KR20200084498A - 증강 현실 제공 장치 - Google Patents

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권재중
하주화
박정우
정수빈
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

증강 현실 제공 장치는 반사 미러를 포함하는 렌즈; 상기 렌즈의 적어도 일 측면 상에 배치되고, 이미지를 표시하는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈과 상기 렌즈 사이에 배치된 반사방지 모듈을 포함한다..

Description

증강 현실 제공 장치{DEVICE FOR PROVIDING AUGMENTED REALITY}
본 발명은 증강 현실 제공 장치에 관한 것이다.
증강 현실은 사용자의 눈으로 보이는 현실의 이미지에 가상의 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 기술을 가리킨다. 가상의 이미지는 텍스트 또는 그래픽 형태의 이미지가 될 수 있으며, 실제 영상은 장치의 시야에 관찰된 실제 물체에 관한 정보가 될 수 있다.
증강 현실은 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display, HMD), 헤드 업 디스플레이(Head-Up Display, HUD) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 증강 현실이 헤드 마운트 디스플레이를 이용하여 구현되는 경우, 사용자가 용이하게 휴대할 수 있을 뿐만 아니라, 쉽게 입거나 벗을 수 있도록 안경 형태로 제공될 수 있다.
증강 현실 제공 장치는 증강 현실을 구현하기 위한 가상의 이미지를 제공하기 위한 디스플레이 장치를 포함한다. 최근에는 사용자의 눈에 보여지는 디스플레이 장치의 영역, 즉 사용자의 뷰 영역(Field of View, FOV)을 넓히려는 요구가 있다.
따라서, 본 발명은 선명한 이미지를 제공할 수 있는 증강 현실 제공 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치는 반사 미러를 포함하는 렌즈; 상기 렌즈의 적어도 일 측면 상에 배치되고, 이미지를 표시하는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈과 상기 렌즈 사이에 배치된 반사방지 모듈을 포함한다.
상기 디스플레이 모듈은, 상기 렌즈의 제1 측면 상에 배치되는 제1 표시부; 상기 렌즈의 제2 측면 상에 배치되는 제2 표시부; 상기 렌즈의 제3 측면 상에 배치되는 제3 표시부; 및 상기 렌즈의 제4 측면 상에 배치되는 제4 표시부를 포함한다.
상기 반사방지 모듈은, 상기 렌즈의 적어도 일 측면 상에 배치된 선편광 필름; 및 상기 편광 필름과 상기 디스플레이 모듈 사이에 배치된 위상차 필름을 포함한다.
상기 선편광 필름은, 제1 내지 제4 측면에 각각 대응하는 제1 내지 제4 편광부를 포함하고, 상기 위상차 필름은 상기 제1 내지 제4 편광부에 각각 대응하는 제1 내지 제4 위상차부를 포함한다.
상기 제1 내지 제4 편광부는 제1 내지 제4 위상차부보다 상기 렌즈의 제1 내지 제4 측면에 각각 인접하여 배치되고, 제1 내지 제4 위상차부는 상기 제1 내지 제4 편광부와 상기 제1 내지 제4 표시부 사이에 각각 배치된다.
상기 제1 및 제3 편광부는 서로 마주하고, 제2 및 제4 편광부는 서로 마주하며, 상기 제1 및 제3 편광부는 서로 나란한 편광축을 갖고, 상기 제2 및 제4 편광축은 서로 나란한 편광축을 갖는다.
상기 제1 내지 제4 편광부는 서로 나란한 편광축을 갖는다.
상기 위상차 필름은 λ/4 위상차 필름이다.
상기 반사방지 모듈은, 상기 렌즈의 상기 제1 및 제2 측면과 상기 제1 및 제2 표시부 사이에 배치된 제1 반사방지 모듈; 및 상기 렌즈의 상기 제3 및 제4 측면과 상기 제3 및 제4 표시부 사이에 배치된 제1 반사방지 모듈을 포함한다.
상기 제1 반사방지 모듈은, 상기 렌즈의 상기 제1 및 제2 측면에 각각 대응하는 제1 및 제2 편광부를 포함하는 제1 선편광 필름; 및 상기 제1 및 제2 표시부와 상기 제1 및 제2 편광부 사이에 각각 배치된 제1 및 제2 위상차부를 포함하는 제1 위상차 필름을 포함한다.
상기 제2 반사방지 모듈은, 상기 렌즈의 상기 제3 및 제4 측면에 각각 대응하는 제3 및 제4 편광부를 포함하는 제2 선편광 필름; 및 상기 제3 및 제4 표시부와 상기 제3 및 제4 편광부 사이에 각각 배치된 제3 및 제4 위상차부를 포함하는 제2 위상차 필름을 포함한다.
상기 제1 및 제3 편광부는 서로 마주하고, 제2 및 제4 편광부는 서로 마주하며, 상기 제1 및 제3 편광부는 서로 수직한 편광축을 갖고, 상기 제2 및 제4 편광축은 서로 수직한 편광축을 갖는다.
상기 제1 및 제2 편광부는 서로 나란한 편광축을 갖고, 제3 및 제4 편광부는 서로 나란한 편광축을 갖는다.
상기 제1 및 제2 위상차 필름은 λ/4 위상차 필름이다.
상기 반사방지 모듈은, 상기 렌즈의 상기 제1 측면 및 제1 표시부 사이에 배치된 제1 반사방지 모듈; 상기 렌즈의 상기 제2 측면 및 제2 표시부 사이에 배치된 제2 반사방지 모듈; 상기 렌즈의 상기 제3 측면 및 제3 표시부 사이에 배치된 제3 반사방지 모듈; 및 상기 렌즈의 상기 제4 측면 및 제4 표시부 사이에 배치된 제4 반사방지 모듈을 포함한다.
상기 반사 미러는, 상기 제1 표시부에 표시되는 제1 이미지를 상기 렌즈의 출사면으로 반사하는 제1 반사 미러; 상기 제2 표시부에 표시되는 제2 이미지를 상기 출사면으로 반사하는 제2 반사 미러; 상기 제3 표시부에 표시되는 제3 이미지를 상기 출사면으로 반사하는 제3 반사 미러; 및 상기 제4 표시부에 표시되는 제4 이미지를 상기 출사면으로 반사하는 제4 반사 미러를 포함한다.
상기 제1 내지 제4 반사 미러 각각은 복수의 반사 미러를 포함한다.
상기 디스플레이 모듈은, 상기 렌즈의 제1 측면 상에 배치된다.
상기 반사방지 모듈은, 상기 디스플레이 모듈과 상기 제1 측면 사이에 배치된다.
상기 반사방지 모듈은, 상기 렌즈의 제1 측면을 제외한 나머지 측면을 커버하도록 연장된다.
상기 디스플레이 모듈은, 유기발광 표시장치를 포함한다.
상기 디스플레이 모듈은, 플렉서블 디스플레이 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치는, 제1 및 제2 반사 미러를 포함하는 렌즈; 상기 렌즈의 제1 측면 상에 배치되고, 영상을 표시하는 제1 디스플레이 모듈; 상기 렌즈의 제2 측면 상에 배치되고, 영상을 표시하는 제2 디스플레이 모듈; 상기 제2 디스플레이 모듈과 상기 렌즈 사이에 배치된 제1 반사방지 모듈; 및 상기 제1 디스플레이 모듈과 상기 렌즈 사이에 배치된 제2 반사방지 모듈을 포함한다.
상기 제1 반사방지 모듈은, 상기 제1 측면 상에 배치된 제1 선편광 필름; 및 상기 제1 선편광 필름 상에 배치된 제1 위상차 필름을 포함한다. 상기 제2 반사방지 모듈은, 상기 제2 측면 상에 배치된 제2 선편광 필름; 및 상기 제2 선편광 필름 상에 배치된 제2 위상차 필름을 포함한다.
상기 제1 선편광 필름의 편광축과 상기 제2 선편광 필름의 편광축은 서로 수직하다.
본 발명에 따른 증강 현실 제공 장치는 렌즈와 디스플레이 모듈 사이에 반사방지 모듈을 구비함으로써, 복수의 이미지가 겹쳐서 시인되는 것을 방지할 수 있고, 사용자에게 선명한 이미지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 증강 현실 제공 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1의 증강 현실 제공 장치에 의해 사용자에게 보여지는 이미지를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 4는 반사방지 모듈의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 I 부분의 확대도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시에에 따른 서로 마주하는 두 편광부의 편광축이 서로 나란한 관계를 나타낸 도면이다.
도 6b는 편광축이 서로 나란한 제1 편광부 및 제3 편광부에 의한 거울상 이미지의 제거 과정을 나타낸 도면이다.
도 7a는 종래의 증강 현실 제공 장치에 따른 거울상 이미지가 사용자의 눈으로 제공되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7b는 종래의 증강 현실 제공 장치를 통해 사용자가 보는 이미지를 나타낸 도면이다.
도 8a는 본 발명에 따른 증강 현실 제공 장치에 따라 거울상 이미지가 제거되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8b는 본 발명에 따른 증강 현실 제공 장치를 통해 사용자가 보는 이미지를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시에에 따른 서로 마주하는 두 편광부의 편광축이 서로 수직한 관계를 나타낸 도면이다.
도 10b는 편광축이 서로 수직한 제1 편광부 및 제3 편광부에 의한 거울상 이미지의 제거 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 증강 현실 제공 장치의 외부광 차단과정을 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 증강 현실 제공 장치의 외부광 차단 과정을 나타낸 단면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 22는 도 21에 도시된 화소의 회로도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의됩니다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 보여주는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 증강 현실 제공 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 도 1의 증강 현실 제공 장치에 의해 사용자에게 보여지는 이미지를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD1)는 렌즈(LM), 디스플레이 모듈(DD), 및 반사방지 모듈(RP)을 구비한다.
렌즈(LM)는 유리(glass) 또는 플라스틱(plastic)으로 투명 또는 반투명하게 형성될 수 있다. 이로 인해, 사용자는 렌즈(LM)를 통해 현실의 이미지를 볼 수 있다. 렌즈(LM)는 사용자의 시력을 고려하여 소정의 굴절력을 가질 수 있다.
렌즈(LM)는 서로 마주하는 두 개의 밑면(SF1, SF2), 및 두 개의 밑면을 연결하는 제1 내지 제8 측면들(SIF1~SIF8)로 이루어진 십면체 형상을 가질 수 있다. 그러나, 렌즈의 형상은 이에 한정되지 않으며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 렌즈(LM)는 다각형상의 두 개의 밑면 및 이들을 연결하는 측면들로 이루어진 다면체로 형성될 수 있다. 또한, 렌즈(100)는 다면체 이외에 원기둥, 타원기둥, 반원기둥, 반타원기둥과 같이 다른 형태로 형성될 수도 있다.
렌즈(LM)는 제1 내지 제4 반사 미러(RM1, RM2, RM3, RM4)를 포함한다. 반사 미러(RM)는 핀 미러(pin mirror)로 칭해질 수도 있다. 제1 내지 제4 반사 미러(RM1, RM2, RM3, RM4)는 은(Ag)과 같이 반사율이 높은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
도 1에서는 렌즈(LM)가 4개의 반사 미러(RM1, RM2, RM3, RM4)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 본 발명의 이에 한정되지 않는다. 즉, 렌즈는 복수의 제1 반사 미러(RM1), 복수의 제2 반사 미러(RM2), 복수의 제3 반사 미러(RM3), 및 복수의 제4 반사 미러(RM4)를 포함할 수 있다. 사용자의 눈(E)에 보여지는 디스플레이 모듈(DD)의 영역, 즉 사용자의 뷰 영역(Field of View, FOV)을 넓히기 위해서는 렌즈(LM)가 복수의 제1 반사 미러(RM1), 복수의 제2 반사 미러(RM2), 복수의 제3 반사 미러(RM3), 및 복수의 제4 반사 미러(RM4)를 포함할 수 있다.
디스플레이 모듈(DD)은 증강 현실을 구현하기 위한 가상의 이미지를 표시한다. 디스플레이 모듈(DD)는 렌즈(LM)의 측면들 상에 배치될 수 있다. 디스플레이 모듈(DD)은 제1 내지 제4 표시부(IDP1, IDP2, IDP3, IDP4)을 포함할 수 있다. 제1 표시부(IDP1)는 제1 이미지(IM1)를 표시하고, 제2 표시부(IDP2)는 제2 이미지(IM2)를 표시하며, 제3 표시부(IDP3)는 제3 이미지(IM3)를 표시하고, 제4 표시부(IDP4)는 제4 이미지(IM4)를 표시할 수 있다.
디스플레이 모듈(DD)은 유연성을 가짐으로써 구부러질 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(200)은 유기전계발광 표시장치(organic light emitting display)일 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 디스플레이 모듈(DD)이 렌즈(LM)의 복수의 측면들 상에 배치된 구조를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 디스플레이 모듈(DD)은 렌즈(LM)의 하나의 측면에 배치될 수 있다. 이 경우, 디스플레이 모듈(DD)은 이미지를 표시하는 하나의 표시부를 포함할 수 있다.
제1 표시부(IDP1)는 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1) 상에 배치되고, 제2 표시부(IDP2)는 렌즈(LM)의 제2 측면(SS2) 상에 배치되며, 제3 표시부(IDP3)은 렌즈(LM)의 제3 측면(SS3) 상에 배치되고, 제4 표시부(IDP4)는 렌즈(LM)의 제4 측면(SS4) 상에 배치될 수 있다. 제2 표시부(IDP2)는 제1 표시부(IDP1)의 일 단으로부터 연장되어 제2 측면(SS2)으로 구부러져 배치된다. 렌즈(LM)는 제1 측면(SS1)과 제2 측면(SS2) 사이에 제5 측면(SS5)을 더 포함하고, 제1 표시부(IDP1)과 제2 표시부(IDP2) 사이의 구부러진 영역은 렌즈(LM)의 제5 측면(SS5) 상에 배치될 수 있다.
제3 표시부(IDP3)는 제2 표시부(IDP2)의 일 단으로부터 연장되어 구부러져 배치된다. 렌즈(LM)는 제2 측면(SS2)과 제3 측면(SS3) 사이에 제6 측면(SS6)을 더 포함하고, 제2 표시부(IDP2)과 제3 표시부(IDP3) 사이의 구부러진 영역은 렌즈(LM)의 제6 측면(SS6) 상에 배치될 수 있다. 제4 표시부(IDP4)는 제3 표시부(IDP3)의 일 단으로부터 연장되어 구부러져 배치된다. 렌즈(LM)는 제3 측면(SS3)과 제4 측면(SS4) 사이에 제7 측면(SS7)을 더 포함하고, 제3 표시부(IDP3)과 제4 표시부(IDP4) 사이의 구부러진 영역은 렌즈(100)의 제7 측면(SS7) 상에 배치될 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈(DD)은 렌즈(LM)의 측면들을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
반사방지 모듈(RP)은 디스플레이 모듈(DD)과 렌즈(LM) 사이에 배치될 수 있다. 반사방지 모듈(RP)은 선편광 필름(LPF) 및 위상차 필름(RF)을 포함할 수 있다. 선편광 필름(LPF)은 위상차 필름(RF)보다 렌즈(LM)의 측면에 인접하여 배치된다. 즉, 위상치 필름(RF)과 렌즈(LM) 사이에 선편광 필름(LPF)이 배치된다.
선편광 필름(LPF)은 폴리 비닐 알코올(Poly Vinyl Alcohol; PVA)로 이루어질 수 있다. 선편광 필름(LPF)은 편광축을 가지며, 편광축과 일치하는 광의 성분은 통과시키고 편광축과 일치하지 않는 광의 성분은 흡수한다. 위상차 필름(RF)은 선편광 필름(LPF)의 편광축에 대해서 λ/4(±45°)정도 틀어진 광축을 갖는 λ/4 위상차 필름일 수 있다. 따라서, 위상차 필름(RF)은 진동 방향이 회전운동을 하도록 입사광을 원편광시킬 수 있다.
반사방지 모듈(RP)은 렌즈(LM)의 측면들 상에 배치될 수 있다. 선편광 필름(LPF)은 제1 내지 제4 편광부(LPP1, LPP2, LPP3, LPP4)을 포함할 수 있다. 제1 편광부(LPP1)는 제1 측면(SS1)과 제1 표시부(IDP1) 사이에 배치되고, 제2 편광부(LPP2)는 제2 측면(SS2)과 제2 표시부(IDP2) 사이에 배치된다. 제3 편광부(LPP3)는 제3 측면(SS3)과 제3 표시부(IDP3) 사이에 배치되며, 제4 편광부(LPP4)는 제4 측면(SS4)과 제4 표시부(IDP4) 사이에 배치된다. 제1 내지 제4 편광부(LPP1, LPP2, LPP3, LPP4)는 하나의 선편광 필름(LPF) 상에서 정의된 영역일 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 내지 제4 편광부(LPP1, LPP2, LPP3, LPP4)는 별도의 필름으로 제작될 수 있다. 즉, 선편광 필름(LPF)은 제1 편광부(LPP1)를 정의하는 제1 선편광 필름, 제2 편광부(LPP2)를 정의하는 제3 선편광 필름, 제3 편광부(LPP3)를 정의하는 제3 선편광 필름, 및 제4 편광부(LPP4)를 정의하는 제4 선편광 필름을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 선편광 필름(LPF)은 제1 편광부(LPP1) 및 제2 편광부(LPP2)를 제공하는 제1 선편광 필름 및 제3 및 제4 편광부(LPP3, LPP4)를 제공하는 제2 선편광 필름을 포함할 수 있다.
위상차 필름(RF)은 제1 내지 제4 위상차부(RTP1, RTP2, RTP3, RTP4)을 포함할 수 있다. 제1 위상차(RTP1)는 제1 편광부(LPP1)와 제1 표시부(IDP1) 사이에 배치되고, 제2 위상차(RTP2)는 제2 편광부(LPP2)와 제2 표시부(IDP2) 사이에 배치된다. 제3 위상차(RTP3)는 제3 편광부(LPP3)와 제3 표시부(IDP3) 사이에 배치되며, 제4 위상차(RTP4)는 제4 편광부(LPP4)과 제4 표시부(IDP4) 사이에 배치된다. 제1 내지 제4 위상차부(RTP1, RTP2, RTP3, RTP4)는 하나의 위상차 필름(LPF) 상에서 정의된 영역일 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 내지 제4 위상차부(RTP1, RTP2, RTP3, RTP4)는 별도의 필름으로 제작될 수 있다. 즉, 위상차 필름(RF)은 제1 위상차부(RTP1)를 정의하는 제1 위상차 필름, 제2 위상차부(RTP2)를 정의하는 제3 위상차 필름, 제3 위상차부(RTP3)를 정의하는 제3 위상차 필름, 및 제4 위상차부(RTP4)를 정의하는 제4 위상차 필름을 포함할 수 있다.
이 경우, 제1 위상차 필름 및 제1 선편광 필름은 서로 결합되어 제1 반사방지 모듈을 구성하고, 제2 위상차 필름 및 제2 선편광 필름은 서로 결합되어 제2 반사방지 모듈을 구성하며, 제3 위상차 필름 및 제3 선편광 필름은 서로 결합되어 제3 반사방지 모듈을 구성하고, 제4 위상차 필름 및 제4 선편광 필름은 서로 결합되어 제4 반사방지 모듈을 구성할 수 있다.
또한, 다른 실시예로, 위상차 필름(RF)은 제1 위상차부(RTP1) 및 제2 위상차부(RTP2)를 제공하는 제1 위상차 필름 및 제3 및 제4 위상차부(RTP3, RTP4)를 제공하는 제2 위상차 필름을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 위상차 필름 및 제1 선편광 필름은 서로 결합되어 제1 반사방지 모듈을 구성하고, 제2 위상차 필름 및 제2 선편광 필름은 서로 결합되어 제2 반사방지 모듈을 구성할 수 있다. 이들 실시예는 추후 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 렌즈(LM)의 측면들과 반사방지 모듈(RP)이 이격되어 배치된 분해 사시도를 도시되었다. 그러나, 반사방지 모듈(RP) 및 디스플레이 모듈(DD)은 렌즈를 감싸도록 결합될 수 있다. 이때, 반사방지 모듈(RP)은 렌즈(LM)의 측면에 부착될 수 있다. 별도의 접착층(미도시)이 반사방지 모듈(RP)과 렌즈(LM)의 측면들 사이에 개재되어, 반사방지 모듈(RP)을 렌즈(LM)의 측면에 고정시킬 수 있다. 다른 실시예로, 반사방지 모듈(RP)은 디스플레이 모듈(DD)의 상면에 부착되거나 또는 디스플레이 모듈(DD) 상면에 층 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 디스플레이 모듈(DD)의 상면은 가상의 이미지가 표시되는 면으로 정의될 수 있다.
반사 미러(RM1~RM4)는 디스플레이 모듈(DD)에 표시되는 가상의 이미지를 반사하여 사용자의 눈(HE)에 제공한다. 구체적으로, 제1 반사 미러(RM1)는 제1 표시부(IDP1)의 제1 이미지(IM1)를 렌즈(LM)의 출사면(ES)으로 반사하여 사용자의 눈(HE)에 제공한다. 제2 반사 미러(RM2)는 제2 표시부(IDP2)의 제2 이미지(IM2)를 렌즈(LM)의 출사면(ES)으로 반사하고, 제3 반사 미러(RM3)는 제3 표시부(IDP3)의 제3 이미지(IM3)를 렌즈(LM)의 출사면(ES)으로 반사하며, 제4 반사 미러(RM4)는 제4 표시부(IDP4)의 제4 이미지(IM4)를 렌즈(LM)의 출사면(ES)으로 반사하여 사용자의 눈(HE)에 제공할 수 있다.
각 반사 미러(RM~RM4)는 디스플레이 모듈(DD)의 대응하는 표시부(IDP1~IDP4)에 표시되는 가상의 이미지를 사용자의 눈(HE)의 망막에 한 점으로 맺히도록 한다. 이로 인해, 사용자가 렌즈(LM)를 통해 현실의 이미지에 초점을 맞추고 있더라도, 도 3과 같은 가상 이미지를 뚜렷하게 볼 수 있다. 즉, 사용자가 현실의 이미지에 맞춰진 초점을 이동시키지 않더라도, 가상의 이미지를 뚜렷하게 볼 수 있다.
제1 내지 제4 반사 미러(RM1~RM4)의 크기는 동공의 크기보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 각 반사 미러(RM1~RM4)의 직경은 대략 4mm 이하로 형성될 수 있다. 이 경우, 사용자는 현실의 이미지에 초점을 맞추고 있기 때문에, 각 반사 미러(RM1~RM4)를 인지하기 어렵다. 하지만, 각 반사 미러(RM1~RM4)의 크기가 작아질수록 디스플레이 모듈(DD)에 의해 사용자의 눈(HE)에 제공되는 가상의 이미지의 휘도도 감소할 수 있다. 따라서, 반사 미러들(RM1~RM4) 각각의 크기는 이를 고려하여 설정될 수 있다.
반사 미러들(RM1~RM4) 각각의 크기가 동공의 크기보다 작은 경우, 반사 미러들(RM1~RM4) 각각은 핀홀 효과를 갖는다. 따라서, 디스플레이 모듈(DD)에 표시되는 가상의 이미지가 반사 미러들(RM1~RM4)에 의해 반사될 경우, 초점 심도(depth of field)가 깊어진다.
도 1에서는 반사 미러들(RM1~RM4) 각각이 원형의 플레이트 형상을 갖는 도시하였으나, 원형 이외에 타원형 또는 다각형의 플레이트 형상을 가질 수도 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 반사 미러들(RM1~RM4) 각각은 곡면 형상을 가질 수 있다.
제1 내지 제4 반사 미러들(RM1~RM4) 각각은 대응하는 표시부를 향하도록 기울어져 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 반사 미러(RM1)는 제1 표시부(IDP1)를 향해 제1 각도(θ1)로 기울어지고, 제2 반사 미러(RM2)는 제2 표시부(IDP2)를 향해 제2 각도로 기울어질 수 있다. 제3 반사 미러(RM3)는 제3 표시부(IDP3)를 향해 제3 각도(θ3)로 기울어지고, 제4 반사 미러(RM4)는 제4 표시부(IDP4)를 향해 제4 각도로 기울어질 수 있다.
제1 내지 제4 각도의 크기는 대응하는 표시부로부터 입사된 이미지를 사용자의 눈에 제공할 수 있도록 설정될 수 있다. 제1 내지 제4 각도의 크기는 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다. 다른 일 예로, 제1 및 제3 각도(θ1, θ3)는 서로 동일하고, 제2 및 제4 각도는 서로 동일할 수 있다.
제1 내지 제4 반사 미러들(RM1~RM4)은 도 1과 같이 마름모 형태로 배치될 수 있다. 이 경우, 사용자에게 보여지는 제1 내지 제4 이미지들(IM1~IM4)은 도 3과 같이 마름모 형태일 수 있다. 도 3과 같이 제1 이미지(IM1)와 제3 이미지(IM3)는 서로 중첩되지 않으며, 제2 이미지(IM2)와 제4 이미지(IM4)도 중첩되지 않을 수 있다. 도 3에서는 제1 이미지(IM1)가 제2 이미지(IM2)의 일부 및 제4 이미지(IM4)의 일부와 서로 중첩되고, 제3 이미지(IM3)가 제2 이미지(IM2)의 다른 일부 및 제4 이미지(IM4)의 다른 일부와 서로 중첩되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 반사 미러들(RM1~RM4) 간의 거리와 반사 미러들(RM1~RM4) 각각의 기울어진 각도를 조정함으로써, 제1 이미지(IM1)가 제2 이미지(IM2) 및 제4 이미지(IM4) 각각과 서로 중첩되지 않고, 제3 이미지(IM3)가 제2 이미지(IM2) 및 제4 이미지(IM4) 각각과 서로 중첩되지 않도록 할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 증강 현실 제공 장치(ARD1)는 디스플레이 모듈(DD)의 일 단에 부착된 연성 회로 필름(FCB)을 더 포함할 수 있다. 연성 회로 필름(FCB)은 제4 표시부(IDP4)의 일단 또는 제1 표시부(IDP1)의 일단에 부착될 수 있다. 또는, 디스플레이 모듈(DD)을 구동하기 위한 신호 라인들 및 전압 라인들이 많은 경우, 두 개의 연성 회로 필름들이 제1 표시부(IDP1)의 일단과 제4 표시부(IDP4)의 일단에 각각 부착될 수 있다. 연성 회로 필름(FCB)은 플렉서블 인쇄회로기판(flexible printed circuit board) 또는 칩온필름(chip on film, COF)일 수 있다.
증강 현실 제공 장치(ARD1)는 연성 회로 필름(FCB) 상에 구비된 구동회로(D-IC)를 더 포함할 수 있다. 구동회로(D-IC)는 디스플레이 모듈(DD)을 구동하기 위한 데이터 전압들, 스캔 제어 신호들, 전원 전압 등을 디스플레이 모듈(DD)에 공급할 수 있다. 구동회로(D-IC)는 칩 형태로 이루어져 연성 회로 필름(FCB) 상에 실장될 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 반사방지 모듈(RP)과 디스플레이 모듈(DD) 사이에 개재된 접착층을 더 포함할 수 있다. 접착층은 투명한 접착 레진(optically transparent resin, OCR) 또는 투명한 접착 필름(optically transparent adhesive film, OCA film)일 수 있다.
도 4는 반사방지 모듈의 기능을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 I 부분의 확대도이다. 단, 설명의 편의를 위하여 제1 및 제3 표시부(IDP1, IDP3)가 마주하도록 배치된 구조에서 제3 표시부(IDP3)와 렌즈(LM) 사이에 위치한 반사방지 모듈(RP)의 기능을 예로 들어 설명한다. 단, 반사방지 모듈(RP)은 나머지 표시부(IDP1, IDP2, IDP4)와 렌즈(LM) 사이에서도 동일한 기능을 수행하므로, 나머지 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 표시부(IDP1)로부터 제1 이미지(IM1)가 출력된다. 여기서, 설명의 편의를 위하여 제1 이미지(IM1) 중 제1 반사 미러(RM1)에 의해 반사되어 렌즈(LM)의 출사면(ES)을 통해 사용자의 눈(HE)으로 제공되는 이미지를 정상 이미지(NIM)로 정의할 수 있다. 한편, 제1 이미지(IM1) 중 제3 표시부(IDP3)로 제공되는 이미지를 제1 거울상 이미지(MIM1)로 정의할 수 있다.
도 4에서는 제1 이미지(IM1)가 렌즈(LM)의 출사면(ES)과 마주하는 대향면(FS)에 의해서 반사되어 제3 표시부(IDP3)로 제공되는 것을 예로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 이미지(IM3)는 렌즈(LM)에 의해서 여러 차례 반사된 후 제3 표시부(IDP3)로 제공될 수 있고, 또한 렌즈(LM)에 의해 반사되지 않고 제3 표시부(IDP3)로 바로 제공될 수도 있다.
이렇게 하여 제3 표시부(IDP3)로 입사된 제1 거울상 이미지(MIM1)는 제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사될 수 있다. 특히, 제3 표시부(IDP3)에 구비된 화소 전극(미도시)에 의해서 반사될 수 있다. 그러나, 제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사된 제1 거울상 이미지(MIM1)는 반사방지 모듈(RP)에 의해서 다시 렌즈(LM)로 입사되지 못한다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 거울상 이미지(MIM1)는 제3 편광부(LPP3)에 의해서 선편광된다. 제3 편광부(LPP3)가 제1 방향(DR1)과 나란한 편광축을 갖는 경우, 제1 거울상 이미지(MIM1)는 제1 방향(DR1)과 나란한 성분을 갖는 광(이하, 제1 선편광 성분)으로 선편광되어 출력된다. 제1 거울상 이미지(MIM1)의 제1 선편광 성분은 제3 위상차부(RTP3)를 통과하여 원편광될 수 있다. 일 예로, 제3 위상차부(RTP3)는 제1 선편광 성분을 좌원편광시킬 수 있다. 즉, 제1 선편광 성분은 제3 위상차부(RTP3)에 의해 제1 원편광 성분으로 변경된다.
제1 원편광 성분은 제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사되어 회전 방향이 역전될 수 있다. 즉, 제1 원편광 성분이 좌원편광 성분인 경우, 우원편광 성분(이하, 제2 원편광 성분)으로 역전되고, 제1 원편광 성분이 우원편광 성분인 경우, 좌원편광 성분으로 역전될 수 있다.
제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사된 제2 원편광 성분은 제3 위상차부(RTP3)를 통과하며 선편광된다. 제3 위상차부(RTP3)에 의해서 선편광된 광을 제2 선편광 성분으로 정의한다. 제2 선편광 성분은 제3 편광부(LPP3)의 편광축과 90°를 이룬다. 따라서, 제2 선편광 성분은 제3 편광부(LPP3)를 통과하지 못하고 차단된다. 따라서, 제1 거울상 이미지(MIM1)는 제3 편광부(LPP3)를 통과하지 못하고 제거될 수 있다.
동일한 원리로 제3 표시부(IDP3)로부터 출사된 제3 이미지(IM3) 중 제1 표시부(IDP1)로 제공되는 제3 거울상 이미지(MIM3)는 제1 편광부(LPP1)를 통과하지 못하고 제거될 수 있다. 이로써, 제1 및 제3 거울상 이미지(MIM1, MIM3)가 사용자의 눈(HE)으로 제공되어 정상 이미지와 겹쳐 보이는 현상을 제거할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시에에 따른 서로 마주하는 두 편광부의 편광축이 서로 나란한 관계를 나타낸 도면이고, 도 6b는 편광축이 서로 나란한 제1 편광부 및 제3 편광부에 의한 거울상 이미지의 제거 과정을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 6a를 참조하면, 증강 현실 제공 장치(ARD1)에서 서로 마주하는 두 편광부는 서로 나란한 편광축을 가질 수 있다. 본 발명의 일 예로, 선편광 필름의 제1 및 제3 편광부(LPP1, LPP3)는 서로 마주하도록 배치되고, 제2 및 제4 편광부(LPP2, LPP4)는 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 및 제3 편광부(LPP1, LPP3)는 각각 서로 나란한 편광축을 갖고, 제2 및 제4 편광부(LPP1, LPP4)는 각각 서로 나란한 편광축을 가질 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 편광부(LPP1~LPP4)의 편광축은 서로 나란할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제1 표시부(IDP1)로부터 출력된 제1 이미지(IM1)는 제1 편광부(IDP1)를 통과하여 제1 편광축(PX1)과 나란한 성분을 갖는다. 제3 편광부(LPP3)는 제1 편광부(LPP1)와 나란한 제3 편광축(PX3)을 가지므로, 제1 이미지(IM3) 중 제3 표시부(IDP3) 측으로 제공되는 거울상 이미지(MIM1, MIM2)는 제3 편광부(LPP3)를 통과할 수 있다. 그러나, 거울상 이미지(MIM1, MIM2)는 제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사된 후 제3 위상차부(RTP3)에 의해서 제3 편광축(PX3)과 수직한 성분의 광으로 변경된다. 따라서, 제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사된 거울상 이미지(MIM1, MIM2)는 제3 편광부(LPP3)를 통과하지 못한다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 제3 표시부(IDP3)로부터 출력된 제3 이미지(IM3)는 제3 편광부(LPP3)를 통과하여 제3 편광축(PX3)과 나란한 성분을 갖는다. 제1 편광부(LPP1)는 제3 편광부(LPP3)와 나란한 제1 편광축(PX1)을 가지므로, 제3 이미지(IM3) 중 제1 표시부(IDP1) 측으로 제공되는 거울상 이미지는 제1 편광부(LPP1)를 통과할 수 있다. 그러나, 거울상 이미지는 제1 표시부(IDP1)에 의해서 반사된 후 제1 위상차부(RTP1)에 의해서 제1 편광축(PX1)과 수직한 성분의 광으로 변경된다. 따라서, 제1 표시부(IDP1)에 의해서 반사된 거울상 이미지는 제1 편광부(LPP1)를 통과하지 못한다.
이처럼, 각 표시부에서 출력된 이미지가 그와 마주하는 표시부에 의해서 반사되어 사용자의 눈으로 제공되는 문제가 제거될 수 있다. 따라서, 사용자가 정상 이미지와 거울상 이미지를 겹쳐서 시인하는 현상을 방지할 수 있고, 그 결과 사용자는 좀더 선명한 이미지를 볼 수 있다.
도 7a는 종래의 증강 현실 제공 장치에 따른 거울상 이미지가 사용자의 눈으로 제공되는 과정을 나타내고, 도 7b는 종래의 증강 현실 제공 장치를 통해 사용자가 보는 이미지를 나타낸 도면이다. 도 8a는 본 발명에 따른 증강 현실 제공 장치에 따라 거울상 이미지가 제거되는 과정을 나타내고, 도 8b는 본 발명에 따른 증강 현실 제공 장치를 통해 사용자가 보는 이미지를 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 종래의 증강 현실 제공 장치(P-ARD)에 따르면, 제1 표시부(IDP1)로부터 출력되어 제3 표시부(IDP3)로 제공되는 거울상 이미지(MIM)는 제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사된다. 제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사된 거울상 이미지(MIM)는 제3 반사 미러(RM3)를 통해 반사되어 사용자의 눈(HE)으로 제공된다.
따라서, 사용자의 눈(HE)의 망막 이미지는 제1 이미지(IM1)가 제1 반사 미러(RM1)를 통해 반사되어 입사되는 정상 이미지(NIM) 및 제3 반사 미러(RM3)를 통해 반사되어 입사되는 거울상 이미지(MIM)가 겹쳐진 영상을 가질 수 있다.
따라서, 종래의 증강 현실 제공 장치(P_ARD)를 사용할 경우, 사용자는 선명한 정상 이미지(NIM)가 아닌 정상 이미지(NIM)와 거울상 이미지(MIM)가 겹쳐진 영상을 시인하게 된다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD)에 따르면, 제1 표시부(IDP1)로부터 출력되어 제3 표시부(IDP3)로 제공되는 거울상 이미지(MIM)는 제3 표시부(IDP3)에 의해서 반사된다. 그러나, 제3 편광부 및 제3 위상차부에 의해서 차단되어 제3 반사 미러(RM3)로 제공되지 못한다.
따라서, 사용자의 눈(HE)의 망막 이미지는 제1 이미지(IM1)가 제1 반사 미러(RM1)를 통해 반사되어 입사되는 정상 이미지(NIM)만을 포함할 수 있다. 즉, 사용자의 눈(HE)은 제1 이미지(IM1)가 제1 반사 미러(RM1)를 통해 반사되어 입사되는 정상 이미지(NIM) 만을 시인할 수 있고, 그 결과 사용자는 좀더 선명한 이미지를 볼 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 도 10a는 본 발명의 일 실시에에 따른 서로 마주하는 두 편광부의 편광축이 서로 수직한 관계를 나타낸 도면이고, 도 10b는 편광축이 서로 수직한 제1 편광부 및 제3 편광부에 의한 거울상 이미지의 제거 과정을 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD2)는 반사방지 모듈(RP, 도 1에 도시됨)이 제1 및 제2 반사방지 모듈(RP1, RP2)로 분리되는 구조를 제외하고, 도 1에 도시된 증강 현싱 제공 장치(ARD1)와 동일한 구조를 갖는다.
도 9를 참조하면, 증강 현실 제공 장치(ARD2)는 제1 반사방지 모듈(RP1) 및 제2 반사방지 모듈(RP2)을 포함할 수 있다. 제1 반사방지 모듈(RP1)은 제1 위상차 필름(RF1) 및 제1 선편광 필름(LPF1)을 포함하고, 제2 반사방지 모듈(RP2)은 제2 위상차 필름(RF2) 및 제2 선편광 필름(LPF2)을 포함한다.
제1 위상차 필름(RF1)은 제1 표시부(IDP1)와 대응하는 제1 위상차부(RTP1) 및 제2 표시부(IDP2)와 대응하는 제2 위상차부(RTP2)를 포함한다. 제1 선편광 필름(LPF1)은 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1)과 대응하는 제1 편광부(LPP1) 및 렌즈(LM)의 제2 측면(SS2)과 대응하는 제2 편광부(LPP2)를 포함한다.
제2 위상차 필름(RF2)은 제3 표시부(IDP3)와 대응하는 제3 위상차부(RTP3) 및 제4 표시부(IDP4)와 대응하는 제4 위상차부(RTP4)를 포함한다. 제2 선편광 필름(LPF2)은 렌즈(LM)의 제3 측면(SS3)과 대응하는 제3 편광부(LPP3) 및 렌즈(LM)의 제4 측면(SS4)과 대응하는 제4 편광부(LPP4)를 포함한다.
제1 및 제2 위상차 필름(RF1, RF2)은 서로 분리된 구조를 가지며, 제1 및 제2 선편광 필름(LPF1, LPF2)은 서로 분리된 구조를 가질 수 있다.
도 9 및 도 10a를 참조하면, 증강 현실 제공 장치(ARD2)에서 서로 마주하는 두 편광부는 서로 수직한 편광축을 가질 수 있다. 본 발명의 일 예로, 제1 선편광 필름(LPF1)의 제1 편광부(LPP1)와 제2 선편광 필름(LPF2)의 제3 편광부(LPP3)는 서로 마주하도록 배치된다. 제1 선편광 필름(LPF1)의 제2 편광부(LPP2)와 제2 선편광 필름(LPF2)의 제4 편광부(LPP4)는 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
여기서, 제1 및 제3 편광부(LPP1, LPP3)는 각각 서로 수직한 편광축을 갖고, 제2 및 제4 편광부(LPP1, LPP4)는 각각 서로 수직한 편광축을 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 편광부(LPP1, LPP2)의 편광축은 서로 나란할 수 있고, 제3 및 제4 편광부(LPP3, LPP4)의 편광축은 서로 나란할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 제1 표시부(IDP1)로부터 출력된 제1 이미지(IM1)는 제1 편광부(IDP1)를 통과하여 제1 편광축(PX1)과 나란한 성분을 갖는다. 제3 편광부(LPP3)는 제1 편광부(LPP1)와 수직한 제3 편광축(PX3)을 가지므로, 제1 이미지(IM3) 중 제3 표시부(IDP3) 측으로 제공되는 거울상 이미지(MIM1, MIM2)는 제3 편광부(LPP3)를 통과할 수 없다. 따라서, 거울상 이미지(MIM1, MIM2)는 대부분 제3 편광부에 의해서 차단되어 제3 표시부(IDP3)로 입사되지 못한다. 거울상 이미지(MIM1, MIM2) 중 렌즈(LM)를 통과하면서 그 위상이 쉬프트된 일부 성분은 제3 편광부(LPP3)를 통과할 수 있다. 그러나, 제3 편광부(LPP3)를 통과한 광은 제3 표시부(IDP3)에 의해 반사된 후 다시 제3 편광부(LPP3)에 의해서 차단되므로, 거울상 이미지(MIM1, MIM2)가 렌즈(LM)로 재입사되는 것을 방지할 수 있다.
이처럼, 서로 마주하는 두 편광부의 편광축이 수직한 관계에서도 각 표시부에서 출력된 이미지가 그와 마주하는 표시부에 의해서 반사되어 사용자의 눈으로 제공되는 문제가 제거될 수 있다. 따라서, 사용자가 정상 이미지와 거울상 이미지를 겹쳐서 시인하는 현상을 방지할 수 있고, 그 결과 사용자는 좀더 선명한 이미지를 볼 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 11을 참조하면, 증강 현실 제공 장치(ARD3)는 제1 반사방지 모듈(S_RP1), 제2 반사방지 모듈(S_RP2), 제3 반사방지 모듈(S_RP3) 및 제4 반사방지 모듈(S_RP4)을 포함할 수 있다.
제1 반사방지 모듈(S_RP1)은 제1 위상차 필름(S_RF1) 및 제1 선편광 필름(S_LPF1)을 포함하고, 제2 반사방지 모듈(S_RP2)은 제2 위상차 필름(S_RF2) 및 제2 선편광 필름(S_LPF2)을 포함한다. 제3 반사방지 모듈(S_RP3)은 제3 위상차 필름(S_RF3) 및 제3 선편광 필름(S_LPF3)을 포함하고, 제4 반사방지 모듈(S_RP4)은 제4 위상차 필름(S_RF4) 및 제4 선편광 필름(S_LPF4)을 포함한다.
제1 위상차 필름(S_RF1)은 제1 표시부(IDP1)와 대응하고, 제2 위상차 필름(S_RF2)은 제2 표시부(IDP2)와 대응한다. 제1 선편광 필름(S_LPF1)은 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1)과 대응하고, 제2 선편광 필름(S_LPF2)은 렌즈(LM)의 제2 측면(SS2)과 대응한다. 제3 위상차 필름(S_RF3)은 제3 표시부(IDP3)와 대응하고, 제4 위상차 필름(S_RF4)은 제4 표시부(IDP4)와 대응한다. 제3 선편광 필름(S_LPF2)은 렌즈(LM)의 제3 측면(SS3)과 대응하고, 제4 선편광 필름(S_LPF4)은 렌즈(LM)의 제4 측면(SS4)과 대응한다.
제1 내지 제4 위상차 필름(S_RF1~S_RF4)은 서로 분리된 구조를 가지며, 제1 내지 제4 선편광 필름(S_LPF1~S_LPF4)은 서로 분리된 구조를 가질 수 있다.
도 1 및 도 9에 도시된 증강 현실 제공 장치(ARD1, ARD2)와 대비하여, 도 11에 도시된 증강 현실 제공 장치(ARD3)는 위상차 필름(RF)이 제1 내지 제4 위상차 필름(S_RF1~S_RF4)으로 분리되고, 선편광 필름(LPF)이 제1 내지 제4 선편광 필름(S_LPF1~S_LPF4)으로 분리된 구조를 갖는다는 것 이외에는 실질적으로 동일하다. 여기서, 서로 마주하는 제1 및 제3 선편광 필름(S_LPF1, S_LPF3)은 서로 나란하거나 수직한 편광축을 가질 수 있고, 서로 마주하는 제2 및 제4 선편광 필름(S_LPF2, S_LPF4)은 서로 나란하거나 수직한 편광축을 가질 수 있다. 제1 내지 제4 선편광 필름(S_LPF1~S_LPF4)을 각각 독립적으로 배치할 경우, 각 선편광 필름의 편광축을 형성하는데 자유도가 생긴다는 이점이 있다.
이처럼, 도 11에 도시된 증강 현실 제공 장치(ARD3)는 각 표시부에서 출력된 이미지가 그와 마주하는 표시부에 의해서 반사되어 사용자의 눈으로 제공되는 문제를 제거할 수 있다. 따라서, 사용자가 정상 이미지와 거울상 이미지를 겹쳐서 시인하는 현상을 방지할 수 있고, 그 결과 사용자는 좀 더 선명한 이미지를 볼 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 증강 현실 제공 장치의 외부광 차단 과정을 나타낸 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD4)는 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1)에 인접하여 배치된 디스플레이 모듈(DD2)을 포함한다. 디스플레이 모듈(DD2)은 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1) 측으로 가상의 이미지(IM)를 표시한다. 렌즈(LM)는 제1 측면(SS1)을 통해 수신된 이미지를 렌즈(LM)의 출사면으로 반사하기 위한 반사 미러(RM)를 포함한다.
증강 현실 제공 장치(ARD3)는 디스플레이 모듈(DD2)과 제1 측면(SS1) 사이에 배치된 반사방지 모듈(RP5)을 포함한다. 반사방지 모듈(RP5)은 위상차 필름(RF5) 및 선편광 필름(LPF5)을 포함한다. 위상차 필름(RF5)은 선편광 필름(LPF5)보다 디스플레이 모듈(DD2)에 인접하여 배치되고, 선편광 필름(LPF5)은 위상차 필름(RF5)보다 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1)에 인접하여 배치된다.
디스플레이 모듈(DD2)이 배치된 제1 측면(SS1)을 제외한 나머지 면들을 통해 렌즈(LM)로 외부광(Lo)이 입사될 수 있다. 입사된 외부광(Lo) 중 일부는 디스플레이 모듈(DD2)로 제공될 수 있다. 반사방지 모듈(RF5)은 디스플레이 모듈(DD2)로 입사된 외부광(Lo)이 디스플레이 모듈(DD2)에 의해 반사되어 렌즈(LM)로 재입사되는 것을 방지할 수 있다.
반사방지 모듈(RF5)이 외부광(Lo)을 차단하는 과정은 도 5의 과정과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
따라서, 도 12 및 도 13에 도시된 증강 현실 제공 장치(ARD4)는 외부광(Lo)이 디스플레이 모듈(DD2)에 의해서 반사되어 사용자의 눈(HE)으로 제공되는 문제를 제거할 수 있다. 따라서, 사용자가 정상 이미지에 외부광 이미지가 겹쳐진 영상을 시인하는 현상을 방지할 수 있고, 그 결과 사용자는 좀 더 선명한 이미지를 볼 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 15는 도 14에 도시된 증강 현실 제공 장치의 외부광 차단 과정을 나타낸 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD5)는 디스플레이 모듈(DD2)과 렌즈(LM) 사이에 반사방지 모듈(RP6)을 구비한다. 증강 현실 제공 장치(ARD5)는 반사방지 모듈(RP6)이 렌즈(LM)의 측면들을 감싸도록 형성된다는 것을 제외하고, 증강 현실 제공 장치(ARD4)와 동일한 구조를 갖는다.
반사방지 모듈(RP6)은 위상차 필름(RF6) 및 선편광 필름(LPF6)을 포함한다. 선편광 필름(LPF6)은 렌즈(LM)의 측면들(SS1~SS8)을 감싸도록 절곡된 형상을 가지며, 위상차 필름(RF6)은 선편광 필름(LPF6)을 감싸도록 형성된다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(DD2)이 배치되는 제1 측면(SS1)과 디스플레이 모듈(DD2) 사이에도 반사방지 모듈(RP6)이 배치되지만, 제1 측면(SS1)과 반대하는 제3 측면(SS3)에도 반사방지 모듈(RP6)이 배치된다. 즉, 선편광 필름(LPF6)은 렌즈(LM)의 제1 내지 제4 측면(SS1, SS2, SS3, SS4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 편광부(LPP6-1, LPP6-2, LPP6-3, LPP6-4)를 포함한다. 위상차 필름(RF6)은 제1 내지 제4 편광부(LPP6-1~LPP6-4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 위상차부(RTP6-1, RTP6-2, RTP6-3, RTP6_4)를 포함한다.
제1 편광부(LPP6_1)는 디스플레이 모듈(DD2)과 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1) 상에 배치되고, 제1 위상차부(RTP6_1)는 제1 편광부(LPP6_1)와 디스플레이 모듈(DD2)사이에 배치된다. 제3 편광부(LPP6_3)는 렌즈(LM)의 제3 측면(SS3) 상에 배치되고, 제1 위상차부(RTP6_1)는 제1 편광부(LPP6_1) 상에 배치된다.
제1 외부광(Lo1-1)은 제3 위상차부(RTP6_3) 및 제3 편광부(LPP6_3)를 통과하여 렌즈(LM)의 제3 측면(SS3)으로 입사되는 광으로 정의하고, 제2 외부광(Lo1-2)은 렌즈(LM)의 출사면(ES)과 마주하는 대향면(FS)을 통해 입사된 광으로 정의할 수 있다.
제1 외부광(Lo1-1)은 디스플레이 모듈(DD2)로 입사된 후 디스플레이 모듈(D22)에 의해서 반사될 수 있다. 제3 편광부(LPP6_3)를 통과한 제1 외부광(Lo1-1)은 제3 편광부(LPP6_3)와 나란한 편광축을 갖는 제1 편광부(LPP6_1)를 통과하여 디스플레이 모듈(DD2)로 입사된다. 디스프레이 모듈(DD2)은 제1 외부광(Lo1-1)을 반사할 수 있다. 반사된 제1 외부광(Lo1-1)은 제1 편광부(LPP6_1)를 통과하지 못하고 차단된다. 그 원리는 이미 도 5를 참조하여 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 따라서, 제1 외부광(Lo1-1)이 반사 미러(RM)를 통해 반사되어 사용자의 눈으로 제공되지 않을 수 있다.
제2 외부광(Lo1-2)은 대향면(FS)을 통해 입사된 후 제3 측면(SS3)을 거쳐 제3 위상차부(RTP6_3) 및 제3 편광부(LPP6_3)를 통과할 수 있다. 이후 외부 물체 등에 의해서 제2 외부광(Lo1-2)이 반사되더라도 제3 편광부(LPP6_3)를 통과하지 못하고 차단될 수 있다. 따라서, 제2 외부광(Lo1-2)이 반사 미러(RM)를 통해 반사되어 사용자의 눈(HE)으로 제공되지 않을 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 증강 현실 제공 장치(ARD5)는 렌즈(LM)의 전 측면을 커버하는 반사방지 모듈(RP6)을 구비하므로, 외부광(Lo1-1, Lo1-2)이 디스플레이 모듈(DD2)에 의해서 반사되어 사용자의 눈(HE)으로 제공되는 문제를 좀 더 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 사용자가 정상 이미지에 외부광 이미지가 겹쳐진 영상을 시인하는 현상을 방지할 수 있고, 그 결과 사용자는 좀 더 선명한 이미지를 볼 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.고, 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD6)는 제1 및 제2 표시부(IDP1, IDP2)를 갖는 디스플레이 모듈(DD3)을 포함한다. 디스플레이 모듈(DD3)의 제1 표시부(IDP1)는 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1)에 인접하여 배치되고, 제2 표시부(IDP2)는 렌즈(LM)의 제2 측면(SS2)에 인접하여 배치된다. 디스플레이 모듈(DD3)의 제1 표시부(IDP1)는 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1) 측으로 가상의 이미지를 표시하고, 디스플레이 모듈(DD3)의 제2 표시부(IDP2)는 렌즈(LM)의 제2 측면(SS2) 측으로 가상의 이미지를 표시한다.
렌즈(LM)는 제1 측면(SS1)을 통해 수신된 이미지를 렌즈(LM)의 출사면으로 반사하기 위한 제1 반사 미러(RM1) 및 제2 측면(SS2)을 통해 수신된 이미지를 렌즈(LM)의 출사면으로 반사하기 위한 제2 반사 미러(RM2)를 포함한다.
증강 현실 제공 장치(ARD6)는 디스플레이 모듈(DD3)과 렌즈(LM) 사이에 반사방지 모듈(RP7)을 구비한다. 반사방지 모듈(RP7)은 위상차 필름(RF7) 및 선편광 필름(LPF7)을 포함한다.
선편광 필름(LPF7)은 렌즈(LM)의 제1 및 제2 측면(SS1, SS2)에 각각 대응하는 제1 및 제2 편광부(LPP7-1, LPP7-2)를 포함한다. 위상차 필름(RF7)은 제1 및 제2 편광부(LPP7-1, LPP7-2)에 각각 대응하는 제1 및 제2 위상차부(RTP7-1, RTP7-2)를 포함한다.
도 17에 도시된 바와 같이, 증강 현실 제공 장치(ARD7)는 디스플레이 모듈(DD3)과 렌즈(LM) 사이에 반사방지 모듈(RP8)을 구비한다. 반사방지 모듈(RP8)은 위상차 필름(RF8) 및 선편광 필름(LPF8)을 포함한다.
증강 현실 제공 장치(ARD7)는 반사방지 모듈(RP8)이 렌즈(LM)의 측면들(SS1~SS8)을 감싸도록 형성된다는 것을 제외하고, 증강 현실 제공 장치(ARD6)와 동일한 구조를 갖는다.
선편광 필름(LPF8)은 제1 내지 제4 편광부(LPP7-1, LPP7-2, LPP7-3, LPP7-4)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 편광부(LPP7-1, LPP7-2)는 렌즈(LM)의 제1 및 제2 측면(SS1, SS2)에 각각 대응한다. 선편광 필름(LPF8)은 렌즈(LM)의 제3 측면(SS3)에 인접하여 배치된 제3 편광부(LPP7-3) 및 제4 측면(SS4)에 인접하여 배치된 제4 편광부(LPP7-4)를 더 포함할 수 있다.
위상차 필름(RF6)은 제1 내지 제4 위상차부(RTP7-1, RTP7-2, RTP7-3, RTP7-4)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 위상차부(RTP7-1, RTP7-2)는 렌즈(LM)의 제1 및 제2 편광부(LPP7-1, LPP7-2)에 각각 대응한다. 위상차 필름(RF8)은 제3 편광부(LPP7-3)에 인접하여 배치된 제3 위상차부(RTP7-3) 및 제4 편광부(LPP7-4)에 인접하여 배치된 제4 위상차부(RTP7-4)를 더 포함할 수 있다.
도 17에 도시된 증강 현실 제공 장치(ARD7)는 렌즈(LM)의 전 측면(SS1~SS8)을 커버하는 반사방지 모듈(RP8)을 구비하므로, 외부광이 디스플레이 모듈(DD2)에 의해서 반사되어 사용자의 눈(HE)으로 제공되는 문제를 좀 더 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 사용자가 정상 이미지에 외부광 이미지가 겹쳐진 영상을 시인하는 현상을 방지할 수 있고, 그 결과 사용자는 좀 더 선명한 이미지를 볼 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD8)는 제1 내지 제3 표시부(IDP1, IDP2, IDP3)를 갖는 디스플레이 모듈(DD4)을 포함한다. 디스플레이 모듈(DD4)의 제1 표시부(IDP1)는 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1)에 인접하여 배치되고, 제2 표시부(IDP2)는 렌즈(LM)의 제2 측면(SS2)에 인접하여 배치되며, 제3 표시부(IDP3)는 렌즈(LM)의 제3 측면(SS3)에 인접하여 배치된다. 디스플레이 모듈(DD4)의 제1 표시부(IDP1)는 렌즈(LM)의 제1 측면(SS1) 측으로 가상의 이미지를 표시하고, 디스플레이 모듈(DD4)의 제2 표시부(IDP2)는 렌즈(LM)의 제2 측면(SS2) 측으로 가상의 이미지를 표시하며, 디스플레이 모듈(DD4)의 제3 표시부(IDP3)는 렌즈(LM)의 제4 측면(SS4) 측으로 가상의 이미지를 표시한다.
렌즈(LM)는 제1 반사 미러(RM1), 제2 반사 미러(RM2) 및 제3 반사 미러(RM3)를 포함한다. 제1 반사 미러(RM1)는 제1 측면(SS1)을 통해 수신된 이미지를 렌즈(LM)의 출사면으로 반사하고, 제2 반사 미러(RM2)는 제2 측면(SS2)를 통해 수신된 이미지를 렌즈(LM)의 출사면으로 반사한다. 제3 반사 미러(RM3)는 제3 측면(SS3)을 통해 수신된 이미지를 렌즈(LM)의 출사면으로 반사한다.
증강 현실 제공 장치(ARD8)는 디스플레이 모듈(DD4)과 렌즈(LM) 사이에 반사방지 모듈(RP9)을 구비한다. 반사방지 모듈(RP9)은 위상차 필름(RF9) 및 선편광 필름(LPF9)을 포함한다.
선편광 필름(LPF9)은 렌즈(LM)의 제1 내지 제3 측면(SS1, SS2, SS3)에 각각 대응하는 제1 내지 제3 편광부(LPP9-1, LPP9-2, LPP9-3)를 포함한다. 위상차 필름(RF9)은 제1 내지 제3 편광부(LPP9-1~LPP9-3)에 각각 대응하는 제1 내지 제3 위상차부(RTP9-1, RTP9-2, RTP9-3)를 포함한다.
도 19에 도시된 바와 같이, 증강 현실 제공 장치(ARD9)는 디스플레이 모듈(DD4)과 렌즈(LM) 사이에 반사방지 모듈(RP10)을 구비한다. 반사방지 모듈(RP10)은 위상차 필름(RF10) 및 선편광 필름(LPF10)을 포함한다.
증강 현실 제공 장치(ARD9)는 반사방지 모듈(RP10)이 렌즈(LM)의 측면들(SS1~SS8)을 감싸도록 형성된다는 것을 제외하고, 증강 현실 제공 장치(ARD8)와 동일한 구조를 갖는다.
구체적으로, 선편광 필름(LPF10)은 렌즈(LM)의 제1 내지 제4 측면(SS1~SS4)과 각각 대응하는 제1 내지 제4 편광부(LPP9-1, LPP9-2, LPP9-3, LPP9-4)를 포함할 수 있다. 위상차 필름(RF10)은 제1 내지 제4 편광부(LPP9-1, LPP9-2, LPP9-3, LPP9-4)와 각각 대응하는 제1 내지 제4 위상차부(RTP9-1, RTP9-2, RTP9-3, RTP9-4)를 포함할 수 있다.
도 19에 도시된 증강 현실 제공 장치(ARD9)는 렌즈(LM)의 전 측면(SS1~SS8)을 커버하는 반사방지 모듈(RP10)을 구비하므로, 외부광이 디스플레이 모듈(DD2)에 의해서 반사되어 사용자의 눈(HE)으로 제공되는 문제를 좀 더 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 사용자가 정상 이미지에 외부광 이미지가 겹쳐진 영상을 시인하는 현상을 방지할 수 있고, 그 결과 사용자는 좀 더 선명한 이미지를 볼 수 있다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강 현실 제공 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 20에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD10)에서, 렌즈(LM)는 복수의 제1 반사 미러(RM1-1, RM1-2, RM1-3, RM1-4, RM1-5), 복수의 제2 반사 미러(RM2-1, RM2-2, RM2-3, RM2-4, RM2-5), 복수의 제3 반사 미러(RM3-1, RM3-2, RM3-3, RM3-4, RM3-5), 및 복수의 제4 반사 미러(RM4-1, RM4-2, RM4-3, RM4-4, RM4-5)를 포함하는 것에서 도 1에 도시된 실시예와 차이가 있다. 도 20에서는 도 1에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략한다.
도 20을 참조하면, 복수의 제1 반사 미러는 제1-1 내지 제1-5 반사 미러(RM1-1, RM1-2, RM1-3, RM1-4, RM1-5)를 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(DD)의 제1 표시부(IDP1)는 제1-1 내지 제1-5 이미지(IM1-1, IM1-2, IM1-3, IM1-4, IM1-5)를 표시하는 제1-1 내지 제1-5 표시 영역들로 구분될 수 있다. 제1-1 내지 제1-5 반사 부재들(RM1-1~RM1-5)는 제1-1 내지 제1-5 표시 영역들에 표시되는 제1-1 내지 제1-5 이미지들(IM1-1~IM1-5)을 렌즈(LM)의 출사면으로 반사하여 사용자의 눈(HE)에 제공할 수 있다.
복수의 제2 반사 미러는 제2-1 내지 제2-5 반사 미러(RM2-1, RM2-2, RM2-3, RM2-4, RM2-5)를 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(DD)의 제2 표시부(IDP2)는 제2-1 내지 제2-5 이미지(IM2-1, IM2-2, IM2-3, IM2-4, IM2-5)를 표시하는 제2-1 내지 제2-5 표시 영역들로 구분될 수 있다. 제2-1 내지 제2-5 반사 미러(RM2-1~RM2-5)는 제2-1 내지 제2-5 표시 영역들에 표시되는 제2-1 내지 제2-5 이미지들(IM2-1~IM2-5)을 렌즈(LM)의 출사면으로 반사하여 사용자의 눈(HE)에 제공할 수 있다.
복수의 제3 반사 미러는 제3-1 내지 제3-5 반사 미러(RM3-1, RM3-2, RM3-3, RM3-4, RM3-5)를 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(DD)의 제3 표시부(IDP3)는 제3-1 내지 제3-5 이미지(IM3-1, IM3-2, IM3-3, IM3-4, IM3-5)를 표시하는 제3-1 내지 제3-5 표시 영역들로 구분될 수 있다. 제3-1 내지 제3-5 반사 미러(RM3-1~RM3-5)는 제3-1 내지 제3-5 표시 영역들에 표시되는 제3-1 내지 제3-5 이미지들(IM3-1~IM3-5)을 렌즈(LM)의 출사면으로 반사하여 사용자의 눈(HE)에 제공할 수 있다.
복수의 제4 반사 미러는 제4-1 내지 제4-5 반사 미러들(RM4-1, RM4-2, RM4-3, RM4-4, RM4-5)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(DD)의 제4 표시부(IDP4)는 제4-1 내지 제4-5 이미지(IM4-1, IM4-2, IM4-3, IM4-4, IM4-5)를 표시하는 제4-1 내지 제4-5 표시 영역들로 구분될 수 있다. 제4-1 내지 제4-5 반사 미러들(RM4-1~RM4-5)은 제4-1 내지 제4-5 표시 영역들에 표시되는 제4-1 내지 제4-5 이미지들(IM4-1~IM4-5)을 렌즈(LM)의 출사면으로 반사하여 사용자의 눈(HE)에 제공할 수 있다.
즉, 디스플레이 모듈(DD)에 표시되는 제1-1 내지 제1-5 이미지들(IM1-1~IM1-5), 제2-1 내지 제2-5 이미지들(IM2-1~IM2-5), 제3-1 내지 제3-5 이미지들(IM3-1~IM3-5), 및 제4-1 내지 제4-5 이미지들(IM4-1~IM4-5)은 제1-1 내지 제1-5 반사 미러(RM1-1~RM1-5), 제2-1 내지 제2-5 반사 미러(RM2-1~RM2-5), 제3-1 내지 제3-5 반사 미러(RM3-1~RM3-5), 및 제4-1 내지 제4-5 반사 미러(RM4-1~RM4-5)에 의해 반사되므로 심도(depth of field)가 깊어지게 된다.
또한, 제1-1 내지 제1-5 반사 미러(RM1-1~RM1-5), 제2-1 내지 제2-5 반사 미러(RM2-1~RM2-5), 제3-1 내지 제3-5 반사 미러(RM3-1~RM3-5), 및 제4-1 내지 제4-5 반사 미러(RM4-1~RM4-5)는 디스플레이 모듈(DD)이 표시하는 가상의 이미지, 예를 들어 제1-1 내지 제1-5 이미지들(IM1-1~IM1-5), 제2-1 내지 제2-5 이미지들(IM2-1~IM2-5), 제3-1 내지 제3-5 이미지들(IM3-1~IM3-5), 및 제4-1 내지 제4-5 이미지들(IM4-1~IM4-5)을 사용자의 눈(HE)의 망막에 한 점으로 맺히도록 한다. 이로 인해, 사용자가 렌즈(LM)를 통해 현실의 이미지에 초점을 맞추고 있더라도, 가상 이미지를 뚜렷하게 볼 수 있다. 즉, 사용자가 현실의 이미지에 맞춰진 초점을 이동시키지 않더라도, 가상의 이미지를 뚜렷하게 볼 수 있다.
본 발명의 일 예로, 제1-1 내지 제1-5 반사 미러(RM1-1~RM1-5) 중 일부 반사미러는 나머지 반사 미러보다 제1 표시부(IDP1)에 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 반사 미러(RM1-1), 제1-3 반사 미러(RM1-3), 및 제1-5 반사 미러(RM1-5)가 제1-2 반사 미러(RM1-2)와 제1-4 반사 미러(RM1-4)보다 제1 표시부(IDP1)에 가깝게 배치된다. 이 경우, 제1-1, 제1-3 및 제1-5 반사 미러들(RM1-1, RM1-3, RM1-5) 각각의 기울어진 각도는 제1-2 및 제1-4 반사 부재들(RM1-2, RM1-4) 각각의 기울어진 각도보다 클 수 있다.
마찬가지로, 제2-1 내지 제2-5 반사 미러(RM2-1~RM2-5) 중 일부 반사 미러는 나머지 반사 미러보다 제2 표시부(IDP2)에 가깝게 배치될 수 있다. 제3-1 내지 제3-5 반사 미러(RM3-1~RM3-5) 및 제4-1 내지 제4-5 반사 미러(RM4-1~RM4-5)도 이와 유사한 형태로 배치될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 각 표시부(IDP1~IDP4)는 다수의 표시영역을 포함하며, 복수의 표시 영역들에 표시되는 복수의 이미지들은 복수의 반사 미러를 통해 사용자의 눈(HE)에 제공될 수 있다. 이로 인해, 도 20에 도시된 실시예에 의하면, 도 1에 도시된 실시예보다 각 표시부(IDP1~IDP4)에서 사용자의 눈에 보여지는 영역을 넓힐 수 있으므로, 사용자의 뷰 영역(Field of View, FOV)을 확장할 수 있다.
도 20에 따른 증강 현실 제공 장치(ARD10) 역시 반사방지 모듈(RP)을 구비한다. 반사방지 모듈(RP)은 도 1에 도시된 반사방지 모듈(RP)과 동일한 구조로 이루어지므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이고, 도 22는 도 21에 도시된 화소의 회로도이며, 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 21 내지 도 23을 참조하면, 디스플레이 모듈(DD)은 표시패널(DP)을 포함할 수 있다. 표시패널(DP)은 평면상에서 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)으로 정의될 수 있다. 본 실시예에서 비표시영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다.
표시패널(DP)은 구동회로(GDC), 복수 개의 신호라인들(GL, DL, PL) 및 복수 개의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. 복수 개의 화소들(PX)은 표시 영역(DA)에 배치된다. 화소들(PX) 각각은 유기발광 다이오드(OLED)와 그에 연결된 화소 구동회로(PDC)를 포함한다. 구동회로(GDC), 복수 개의 신호라인들(GL, DL, PL), 및 화소 구동회로(PDC)는 도 23에 도시된 회로 소자층(DP-CL)에 포함될 수 있다.
구동회로(GDC)는 쉬프트 레지스터를 포함할 수 있다. 쉬프트 레지스터는 복수 개의 주사 신호들을 각각 생성하는 복수개의 스테이지를 포함하고, 복수 개의 주사 신호들을 후술하는 복수 개의 주사 라인들(GL)에 순차적으로 출력한다. 다른 실시예로, 구동회로(GDC)는 화소 구동회로(PDC)에 또 다른 제어 신호를 더 출력할 수 있다.
구동회로(GDC)는 화소 구동회로(PDC)와 동일한 공정, 예컨대 LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정을 통해 형성된 복수 개의 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
복수 개의 신호라인들(GL, DL, PL)은 주사 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 및 전원 라인(PL)을 포함한다. 주사 라인들(GL)은 복수 개의 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결되고, 데이터 라인들(DL)은 복수 개의 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결된다. 전원 라인(PL)은 복수 개의 화소들(PX)에 연결된다.
디스플레이 모듈(DD)은 표시패널(DP)에 연결된 회로기판(FCB) 및 회로기판(FCB)에 실장된 구동칩(D-IC)을 포함할 수 있다. 회로기판(FCB)은 플렉서블 회로기판일 수 있다.
본 실시예에서, 구동칩(D-IC)이 회로기판(FCB) 상에 실장된 칩 온 필름(COF)구조를 도시하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(DD)은 구동칩(D-IC)이 표시패널(DP) 상에 실장되는 칩 온 패널(COP) 구조를 가질 수 있다.
도 22에는 어느 하나의 주사 라인(GL)과 어느 하나의 데이터 라인(DL), 및 전원 라인(PL)에 연결된 화소(PX)를 예시적으로 도시하였다. 화소(PX)의 구성은 이에 제한되지 않고 변형되어 실시될 수 있다.
유기발광 다이오드(OLED)는 전면 발광형 다이오드이거나, 배면 발광형 다이오드일 수 있다. 화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하기 위한 화소 구동회로(PDC)로써 제1 트랜지스터(T1, 또는 스위칭 트랜지스터), 제2 트랜지스터(T2, 또는 구동 트랜지스터), 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 제1 전원 전압(ELVDD)은 제2 트랜지스터(T2)에 제공되고, 제2 전원 전압(ELVSS)은 유기발광 다이오드(OLED)에 제공된다. 제2 전원 전압(ELVSS)은 제1 전원 전압(ELVDD)보다 낮은 전압일 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 주사 라인(GL)에 인가된 주사 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 인가된 데이터 신호를 출력한다. 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)로부터 수신한 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다.
제2 트랜지스터(T2)는 유기발광 다이오드(OLED)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 커패시터(Cst)에 저장된 전하량에 대응하여 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류를 제어한다. 유기발광 다이오드(OLED)는 제2 트랜지스터(T2)의 턴-온 구간 동안 발광한다.
도 22에는 화소 구동회로(PDC)가 2개의 트랜지스터(T1, T2) 및 하나의 커패시터(Cst)를 구비하는 구조가 도시되었으나, 화소 구동회로(PDC)의 구성은 이에 한정되지 않는다.
도 23에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)에서, 베이스층(SUB) 상에 회로 소자층(DP-CL), 표시 소자층(DP-OLED), 및 박막 봉지층(TFE)이 순차적으로 배치될 수 있다.
회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 무기막, 적어도 하나의 유기막, 및 회로 소자를 포함한다. 회로 소자층(DP-CL)은 무기막인 버퍼막(BFL), 제1 중간 무기막(10) 및 제2 중간 무기막(20)을 포함하고, 유기막인 중간 유기막(30)을 포함할 수 있다.
무기막들은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시 나이트라이드 및 실리콘 옥사이드 등을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 회로 소자는 도전성 패턴들 및/또는 반도체 패턴들을 포함한다.
버퍼막(BFL)은 베이스층(SUB)과 도전성 패턴들 또는 반도체 패턴들의 결합력을 향상시킨다. 별도로 도시되지 않았으나, 이물질이 유입되는 것을 방지하는 배리어층이 베이스층(SUB)의 상면에 더 배치될 수도 있다. 버퍼막(BFL)과 배리어층은 선택적으로 배치/생략될 수 있다.
버퍼막(BFL) 상에 제1 트랜지스터(T1)의 반도체 패턴(OSP1: 이하 제1 반도체 패턴), 제2 트랜지스터(T2)의 반도체 패턴(OSP2: 이하 제2 반도체 패턴)이 배치된다. 제1 반도체 패턴(OSP1) 및 제2 반도체 패턴(OSP2)은 아몰포스 실리콘, 폴리 실리콘, 금속 산화물 반도체에서 선택될 수 있다.
제1 반도체 패턴(OSP1) 및 제2 반도체 패턴(OSP2) 상에 제1 중간 무기막(10)이 배치된다. 제1 중간 무기막(10) 상에는 제1 트랜지스터(T1)의 제어 전극(GE1: 이하, 제1 제어전극) 및 제2 트랜지스터(T2)의 제어 전극(GE2: 이하, 제2 제어전극)이 배치된다. 제1 제어 전극(GE1) 및 제2 제어 전극(GE2)은 주사 라인들(GL, 도 8b 참조)과 동일한 포토리소그래피 공정에 따라 제조될 수 있다.
제1 중간 무기막(10) 상에는 제1 제어 전극(GE1) 및 제2 제어 전극(GE2)을 커버하는 제2 중간 무기막(20)이 배치된다. 제2 중간 무기막(20) 상에 제1 트랜지스터(T1)의 입력전극(DE1: 이하, 제1 입력전극) 및 출력전극(SE1: 제1 출력전극), 제2 트랜지스터(T2)의 입력전극(DE2: 이하, 제2 입력전극) 및 출력전극(SE2: 제2 출력전극)이 배치된다.
제1 입력전극(DE1)과 제1 출력전극(SE1)은 제1 중간 무기막(10) 및 제2 중간 무기막(20)을 관통하는 제1 관통홀(CH1)과 제2 관통홀(CH2)을 통해 제1 반도체 패턴(OSP1)에 각각 연결된다. 제2 입력전극(DE2)과 제2 출력전극(SE2)은 제1 중간 무기막(10) 및 제2 중간 무기막(20)을 관통하는 제3 관통홀(CH3)과 제4 관통홀(CH4)을 통해 제2 반도체 패턴(OSP2)에 각각 연결된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 중 일부는 바텀 게이트 구조로 변형되어 실시될 수 있다.
제2 중간 무기막(20) 상에 제1 입력전극(DE1), 제2 입력전극(DE2), 제1 출력전극(SE1), 및 제2 출력전극(SE2)을 커버하는 중간 유기막(30)이 배치된다. 중간 유기막(30)은 평탄면을 제공할 수 있다.
중간 유기막(30) 상에는 표시 소자층(DP-OLED)이 배치된다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막(PDL) 및 유기발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 중간 유기막(30)과 같이 유기물질을 포함할 수 있다. 중간 유기막(30) 상에 제1 전극(AE)이 배치된다. 제1 전극(AE)은 중간 유기막(30)을 관통하는 제5 관통홀(CH5)을 통해 제2 출력전극(SE2)에 연결된다. 화소 정의막(PDL)에는 개구부(OP)가 정의된다. 화소 정의막(PDL)의 개구부(OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다.
화소(PX)는 평면 상에서 화소 영역에 배치될 수 있다. 화소 영역은 발광 영역(PXA) 및 발광 영역(PXA)에 인접한 비발광 영역(NPXA)을 포함할 수 있다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역(PXA)을 에워쌀 수 있다. 본 실시예에서 발광 영역(PXA)은 개구부(OP)에 의해 노출된 제1 전극(AE)의 일부 영역에 대응하게 정의되었다.
정공 제어층(HCL)은 발광 영역(PXA)과 비발광 영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 별도로 도시되지 않았으나, 정공 제어층(HCL)과 같은 공통층은 복수 개의 화소들(PX, 도 22 참조)에 공통으로 형성될 수 있다.
정공 제어층(HCL) 상에 발광층(EML)이 배치된다. 발광층(EML)은 개구부(OP)에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 발광층(EML)은 복수 개의 화소들(PX) 각각에 분리되어 형성될 수 있다. 발광층(EML)은 유기물질 및/또는 무기물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 패터닝된 발광층(EML)을 예시적으로 도시하였으나, 발광층(EML)은 복수 개의 화소들(PX)에 공통적으로 배치될 수 있다. 이때, 발광층(EML)은 백색 광을 생성할 수 있다. 또한, 발광층(EML)은 다층구조를 가질 수 있다.
발광층(EML) 상에 전자 제어층(ECL)이 배치된다. 별도로 도시되지 않았으나, 전자 제어층(ECL)은 복수 개의 화소들(PX, 도 22 참조)에 공통으로 형성될 수 있다.
전자 제어층(ECL) 상에 제2 전극(CE)이 배치된다. 제2 전극(CE)은 복수 개의 화소들(PX)에 공통적으로 배치된다.
제2 전극(CE) 상에 박막 봉지층(TFE)이 배치된다. 박막 봉지층(TFE)은 복수 개의 화소들(PX)에 공통적으로 배치된다. 본 실시예에서 박막 봉지층(TFE)은 제2 전극(CE)을 직접 커버한다. 본 발명의 일 실시예에서, 박막 봉지층(TFE)과 제2 전극(CE) 사이에는, 제2 전극(CE)을 커버하는 캡핑층이 더 배치될 수 있다. 이때 박막 봉지층(TFE)은 캡핑층을 직접 커버할 수 있다.
도 23은 표시패널(DP)의 일 예를 나타낸 것이며, 본 발명의 표시패널(DP)은 도 23의 구조에 한정되지 않는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ARD1: 증강 현실 제공 장치 DD: 디스플레이 모듈
RP: 반사방지 모듈 LM: 렌즈
RM: 반사 미러 HE: 눈
IDP1~IDP4: 제1 내지 제4 표시부 RF: 위상차 필름
LPF: 선편광 필름

Claims (24)

  1. 반사 미러를 포함하는 렌즈;
    상기 렌즈의 적어도 일 측면 상에 배치되고, 이미지를 표시하는 디스플레이 모듈; 및
    상기 디스플레이 모듈과 상기 렌즈 사이에 배치된 반사방지 모듈을 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 모듈은,
    상기 렌즈의 제1 측면 상에 배치되는 제1 표시부;
    상기 렌즈의 제2 측면 상에 배치되는 제2 표시부;
    상기 렌즈의 제3 측면 상에 배치되는 제3 표시부; 및
    상기 렌즈의 제4 측면 상에 배치되는 제4 표시부를 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사방지 모듈은,
    상기 렌즈의 적어도 일 측면 상에 배치된 선편광 필름; 및
    상기 편광 필름과 상기 디스플레이 모듈 사이에 배치된 위상차 필름을 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 선편광 필름은,
    제1 내지 제4 측면에 각각 대응하는 제1 내지 제4 편광부를 포함하고,
    상기 위상차 필름은 상기 제1 내지 제4 편광부에 각각 대응하는 제1 내지 제4 위상차부를 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 편광부는 제1 내지 제4 위상차부보다 상기 렌즈의 제1 내지 제4 측면에 각각 인접하여 배치되고,
    제1 내지 제4 위상차부는 상기 제1 내지 제4 편광부와 상기 제1 내지 제4 표시부 사이에 각각 배치되는 증강 현실 제공 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제3 편광부는 서로 마주하고, 제2 및 제4 편광부는 서로 마주하며,
    상기 제1 및 제3 편광부는 서로 나란한 편광축을 갖고, 상기 제2 및 제4 편광축은 서로 나란한 편광축을 갖는 증강 현실 제공 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 편광부는 서로 나란한 편광축을 갖는 증강 현실 제공 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 위상차 필름은 λ/4 위상차 필름인 증강 현실 제공 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 반사방지 모듈은,
    상기 렌즈의 상기 제1 및 제2 측면과 상기 제1 및 제2 표시부 사이에 배치된 제1 반사방지 모듈; 및
    상기 렌즈의 상기 제3 및 제4 측면과 상기 제3 및 제4 표시부 사이에 배치된 제1 반사방지 모듈을 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 반사방지 모듈은
    상기 렌즈의 상기 제1 및 제2 측면에 각각 대응하는 제1 및 제2 편광부를 포함하는 제1 선편광 필름; 및
    상기 제1 및 제2 표시부와 상기 제1 및 제2 편광부 사이에 각각 배치된 제1 및 제2 위상차부를 포함하는 제1 위상차 필름을 포함하고,
    상기 제2 반사방지 모듈은,
    상기 렌즈의 상기 제3 및 제4 측면에 각각 대응하는 제3 및 제4 편광부를 포함하는 제2 선편광 필름; 및
    상기 제3 및 제4 표시부와 상기 제3 및 제4 편광부 사이에 각각 배치된 제3 및 제4 위상차부를 포함하는 제2 위상차 필름을 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제3 편광부는 서로 마주하고, 제2 및 제4 편광부는 서로 마주하며,
    상기 제1 및 제3 편광부는 서로 수직한 편광축을 갖고, 상기 제2 및 제4 편광축은 서로 수직한 편광축을 갖는 증강 현실 제공 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 편광부는 서로 나란한 편광축을 갖고, 제3 및 제4 편광부는 서로 나란한 편광축을 갖는 증강 현실 제공 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 위상차 필름은 λ/4 위상차 필름인 증강 현실 제공 장치.
  14. 제2항에 있어서, 상기 반사방지 모듈은,
    상기 렌즈의 상기 제1 측면 및 제1 표시부 사이에 배치된 제1 반사방지 모듈;
    상기 렌즈의 상기 제2 측면 및 제2 표시부 사이에 배치된 제2 반사방지 모듈;
    상기 렌즈의 상기 제3 측면 및 제3 표시부 사이에 배치된 제3 반사방지 모듈; 및
    상기 렌즈의 상기 제4 측면 및 제4 표시부 사이에 배치된 제4 반사방지 모듈을 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 반사 미러는,
    상기 제1 표시부에 표시되는 제1 이미지를 상기 렌즈의 출사면으로 반사하는 제1 반사 미러;
    상기 제2 표시부에 표시되는 제2 이미지를 상기 출사면으로 반사하는 제2 반사 미러;
    상기 제3 표시부에 표시되는 제3 이미지를 상기 출사면으로 반사하는 제3 반사 미러; 및
    상기 제4 표시부에 표시되는 제4 이미지를 상기 출사면으로 반사하는 제4 반사 미러를 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 반사 미러 각각은 복수의 반사 미러를 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 모듈은,
    상기 렌즈의 제1 측면 상에 배치되는 증강 현실 제공 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 반사방지 모듈은,
    상기 디스플레이 모듈과 상기 제1 측면 사이에 배치되는 증강 현실 제공 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 반사방지 모듈은,
    상기 렌즈의 제1 측면을 제외한 나머지 측면을 커버하도록 연장된 증강 현실 제공 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 모듈은,
    유기발광 표시장치를 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 모듈은,
    플렉서블 디스플레이 모듈을 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  22. 제1 및 제2 반사 미러를 포함하는 렌즈;
    상기 렌즈의 제1 측면 상에 배치되고, 영상을 표시하는 제1 디스플레이 모듈;
    상기 렌즈의 제2 측면 상에 배치되고, 영상을 표시하는 제2 디스플레이 모듈;
    상기 제2 디스플레이 모듈과 상기 렌즈 사이에 배치된 제1 반사방지 모듈; 및
    상기 제1 디스플레이 모듈과 상기 렌즈 사이에 배치된 제2 반사방지 모듈을 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 반사방지 모듈은,
    상기 제1 측면 상에 배치된 제1 선편광 필름; 및
    상기 제1 선편광 필름 상에 배치된 제1 위상차 필름을 포함하고,
    상기 제2 반사방지 모듈은,
    상기 제2 측면 상에 배치된 제2 선편광 필름; 및
    상기 제2 선편광 필름 상에 배치된 제2 위상차 필름을 포함하는 증강 현실 제공 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1 선편광 필름의 편광축과 상기 제2 선편광 필름의 편광축이 서로 수직한 증강 현실 제공 장치.
KR1020190000423A 2019-01-02 2019-01-02 증강 현실 제공 장치 KR20200084498A (ko)

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