KR20190126064A - 머리 착용식 디스플레이를 위한 광학 장치, 및 이를 포함하는 증강 현실을 위한 머리 착용식 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 전도 요소 및 적어도 하나의 웨이퍼를 포함하는 머리 착용식 디스플레이에 사용 가능한 광학 장치, 및 머리 착용식 장치의 착용자를 위한 증강 현실의 정보 제공 디스플레이를 제공하도록 구성되고 이러한 광학 장치를 포함하는 머리 착용식 장치에 관한 것이다. 이러한 광학 장치(1)는, 2개의 제1 및 제2 대향 주면(4a 및 4b)을 갖는 광 전도 요소(4)로서, 광 전도 요소(4)는 광원(5)으로부터 수신된 광(6)을 전반사에 의해 입력 및 전도하고, 상기 요소로부터 이를 부분적으로 출력하는, 광 전도 요소(4); 상기 광 전도 요소의 상기 제1 주면과 마주하는 내부 표면(2a, 3a)을 포함하는 적어도 하나의 웨이퍼(2, 3); 및 상기 제1 주면 및 상기 내부 표면과 접촉되고, 상기 요소를 광학적으로 격리시키는 간극(11a, 11b)을 한정하는 개재 수단을 포함한다. 본 발명에 따라, 상기 개재 수단은, 상기 내부 표면의 주변 영역(2aa, 3aa) 및 상기 제1 주면의 대향 구역(4aa, 4ba)과 밀봉 접촉되어 그 사이에서 이의 주변 길이를 따라 연장되는 주변 밀봉 장치(10a, 10b)를 포함하며, 상기 밀봉 장치의 적어도 일부분은 상기 요소의 내부를 향하여 상기 적어도 일부분에서 상기 전반사를 보존하기 위해 상기 제1 주면과의 국부적으로 감소된 광 결합을 나타낸다.
Description
본 발명은 안구 렌즈를 형성하도록 설계될 수 있는 적어도 하나의 웨이퍼 및 광 전도 요소를 포함하는 머리 착용식 디스플레이에 특히 사용 가능한 광학 장치, 및 머리 착용식 장치의 착용자를 위한 증강 현실의 정보 제공 디스플레이를 제공하도록 구성되고 그러한 광학 장치를 포함하는 머리 착용식 장치에 관한 것이다. 광파를 안내할 수 있는 임의의 광 전도 요소가 사용 가능할 수 있지만, 본 발명은 특히 도광 광학 요소일 수 있는 광 전도 요소를 포함하는 광학 장치에 관한 것이다.
머리 착용식 장치는 착용자의 머리에 착용되는 전기 광학 장치이다. 일반적으로, 머리 착용식 장치는 상이한 스테이지들 간에 전환하거나 착용자에게 정보를 디스플레이하도록 전자식으로 제어되며, 전자식으로 제어되는 안구 렌즈를 갖는 프레임을 포함한다. 기본적으로, 머리 착용식 장치는 시어라운드(see-around) 또는 시스루(see-through) 메커니즘을 포함할 수 있으며, 몰입형 패턴(즉, 외부 시야를 차단함) 또는 비-몰입형 패턴(즉, 착용자가 자신의 환경과 상호 작용할 수 있도록 함)으로 사용될 수 있다. 특히, 시스루 유형의 머리 착용식 디스플레이(HMD)는 정보, 예를 들어 컴퓨터 생성 정보(예를 들어, 텍스트 및/또는 이미지)를 실제 시야 위에 중첩시킬 수 있다. 이러한 시스루 HMD는 특히 착용자에게 증강 현실을 제공하기 위해 사용된다.
HMD는 일반적으로, 광원, 시준 모듈, 및 도광 광학 요소(LOE)와 같은 광 전도 요소를 연속적으로 갖는 디스플레이 유닛, 및 2개의 웨이퍼를 포함할 수 있는 광학 장치를 포함한다. 통상적으로 알려진 바와 같이, LOE는 이의 외부 주면(main face)으로부터 전반사에 의해 방출 광파를 포획하고, 착용자의 안구를 향해 광을 출력하도록 구성된다. 웨이퍼들은 전형적으로 LOE의 주면들에 부착되며, 이들의 부착이 LOE의 내부에서 광파의 전반사를 저하시키지 않거나, 또는 LOE 내로의 그리고 LOE로부터 나오는 광파의 결합을 저하시키지 않는 방식으로 부착된다.
WO 2016/075689 A1은, 대응하는 웨이퍼에 접합되고, LOE의 주면에 접착식으로 부착된 테이퍼형 나노릴리프(nanorelief)를 나타내는 모스-아이 필름(moth-eye film)과 같은 나노 구조 공극 필름을 이러한 부착을 위해 사용함으로써, 각각의 웨이퍼와 LOE 사이에 개재된 공극 필름이 이러한 주면과의 계면 평면에서 굴절률의 급격한 변화를 한정하여, LOE 내부의 광파의 전반사를 보존할 수 있게 하는 것을 제시한다.
이 문헌에 개시된 각각의 웨이퍼와 LOE 사이의 이러한 개재 수단의 주요 단점은, 각각의 공극 필름이 LOE의 해당 주면의 전체 영역을 커버해야 하고, 이러한 필름이 충분하게 방수 및 방진이 아닐 수 있다는 점이다.
변형예로서, 접착제 또는 몰딩 수단에 의해 LOE를 캡슐화하는 것이 또한 공지되어 있으며, 이는 물 및 먼지에 대한 이러한 불충분한 기밀성 단점을 해결한다. 그럼에도 불구하고, 이러한 LOE의 캡슐화의 주요 단점은 LOE 내부의 광파의 전반사를 보존하기 위해 필요한 LOE 주면의 추가적인 격리 처리이다.
본 발명은 상기의 단점을 극복하기 위한 것이다.
본 발명의 한 가지 목적은 전술한 단점을 해결하는 특히 머리 착용식 디스플레이에 사용 가능한 광학 장치를 제공하는 것으로, 광학 장치는,
- 제1 굴절률을 갖는 광 전도 요소로서, 광 전도 요소는 광원에 결합된 입력 구역 및 2개의 제1 및 제2 대향 주면을 가지며, 상기 주면 사이의 전반사에 의해 상기 광원으로부터 수신된 광을 입력 및 전도하고, 전도된 광을 상기 광 전도 요소로부터 부분적으로 출력하도록 구성되는, 광 전도 요소;
- 상기 광 전도 요소의 상기 제1 주면과 마주하는 내부 표면을 포함하는 적어도 하나의 웨이퍼; 및
- 상기 제1 주면 및 상기 내부 표면과 접촉되며, 상기 제1 굴절률보다 더 낮은 간극 굴절률을 갖고 상기 광 전도 요소를 광학적으로 격리시키는 간극을 그 사이에 한정하는 개재 수단을 포함한다.
이러한 목적을 위해, 상기 개재 수단은 주변 밀봉 장치를 포함하며(유리하게는 이루어지고), 주변 밀봉 장치는 주변 길이를 갖고, 상기 내부 표면의 주변 영역 및 상기 주변 영역에 마주하는 상기 제1 주면의 구역과 밀봉 접촉되어 그 사이에서 상기 주변 길이를 따라 연장되며, 상기 주변 길이를 따라 상기 밀봉 장치의 적어도 일부분은, 상기 광 전도 요소의 내부의 상기 적어도 일부분에서 상기 전반사를 보존하기 위해, 상기 주변 길이의 나머지 부분에 비해 상기 제1 주면과의 국부적으로 감소된 광 결합을 나타내도록 구성된다.
유리하게는 단지 주변부인 본 발명의 이러한 개재 수단은, 웨이퍼 및 광 전도 요소의 대향 표면의 전체 영역을 연속적으로 커버하는 WO 2016/075689 A1의 부착된 공극 필름과 상이하며, 이러한 공극 필름은 각각의 웨이퍼와 광 전도 요소 사이의 대부분의 공간을 채우고 있음을 유의해야 한다.
또한, 상기 주변 밀봉 장치 내부의 자유 공간에 의해 한정되는 본 발명의 상기 간극은 광 전도 요소 내에서 광파의 전반사를 가능하게 하는 격리 기능을 갖는다는 점을 유의해야 한다.
이러한 주변 밀봉 장치는 사용 시에 상기 적어도 하나의 웨이퍼와 광 전도 요소 사이에 물 및 먼지의 침투에 대비하여 효과적인 밀봉 장벽을 형성하며, 이는 전체 장치의 전반적인 투명도와 조합하여, 환경으로 인한 임의의 저하로부터 출력 광의 품질을 보존할 수 있게 한다는 점을 또한 유의해야 한다. 유리하게는 이와 같이 달성된 밀봉은 이의 주면들의 다층 격리 처리가 필요했던 광 전도 요소의 전술한 공지된 캡슐화에 의해 달성되는 것과는 상이하며, 이는 본 발명의 밀봉이 이러한 격리 처리 없이 이루어질 수 있기 때문이다.
또한, 아래에 설명되는 바와 같이, 상기 개재 수단을 단독으로 형성할 수 있는 이러한 주변 밀봉 장치는 그 웨이퍼 또는 각각의 웨이퍼와 광 전도 요소 사이에 이러한 밀봉을 제공할 뿐만 아니라, 처방 데이터에 따라, 시력 교정을 위해 그 표면이 설계되는 안구 렌즈를 형성하도록 상기 웨이퍼 또는 각각의 웨이퍼를 설계함으로써 광학 장치를 위한 처방을 제공할 수 있게 한다는 점을 또한 추가로 유의해야 한다.
유리하게는, 상기 간극은 바람직하게는 공기로 채워질 수 있으며, 상기 광원의 방출 파장 이상이고 적어도 700 nm, 바람직하게는 적어도 1 ㎛일 수 있는 두께를 가질 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 이러한 공극은, 그 내부에서 전반사를 보존하고 결과적으로 투과에 의해 출력 정보 제공 광 또는 이미지를 포착할 수 있게 함으로써, 광 전도 요소에 대한 격리기(isolator)로서 작용한다.
이러한 공극은 전술한 공지된 다층 격리기와 비교하여, 이러한 투과를 개선하고 또한 광학 장치의 시각적인 미적 양태를 향상시키면서 상기 처방을 제공할 수 있게 한다는 점을 유의해야 한다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 상기 주변 밀봉 장치는 폐쇄형 또는 개방형 루프의 형태로 상기 주변 길이에 걸쳐서 연장되는 적어도 하나의 엘라스토머 또는 플라스틱 주변 밀봉부를 포함할 수 있으며, 상기 감소된 광 결합을 나타내도록 구성되고 상기 적어도 하나의 주변 밀봉부 및 상기 제1 주면과 접촉되는 광학적 격리 수단을 상기 적어도 일부분 상에 더 포함할 수 있다.
또한 유리하게는, 상기 적어도 일부분은 상기 광원에 인접한 상기 광 전도 요소의 상기 입력 구역과 마주하는 상기 주변 밀봉 장치의 근위 섹션을 포함할 수 있다.
이의 프레임 내에 내장된 광원(예를 들어, POD로 알려진 마이크로디스플레이 프로젝터)에 결합되고 상기 광원을 형성하는 광 전도 요소의 입력 구역은 HMD의 경우에 출력 광 및 결과적인 이미지의 품질을 위해 중요하며, 이러한 입력 구역에 바로 인접하여 이러한 입력 구역과 마주하는 이러한 근위 섹션은 유리하게는 상기 광학적 격리 수단을 포함함으로써, 이러한 입력 구역에서 상기 밀봉부의 부정적인 영향으로 인한 결과적인 출력 이미지의 저하가 관찰되지 않도록 한다는 점을 유의해야 한다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 상기 적어도 하나의 주변 밀봉부는 상기 간극 내로 물 및 먼지의 침입을 방지하도록 적응되며,
- 바람직하게는 정사각형 또는 원형인 다각형 또는 타원형 단면을 갖는 고무 밀봉부; 및
- 선택적으로 마이크로 비드를 함유하고, 바람직하게는 2개의 접착제 외부층을 포함하는 다층 열가소성 접착제 밀봉부로부터 선택될 수 있고,
2개의 접착제 외부층은 예를 들어 감압층이며, 예를 들어 트리아세틸 셀룰로오스인 내부층의 어느 한 측면 상에 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 상기 광학적 격리 수단은,
(i) 나노 구조 필름으로서, 상기 필름과 상기 제1 주면 사이의 계면에서 굴절률의 급격한 변화를 한정할 수 있는 나노릴리프를 갖는, 나노 구조 필름;
(ii) 상기 제1 주면으로부터 나오는 결합된 광을 반사시킬 수 있고, 상기 제1 주면과의 접촉 영역을 나타내는 단층 또는 다층 미러 필름;
(iii) 상기 제1 주면과의 접촉이 없고, 상기 광원 및 상기 적어도 하나의 웨이퍼의 주변 에지와 접촉되게 장착되는 밀봉 부재로서, 상기 광원은 이의 연결 구역 상에서 상기 광 전도 요소에 연결되며, 상기 밀봉 부재는 상기 개방형 루프에 의해 한정된 개구부에서 상기 주변 밀봉부에 연결되고 상기 주변 밀봉부를 국부적으로 대체하는, 밀봉 부재; 및/또는
(iv) 상기 제1 주면과 상기 내부 표면 사이에서 압축되고, 상기 제1 주면과의 접촉 영역을 나타내는 가요성 개스킷으로부터 선택될 수 있으며,
상기 접촉 영역은 (ii) 및 (iv)의 사례에서, 이의 주변 방향으로의 상기 적어도 일부분의 길이에 의해, 그리고 상기 길이에 수직인 횡방향으로의, 상기 제1 주면과 접촉되는 상기 적어도 일부분의 폭에 의해 한정된다.
유리하게는, 상기 주변 밀봉 장치는 상기 적어도 하나의 웨이퍼의 상기 내부 표면 및 상기 광 전도 요소의 상기 제1 면과 비-접착식 접촉될 수 있고, 상기 광학적 격리 수단은 상기 적어도 하나의 주변 밀봉부와 접착제 또는 비-접착식 접촉될 수 있다.
위의 (i)의 사례에 관련된 본 발명의 제1 실시형태에 따라, 상기 광학적 격리 수단은, 예를 들어 실질적으로 원뿔형 형태로 베이스로부터 이의 단부로 각각 테이퍼형인 상기 나노릴리프에 의해 한정된 모스 아이 필름인 상기 나노 구조 필름을 포함하며, 상기 나노 구조 필름은 상기 베이스로부터 상기 단부로 연속적으로 감소하는 입사광에 의해 관찰된 실제 굴절률을 나타내고, 상기 나노 구조 필름은 상기 적어도 하나의 주변 밀봉부에 접착식으로 접합되며, 바람직하게는 상기 테이퍼형 나노릴리프의 상기 단부에 의해 상기 제1 주면과 접촉된다.
위의 (ii)의 사례에 관련된 본 발명의 제2 실시형태에 따라, 상기 광학적 격리 수단은, 예를 들어 알루미늄 층 또는 반사성 잉크의 물리적 기상 증착에 의해 상기 제1 주면 상에 증착되고 바람직하게는 200 ㎛ 미만인 상기 제1 주면과 접촉되는 상기 폭을 갖는 상기 단층 또는 다층 미러 필름을 포함한다.
위의 (iii)의 사례에 관련된 본 발명의 제3 실시형태에 따라, 상기 밀봉 부재는 예를 들어,
- 상기 주변 에지와 접촉되는 밀봉체, 및 상기 밀봉체를 연장시키고 상기 광원과 접촉되는 밀봉 립; 또는
- 상기 광원을 둘러싸는 상기 연결 구역의 영역에 접합되고, 상기 주변 에지 및 상기 광원과 각각 접촉되는 2개의 국부적 밀봉부가 제공된 2개의 돌출된 대향 표면을 한정하는 연결 요소를 포함할 수 있다.
위의 (iv)의 사례에 관련된 본 발명의 제4 실시형태에 따라, 상기 광학적 격리 수단은, 200 ㎛ 미만, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 200 ㎛인 상기 제1 주면과 접촉되는 상기 폭을 갖는 상기 압축된 가요성 개스킷을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 광학 장치는 상기 광 전도 요소의 상기 제1 및 제2 주면과 마주하는 제1 및 제2 상기 내부 표면을 각각 갖는 적어도 한 쌍의 제1 및 제2 상기 웨이퍼를 포함할 수 있으며, 광학 장치는,
- 바람직하게는 상기 제1 내부 표면의 제1 상기 주변 영역 및 상기 제1 주변 영역에 마주하는 상기 제1 주면의 제1 상기 구역과 비-접착식 접촉되고 그 사이에 있는 제1 상기 주변 밀봉 장치; 및/또는
- 바람직하게는 상기 제2 내부 표면의 제2 상기 주변 영역 및 상기 제2 주변 영역에 마주하는 상기 제2 주면의 제2 상기 구역과 비-접착식 접촉되고 그 사이에 있는 제2 상기 주변 밀봉 장치를 포함한다.
유리하게는, 상기 적어도 한 쌍의 상기 제1 및 제2 웨이퍼는,
- 바람직하게는 평면인 상기 제1 내부 표면 및 볼록한 제1 대향 외부 표면을 갖는 전방 안구 렌즈; 및
- 바람직하게는 평면인 상기 제2 내부 표면 및 제2 대향 외부 표면을 갖는 착용자의 안구 근위의 후방 안구 렌즈를 형성하도록 각각 설계될 수 있으며,
상기 적어도 한 쌍의 상기 제1 및 제2 웨이퍼는 광 굴절력, 비점수차, 및/또는 가산값(addition)을 포함하는 주어진 처방 데이터를 상기 렌즈에 의해 제공된 광학 교정을 통해 상기 광학 장치에 부여하도록 적응된다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 바람직하게는 도광 광학 요소(LOE)인 상기 광 전도 요소는,
- 상기 머리 착용식 디스플레이에 의한 증강 현실의 정보 제공 디스플레이로서, 상기 광 전도 요소는 상기 적어도 하나의 웨이퍼를 통해 착용자의 안구를 향하여 전도된 광을 부분적으로 출력하는, 정보 제공 디스플레이; 또는
- 조명 또는 측량(measurement)을 제공하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 장치에서 사용 가능한 상기 광 전도 요소는, 예를 들어 Magic Leap사에 의해 설계된 시스템에 사용된 것(정보 제공 이미지를 디스플레이할 수 있는 HMD임), 또는 심지어 투영 이외의 적용예를 위해 설계된 도파관과 같이, LOE 이외의 것일 수 있다.
본 발명에 따른 머리 착용식 장치는 착용자를 위한 증강 현실의 정보 제공 디스플레이를 제공하도록 구성되며, 이러한 머리 착용식 장치는 위에 한정된 바와 같은 광학 장치를 포함하고, 머리 착용식 장치는 바람직하게는, 이의 프레임 내에 내장되고 상기 광 전도 요소가 결합된 상기 광원을 형성하는 마이크로디스플레이 프로젝터(POD)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 머리 착용식 장치는, 제1 상기 주변 밀봉 장치에 의해 그리고 제2 상기 주변 밀봉 장치에 의해, 바람직하게는 비-접착식 접촉을 통해, 상기 광 전도 요소의 어느 한 측면 상에 배치되고 이로부터 분리되는, 광학 교정을 갖는 안구 렌즈를 형성하는 적어도 한 쌍의 2개의 제1 및 제2 상기 웨이퍼에 의해, 착용자의 안구 데이터, 보다 바람직하게는 광 굴절력, 비점수차, 및/또는 가산값을 포함하는 착용자의 처방 데이터에 적응될 수 있다.
이 경우 본 발명의 개재 수단의 주변 밀봉 장치는 상이한 처방 렌즈를 형성하는 다른 웨이퍼를 포함하는 다른 장치에 통합되기 위해 광학 장치로부터 용이하게 분리될 수 있기 때문에, 비-접착식 접촉은 교정 렌즈의 주변부에서 적어도 하나의 전반사 구역을 갖는 정보 제공 시스루 안경과 같은, 주어진 LOE를 포함하는 정보 제공 HMD에 대한 가변적인 처방을 제공할 수 있게 한다는 점을 유의해야 한다.
구체적으로는, 거기서 임의의 접착제 없이 이루어지는 경우, 착용자가 적절한 교정 안구 렌즈(또는 광 감쇠, 색지각 등과 같은 다른 시각적 요구에 대한 대응)에 의해 이를 통해 실사를 볼 수 있게 하기 위해, 착용자의 또는 착용자 그룹의 시력에 HMD를 맞춤화해야 하는 현재의 요구를 충족시킨다.
공지된 방식으로, 착용자의 처방은 예를 들어, 착용자의 안구 앞에 위치된 렌즈에 의해 착용자의 시력 결함을 교정하기 위해 안과 의사에 의해 결정되는, 광 굴절력, 비점수차, 및/또는 가산값의 광학 특성 세트이다. 예를 들어, 프로그레시브 가산 렌즈를 위한 처방은 원거리 시력 지점에서의 광 굴절력 및 비점수차의 값, 그리고 적절한 경우 가산값을 포함한다.
본 발명을 설명하기 위해 이하의 정의가 아래에 제공된다.
"머리 착용식 디스플레이 장치"(HMD)는 헬멧 착용식 디스플레이, 광학적 머리 착용식 디스플레이, 머리 착용식 디스플레이 등을 포함하며, 착용자의 머리 위 또는 그 주위에 의도적으로 착용되어야 한다. 이들은 착용자에 의한 시각화를 위해 이미지를 디스플레이하기 위한 광학 수단을 포함한다. HMD는 컴퓨터 생성 이미지 및 '실제' 시야의 중첩된 시각화를 제공할 수 있다. HMD는 단안(외눈) 또는 쌍안(양안)일 수 있다. 본 발명의 HMD는 안경, 스키 또는 잠수 마스크와 같은 마스크, 고글 등을 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다. HMD는 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 렌즈는 처방 렌즈와 같은 안구 렌즈로부터 선택될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, HMD는 렌즈가 제공된 안경 한 개이다.
"컴퓨터 생성 이미지"는 2D 또는 3D 회절 이미지, 2D 또는 3D 컴퓨터 생성 홀로그램 이미지, 임의의 진폭 이미지 등을 의도적으로 포함한다. 컴퓨터 생성 이미지는 가상 이미지로서 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이미지 (데이터)는 디스플레이의 고정 수차(자연 수차 또는 회절 미러 앞의 이의 배향 또는 위치에 링크됨), 및 디스플레이의 이러한 배향 또는 위치와 함께 사용되는 회절 미러의 수차와 같은, 광학 수차를 적어도 부분적으로 교정하기 위해 계산될 수 있다.
"이미지 소스"(IS)는 의도적으로, 착용자에 의한 시각화를 위해 이미지를 디스플레이하기에 적합한(배치된, 구성된) 광 빔을 방출할 수 있는 임의의 광원이다. 시각화는 이미지 소스에서 발생되는 조명 빔이 시스루 미러 상으로 반사된 후에 이루어진다. 홀로그램 이미지의 디스플레이와 관련하여, 광 빔은 홀로그램을 위한 참조 빔을 포함한다. 이미지는 이미지 데이터(예를 들어, 컴퓨터 생성 이미지 데이터)로부터 디스플레이될 수 있다. IS는 다중 적층 구조를 가질 수 있으며, 안경의 안경다리 구성 요소와 같은, 예를 들어 HMD의 안경다리 구성 요소 상에서 착용자의 관자놀이 옆에 위치될 수 있다는 점에서, "축외(off-axis)"에 있을 수 있다. IS는 가상 이미지(컴퓨터 생성 이미지)의 디스플레이를 위해 구성된 임의의 이미지 소스일 수 있다. 이는 스크린(예를 들어, OLED, LCD, LCOS 등), 이의 광원(예를 들어, 레이저, 다이오드 레이저 등)과 결합되어 이루어진 위상 및/또는 진폭 SLM(공간 광 변조기), 피코 프로젝터와 같은 프로젝터(LED, 다이오드 레이저 등을 사용할 수 있는 MEMS 또는 DLP), 또는 임의의 다른 소스일 수 있다. IS는 또한 임의의 다른 이미지 소스(컴퓨터 생성 이미지 소스), 및/또는 제어 전자 장치 및/또는 전원 공급기 및/또는 선택적인 광학 요소 등을 포함할 수 있다.
"착용자 안구 데이터" 또는 "안구 데이터"(OD)는 의도적으로, 착용자 처방 데이터(PD), 착용자 안구 민감도 데이터(SD) 및 착용자 안구 생체측정 데이터(BD), 그리고 일반적으로 예를 들어 색수차, 안구 수정체의 결핍(무수정체증) 등과 관련된 데이터를 포함하는, 임의의 착용자 시력 결함에 관련된 데이터를 포함한다.
"처방 데이터"(PD)는 의도적으로, 착용자에 대해 포착된 하나 이상의 데이터를 지칭하며, 각각의 안구에 대해, 처방된 원거리 시력 평균 굴절력(PFV), 및/또는 처방된 비점수차 값(CYLFV), 및/또는 처방된 비점수차 축(AXEFV), 및/또는 각각의 안구의 굴절 이상 및/또는 노안을 교정하기 위해 적합한 처방된 가산값(A)을 나타낸다. 평균 굴절력(PFV)은 처방된 비점수차 값(CYLFV)의 절반값을 처방된 구면 값(SPHFV)에 합산함으로써 얻어진다: PFV = SPHFV + CYLFV/2. 그 다음, 근위(근거리) 시력에 대한 각각의 안구의 평균 굴절력은 동일한 안구에 대해 처방된 원거리 시력 평균 굴절력(PFV)에 처방된 가산값(A)를 합산함으로써 얻어진다: PNV = PFV + A. 프로그레시브 렌즈를 위한 처방의 경우, 처방 데이터는 각각의 안구에 대해 SPHFV, CYLFV, A, 및 비점수차 축(AXEFV)의 값을 나타내는 착용자 데이터를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 착용자 처방 데이터(PD)는 비점수차 모듈, 비점수차 축, 굴절력, 프리즘 및 가산값, 그리고 보다 일반적으로는 임의의 주어진 시력 결함의 교정을 나타내는 임의의 데이터로부터 선택된다. 이러한 결함은 부분 망막 박리, 망막 또는 홍채 또는 각막 기형으로 인해 발생할 수 있다.
본 발명의 내용에 포함됨.
다른 것과 함께, 본 발명의 전술한 특징은, 예시적인 목적을 위해 주어지고 본 발명을 제한하려고 의도되지 않는 본 발명의 몇몇 실시예에 대한 이하의 설명을 읽음으로써 더욱 명확하게 이해될 것이며, 상기 설명은 첨부된 도면을 참조하고, 첨부된 도면으로서:
도 1은 도 2에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명에 따른 광학 장치의 개략적인 저면 평면도이다;
도 2는 도 1에 따른 본 발명의 광학 장치의 II-II 단면 라인을 따라 절개한 개략적인 단면도이다;
도 3은 도 2와 유사한 본 발명의 다른 광학 장치의 에지 구역을 상세히 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 4는 도 2의 광학 장치의 에지 구역을 상세히 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 4a는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 도 2의 광학 장치의 각각의 주변 밀봉 장치 및 광 전도 요소를 보다 큰 확대 비율로 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 도 2의 각각의 주변 밀봉 장치 및 광 전도 요소를 보다 큰 확대 비율로 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 6은 본 발명의 이러한 제2 실시형태의 변형예에 따른 도 2의 각각의 주변 밀봉 장치 및 광 전도 요소를 보다 큰 확대 비율로 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 7은 광원과 함께 제공된 광 전도 요소의 예시적인 조합물을 도시하는 개략적인 사시도이며, 상기 조합물은 본 발명의 광학 장치에 사용 가능하다;
도 8은 도 7의 조합물 및 본 발명의 제3 실시형태에 따른 주변 밀봉 장치가 제공된 웨이퍼를 포함하는 본 발명의 다른 광학 장치의 개략적인 단면도이다; 그리고
도 9는 도 7의 조합물 및 본 발명의 이러한 제3 실시형태의 변형예에 따른 주변 밀봉 장치가 제공된 웨이퍼를 포함하는 본 발명의 또 다른 광학 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1은 도 2에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명에 따른 광학 장치의 개략적인 저면 평면도이다;
도 2는 도 1에 따른 본 발명의 광학 장치의 II-II 단면 라인을 따라 절개한 개략적인 단면도이다;
도 3은 도 2와 유사한 본 발명의 다른 광학 장치의 에지 구역을 상세히 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 4는 도 2의 광학 장치의 에지 구역을 상세히 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 4a는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 도 2의 광학 장치의 각각의 주변 밀봉 장치 및 광 전도 요소를 보다 큰 확대 비율로 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 도 2의 각각의 주변 밀봉 장치 및 광 전도 요소를 보다 큰 확대 비율로 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 6은 본 발명의 이러한 제2 실시형태의 변형예에 따른 도 2의 각각의 주변 밀봉 장치 및 광 전도 요소를 보다 큰 확대 비율로 도시하는 개략적인 부분 단면도이다;
도 7은 광원과 함께 제공된 광 전도 요소의 예시적인 조합물을 도시하는 개략적인 사시도이며, 상기 조합물은 본 발명의 광학 장치에 사용 가능하다;
도 8은 도 7의 조합물 및 본 발명의 제3 실시형태에 따른 주변 밀봉 장치가 제공된 웨이퍼를 포함하는 본 발명의 다른 광학 장치의 개략적인 단면도이다; 그리고
도 9는 도 7의 조합물 및 본 발명의 이러한 제3 실시형태의 변형예에 따른 주변 밀봉 장치가 제공된 웨이퍼를 포함하는 본 발명의 또 다른 광학 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 4에서 볼 수 있는 광학 장치(1, 1')는, (착용자의 안구 원위의) 전방 안구 렌즈 및 (착용자의 안구 근위의) 후방 안구 렌즈를 형성하도록 각각 설계되고, 광 전도 요소(4)의 제1 및 제2 주면(4a 및 4b)과 마주하는 제1 및 제2 평면 내부 표면(2a 및 3a)(도 2 내지 도 4 참조)을 각각 갖는 제1 및 제2 웨이퍼(2 및 3)를 각각 포함한다. 예를 들어 LOE 유형의 요소(4)는, 예를 들어 광학 장치(1, 1')를 포함하는 머리 착용식 장치(예를 들어, HMD)의 프레임 내에 내장된 마이크로디스플레이 프로젝터(POD)와 같은 광원(5)에 의해 방출된 광파를 포획하도록 설계된다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 방출된 광 빔(6)은 요소(4)의 주면(4a 및 4b)의 내측면으로부터 전반사 메커니즘에 의해 연속적으로 반사되지만, 이들 반사 빔이 머리 착용식 장치의 착용자의 안구에 도달할 때까지, 일부 미리 결정된 특정 위치에서, 이들 반사 빔은 궁극적으로 제2 주면(4b)으로부터 제2 웨이퍼(3)를 향하여 특정 각도로 출력 광(7)으로서 투과된다.
광학 장치(1, 1')는,
- 바람직하게는 제1 내부 표면(2a)의 제1 주변 영역(2aa) 및 제1 주변 영역(2aa)에 마주하는 제1 주면(4a)의 제1 주변 구역(4aa)과 비-접착식 접촉되고 그 사이에 있는 제1 주변 밀봉 장치(10a); 및
- 바람직하게는 제2 내부 표면(3a)의 제2 주변 영역(3aa) 및 제2 주변 영역에 마주하는 제2 주면(4b)의 제2 주변 구역(4ba)과 비-접착식 접촉되고 그 사이에 있는 제2 주변 밀봉 장치(10b)를 포함한다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 웨이퍼(2)는 (제1 평면 내부 표면(2a)에 대향하는) 볼록한 제1 외부 표면(2b)을 가지며, 제2 웨이퍼(3)는 (제2 평면 내부 표면(3a)에 대향하는) 본 예시적인 실시형태에서 오목한 제2 외부 표면(3b)을 갖는다(그러나, 이러한 제2 외부 표면(3b)은 예를 들어, 볼록하거나, 프로그레시브이거나, 또는 비점수차를 교정하도록 설계될 수 있다).
위에서 설명된 바와 같이, 도 1 내지 도 6의 광학 장치(1, 1')는 예를 들어, 광 굴절력, 비점수차 및/또는 가산값을 포함하는 주어진 처방을 상기 렌즈에 의해 제공된 광학 교정을 통해 머리 착용식 장치의 정보 제공 안경과 같은 정보 제공 안경에 제공하도록 구성된다.
특히 도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 제1 및 제2 주변 밀봉 장치(10a 및 10b)는 제1 주면(4a)과 제1 내부 표면(2a), 및 제2 주면(4b)과 제2 내부 표면(3a)에 접촉되어 그 사이에 각각 개재되면서, 그 사이에 공극(11a, 11b)(또는 보다 일반적으로는 광 전도 요소의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는 매체의 간극)을 한정한다. 이러한 간극(11a, 11b)은 요소(4)를 광학적으로 격리시킬 수 있게 한다. 밀봉 장치(10a, 10b)는 (웨이퍼(2, 3)의 주변 에지(2c, 3c)에 바로 인접한) 주변 영역(2aa, 3aa) 및 (요소(4)의 주변 에지(4c)에 인접한) 대향하는 주변 구역(4aa, 4ba)과 접촉되어 이의 주변 길이를 따라 연장된다.
본 발명의 이러한 예시적인 실시형태에 따라, 주변 밀봉 장치(10a, 10b)는,
- 대응하는 내부 표면(2a, 3a) 및 주변 구역(4aa, 4ba)의 다수(majority) 길이 부분(4')(도 1에서 볼 수 있음)과 접촉되어 폐쇄형 루프(도 1 참조)의 형태로 연속적으로 연장되는 엘라스토머 또는 플라스틱 주변 밀봉부(12a, 12b)로서, 밀봉부(12a, 12b)는 간극(11a, 11b) 내로 물 및 먼지의 침입을 방지하도록 적응되는, 엘라스토머 또는 플라스틱 주변 밀봉부(12a, 12b); 및
- 주변 밀봉부(12a, 12b)의 짧은 섹션 및 주변 구역(4aa, 4ba)의 소수(minority) 길이 부분(4")(도 1 참조)과 접촉되게 장착되고, 주면(4a, 4b)의 내부를 향하는 전반사를 보존함으로써 이러한 섹션에서 요소(4)로부터 광 빔이 빠져나가지 않도록 하기 위해, 다수 길이 부분(4')에 비해 감소된 광 결합을 국부적으로 나타내도록 구성되는, 광학적 격리 수단(13a, 13b)을 각각 포함한다.
도 1에 의해 도시된 바와 같이, 광학적 격리 수단(13a, 13b)이 구비된 밀봉부(12a, 12b)의 섹션은 광원(5)에 인접하게 결합된 광 전도 요소(4)의 적어도 입력 구역과 마주하는 밀봉 장치(10a, 10b)의 이러한 짧은 부분을 한정한다. 입력 구역은 요소(4)로부터 출력되는 광(7)의 품질을 위해 중요하기 때문에, 주변 밀봉부(12a, 12b)를 부분적으로 국부적으로 대체하는 격리 수단(13a, 13b)은, 격리 수단(13a, 13b)이 없는 밀봉 장치(10a, 10b)의 나머지 부분에 비해 주면(4a, 4b)과의 이러한 국부적으로 감소된 광 결합 때문에, 이러한 입력 구역에서 밀봉부(12a, 12b)의 개재로 인해 발생할 수 있는 HMD를 위한 결과적인 출력 이미지의 저하를 방지할 수 있게 한다.
도 2에 도시된 밀봉부(12a, 12b)는 정사각형 단면을 각각 갖지만, 이들은 다각형(예를 들어, 직사각형) 단면과 같이, 폐쇄형 파선에 의해 한정된 임의의 다른 기하학적 형상을 가질 수 있다.
도 3에 도시된 밀봉부(12c, 12d)는 원형 단면을 각각 갖지만, 이들은 타원형, 장방형, 단일 로브(monolobe) 또는 다중 로브 단면과 같이, 폐쇄형 곡선에 의해 한정된 임의의 다른 기하학적 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 이러한 곡선형 기하학적 형상은 예를 들어, 실질적으로 환상형과 같은 볼록한(예를 들어, 둥근) 형상을 밀봉부(12c, 12d)에 부여할 수 있다.
도 1 내지 도 6에서 볼 수 있는 밀봉부(12a, 12b 및 12c, 12d)는, 선택적으로 마이크로 비드를 함유하고 바람직하게는 예를 들어, 샌드위치 PSA/TAC/PSA(여기서, PSA는 감압 접착제이고, TAC는 트리아세틸 셀룰로오스임)와 같은 감압층인 2개의 접착제 외부층을 포함하는, 고무 및 다층 열가소성 접착제로부터 선택된 재료로 제조될 수 있다.
도 4a에서 볼 수 있는 광학적 격리 수단은 예를 들어 밀봉부(12a, 12b)에 접착식으로 접합된 나노 구조 필름(13')으로 이루어지며, 나노 구조 필름(13')은 필름(13')과 주면(4a, 4b) 사이의 계면에서 굴절률의 급격한 변화를 한정하는 나노릴리프(14)를 갖는다. 필름(13')은 바람직하게는 모스 아이 유형(예를 들어, Mitsubishi Rayon의 Mosmite® 필름)이고, 주면(4a, 4b)과 접촉되어 이들의 베이스(14a)로부터 이들의 단부(14b)로 원뿔형 형태로 테이퍼형인 그러한 나노릴리프(14)를 갖는다. 따라서, 필름(13')은 베이스(14a)로부터 단부(14b)로 연속적으로 감소하는 실제 굴절률을 나타낸다.
도 5 및 도 6에서 볼 수 있는 광학적 격리 수단은 각각의 실시형태에서, 밀봉부(12a, 12b) 및 광 전도 요소(4)에 부착되며, 이들은 주면(4a, 4b)으로부터 나오는 결합된 광(6)을 반사시킬 수 있는 미러 필름(13'' 및 13''')으로 모두 이루어진다. 미러 필름(13'', 13''')은 주변 방향으로의 필름 길이(L)(L은 도 1의 소수 부분(4'')의 길이임)에 의해 그리고 횡방향으로의 필름 폭(W)(도 5 및 도 6 참조)에 의해 한정되는 주면(4a, 4b)과의 접촉 영역을 나타낸다. 이러한 필름 폭(W)은 200 ㎛ 미만, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 200 ㎛이다. 두 경우 모두, 미러 필름(13'', 13''')은 진공 증착 방법(예를 들어, 물리적 기상 증착)에 의해 주면(4a, 4b) 상에 증착될 수 있다.
구체적으로는, 도 5의 미러 필름(13'')은 예를 들어 알루미늄 층 또는 반사성 잉크로 구성된 단층 필름으로 이루어지고, 도 6의 미러 필름(13''')은 예를 들어 진공 증착으로 구현된 연속적인 처리 단계에 의해 수득된 다층 필름으로 이루어진다.
광원(5)(예를 들어, POD)과 함께 제공된 광 전도 요소(4)(예를 들어, LOE)를 도시하는 도 7을 각각 참조하는 도 8 및 도 9는 본 발명의 전술한 제3 실시형태에 따른 웨이퍼(3)를 구비한 주변 밀봉 장치(10b', 10b'')를 도시한다. 구체적으로는, 도 7에서 광원(5)은, 광 전도 요소(4)의 주면(4b)으로부터 연장되어 요소(4)와 광원(5) 사이의 연결 구역(4d)을 한정하는 사면(4d)의 형태인 경사진 표면에 고정된다.
도 8 및 도 9의 각각의 예시적인 광학 장치(1'', 1''')에서 볼 수 있는 바와 같이, 광학적 격리 수단은 주면(4b)과의 접촉이 없는 추가적인 밀봉 부재(15, 16)로 이루어지며, 광원(5) 및 웨이퍼(3)의 주변 에지(3c)와 접촉되게 착탈식으로(즉, 분리 가능하게) 장착된다. 이러한 밀봉 부재(15, 16)는, 개방형 루프의 형태로 연장되는 주변 밀봉부(12b', 12b'')(즉, 이에 따라 밀봉부(12b', 12b'')가 이러한 루프의 개구부에 존재함)를 대신하여, 국부적으로 장착된다. 구체적으로는, 본 발명의 이하의 2가지 실시형태가 장치(10b', 10b'')에 대해 도 8 및 도 9에서 고려될 수 있으며, 밀봉 부재(예를 들어, 15) 및 주변 밀봉부(예를 들어, 12b')는,
- 예를 들어, 서로 국부적으로 다른 상이한 섹션들을 갖는 단일 부품(single piece)으로 구성될 수 있거나, 또는
- 2개 이상의 상이한 부품으로 구성될 수 있다.
도 8의 대안적인 실시형태에서, 밀봉 부재(15)는 주변 에지(3c)와 접촉되는 밀봉체(15a), 및 밀봉체(15a)를 연장시키고 광원(5)과 접촉되는 가요성 밀봉 립(15b)을 포함한다.
도 9의 대안에서, 밀봉 부재(16)는, 광원(5)을 둘러싸는 연결 구역(4d)의 영역(4da)에 접합되고 광원(5) 및 웨이퍼(3)의 전방에서 그리고 그 사이에서 이러한 연결 구역(4d)으로부터 돌출되는 연결 요소(16a)를 포함한다. 요소(16a)의 일 측면 상에는 주변 에지(3c)와 접촉되는 제1 국부적 밀봉부(16b)(제1 밀봉부(16b)는 일반적인 립 밀봉부로 제조될 수 있음)가 제공되고, 요소(16a)의 다른 측면 상에는 광원(5)과 접촉되는 제2 국부적 밀봉부(16c)(제2 밀봉부(16c)는 예를 들어, 실리콘 접착제로 제조될 수 있음)가 제공된다. 따라서, 중간 삽입물을 형성하는 이러한 연결 요소(16a)는 광 전도 요소(4)의 사면(4d)으로 인해 고정될 수 있으며, 머리 착용식 장치의 바로 그 프레임 또는 그러한 프레임의 일부를 구성할 수 있다. 더욱이, 웨이퍼(3)의 에지(3c)와 연결 요소(16a) 사이의 밀봉은 광학 장치(1''')의 착용 과정에서 이의 센터링 동안 웨이퍼(3)의 위치를 제어할 수 있게 하는 평면을 따라 달성될 수 있다.
도 8 및 도 9의 두 가지 대안은 유리하게는 광 전도 요소(4)의 감응 구역 상으로 가압되지 않도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 부착된 광원(5)과 요소(4) 사이에 너무 큰 응력이 생성되지 않도록 할 수 있다.
Claims (15)
- 특히 머리 착용식 디스플레이에 사용 가능한 광학 장치(1, 1', 1'', 1''')로서,
- 제1 굴절률을 갖는 광 전도 요소(4)로서, 상기 광 전도 요소(4)는 광원(5)에 결합된 입력 구역 및 2개의 제1 및 제2 대향 주면(4 및 4b)을 가지며, 상기 광원으로부터 수신된 광(6)을 상기 주면 사이의 전반사에 의해 입력 및 전도하고 상기 전도된 광(7)을 상기 광 전도 요소로부터 부분적으로 출력하도록 구성되는, 광 전도 요소(4);
- 상기 광 전도 요소의 상기 제1 주면과 마주하는 내부 표면(2a, 3a)을 포함하는 적어도 하나의 웨이퍼(2, 3); 및
- 상기 제1 주면 및 상기 내부 표면과 접촉되며, 상기 제1 굴절률보다 더 낮은 간극 굴절률을 갖고, 상기 광 전도 요소를 광학적으로 격리시키는 간극(11a, 11b)을 그 사이에 한정하는 개재 수단(10a, 10b, 10b', 10b'')을 포함하며,
상기 개재 수단은 주변 밀봉 장치(10a, 10b, 10b', 10b'')를 포함하고, 상기 주변 밀봉 장치(10a, 10b, 10b', 10b'')는 주변 길이를 가지며, 상기 내부 표면의 주변 영역(2aa, 3aa) 및 상기 주변 영역에 마주하는 상기 제1 주면의 구역(4aa, 4ba)과 밀봉 접촉되어 그 사이에서 상기 주변 길이를 따라 연장되고,
상기 주변 길이를 따라 상기 밀봉 장치의 적어도 일부분(4'')은, 상기 광 전도 요소의 내부의 상기 적어도 일부분에서 상기 전반사를 보존하기 위해, 상기 주변 길이의 나머지 부분(4')에 비해 상기 제1 주면과의 국부적으로 감소된 광 결합을 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
특히 머리 착용식 디스플레이에 사용 가능한 광학 장치(1, 1', 1'', 1'''). - 제1항에 있어서,
상기 주변 밀봉 장치(10a, 10b, 10b', 10b'')는 폐쇄형 또는 개방형 루프의 형태로 상기 주변 길이에 걸쳐서 연장되는 적어도 하나의 엘라스토머 또는 플라스틱 주변 밀봉부(12a, 12b, 12b', 12b'', 12c, 12d)를 포함하며,
상기 주변 밀봉 장치(10a, 10b, 10b', 10b'')는, 상기 감소된 광 결합을 나타내도록 구성되고 상기 적어도 하나의 주변 밀봉부 및 상기 제1 주면(4a, 4b)과 접촉되는 광학적 격리 수단(13a, 13b, 13', 13'', 13''', 15, 16)을 상기 적어도 일부분(4'') 상에 더 포함하는, 광학 장치(1, 1', 1'', 1'''). - 제2항에 있어서,
상기 주변 밀봉 장치(10a, 10b, 10b', 10b'')는 상기 적어도 하나의 웨이퍼(2, 3)의 상기 내부 표면(2a, 3a) 및 상기 광 전도 요소(4)의 상기 제1 면(4a, 4b)과 비-접착식 접촉되며,
상기 광학적 격리 수단(13a, 13b, 13', 13'', 13''', 15, 16)은 상기 적어도 하나의 주변 밀봉부(12a, 12b, 12b', 12b'', 12c, 12d)와 접착식 또는 비-접착식 접촉되는, 광학 장치(1, 1', 1'', 1'''). - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 적어도 하나의 주변 밀봉부(12a, 12b, 12b', 12b'', 12c, 12d)는 상기 간극(11a, 11b) 내로 물 및 먼지의 침입을 방지하도록 적응되며,
- 바람직하게는 정사각형 또는 원형인 다각형 또는 타원형 단면을 갖는 고무 밀봉부; 및
- 선택적으로 마이크로 비드를 함유하고, 바람직하게는 2개의 접착제 외부층을 포함하는 다층 열가소성 접착제 밀봉부로부터 선택되고,
상기 2개의 접착제 외부층은 예를 들어 감압층이며, 예를 들어 트리아세틸 셀룰로오스인 내부층의 어느 한 측면 상에 제공되는, 광학 장치(1, 1', 1'', 1'''). - 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학적 격리 수단(13a, 13b, 15, 16)은,
(i) 나노 구조 필름(13')으로서, 상기 필름과 상기 제1 주면(4a, 4b) 사이의 계면에서 굴절률의 급격한 변화를 한정할 수 있는 나노릴리프(14)를 갖는, 나노 구조 필름(13');
(ii) 상기 제1 주면과의 접촉 영역을 나타내고, 상기 제1 주면으로부터 나오는 결합된 상기 광(7)을 반사시킬 수 있는 단층 또는 다층 미러 필름(13'', 13''');
(iii) 상기 제1 주면(4b)과의 접촉이 없고, 상기 광원(5) 및 상기 적어도 하나의 웨이퍼(3)의 주변 에지(3c)와 접촉되게 장착된 밀봉 부재(15, 16)로서, 상기 광원은 이의 연결 구역(4d) 상에서 상기 광 전도 요소(4)에 연결되고, 상기 밀봉 부재는 상기 개방형 루프에 의해 한정된 개구부에서 상기 주변 밀봉부(12b', 12b'')에 연결되고 상기 주변 밀봉부(12b', 12b'')를 국부적으로 대체하며, 상기 밀봉 부재(15, 16)는 바람직하게는,
- 상기 주변 에지(3c)와 접촉되는 밀봉체(15a), 및 상기 밀봉체를 연장시키고 상기 광원(5)과 접촉되는 밀봉 립(15b), 또는
- 상기 광원(5)을 둘러싸는 상기 연결 구역(4d)의 영역(4da)에 접합되고, 상기 주변 에지(3c) 및 상기 광원과 각각 접촉되는 2개의 국부적 밀봉부(16b 및 16c)가 제공된 2개의 돌출된 대향 표면을 한정하는 연결 요소(16a)를 포함하는, 밀봉 부재(15, 16); 및/또는
(iv) 상기 제1 주면과 상기 내부 표면(2a, 3a) 사이에서 압축되고, 상기 제1 주면과의 접촉 영역을 나타내는 가요성 개스킷으로부터 선택되며,
상기 접촉 영역은 이의 주변 방향으로의 상기 적어도 일부분(4'')의 길이(L)에 의해, 그리고 상기 길이에 수직인 횡방향으로의, 상기 제1 주면과 접촉되는 상기 적어도 일부분의 폭(W)에 의해 한정되는, 광학 장치(1, 1', 1'', 1'''). - 제5항에 있어서,
상기 광학적 격리 수단(13a, 13b)은, 예를 들어 실질적으로 원뿔형 형태로 베이스(14a)로부터 이의 단부(14b)로 각각 테이퍼형인 상기 나노릴리프(14)에 의해 한정된 모스 아이 필름인 상기 나노 구조 필름(13')을 포함하며,
상기 나노 구조 필름(13')은 상기 베이스로부터 상기 단부로 연속적으로 감소하는 입사광에 의해 관찰된 실제 굴절률을 나타내고, 상기 나노 구조 필름은 상기 적어도 하나의 주변 밀봉부(12a, 12b, 12c, 12d)에 접착식으로 접합되며, 바람직하게는 상기 테이퍼형 나노릴리프의 상기 단부에 의해 상기 제1 주면(4a, 4b)과 접촉되는, 광학 장치(1, 1'). - 제5항에 있어서,
상기 광학적 격리 수단(13a, 13b)은, 예를 들어 알루미늄 층 또는 반사성 잉크의 물리적 기상 증착에 의해 상기 제1 주면(4a, 4b) 상에 증착되고 바람직하게는 200 ㎛ 미만인 상기 제1 주면과 접촉되는 상기 폭(W)을 갖는 상기 단층 또는 다층 미러 필름(13'', 13''')을 포함하는, 광학 장치(1, 1'). - 제5항에 있어서,
상기 광학적 격리 수단(13a, 13b)은 200 ㎛ 미만인 상기 제1 주면(4a, 4b)과 접촉되는 상기 폭(W)을 갖는 상기 압축된 가요성 캐스킷을 포함하는, 광학 장치(1, 1'). - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간극(11a, 11b)은 바람직하게는 공기로 채워지며, 상기 광원(5)의 방출 파장 이상이고 적어도 700 nm, 바람직하게는 적어도 1 ㎛인 두께를 갖는, 광학 장치(1, 1', 1'', 1'''). - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 일부분(4'')은 상기 광원(5)에 인접한 상기 광 전도 요소(4)의 상기 입력 구역과 마주하는 상기 주변 밀봉 장치(10a, 10b, 10', 10b'')의 근위 섹션을 포함하는, 광학 장치(1, 1', 1'', 1'''). - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
바람직하게는 도광 광학 요소(LOE)인 상기 광 전도 요소(4)는,
- 상기 머리 착용식 디스플레이에 의한 증강 현실의 정보 제공 디스플레이로서, 상기 광 전도 요소는 상기 적어도 하나의 웨이퍼(2, 3)를 통해 착용자의 안구를 향하여 상기 전도된 광을 부분적으로 출력하는, 정보 제공 디스플레이; 또는
- 조명 또는 측량을 제공하도록 구성되는, 광학 장치(1, 1', 1'', 1'''). - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 장치는 상기 광 전도 요소(4)의 상기 제1 및 제2 주면(4a 및 4b)과 마주하는 제1 및 제2 상기 내부 표면(2a 및 3a)을 각각 갖는 적어도 한 쌍의 제1 및 제2 상기 웨이퍼(2, 3)를 포함하며, 상기 광학 장치는,
- 바람직하게는 상기 제1 내부 표면의 제1 상기 주변 영역(2aa) 및 상기 제1 주변 영역에 마주하는 상기 제1 주면의 제1 상기 구역(4aa)과 비-접착식 접촉되고 그 사이에 있는 제1 상기 주변 밀봉 장치(10a); 및/또는
- 바람직하게는 상기 제2 내부 표면의 제2 상기 주변 영역(3aa) 및 상기 제2 주변 영역에 마주하는 상기 제2 주면의 제2 상기 구역(4ba)과 비-접착식 접촉되고 그 사이에 있는 제2 상기 주변 밀봉 장치(10b)를 포함하는, 광학 장치(1, 1'). - 제12항에 있어서,
상기 적어도 한 쌍의 상기 제1 및 제2 웨이퍼(2 및 3)는,
- 바람직하게는 평면인 상기 제1 내부 표면(2a) 및 볼록한 제1 대향 외부 표면(2b)을 갖는 전방 안구 렌즈; 및
- 바람직하게는 평면인 상기 제2 내부 표면(3a) 및 제2 대향 외부 표면(3b)을 갖는 착용자의 안구 근위의 후방 안구 렌즈를 형성하도록 각각 설계되며,
상기 적어도 한 쌍의 상기 제1 및 제2 웨이퍼는 광 굴절력, 비점수차, 및/또는 가산값을 포함하는 주어진 처방 데이터를 상기 렌즈에 의해 제공된 광학 교정을 통해 상기 광학 장치에 부여하도록 적응되는, 광학 장치(1, 1'). - 착용자를 위한 증강 현실의 정보 제공 디스플레이를 제공하도록 구성된 머리 착용식 장치로서,
상기 머리 착용식 장치는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치(1, 1', 1'', 1''')를 포함하며, 상기 머리 착용식 장치는, 바람직하게는 이의 프레임 내에 내장되고 상기 광 전도 요소(4)가 결합된 상기 광원(5)을 형성하는 마이크로디스플레이 프로젝터(POD)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
착용자를 위한 증강 현실의 정보 제공 디스플레이를 제공하도록 구성된 머리 착용식 장치. - 제14항에 있어서,
상기 머리 착용식 장치는, 제1 상기 주변 밀봉 장치(10a)에 의해 그리고 제2 상기 주변 밀봉 장치(10b)에 의해, 바람직하게는 비-접착식 접촉을 통해, 상기 광 전도 요소(4)의 어느 한 측면 상에 배치되고 이로부터 분리되는, 광학 교정을 갖는 안구 렌즈를 형성하는 적어도 한 쌍의 2개의 제1 및 제2 상기 웨이퍼(2 및 3)에 의해, 광 굴절력, 비점수차, 및/또는 가산값을 포함하는 착용자의 처방 데이터에 적응되는, 머리 착용식 장치.
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