를 개발하여 안경 렌즈가 쉽게 생산될 수 있는 데 있다.
이 목적은 상기 안경 렌즈는 수 개의 부분들로 구축되고 또한 제1 부분 안경 렌즈 및 이에 연결된 제2 부분 안경 렌즈를 포함하고, 상기 광 안내 채널은 상기 제1 부분 안경 렌즈 안에서 지나가고 상기 2 개의 부분 안경 렌즈들은 한편으로 상기 전면으로부터 상기 후면까지 특히 (그러므로 상기 안경 렌즈의 전체 두께에 걸쳐) 연장되고 다른 한편으로 상기 제1 방향에 대하여 가로질러 지나가는 제2 방향으로 미리 결정된 길이를 따라 상기 안경 렌즈의 상기 모서리로부터 접촉 표면들을 거쳐 서로에게 연결되는, 본 발명에 따라 서두에서 언급된 종류의 안경 렌즈에서 달성된다.
이러한 구성에 의해, 안경 렌즈는 제1 방향에 대하여 가로질러 나누어지고, 그 결과, 한편으로, 커플링-아웃 섹션은 하나 또는 두 개의 부분 안경 렌즈들에서 쉽게 형성될 수 있고, 다른 한편으로, 2 개의 부분 안경 렌즈들은 접촉 표면들을 거쳐 단단히 잘 서로에게 연결될 수 있게 된다.
특히, 접촉 표면들은 서로에 대해 접착제로 접착되거나 결합될 수 있다.
커플링-아웃 섹션은 제1 및/또는 제2 부분 안경 렌즈 안에 형성되는, 적어도 하나의 반사 표면을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 반사 표면은, 특히 굽은 표면이다. 나아가, 커플링-아웃 섹션은 반사 조각들(reflective facets)로 언급될 수 있는, 수 개의 반사 표면들을 포함할 수 있다. 반사 조각들은 지그재그 선 또는 톱니 선의 방식으로 서로로부터 오프셋되어 정렬될 수 있다.
상기 적어도 하나의 반사 표면은 안경 렌즈의 상기 전면으로부터 상기 후면까지 연장될 수 있다. 하지만, 상기 적어도 하나의 반사 표면은 상기 안경 렌즈의 전체 두께(상기 전면으로부터 상기 후면까지 정도)에 걸쳐 연장되지 않고 예를 들어 그 일 부분에 대해서만 연장될 수 있다. 특히, 반사 표면은 매립된 반사 표면으로서 형성될 수 있어 그 결과 상기 안경 렌즈의 상기 전면 및/또는 상기 후면까지 연장되지 않는다. 반사 표면은 예를 들어 전면으로부터 후면까지 안경 렌즈의 20 내지 80%에 걸쳐 연장될 수 있다. 전면으로부터 후면까지 상기 안경 렌즈의 두께의 30 내지 70% 또는 40 내지 60%의 범위에서의 연장 또한 가능하다.
특히, 상기 커플링-아웃 섹션은 빔-굴절 및/또는 이미징 특성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 안경 렌즈에 있어서, 커플링-아웃 섹션의 형성을 위해, 2 개의 부분 안경 렌즈들 중 하나에 홈이 형성될 수 있고 또한 2 개의 부분 안경 렌즈들 중 다른 하나에 이에 보완적인 돌출부가 형성될 수 있다. 2 개의 부분 안경 렌즈들은 이로써 거의 함께 플러그인될 수 있다.
본 발명에 따른 안경 렌즈에 있어서, 접촉 표면들의 적어도 하나는 상기 안경 렌즈의 모서리로부터 상기 커플링-아웃 섹션까지 제2 방향을 따라 연장될 수 있다. 특히, 2 개의 부분 안경 렌즈들 각각은 상기 안경 렌즈의 상기 모서리로부터 상기 커플링-아웃 섹션까지 상기 제2 방향을 따라 연장되는 2 개의 접촉 표면들을 포함할 수 있다. 홈 및 돌출부를 가지는 형성의 경우에 있어서, 상기 2 개의 접촉 표면들 각각은 상기 홈으로부터 상기 모서리까지 또는 상기 돌출부로부터 상기 모서리까지 지나갈 수 있다. 상기 제1 및 제2 부분 안경 렌즈의 2 개의 접촉 표면들은 그 각각의 경우에 있어서 한 평면에 놓일 수 있다. 상기 제1 및 제2 부분 안경 렌즈의 2 개의 접촉 표면들이 서로로부터 오프셋되어 있거나 틸트되어 있는 것 또한 가능하다. 특히, 상기 부분 안경 렌즈들의 접촉 표면들은, 조립된 안경 렌즈에 있어서, 상기 전면 및/또는 상기 후면이 연속적인 표면으로서 형성되어 있는 방식으로 정렬되어 있다.
상기 2 개의 부분 안경 렌즈들은 특히 동일한 재료로부터 형성된다.
상기 적어도 하나의 반사 표면은 반사 코팅을 포함할 수 있다. 여기서, 거의 100%의 반사율이 달성될 수 있다. 하지만, 더 낮은 반사율을 제공하는 것도 가능하여 그 결과 상기 반사 표면이 부분적인 반사 표면으로서 사용될 수 있다.
이에 더하여, 전체 내부 반사에 의해 반사 표면을 실현하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 안경 렌즈는 정확히 2 개의 부분 안경 렌즈들을 포함할 수 있다.
이에 더하여, 제2 방향으로 본 발명에 따른 안경 렌즈의 의도된 용도에서 수직으로 연장되는 것도 가능하다.
상기 광 안내 채널 안에서 광 안내가 예를 들어, 상기 안경 렌즈의 전면(front side) 및 후면(rear side) 상에서의 반사에 의해 발생할 수 있다. 이것은 대응하는 부분 반사 또는 반사 코팅 때문에 전체 내부 반사 또는 반사일 수 있다. 하지만, 안내가 안경 렌즈 안의 반사 층을 이용해 발생되는 것 또한 가능하다. 여기서, 반사 층은 전면 또는 후면이 추가의 반사 표면으로서 기능할 수 있도록 제공될 수 있다. 그러나, 서로 이격되어 있는 2 개의 반사 층들 또한 제공될 수 있다.
또한, 사용자의 머리에 착용될 수 있는 홀더, 상기 홀더에 고정되어 이미지를 생성하는 이미지-생성 모듈, 및 상기 홀더가 상기 사용자의 머리에 착용된 때, 상기 생성된 이미지를 이미징하여 상기 사용자가 이를 가상 이미지로서 인식할 수 있게 하는, 본 발명에 따른 안경 렌즈를 포함하는, 상기 홀더에 고정되는 이미징 광학 시스템을 가지는 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 이미징 광학 시스템은 안경 렌즈를 유일한 광학 요소로서 구비할 수 있다. 하지만, 이미징 광학 시스템이 안경 렌즈에 더하여, 적어도 하나의 추가의 광학 요소를 포함하는 것 또한 가능하다. 상기 적어도 하나의 추가의 광학 요소는, 예를 들어 상기 2 개의 부분 렌즈들 중 하나와 원피스(one piece)로 형성될 수 있다.
디스플레이 장치는 상기 이미지-생성 모듈을 제어하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
상기 이미지-생성 모듈은 특히 예를 들어 LCD 모듈, LCoS 모듈, OLED 모듈 또는 틸팅 미러 매트릭스(tilting mirror matrix)와 같은, 2차원 이미징 시스템을 포함할 수 있다. 상기 이미징 시스템은 예를 들어 행들 및 열들로 배치될 수 있는, 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 상기 이미징 시스템은 자가-발광(self-luminous)이거나 또는 자가-발광이 아닐 수 있다.
상기 이미지-생성 모듈은 특히 단색(monochromatic) 또는 다색 이미지(multi-coloured image)를 생성하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는 당업자에게 그 작동을 위해 필요하다고 알려진 추가 요소들을 포함할 수 있다.
상기에서 언급된 특성들 및 이하에서 설명될 특성들은, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 기술된 조합들뿐만 아니라 다른 조합들 또는 단독으로 사용될 수 있다.
본 발명은, 본 발명에 필수적인 특성들을 개시하고 있는 첨부된 도면들을 참조하여 예를 들어 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 일 실시예의 대략적인 사시도이다.
도 2은 이미지-생성 모듈의 개략적인 도시를 포함하는 제1 안경 렌즈의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 제1 안경 렌즈(3)의 개략적인 사시도이다.
도 4는 제1 안경 렌즈(3)의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 이미지-생성 모듈의 개략적인 도시를 포함하는 제1 안경 렌즈의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 이미지-생성 모듈의 개략적인 도시를 포함하는 제1 안경 렌즈의 부분 확대 단면도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 이미지-생성 모듈의 개략적인 도시를 포함하는 제1 안경 렌즈의 부분 확대 단면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 제1 안경 렌즈의 대략적인 사시도이다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(1)는 예를 들어 종래의 안경 프레임의 방식으로 형성될 수 있고 사용자의 머리에 착용될 수 있는 홀더(2)와, 상기 홀더(2)에 고정되는, 제1 및 제2 안경 렌즈(3, 4)를 포함한다. 안경 렌즈들(3, 4)을 가지는 홀더(2)는 예를 들어, 스포츠 안경, 선글라스 및/또는 결함있는 시력을 교정하기 위한 안경들과 같이 형성될 수 있고, 이때 시각적 이미지는 이하에서 설명되는 바와 같이, 제1 안경 렌즈(3)를 거쳐 사용자의 시야로 반사될 수 있다.
이 목적을 위해, 디스플레이 장치(1)는, 도 1에 대략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 홀더(2)의 오른쪽 안경 다리 영역에 배치될 수 있는 이미지-생성 모듈(5)을 포함한다. 이 이미지-생성 모듈(5)은 예를 들어 행들 및 열들로 배치되는 복수의 화소들을 가지는, 예를 들어 OLED, LCD 또는 LCoS 칩 또는 틸팅 미러 매트릭스와 같은, 2차원 이미지-생성 요소(6)(도 2 참조)를 포함할 수 있다.
안경 렌즈들(3 및 4), 및 특히 제1 안경 렌즈(3)는 예시로서 본 발명에 따른 디스플레이 장치(1)와 함께 설명된다. 안경 렌즈들(3, 4) 또는 적어도 제1 안경 렌즈(3)는 각각 본 발명에 따른 안경 렌즈(3, 4)로서 또는 본 발명에 따른 광학 요소로서 개별적으로 형성된다. 본 발명에 따른 광학 요소는 여기서 설명되는 디스플레이 장치(1)와 다른 상황(context)에서 사용될 수 있다. 그러므로, 상기 광학 요소는 안경 렌즈로 형성될 때 제2 안경 렌즈(4)로서 형성될 수 있음은 물론이다.
도 2에 도시된 대략적인 확대 부분 단면도로부터 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 디스플레이 장치(1)는 이미지-생성 요소(6)(또는 이미징 시스템(6))과 제1 안경 렌즈(3) 사이에 배치되는 광학 요소(8)를 포함하는 이미징 광학 시스템(7)을 포함한다. 이에 더하여, 제1 안경 렌즈(3) 그 자체는 이미징 광학 시스템(7)의 일부분으로서 기능한다.
광 번들(9)은 이미징 시스템(6)의 각각의 화소로부터 발생할 수 있다. 원하는 이미지는, 이미지-생성 모듈(5)의 일부일 수 있는 제어 유닛(10)을 이용해 이미징 시스템(6)의 화소들을 대응되게 제어하는 것에 의해 생성될 수 있다. 도 2에서, 광 빔의 빔 경로는 광 번들들(9)을 나타내기 위해 그 안에 도시되어 있고, 그 결과 광 빔(9)은 이하에서 설명된다.
이미징 시스템(6)으로부터 발생된 광 빔(9)은 광학 요소(8)를 지나 커플링-인 섹션(11)을 거쳐 제1 안경 렌즈(3)로 진입하고 또한 이 안에서 광 안내 채널(12)을 따라 커플링-아웃 섹션(13)으로 안내된다. 커플링-아웃 섹션(13)은 광 빔(9)의 반사가 제1 안경 렌즈(3)의 후면(15)의 방향으로 그 위에서 발생하는 반사 굴절 표면(reflective deflecting surface, 14)을 포함하고, 그 결과 광 빔(9)은 후면(15)을 거쳐 제1 안경 렌즈(3)를 빠져나간다.
그러므로, 사용자가 본 발명에 따른 디스플레이 장치(1)를 그 머리에 의도한 대로 착용하고 있을 때, 그는 이미징 시스템을 이용해 생성된 이미지를 커플링-아웃 섹션(13)에서 볼 때 가상 이미지로서 인식할 수 있다. 여기서 기술된 실시예에 있어서, 사용자는 전방 시야의 시야 방향(G)에 대하여 대략 40° 만큼 오른쪽으로 보아야 한다. 도 2에 있어, 이미징 광학 시스템(7)의 사출 동공(exit pupil, 17) 또는 아이박스(eyebox, 17) 뿐아니라 사용자 눈의 회전(16)의 중심이 명확화를 위하여 도시되어 있다. 아이박스(17)는 디스플레이 장치(1)에 의해 제공되는 영역이며, 사용자의 눈이 움직일 수 있고 생성된 이미지를 가상의 이미지로서 항상 인식할 수 있는 영역이다.
도 2에 대략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 제1 안경 렌즈(3)의 후면(15) 및 전면(18) 모두는 굽어져 형성되어 있다.
광 안내 채널(12) 안의 광 번들들(9)의 안내는 전면(18) 및 후면(15) 상에서 예를 들어 전체 내부 반사에 의해 발생할 수 있다. 전면(18) 및/또는 후면(15)이 원하는 광 안내를 초래하기 위해 광 안내 채널의 영역 안에 반사 또는 부분 반사 코팅을 포함하는 것 또한 가능하다.
특히 도 3의 제1 안경 렌즈(3)의 대략적인 사시도 및 도 4의 제1 안경 렌즈(3)의 대략적인 분해 사시도로부터 알 수 있는 바와 같이, 제1 안경 렌즈(3)는 수 개의 부품들로 형성된다. 여기서 기술되는 실시예에 있어서, 제1 안경 렌즈(3)는 제1 부분 안경 렌즈(19) 및 제2 부분 안경 렌즈(20)를 포함한다. 도시를 단순화하기 위해, 도 3 및 도 4에서 전면 및 후면(18, 15)은 굽어 있지 않고 편평한 것으로 도시되어 있다.
전면 및 후면(18, 15)은 모서리(21)에 의해 서로 연결되어 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 광 번들들(9)의 커플링-인은 모서리(21)의 섹션(11)을 거쳐 발생한다. 하지만, 광 번들들(9)을 예를 들어, 후면(15)을 거쳐 제1 안경 렌즈(3)로 커플링하는 것 또한 가능하다.
제1 안경 렌즈(3)의 두 부분 형성에 의해, 커플링-아웃 섹션(13)은 단순한 방식으로 형성될 수 있다. 이로써, 반사 굴절 표면(14)의 형태는 홈에 의해 제1 부분 안경 렌즈(19)에 형성될 수 있고 또한 필요한 코팅이 이에 적용될 수 있다. 제1 부분 안경 렌즈(19)는 그후 홈(22)의 영역에 상호보완적인 형태를 가지는 돌출부(23)를 포함하는 제2 부분 안경 렌즈(20)에 연결될 수 있다.
여기에서 설명하는 실시예 예에 있어서, 광 안내 채널(12)은 제1 부분 안경 렌즈(19) 안에 완전히 형성되고 예를 들어 y-방향으로 지나간다. 커플링-인된 광 번들들(9)은 이로써 y-방향으로 제1 부분 안경 렌즈(19) 안에서 커플링-아웃 섹션(13) 또는 반사 굴절 표면(14)으로 안내된다.
제1 안경 렌즈(3)는 분할이 제1 방향에 대하여 가로지르는 방향으로, 그러므로 x-방향으로 지나가는 방식으로 분할된다. 분할은 x-방향으로 제1 안경 렌즈의 전체 범위에 걸쳐 연장된다. 그 각각의 경우에 있어서 서로 대면하는 접촉 표면들(24 및 25 뿐만 아니라 26 및 27)은 2 개의 부분 안경 렌즈들(19 및 20) 상에 형성된다. 접촉 표면들(24 내지 27)은 그 각각의 경우에 있어서 제1 안경 렌즈의 전체 두께에 걸쳐 및 이로써 전면(18)으로부터 후면(15)까지 연장되고 또한 광 안내 채널(12) 안에서 광 안내 방향에 대하여 가로지르는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 한다. 2 개의 부분 안경 렌즈들(19 및 20)은 이로써 그 각각의 경우에 있어서 서로 대면하는 접촉 표면들(24 및 25 뿐만 아니라 26 및 27)을 접착하는 것에 의해 연결될 수 있다. 그러므로 보완적인 돌출부(23)를 반사 굴절 표면(14)에 접착하는 것은 유리하게는 필요하지 않을 수 있다. 물론, 2 개의 부분 안경 렌즈들(19 및 20)의 이들 두 부분을 원한다면 서로 접착하는 것 또한 가능하다.
접촉 표면들(24 내지 27)은 특히 그 각각의 경우에 있어서 제1 안경 렌즈(3)의 모서리(21)로부터 광 안내 채널(12) 안에서 광 안내 방향에 대하여 횡방향으로 따라서 여기서는 x-방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 한다. 이들은 바람직하게 도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 반사 굴절 표면(14)까지 연장된다.
물론, 제1 부분 안경 렌즈(19) 안의 홈(22) 및 제2 부분 안경 렌즈(20)의 돌출부(23)는 조립된 상태에서, 공극(air gap)이 이들 사이에 존재하는 방식으로 형성될 수 있다. 이 경우에 있어서, 커플링-아웃은 전체 내부 반사에 의해 커플링-아웃 섹션(13)을 거쳐 발생할 수 있다.
공극을 가지는 이러한 실시예는 도 2에 따른 단면도인 도 5에 대략적으로 도시되어 있다. 도 2 및 도 5의 단면도는 단면이 반사 굴절 표면(14)을 지나가도록 선택된다.
이에 더하여, 반사 조각들(reflective facets)로서 지칭될 수 있는, 서로 나란히 배치되는 수 개의 굴절 표면들(14)이 제공되는 방식으로 홈(27)을 형성하는 것이 가능하다. 대응하는 도시는 도 6에 도시되어 있다. 홈(22) 및 돌출부(23) 모두가 도 6에 단면도로 도시된 바와 같이, 대응되게 형성되는 것이 가능하다.
나아가, 홈(22) 안에만 수 개의 반사 굴절 표면들(14)을 제공하여 원활한 상면(upper side)을 가지는 홈을 형성하고 그 결과 돌출부(23)는 도 3 및 도 4에 따른 실시예와 같이 형성될 수 있는 것이 가능하다. 대응하는 단면도는 도 7에 도시되어 있다. 선(28)은 돌출부(23)의 부드러운 하면(underside)을 나타낸다. 부드러운 상면을 형성하기 위해, 홈(22) 안의 반사 굴절 표면들(14)이 제2 안경 부분 몸체(20)와 동일한 재료로 채워지면, 단면도 상의 선(28)은 보이지 않는다.
접촉 표면들(24 및 26)은 바람직하게 동일한 평면 안에 놓인다. 하지만, 이들은 서로로부터 오프셋되어 있거나 및/또는 서로에 대해 틸트되어 있을 수 있다. 동일한 사항이 접촉 표면들(25 및 27)에 적용된다.
도 8에, 본 발명에 따른 제1 안경 렌즈(3)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 2 개의 접촉 표면들(26 및 27) 대신, 접촉 표면들(29 및 30)이 제공되고, 이것은 제1 안경 렌즈(3)의 모서리(21)로부터 광 안내 채널(12) 안의 광 안내 방향을 따라 이로써 y-방향을 따라 연장된다는 점에서, 여기까지 설명된 실시예들과 다르다. 이로써, 이 경우에 있어서, 제1 부분 안경 렌즈(19)는 L-자형으로 형성되고 제2 부분 안경 렌즈(20)는 사분원 형태 또는 타원의 1/4을 가지고 그 결과 조립된 안경 렌즈(3)는 이전과 동일한 형태를 가진다. 접촉 표면들(29 및 30)은, 교대로, 서로 접착될 수 있다. 이 실시예에서 중요한 것은 접촉 표면들(24 및 25)은 모서리(21)로부터 광 안내 방향에 대하여 가로지르는 방향으로 이로써 x-방향을 따라 연장된다.
변형에 있어서, 도시되지는 않았지만, 제2 부분 안경 렌즈는 L-자형으로 형성될 수 있고 또한 제1 부분 안경 렌즈(19)는 사분원 또는 1/4 타원의 형상을 가질 수 있다.
접촉 표면들(29 및 30)은 y-방향을 따라 연장되지 않아도 되지만 다른 방향을 가질 수도 있다. 본질적으로, 조립된 제1 안경 렌즈(3)는 2 개의 부분 안경 렌즈들(19 및 20)로 만들어지는 연속적인 전면 및 후면(18, 15)을 가지는 것이 바람직하다.
2 개의 부분 안경 렌즈들(19 및 20)의 재료들은 바람직하게는 동일하고, 그 결과 동일한 굴절률(refractive index)을 가진다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치(1)에 있어서, 가상 이미지의 사용자의 시야로의 반사는 제1 안경 렌즈(3)를 거쳐 발생한다. 물론, 제2 안경 렌즈(4)를 거친 반사 또한 가능하다. 이에 더하여, 디스플레이 장치(1)는 정보 항목들 또는 가상 이미지들이 안경 렌즈들(3, 4) 모두를 거쳐 반사되도록 형성될 수 있다. 반사는 3-차원 이미지 인상이 결과로 나오도록 발생할 수 있다. 하지만, 이것은 절대 필수적이지 않다.
안경 렌즈들(3, 4)은 (특히 결함있는 시력을 교정하기 위해) 0의 굴절력 또는 0와 다른 굴절력을 가질 수 있다. 도면들에 도시된 바와 같이, 전면(18) 및 후면(15) 모두는 굽어져 형성되어 있다. 전면(18)은 특히 구형으로 굽어져 있다. 결함있는 시력을 교정하기 위해, 안경 렌즈(3, 4)가 0와 다른 굴절력을 가진다면, 전체적으로 후면(15)의 굴곡은 적절한 교정을 달성하기 위해 적절하게 선택된다. 후면(15)은 구형 형식으로부터 벗어난 굴곡을 가질 수 있다.
홀더(2)는 안경-타입 홀더와 같이 형성될 필요는 없다. 머리에 착용될 수 있는 디스플레이 장치를 가지는 다른 어떠한 종류의 홀더 또한 가능하다.

Claims (10)

  1. 이미지를 생성하고 또한 사용자의 머리에 착용될 수 있는 디스플레이 장치(1)를 위한 안경 렌즈에 있어서,
    상기 안경 렌즈(3)는 전면(18), 후면(15) 및 상기 전면 및 후면(18, 15)을 연결하는 모서리(21),
    커플링-인 섹션(11) 및 상기 커플링-인 섹션(11)으로부터 이격되어 있는 커플링-아웃 섹션(13), 뿐만 아니라
    상기 생성된 이미지의 화소들의 광 번들들(9)을 안내하기에 적절한 광 안내 채널(12)을 포함하고,
    상기 광 번들들은 상기 안경 렌즈(3) 안에서 상기 커플링-아웃 섹션(13)으로 제1 방향을 따라 상기 안경 렌즈(3)의 상기 커플링-인 섹션(11)을 거쳐 상기 안경 렌즈(3)로 커플링되고, 이에 의해 상기 광 번들들은 상기 안경 렌즈(3)로부터 커플링 아웃되고,
    상기 안경 렌즈(3)는 수 개의 부분들로 만들어지고 또한 제1 부분 안경 렌즈(19) 및 이에 연결된 제2 부분 안경 렌즈(20)를 포함하며,
    상기 광 안내 채널(12)은 상기 제1 부분 안경 렌즈(19) 안에서 지나가고 상기 2 개의 부분 안경 렌즈들(19, 20)은 한편으로 상기 전면(18)으로부터 상기 후면(15)까지 연장되고 다른 한편으로 상기 제1 방향에 대하여 가로질러 지나가는 제2 방향으로 미리 결정된 길이를 따라 상기 안경 렌즈(3)의 상기 모서리(21)로부터 접촉 표면들(24, 25, 26, 27)을 거쳐 서로에게 연결되는 것을 특징으로 하는, 안경 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 커플링-아웃 섹션(13)은 상기 제1 부분 안경 렌즈(19) 안에 형성되는, 적어도 하나의 반사 표면(14)을 포함하는, 안경 렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플링-아웃 섹션(13)은 상기 제2 부분 안경 렌즈(20) 안에 형성되는, 적어도 하나의 반사 표면(14)을 포함하는, 안경 렌즈.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 반사 표면(14)은 굽어서 형성되는, 안경 렌즈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커플링-아웃 섹션(13)의 형성을 위해, 상기 2 개의 부분 안경 렌즈들(19, 20) 중 하나에 홈(22)이 형성되고 또한 상기 2 개의 부분 안경 렌즈들(19, 20) 중 다른 하나에는 이에 상호보완적인 돌출부(23)가 형성되는, 안경 렌즈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 표면들(24 내지 27) 중 적어도 하나는 상기 안경 렌즈(3)의 상기 모서리(21)로부터 상기 커플링-아웃 섹션(13)까지 연장되는, 안경 렌즈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2 개의 부분 안경 렌즈들(19, 20) 각각은 상기 안경 렌즈의 상기 모서리(21)로부터 상기 커플링-아웃 섹션(13)까지 연장되는 2 개의 접촉 표면들(24 내지 27)을 포함하는, 안경 렌즈.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부분 안경 렌즈(19, 20) 그 각각의 경우에 있어서 상기 2 개의 접촉 표면들은 한 평면에 놓이는, 안경 렌즈.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2 개의 부분 안경 렌즈들은 동일한 재료로부터 형성되는, 안경 렌즈.
  10. 사용자의 머리에 착용될 수 있는 홀더(2),
    상기 홀더(2)에 고정되며 이미지를 생성하는 이미지-생성 모듈(5), 및
    상기 홀더(2)에 고정되고, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 안경 렌즈(3)를 포함하며, 상기 홀더(2)가 상기 사용자의 머리에 착용된 때, 상기 생성된 이미지를 이미징하여 상기 사용자가 이를 가상 이미지로서 인식할 수 있게 하는 이미징 광학 시스템(7)을 구비한 디스플레이 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017101352A1 (de) * 2017-01-25 2018-07-26 tooz technologies GmbH Brillenglas für eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare und ein Bild erzeugende Anzeigevorrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006162793A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Konica Minolta Photo Imaging Inc 光学デバイス、映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP2010243972A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Konica Minolta Opto Inc 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP2014174366A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Seiko Epson Corp 虚像表示装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2657224C3 (de) 1976-12-17 1979-06-07 Heinz-Optik Kg, 7840 Muellheim Verfahren zur Herstellung von Mehrstarken-Brillengläsern mit pantoskopischem Nahteil und Bauelementensatz zur Durchführung des Verfahrens
JPS54150146A (en) * 1978-05-15 1979-11-26 Haintsu Oputeiku Kg Method of fabricating multiple focus spectacle lens having wide angle near segment and spectacle lens composing element set
US5654827A (en) * 1992-11-26 1997-08-05 Elop Electrooptics Industries Ltd. Optical system
JP3720464B2 (ja) * 1995-07-03 2005-11-30 キヤノン株式会社 光学素子及びそれを用いた観察系
DE202006001791U1 (de) * 2006-02-02 2006-04-13 Vogler, Johann, Dr. Einrichtung zur Erleichterung des Sehens
JP4245613B2 (ja) * 2006-02-10 2009-03-25 株式会社ビジョンメガネ 度付きサングラス
JP2010517090A (ja) * 2007-01-25 2010-05-20 ローデンストック．ゲゼルシャフト．ミット．ベシュレンクテル．ハフツング データ反射のための眼鏡および眼鏡レンズ
JP2009075195A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Olympus Corp 眼鏡型画像表示装置及び画像表示装置付き眼鏡
JP2009151043A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Konica Minolta Holdings Inc 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
US20100033830A1 (en) * 2008-08-11 2010-02-11 Man Fat Yung Wearable image display device
EP2343591A1 (en) * 2009-12-23 2011-07-13 ESSILOR INTERNATIONAL (Compagnie Générale d'Optique) Eyeglass adapted for providing an ophthalmic vision and a supplementary vision
WO2011155357A1 (ja) * 2010-06-07 2011-12-15 コニカミノルタオプト株式会社 映像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよびヘッドアップディスプレイ
DE102011007812B4 (de) * 2011-04-20 2018-02-15 Carl Zeiss Smart Optics Gmbh Anzeigevorrichtung
US8937771B2 (en) * 2012-12-12 2015-01-20 Microsoft Corporation Three piece prism eye-piece
WO2014115260A1 (ja) 2013-01-23 2014-07-31 パイオニア株式会社 虚像生成装置、及び表示システム
KR20150026486A (ko) * 2013-09-03 2015-03-11 주식회사 에픽옵틱스 헤드 마운트 디스플레이용 프리즘과 이를 구비한 헤드 마운트 디스플레이
DE102013219622B4 (de) * 2013-09-27 2021-01-14 tooz technologies GmbH Optisches Element und Anzeigevorrichtung mit einem solchen optischen Element
DE102013219623B4 (de) 2013-09-27 2015-05-21 Carl Zeiss Ag Brillenglas für eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare und ein Bild erzeugende Anzeigevorrichtung sowie Anzeigevorrichtung mit einem solchen Brillenglas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006162793A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Konica Minolta Photo Imaging Inc 光学デバイス、映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP2010243972A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Konica Minolta Opto Inc 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP2014174366A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Seiko Epson Corp 虚像表示装置

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