KR20210083848A - Augmented Reality Optical Device and System Using Polarized Reflective Film - Google Patents

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KR20210083848A
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이광훈
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Abstract

Disclosed is an augmented reality optical device and system using a polarized reflective film. According to one aspect of this embodiment, an augmented reality optical device for delivering an augmented reality image to a wearer includes a light guide that reflects the light in the preset polarization direction to the eye of a wearer among the light entering an inlet. A polarized reflective film that reflects light in a preset polarization direction, and transmits light other than the light in the preset polarization direction is applied on the surface of the light guide. An object of the present invention is to provide an augmented reality optical device and system that minimize volume by using a polarized reflective film.

Description

편광 반사필름을 이용한 증강현실 광학장치 및 시스템{Augmented Reality Optical Device and System Using Polarized Reflective Film}Augmented Reality Optical Device and System Using Polarized Reflective Film

본 발명은 편광 반사필름을 이용한 증강현실 광학장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an augmented reality optical device and system using a polarizing reflective film.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute the prior art.

증강현실(Augmented Reality)이란, 실제 환경에 3차원 영상을 삽입하여 현실 세계 정보와 가상의 영상을 혼합한 것을 의미한다.Augmented reality refers to mixing real world information and virtual images by inserting a 3D image into a real environment.

현실 세계 정보에는 착용자가 필요로 하지 않는 정보도 있고, 때로는 착용자가 필요로 하는 정보가 부족할 수도 있다. 그러나 증강현실 시스템은 현실 세계와 가상 세계를 결합함으로써 실시간으로 착용자에게 현실 세계와 필요한 정보의 상호 작용이 이루어지도록 하는 것이다.Real-world information includes information that the wearer does not need, and sometimes lacks information that the wearer needs. However, the augmented reality system combines the real world and the virtual world so that the wearer can interact with the real world and necessary information in real time.

종래의 증강현실 시스템에서는 착용자의 시야 전방에 영상을 출력하는데, 별도의 조작없이 영상을 출력하기에 출력되는 영상의 주변에 위치한 모든이들에게 노출되는 문제가 존재한다. 특히, 영상을 중심으로 시청자와 반대방향에 있는 이들에게도 영상이 노출되기에, 종래의 증강현실 시스템은 시청자의 사생활 보호가 미진한 측면이 있었다. 이 때문에, 종래의 증강현실 광학 장치 대신, 착용자의 안구에 장착되어 외부로부터 현실세계의 광이 유입되는 것은 차단하고 가상현실 영상만을 착용자에 제공하는 가상현실(Virtual Reality) 기기들의 개발과 판매가 활성화되는 상황이었다.In the conventional augmented reality system, an image is output in front of the wearer's field of vision, but since the image is output without a separate manipulation, there is a problem in that the image is exposed to everyone in the vicinity of the output image. In particular, since the image is also exposed to those in the opposite direction to the viewer centering on the image, the conventional augmented reality system has insufficient protection of the viewer's privacy. For this reason, instead of the conventional augmented reality optical device, the development and sale of virtual reality devices that are mounted on the wearer's eyeball and provide only virtual reality images to the wearer while blocking the inflow of real world light from the outside are activated. situation was.

또한, 종래의 증강현실 시스템들은 착용자들에게 증강현실 영상을 제공하기 위해, 일정 부피 이상의 광학계를 사용하여 왔다. 사용되는 광학기기의 종류, 광학기기와 영상을 출력하는 구성과의 배치 및 광학기기가 착용자의 안구로 광을 반시시키기 위한 광학기기의 배치 등이 모두 고려되어야 하기에, 종래의 증강현실 시스템들은 부피가 커지는 불편함을 갖는다.In addition, conventional augmented reality systems have used an optical system of a certain volume or more in order to provide an augmented reality image to wearers. Since the type of optical device used, the arrangement of the optical device and the configuration for outputting an image, and the arrangement of the optical device for the optical device to reflect light to the eye of the wearer, etc. must all be considered, the conventional augmented reality systems are bulky. has increased discomfort.

본 발명의 일 실시예는, 편광 반사필름을 이용하여 부피를 최소화한 증강현실 광학장치 및 시스템을 제공하는 데 일 목적이 있다.An embodiment of the present invention has an object to provide an augmented reality optical device and system that minimizes the volume by using a polarizing reflective film.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 증강현실 영상의 외부로의 노출을 최소화한 증강현실 광학장치 및 시스템을 제공하는 데 일 목적이 있다.In addition, an embodiment of the present invention has an object to provide an augmented reality optical device and system that minimizes the exposure of the augmented reality image to the outside.

본 발명의 일 측면에 의하면, 착용자에 증강현실 영상을 전달하는 증강현실 광학장치에 있어서, 기 설정된 편광방향의 광은 반사시키되, 상기 기 설정된 편광방향 이외의 광은 투과시키는 편광 반사필름이 표면에 도포되어, 유입구로 유입되는 광 중 기 설정된 편광방향의 광을 상기 착용자의 안구로 반사시키는 광 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 광학장치를 제공한다.According to one aspect of the present invention, in the augmented reality optical device for delivering an augmented reality image to a wearer, a polarizing reflective film that reflects light in a preset polarization direction and transmits light other than the preset polarization direction is on the surface It provides an augmented reality optical device, characterized in that it comprises a light guide for reflecting the light in a preset polarization direction among the light flowing into the inlet to the eye of the wearer.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광 가이드는 상기 유입구가 아닌 외부로부터 입사되는 광에 대해 상기 기 설정된 편광 방향의 광은 반사시키고, 상기 기 설정된 편광 방향의 광을 제외한 나머지 편광방향의 광은 투과시키는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the light guide reflects the light in the preset polarization direction with respect to the light incident from the outside, not the inlet, and transmits the light in the other polarization direction except for the light in the preset polarization direction. characterized by doing.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광 가이드는 상기 유입구로 유입된 광이 상기 착용자의 안구로 반사될 수 있도록, 상기 편광 반사필름이 도포되지 않은 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the light guide is characterized in that it includes a region to which the polarizing reflective film is not applied so that the light introduced into the inlet can be reflected to the eye of the wearer.

본 발명의 일 측면에 의하면, 착용자에 장착되는 증강현실 광학시스템에 있어서, 기 설정된 편광방향을 가지며, 증강현실 영상에 대응되는 광을 출력하는 영상 출력부 및 기 설정된 편광방향의 광은 반사시키되, 상기 기 설정된 편광방향 이외의 광은 투과시키는 편광 반사필름이 표면에 도포되어, 유입구로 유입되는 광 중 기 설정된 편광방향의 광을 상기 착용자의 안구로 반사시키는 광 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 광학시스템을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in the augmented reality optical system mounted on the wearer, the image output unit which has a preset polarization direction and outputs light corresponding to the augmented reality image and the light in the preset polarization direction are reflected, A polarization reflective film that transmits light other than the preset polarization direction is coated on the surface, and a light guide for reflecting light in a preset polarization direction among the lights flowing into the inlet to the eye of the wearer is included. Provides a realistic optical system.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광 가이드는 상기 유입구가 아닌 외부로부터 입사되는 광에 대해 상기 기 설정된 편광 방향의 광은 반사시키고, 상기 기 설정된 편광 방향의 광을 제외한 나머지 편광방향의 광은 투과시키는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the light guide reflects the light in the preset polarization direction with respect to the light incident from the outside, not the inlet, and transmits the light in the other polarization direction except for the light in the preset polarization direction. characterized by doing.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광 가이드는 상기 유입구로 유입된 광이 상기 착용자의 안구로 반사될 수 있도록, 상기 편광 반사필름이 도포되지 않은 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the light guide is characterized in that it includes a region to which the polarizing reflective film is not applied so that the light introduced into the inlet can be reflected to the eye of the wearer.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 증강현실 영상을 착용자에게 전달하는 광학계의 부피를 최소화할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, there is an advantage that can minimize the volume of the optical system for transmitting the augmented reality image to the wearer.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 증강현실 영상의 외부로의 노출을 최소화여 착용자의 사생활을 보호할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, there is an advantage that can protect the privacy of the wearer by minimizing the exposure of the augmented reality image to the outside.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 광학 시스템의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 광학 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an embodiment of an augmented reality optical system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating the configuration of an augmented reality optical system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating the configuration of an optical system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.

제1, 제2, A, B 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. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. It should be understood that terms such as “comprise” or “have” in the present application do not preclude the possibility of addition or existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification in advance. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.In addition, each configuration, process, process or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a range that does not technically contradict each other.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 광학 시스템의 일 구현예를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 광학 시스템의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing an embodiment of an augmented reality optical system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an augmented reality optical system according to an embodiment of the present invention.

증강현실 광학 시스템(100)은 착용자에 장착되어, 착용자의 시력에 따라 온전히 현실세계의 광을 인식할 수 있도록 하면서 증강현실 영상을 제공한다. 증강현실 광학 시스템(100)은 안경형 디스플레이(EDG: Eye Glass-type Display)와 같이 착용자의 시력을 보정하여 현실세계의 광(실물체로부터 반사되는 광)을 인식할 수 있도록 하는 동시에, 착용자에 장착되어 증강현실 영상을 제공하는 형태로 구현될 수 있다. The augmented reality optical system 100 is mounted on the wearer, and provides an augmented reality image while allowing light of the real world to be fully recognized according to the wearer's eyesight. Augmented reality optical system 100 corrects the wearer's eyesight like an eye glass-type display (EDG) so that light in the real world (light reflected from an object) can be recognized, and at the same time mounted on the wearer It can be implemented in the form of providing an augmented reality image.

이때, 증강현실 광학 시스템(100)은 크기가 최소화된 광학계(후술할 220)를 포함하기에, 작은 크기를 갖는다. 이에, 증강현실 광학 시스템(100)은 착용자의 착용과 사용에 있어, 착용과 무게로 인한 불편을 최소화할 수 있다. 또한, 증강현실 광학 시스템(100)은 외부로부터 입사하는 현실세계의 광의 광 손실은 최소화하면서, 증강현실 영상은 외부로의 노출을 최소화한 채 착용자에게 출력함으로써, 증강현실 영상이 착용자 이외의 다른 이에게 노출되는 것을 최소화한다.In this case, since the augmented reality optical system 100 includes an optical system (220 to be described later) with a minimized size, it has a small size. Accordingly, the augmented reality optical system 100 may minimize discomfort due to wear and weight in the wearer's wearing and use. In addition, the augmented reality optical system 100 minimizes the light loss of the light of the real world incident from the outside, and outputs the augmented reality image to the wearer with minimal exposure to the outside, so that the augmented reality image is transmitted to others other than the wearer. Minimize exposure.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 장치(100)는 영상 출력부(210), 광학계(220), 제어부(230) 및 전원부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the augmented reality apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an image output unit 210 , an optical system 220 , a control unit 230 , and a power supply unit 240 .

영상 출력부(210)는 착용자(110)에게 제공할 증강현실 영상을 출력한다. 영상 출력부(210)는 증강현실 영상을 외부(미도시)의 구성으로부터 유선 또는 무선 통신으로 수신할 수 있으며, 수신한 영상을 광학계(220)로 출력한다. 영상 출력부(210)는 증강현실 영상을 출력함에 있어, 기 설정된 편광방향 만을 갖도록 출력한다. 영상 출력부(210)는 기 설정된 편광방향을 갖는 증강현실 영상을 출력함으로써, 광학계(220)를 따라 증강현실 영상이 착용자의 안구로 입사될 수 있도록 한다.The image output unit 210 outputs an augmented reality image to be provided to the wearer 110 . The image output unit 210 may receive the augmented reality image from an external (not shown) configuration through wired or wireless communication, and outputs the received image to the optical system 220 . The image output unit 210 outputs the augmented reality image to have only a preset polarization direction. The image output unit 210 outputs an augmented reality image having a preset polarization direction so that the augmented reality image can be incident on the wearer's eye along the optical system 220 .

광학계(220)는 내부로 유입된 기 설정된 편광방향의 광은 반사시켜 착용자의 안구로 가이딩하고, 나머지 편광방향의 광은 투과시키는 광 가이드(후술할 330)를 포함한다. 광 가이드는 표면에 기 설정된 편광방향의 광만을 반사시키는 편광 반사필름(후술할 340)이 도포된다. 따라서, 광학계(2220)는 증강현실 장치(100) 외부에서 입사되는 현실세계의 광(실 물체에서 반사되는 광)은 통과시키되, 광 가이드로 입사되는 증강현실 영상은 착용자의 안구 방향으로 가이딩하여 착용자가 현실세계의 광과 증강현실 영상을 모두 인지할 수 있도록 한다. 이처럼, 광학계(220)는 편광방향으로 입사되는 광의 반사 또는 투과여부를 결정함으로써, 착용자(110)에게는 증강현실 영상과 현실세계의 광은 모두 제공하면서도, 광 가이드 내부로 입사된 증강현실 영상이 외부로 노출되는 것을 최소화할 수 있다. 광학계(220)에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.The optical system 220 includes a light guide (330 to be described later) that reflects light in a preset polarization direction introduced therein and guides it to the wearer's eye, and transmits the remaining light in the polarization direction. The light guide is coated with a polarizing reflective film (340 to be described later) that reflects only light in a preset polarization direction on the surface. Therefore, the optical system 2220 passes the real-world light (light reflected from the real object) incident from the outside of the augmented reality device 100, and guides the augmented reality image incident to the light guide in the direction of the wearer's eyeball. It enables the wearer to perceive both real world light and augmented reality images. As such, the optical system 220 determines whether the light incident in the polarization direction is reflected or transmitted, thereby providing both the augmented reality image and the real world light to the wearer 110, while the augmented reality image incident into the light guide is not transmitted to the outside. exposure can be minimized. The optical system 220 will be described later with reference to FIG. 3 .

제어부(230)는 영상 출력부(210) 및 전원부(240)의 동작을 제어한다. The controller 230 controls the operation of the image output unit 210 and the power supply unit 240 .

전원부(240)는 증강현실 장치(100) 내 각 구성에 각 구성이 동작할 수 있도록 하는 전원을 공급한다.The power supply unit 240 supplies power to each component in the augmented reality device 100 so that each component can operate.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계의 구성을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating the configuration of an optical system according to an embodiment of the present invention.

영상 출력부(210)에서는 증강현실 영상에 대응되는 광을 광가이드(330)의 유입구(335)로 출력한다. 이때, 영상 출력부(210)는 자체적으로 기 설정된 편광방향의 광(예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같이 상·하방향)을 출력할 수도 있고, 비편광된 광을 기 설정된 편광방향으로 변환하는 편광판(310)으로 조사할 수도 있다. 편광판(310)은 영상 출력부(210)가 광을 출력하는 방향으로의 전방에 배치되어, 영상 출력부(210)가 출력하는 비편광된 광을 기 설정된 편광방향으로 변환한다. 영상 출력부(210)는 (편광판(310)을 거쳐) 기 설정된 편광방향의 광을 광가이드(330)의 유입구(335)로 출력한다.The image output unit 210 outputs the light corresponding to the augmented reality image to the inlet 335 of the light guide 330 . In this case, the image output unit 210 may output light in a preset polarization direction (for example, up and down directions as shown in FIG. 3 ) by itself, and convert the unpolarized light in a preset polarization direction. It can also be irradiated with a polarizing plate 310 that converts. The polarizing plate 310 is disposed in front in the direction in which the image output unit 210 outputs light, and converts the unpolarized light output from the image output unit 210 into a preset polarization direction. The image output unit 210 outputs light in a preset polarization direction (via the polarizing plate 310 ) to the inlet 335 of the light guide 330 .

광학계(220)는 렌즈(320) 및 광가이드(330)를 포함한다.The optical system 220 includes a lens 320 and a light guide 330 .

렌즈(320)는 영상 출력부(210)로부터 출력된 광이 광가이드(330)의 유입구(335)를 벗어나지 않고 충분한 양이 입사될 수 있도록 한다. 렌즈(320)는 영상 출력부(210)와 광 가이드(330)의 유입구(335) 사이에 배치되어, 영상 출력부(210)로부터 출력되는 광을 광 가이드(330)의 유입구(335)로 포커싱한다. 렌즈(320)에 의해, 광 가이드(330)의 유입구(335)로 입사되지 못하는 광이 최소화된다. The lens 320 allows the light output from the image output unit 210 to be incident in a sufficient amount without departing from the inlet 335 of the light guide 330 . The lens 320 is disposed between the image output unit 210 and the inlet 335 of the light guide 330 to focus the light output from the image output unit 210 to the inlet 335 of the light guide 330 . do. By the lens 320 , the light that is not incident to the inlet 335 of the light guide 330 is minimized.

광가이드(330)의 유입구(335)로 입사된 광은 광 가이드(330)를 따라 진행한다. 이때, 광 가이드(330)의 표면에는 편광 반사필름(340)이 도포된다. 편광 반사필름(340)은 기 설정된 편광방향의 광은 반사시키되, 나머지 편광방향의 광은 투과시키는 특성을 가진 필름으로서, 예를 들어, WGP(Wire Grid Polarizer) 등이 있다. 이와 같은, 편광 반사필름(340)이 광 가이드(330)의 표면에 도포된다. 편광 반사필름(340)이 표면에 도포됨으로써, 광 가이드(330)의 유입구(335)로 입사된 (증강현실 영상에 대응되는) 광은 편광 반사필름(340)에 의해 반사되며 광 가이드(330)를 따라 진행한다.The light incident to the inlet 335 of the light guide 330 travels along the light guide 330 . In this case, a polarization reflective film 340 is applied to the surface of the light guide 330 . The polarization reflective film 340 reflects light in a preset polarization direction and transmits light in the other polarization direction, for example, a Wire Grid Polarizer (WGP). Such a polarization reflective film 340 is applied to the surface of the light guide 330 . As the polarizing reflective film 340 is applied to the surface, the light incident to the inlet 335 of the light guide 330 (corresponding to the augmented reality image) is reflected by the polarizing reflective film 340 and the light guide 330 . proceed according to

광 가이드(330)는 착용자의 안구(360)로 가이딩된 광을 출력할 유출구(350)를 포함하며, 유출구로 가이딩된 광들이 반사될 수 있도록 하는 반사부(345)를 포함한다. The light guide 330 includes an outlet 350 for outputting the light guided to the eyeball 360 of the wearer, and includes a reflector 345 for reflecting the light guided to the outlet.

반사부(345)는 유출구(350)와 착용자의 안구(360)가 형성하는 축 상에 형성되어, 착용자의 안구(360) 방향으로 기울어진 구조이다. 반사부(345)의 표면에도 마찬가지로 편광 반사필름(340)이 도포됨으로써, 광들이 광가이드(330)를 따라 반사부(345)로 가이딩되고, 반사부(3450)에서 유출구(350)를 거쳐 착용자의 안구(360)로 반사된다. The reflector 345 is formed on an axis formed by the outlet 350 and the eyeball 360 of the wearer, and has a structure inclined in the direction of the eyeball 360 of the wearer. Similarly, the polarizing reflective film 340 is applied to the surface of the reflective part 345 , so that light is guided to the reflective part 345 along the light guide 330 , and from the reflective part 3450 through the outlet 350 . It is reflected to the wearer's eye 360 .

유출구(350)는 광가이드(330)로 유입된 광이 착용자의 안구(360)로 출력될 수 있도록 하는 구성으로서, 유출구(350)가 형성될 광가이드(330)의 표면에는 편광 반사필름(340)이 도포되지 않는다. 유출구(350)의 부분에 편광 반사필름(340)이 도포되지 않기 때문에, 광가이드(330)로 가이딩되어 반사부(345)에서 반사되는 광들이 유출구(350)를 거쳐 착용자의 안구(360)로 입사하게 된다. 전술한 대로, 반사부(345)는 유출구(350)와 착용자의 안구(360)가 형성하는 축 상에 형성되기에, 반사부(345)에서 반사되는 광들이 유출구(350)를 거치며 온전히 안구(360)로 입사할 수 있다. The outlet 350 is configured to allow the light introduced into the light guide 330 to be output to the wearer's eye 360 , and a polarizing reflective film 340 is formed on the surface of the light guide 330 where the outlet 350 is to be formed. ) is not applied. Since the polarization reflective film 340 is not applied to the portion of the outlet 350 , the light reflected from the reflector 345 guided by the light guide 330 passes through the outlet 350 to the wearer's eye 360 . will be hired as As described above, the reflector 345 is formed on the axis formed by the outlet 350 and the wearer's eyeball 360, so that the light reflected from the reflector 345 passes through the outlet 350 and completely passes through the eye ( 360) can be entered.

유출구(350)는 핀홀 형태로 아주 작게 형성될 수 있다. 유출구(350)가 핀홀 형태로 형성될 경우, 착용자는 자신의 시력과 무관하게 증강현실 영상을 온전히 시청할 수 있다. The outlet 350 may be formed very small in the form of a pinhole. When the outlet 350 is formed in the form of a pinhole, the wearer can fully view the augmented reality image regardless of his or her eyesight.

한편, 광가이드(330) 외부에서 사용자의 안구(360)로 입사되는 현실세계의 광은 표면에 편광 반사필름(340)이 도포된 광가이드(330)를 거치게 된다. 전술한 대로, 편광 반사필름(340)은 기 설정된 편광방향의 광만이 반사된다. 광가이드(330)의 외부에서 광가이드(330)로 입사하는 현실세계의 광은 외부에서 별도의 조작이 없는 한 특정 편광방향이 아닌 비편광 방향을 갖는다. 이와 같은 비편광 방향의 광이 광가이드(330)로 입사할 때, 편광 반사필름(340)을 거치며 기 설정된 편광방향의 광은 반사되고, 나머지 편광방향의 광들만이 편광 반사필름(340)을 투과한다. 이에, 광가이드(330) 외부에서 입사되는 현실세계의 광은 기 설정된 편광방향의 광 성분만이 편광 반사필름(340)에 의해 반사될 뿐, 나머지 성분은 모두 편광 반사필름(340)을 통과하여 광가이드(330)를 거치며 사용자 안구(360)로 입사되기에, 현실세계의 광의 광 손실은 최소화된다. 또한, 현실세계의 광에서 기 설정된 편광방향의 광 성분은 편광 반사필름(340)에 의해 제거되기 때문에, 현실세계의 광이 기 설정된 편광방향을 갖는 증강현실 영상과 간섭을 유발할 우려도 존재하지 않는다.On the other hand, real-world light incident from the outside of the light guide 330 to the user's eye 360 passes through the light guide 330 having a polarizing reflective film 340 coated on its surface. As described above, only light in a preset polarization direction is reflected in the polarization reflecting film 340 . Real-world light incident from the outside of the light guide 330 to the light guide 330 has a non-polarization direction, not a specific polarization direction, unless there is a separate operation from the outside. When the light in the non-polarization direction is incident on the light guide 330 , the light in the preset polarization direction is reflected through the polarization reflective film 340 , and only the light in the remaining polarization direction passes through the polarization reflective film 340 permeate Accordingly, in the real world light incident from the outside of the light guide 330 , only the light component in the preset polarization direction is reflected by the polarization reflective film 340 , and all the remaining components pass through the polarization reflective film 340 . Since the light is incident on the user's eye 360 through the light guide 330 , the light loss of light in the real world is minimized. In addition, since the light component of the preset polarization direction in the real world light is removed by the polarization reflective film 340, there is no concern that the real world light may interfere with the augmented reality image having the preset polarization direction. .

광가이드(330)는 렌즈의 형상과 같이, 전체적인 형상이 굴곡진 형상(미도시)을 가질 수 있으며, 광가이드(330) 내 매질이 렌즈파워를 갖도록 하는 매질로 구현될 수 있다. 착용자는 정상시를 가진 자일 수 있으나, 근시 또는 원시와 같이 정상시를 갖지 못한 자 일 수도 있다. 이처럼, 정상시를 갖지 못한 착용자도 별도로 시력을 보정하기 위한 광학기구(예를 들어, 안경)의 착용없이 증강현실 광학 시스템을 장착할 수 있도록, 광가이드(330)는 렌즈의 형상을 가지며, 렌즈파워를 갖도록 하는 매질로 구현될 수 있다. 광가이드(330)의 형상과 매질은 착용자의 시력에 따라 달라질 수 있다.The light guide 330 may have a curved shape (not shown), such as the shape of a lens, and may be implemented as a medium that allows the medium in the light guide 330 to have lens power. The wearer may be a person with normal vision, but may also be a person who does not have normal vision such as nearsightedness or farsightedness. In this way, the optical guide 330 has the shape of a lens so that even a wearer who does not have normal vision can mount the augmented reality optical system without wearing an optical device (eg, glasses) for separately correcting vision. It can be implemented as a medium to have power. The shape and medium of the light guide 330 may vary depending on the eyesight of the wearer.

광학계(220)는 표면에 편광 반시필름이 도포된 광가이드(220) 만을 포함하면 된다. 또한, 광가이드(220)의 유입구(335)로 광을 출력하기만 하면 되어, 영상 출력부(210)와 광가이드(220)와의 배치관계에서 광가이드(220)와 일정 거리 이상을 확보해야 하는 등 별도의 제약이 발생하지도 않는다. 따라서, 광학계(220)의 크기 및 증강현실 광학 시스템(100) 전체의 크기는 아주 작아질 수 있다.The optical system 220 only needs to include the light guide 220 coated with a polarizing anti-reflective film on the surface. In addition, it is only necessary to output light through the inlet 335 of the light guide 220 , and in the arrangement relationship between the image output unit 210 and the light guide 220 , it is necessary to secure a certain distance or more from the light guide 220 . There are no separate restrictions. Accordingly, the size of the optical system 220 and the overall size of the augmented reality optical system 100 may be very small.

또한, 영상 출력부(210)에서 출력된 증강현실 영상은 광가이드(220)를 따라 반사되어 오로지 착용자의 안구로 입사되기에, 증강현실 영상의 외부로의 노출을 최소화할 수 있어 착용자의 사생활을 온전히 보호할 수 있다. In addition, since the augmented reality image output from the image output unit 210 is reflected along the light guide 220 and is only incident on the wearer's eye, exposure of the augmented reality image to the outside can be minimized, thereby protecting the wearer's privacy. can be fully protected.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of this embodiment, and various modifications and variations will be possible by those skilled in the art to which this embodiment belongs without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are intended to explain rather than limit the technical spirit of the present embodiment, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

100: 증강현실 광학 시스템
210: 영상 출력부
220: 광학계
230: 제어부
240: 전원부
310: 편광판
320: 렌즈
330: 광가이드
335: 유입구
340: 편광 반사필름
345: 반사부
350: 유출구
360: 사용자의 안구100: augmented reality optical system
210: video output unit
220: optical system
230: control unit
240: power unit
310: polarizer
320: lens
330: light guide
335: inlet
340: polarizing reflective film
345: reflector
350: outlet
360: user's eye

Claims (6)

착용자에 증강현실 영상을 전달하는 증강현실 광학장치에 있어서,
기 설정된 편광방향의 광은 반사시키되, 상기 기 설정된 편광방향 이외의 광은 투과시키는 편광 반사필름이 표면에 도포되어, 유입구로 유입되는 광 중 기 설정된 편광방향의 광을 상기 착용자의 안구로 반사시키는 광 가이드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 광학장치. In an augmented reality optical device that delivers an augmented reality image to a wearer,
A polarization reflective film that reflects light in a preset polarization direction and transmits light other than the preset polarization direction is coated on the surface, and reflects light in a preset polarization direction among the light entering the inlet to the eye of the wearer light guide
Augmented reality optical device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 광 가이드는,
상기 유입구가 아닌 외부로부터 입사되는 광에 대해 상기 기 설정된 편광 방향의 광은 반사시키고, 상기 기 설정된 편광 방향의 광을 제외한 나머지 편광방향의 광은 투과시키는 것을 특징으로 하는 증강현실 광학장치.According to claim 1,
The light guide is
Augmented reality optical device, characterized in that for light incident from the outside, not the inlet, the light in the preset polarization direction is reflected, and light in the other polarization directions except for the light in the preset polarization direction is transmitted. 제1항에 있어서,
상기 광 가이드는,
상기 유입구로 유입된 광이 상기 착용자의 안구로 반사될 수 있도록, 상기 편광 반사필름이 도포되지 않은 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 광학장치.According to claim 1,
The light guide is
Augmented reality optical device, characterized in that it includes a region to which the polarizing reflective film is not applied so that the light introduced into the inlet can be reflected to the eye of the wearer. 착용자에 장착되는 증강현실 광학시스템에 있어서,
기 설정된 편광방향을 가지며, 증강현실 영상에 대응되는 광을 출력하는 영상 출력부; 및
기 설정된 편광방향의 광은 반사시키되, 상기 기 설정된 편광방향 이외의 광은 투과시키는 편광 반사필름이 표면에 도포되어, 유입구로 유입되는 광 중 기 설정된 편광방향의 광을 상기 착용자의 안구로 반사시키는 광 가이드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 광학시스템.In the augmented reality optical system mounted on the wearer,
an image output unit having a preset polarization direction and outputting light corresponding to an augmented reality image; and
A polarization reflective film that reflects light in a preset polarization direction and transmits light other than the preset polarization direction is coated on the surface, and reflects light in a preset polarization direction among the light entering the inlet to the eye of the wearer light guide
Augmented reality optical system comprising a. 제4항에 있어서,
상기 광 가이드는,
상기 유입구가 아닌 외부로부터 입사되는 광에 대해 상기 기 설정된 편광 방향의 광은 반사시키고, 상기 기 설정된 편광 방향의 광을 제외한 나머지 편광방향의 광은 투과시키는 것을 특징으로 하는 증강현실 광학시스템.5. The method of claim 4,
The light guide is
Augmented reality optical system, characterized in that the light in the preset polarization direction is reflected with respect to the light incident from the outside, not the inlet, and the light in the other polarization directions except for the light in the preset polarization direction is transmitted. 제4항에 있어서,
상기 광 가이드는,
상기 유입구로 유입된 광이 상기 착용자의 안구로 반사될 수 있도록, 상기 편광 반사필름이 도포되지 않은 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 광학 시스템.5. The method of claim 4,
The light guide is
Augmented reality optical system, characterized in that it includes a region to which the polarizing reflective film is not applied so that the light introduced into the inlet can be reflected to the eye of the wearer.
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