KR20210095766A - 표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치 - Google Patents

표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치 Download PDF

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KR20210095766A
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조성목
김용해
이현구
전상훈
최경희
황치선
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 디스플레이 블록들을 포함하는 디스플레이 패널, 및 상기 디스플레이 블록들과 일대일로 대응되는 핀홀 구조체들을 포함하는 광학계 어레이를 포함하되, 상기 핀홀 구조체들은 각각 핀홀 및 상기 핀홀을 둘러싸는 차폐 영역을 포함하고, 상기 디스플레이 블록들은 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하며 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제2 방향으로 서로 이격되는 표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치를 제공한다.

Description

표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치{DISPLAY DEVICE AND AUGMENTED REALITY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 블록들을 포함하는 표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치에 관한 것이다.
증강 현실은 사용자가 보는 현실 세계에 가상 객체를 합쳐서 제공하는 기술을 의미한다. 최근에는, 교육, 게임, 광고, 스포츠, 또는 관광 등 다양한 분야에 걸쳐 증강 현실 기반의 다양한 콘텐츠가 제공되고 있다. 증강 현실을 구현하기 위하여, 가상 객체가 겹쳐질 현실 세계의 위치 또는 대상이 특정될 수 있다.
한편, 현실 세계와 가상 객체를 동시에 볼 수 있는 씨스루(see-through) 구조의 표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 간단한 구조 및 높은 효율을 갖는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 씨스루(see-through) 구조를 갖는 증강 현실 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 디스플레이 블록들을 포함하는 디스플레이 패널, 및 상기 디스플레이 블록들과 일대일로 대응되는 핀홀 구조체들을 포함하는 광학계 어레이를 포함하되, 상기 핀홀 구조체들은 각각 핀홀 및 상기 핀홀을 둘러싸는 차폐 영역을 포함하고, 상기 디스플레이 블록들은 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하며 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제2 방향으로 서로 이격될 수 있다.
상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 서로 이격될 수 있다.
상기 디스플레이 패널과 상기 광학계 어레이 사이의 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 스페이서의 상기 제3 방향으로의 두께는 0.1mm 내지 10mm일 수 있다.
상기 핀홀 구조체들 각각은 상기 디스플레이 블록들 중 어느 하나의 적어도 일부분과 상기 제3 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 차폐 영역의 폭은 상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이가 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 거리에 비례할 수 있다.
상기 디스플레이 블록들의 해상도는 상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이가 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 거리에 반비례할 수 있다.
상기 디스플레이 블록들은 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 블록들은 상기 제1 방향으로 가면서 일렬로 배열되고, 상기 제2 방향으로 가면서 지그재그 형태로 배열될 수 있다.
상기 디스플레이 블록들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 가면서 일렬로 배열될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치는 사용자의 눈에 대응되는 위치에 제공되는 렌즈들, 상기 렌즈들을 둘러싸는 렌즈 테두리들, 상기 렌즈 테두리들 각각의 단부에 연결되는 템플들을 포함하되, 상기 렌즈들 각각은 디스플레이 블록들을 포함하는 디스플레이 패널, 및 상기 디스플레이 블록들과 일대일로 대응되는 핀홀 구조체들을 포함하는 광학계 어레이를 포함하되, 상기 핀홀 구조체들은 각각 핀홀 및 상기 핀홀을 둘러싸는 차폐 영역을 포함하고, 상기 디스플레이 블록들은 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하며 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제2 방향으로 서로 이격될 수 있다.
상기 디스플레이 블록들은 투명한 물질을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 서로 이격되고, 상기 디스플레이 패널과 상기 광학계 어레이 사이의 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 스페이서는 투명한 물질을 포함할 수 있다.
상기 스페이서의 상기 제3 방향으로의 두께는 0.1mm 내지 10mm일 수 있다.
상기 차폐 영역의 폭은 상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이가 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 거리에 비례할 수 있다.
상기 디스플레이 블록들의 해상도는 상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이가 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 거리에 반비례할 수 있다.
상기 디스플레이 블록들은 상기 제1 방향으로 가면서 일렬로 배열되고, 상기 제2 방향으로 가면서 지그재그 형태로 배열될 수 있다.
상기 디스플레이 블록들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 가면서 일렬로 배열될 수 있다.
상기 차폐 영역은 상기 디스플레이 블록들에서 나오는 영상들이 상기 핀홀을 통하지 않고 상기 사용자의 눈에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 간단한 구조를 통해 높은 효율로 영상을 사용자의 눈에 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치는 서로 이격된 디스플레이 블록들 사이의 빈 공간을 통해 주변 상황을 볼 수 있어 씨스루(see-through) 구조를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 개념도들로, 도 1에 따른 증강 현실 장치의 A 부분에 대응된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도로, 도 2를 X 방향으로 바라본 단면에 대응된다.
도 4는 도 3의 일부분을 확대한 확대도로, 도 3의 B 부분에 대응된다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함한다(comprises)’ 및/또는 ‘포함하는(comprising)’은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 어떤 층이 다른 층 '상(上)에' 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 상면에 직접 형성되거나 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 영역, 층 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 층이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 층을 다른 영역 또는 층과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에서 제1 부분으로 언급된 부분이 다른 실시예에서는 제2 부분으로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치(1)는 두 개의 렌즈들(GL)을 포함하는 일반적인 안경과 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. 두 개의 렌즈들(GL)은 사용자의 눈에 대응되는 위치에 제공될 수 있다. 두 개의 렌즈들(GL)은 사용자의 눈으로부터 수 cm 이내에 위치할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치(1)는 렌즈들(GL)을 각각 둘러싸는 렌즈 테두리들(GR), 렌즈 테두리들(GR)을 연결하는 브릿지(GB) 및 렌즈 테두리들(GR) 각각의 단부에 연결되는 템플들(GT, temples)을 더 포함할 수 있다. 템플들(GT)은 도시된 형태에 제한되지 않고, 렌즈들(GL)을 사용자의 귀 또는 머리에 고정시킬 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 도시되지 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치(1)는 구동부(또는 제어부) 등을 포함할 수 있다. 구동부는 렌즈 테두리들(GR), 브릿지(GB) 및 템플들(GT) 중 어느 하나의 내부에 제공될 수 있다. 또는, 구동부는 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치(1)의 외부에 제공되고, 렌즈 테두리들(GR), 브릿지(GB) 및 템플들(GT) 중 어느 하나를 통해 렌즈들(GL)과 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치(1)는 조사 광학계(projection optics), 반투과 거울 또는 회절 광학계 등 복잡하고 무거운 부품들을 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실 장치(1)는 부피가 작고, 무게가 가벼워서 착용감이 좋으며, 긴 광학 경로로 인한 영상 효율 저하를 방지할 수 있다. 또한, 영상 효율이 증대되어 주간 시인성이 향상될 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 증강 현실 장치(1)는 안경 형태 외에도 다양한 HMD(head-mounted display) 구조를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 개념도로, 도 1에 따른 증강 현실 장치의 A 부분에 대응된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 디스플레이 패널(10) 및 광학계 어레이(20)를 포함하는 렌즈(GL)를 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이 패널(10) 및 광학계 어레이(20)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 연장되는 평판 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)은 디스플레이 패널(10)의 상면 및 광학계 어레이(20)의 상면과 평행할 수 있다. 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)과 교차하는 방향일 수 있다. 일 예로, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)은 서로 수직할 수 있다. 디스플레이 패널(10) 및 광학계 어레이(20)는 제3 방향(Z)으로 서로 중첩될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(10) 및 광학계 어레이(20)는 제3 방향(Z)으로 서로 이격될 수 있다. 일 예로, 제3 방향(Z)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 나란한 평면과 수직한 방향일 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 복수 개의 디스플레이 블록들(DB)을 포함할 수 있다. 디스플레이 블록들(DB)은 서로 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 일 예로, 디스플레이 블록들(DB)은 제1 방향(X)으로 가면서 일렬로 배열(arranged in a row)될 수 있고, 제2 방향(Y)으로 가면서 지그재그 형태로 배열(arranged in a zigzag shape)될 수 있다. 디스플레이 블록들(DB)이 서로 이격된 블록 형태로 제공됨으로 인하여, 외부의 빛이 디스플레이 블록들(DB) 사이의 공간으로 통과할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표시 장치는 주변 상황과 영상을 동시에 볼 수 있는 씨스루(see-through) 구조를 가질 수 있고, 가상 현실(virtual reality, VR) 장치뿐만 아니라, 증강 현실(augmented reality, AR) 장치에 이용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 블록들(DB) 각각의 제3 방향(Z)과 수직한 단면은 정사각형 또는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 디스플레이 블록들(DB) 각각의 제3 방향(Z)과 수직한 단면은 도시된 바와 달리 원형, 타원형, 다각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 디스플레이 블록들(DB)은, 바람직하게는, 투명한 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 디스플레이 블록들(DB)은 투명한 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 디스플레이 블록들(DB)은 마이크로 발광 다이오드(micro LED) 등 투명하지 않은 디스플레이를 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 디스플레이 패널(10)은 디스플레이 블록들(DB) 사이의 공간에 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 도시되지 않았으나, 디스플레이 블록들(DB)은 적어도 하나 이상의 구동부와 전기적으로 연결될 수 있다.
광학계 어레이(20)는 복수 개의 핀홀 구조체들(PHS)을 포함할 수 있다. 핀홀 구조체들(PHS)은 각각 중심부의 핀홀(PH) 및 핀홀(PH)을 둘러싸는 차폐 영역(SA)을 가질 수 있다. 예를 들어, 핀홀(PH)은 정사각형 또는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 핀홀(PH)은 도시된 바와 달리 원형, 타원형, 다각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 핀홀 구조체들(PHS)은 서로 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 일 예로, 핀홀 구조체들(PHS)은 제2 방향(Y)으로 가면서 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 핀홀 구조체들(PHS)이 서로 이격됨으로 인하여, 외부의 빛이 핀홀 구조체들(PHS) 사이의 공간으로 통과할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표시 장치는 주변 상황과 영상을 동시에 볼 수 있는 씨스루(see-through) 구조를 가질 수 있고, 가상 현실(VR) 장치뿐만 아니라, 증강 현실(AR) 장치에 이용될 수 있다. 또한, 핀홀 구조체들(PHS)은 각각 디스플레이 블록들(DB) 중 어느 하나와 대응될 수 있다. 보다 구체적으로, 핀홀 구조체들(PHS)은 각각 디스플레이 블록들(DB) 중 어느 하나의 적어도 일부분과 제3 방향(Z)으로 중첩될 수 있다. 다시 말해, 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS) 각각의 핀홀(PH)은 서로 일대일 대응 관계를 가질 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 블록들(DB)에서 나오는 영상들이 각각 대응되는 핀홀(PH)을 통과할 수 있다. 이때, 차폐 영역(SA)은 디스플레이 블록들(DB)에서 나오는 영상들이 핀홀(PH) 밖의 영역을 통해 사용자의 눈에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 디스플레이 블록들(DB)에서 나오는 영상들이 핀홀(PH)을 통해 사용자의 눈에 전달됨으로 인하여, 사용자는 영상의 위치와 관계없이 항상 초점이 맞고(in-focus), 높은 심도를 갖는 영상을 관찰할 수 있다. 일 예로, 영상면이 사용자의 눈으로부터 수 cm 이내의 거리에 있더라도 사용자는 항상 초점이 맞는 영상을 관찰할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도로, 도 2를 X 방향으로 바라본 단면에 대응된다. 도 4는 도 3의 일부분을 확대한 확대도로, 도 3의 B 부분에 대응된다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 표시 장치가 영상을 사용자의 눈에 전달하는 과정에 대하여 자세히 설명한다. 설명의 편의를 위하여 디스플레이 블록들(DB) 및 핀홀 구조체들(PHS)은 4개씩만 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐 본 발명에 따른 표시 장치는 이에 제한되지 않으며 보다 많은 디스플레이 블록들(DB) 및 핀홀 구조체들(PHS)을 포함할 수 있다.
디스플레이 블록들(DB)에서 나오는 영상들은 핀홀 구조체들(PHS) 각각의 핀홀(PH)을 통해 사용자의 각막(CR)으로 전달될 수 있다. 또한, 디스플레이 블록들(DB)에서 나오는 영상들은 사용자의 각막(CR)에서 굴절되어 사용자의 망막(RT)에 도달할 수 있다. 사용자는 디스플레이 블록들(DB)에서 나오는 영상들이 연속적인 가상 영상면(VP)으로부터 나오는 것으로 인식할 수 있다. 보다 구체적으로, 사용자는 제1 내지 제4 영상들(I1-I4)을 포함하는 가상 영상(VI)이 가상 영상면(VP)으로부터 나오는 것으로 인식할 수 있다. 제1 내지 제4 영상들(I1-I4)은 디스플레이 블록들(DB) 각각에서 사용자의 눈을 향해 나오는 영상들일 수 있다. 사용자의 관점에서, 핀홀(PH)을 통해 보이는 부분에 디스플레이 블록들(DB)이 위치할 수 있다. 사용자의 망막(RT)에 도달한 영상들(FI)의 적어도 일부는 서로 중첩될 수 있다. 사용자의 망막(RT)에 도달한 영상들(FI)이 중첩되지 않을 경우 디스플레이 블록들(DB) 각각의 가장자리에서 나오는 영상이 디스플레이 블록들(DB) 각각의 중심부에서 나오는 영상보다 어둡게 보일 수 있으므로, 사용자의 망막(RT)에 도달한 영상들(FI)이 충분히 중첩될 필요가 있다.
핀홀 구조체들(PHS) 각각의 차폐 영역(SA)은 디스플레이 블록들(DB)에서 나오는 영상들이 핀홀(PH)을 통하지 않고 사용자의 각막(CR)에 전달되지 않도록 최소한의 길이로 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 핀홀(PH)과 제2 방향(Y)으로 중첩되는 차폐 영역(SA)의 제2 방향(Y)으로의 길이(ds)는 아래와 같은 [수학식 1]을 만족시킬 수 있다. 일 예로, 핀홀(PH)을 둘러싸는 차폐 영역(SA)의 폭은 일정할 수 있다. 이때, 핀홀(PH)과 제2 방향(Y)으로 중첩되는 차폐 영역(SA)의 제2 방향(Y)으로의 길이(ds)는 차폐 영역(SA)의 폭으로 정의될 수 있다.
Figure pat00001
이때, d0는 사용자의 각막(CR)의 제2 방향(Y)으로의 최대 길이, d1은 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리, d2는 핀홀 구조체들(PHS)과 사용자의 각막(CR)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리이다. 이때, 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d1)는 핀홀 구조체들(PHS)과 사용자의 각막(CR)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d2)에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작을 수 있다. 이에 따라, [수학식 1]과 같은 근사가 가능할 수 있다. 즉, 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d1)와 핀홀(PH)과 제2 방향(Y)으로 중첩되는 차폐 영역(SA)의 제2 방향(Y)으로의 길이(ds)는 근사적으로 비례할 수 있다. 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d1)가 작을수록 핀홀(PH)과 제2 방향(Y)으로 중첩되는 차폐 영역(SA)의 제2 방향(Y)으로의 길이(ds)가 작아질 수 있다. 핀홀(PH)과 제2 방향(Y)으로 중첩되는 차폐 영역(SA)의 제2 방향(Y)으로의 길이(ds)가 작아질수록 차폐 영역(SA)에 의해 영상이 가려지는 면적이 줄어들 수 있다.
또한, 디스플레이 블록들(DB) 각각의 제2 방향(Y)으로의 길이(db)는 아래와 같은 [수학식 2]를 만족시킬 수 있다.
Figure pat00002
이때, m은 핀홀 구조체들(PHS)로부터 디스플레이 블록들(DB)에서 나오는 제1 내지 제4 영상들(I1-I4)이 포커싱되는 위치들을 연결한 면까지 제3 방향(Z)으로의 거리이고, dh는 핀홀(PH)의 제2 방향(Y)으로의 폭이다.
즉, [수학식 1] 및 [수학식 2]를 만족시키도록 차폐 영역(SA)의 제2 방향(Y)으로의 길이(ds) 및 디스플레이 블록들(DB) 각각의 제2 방향(Y)으로의 길이(db)를 설계할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 디스플레이 블록들(DB) 및 핀홀 구조체들(PHS) 사이의 스페이서(SP)를 더 포함할 수 있다. 스페이서(SP)는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 스페이서(SP)의 제3 방향(Z)으로의 두께는 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d1)와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d1)는 약 0.01mm 내지 20mm일 수 있다. 바람직하게는, 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d1)는 약 0.1mm 내지 10mm일 수 있다. 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d1)가 작을수록 디스플레이 블록들(DB)의 해상도가 높아질 수 있다. 즉, 디스플레이 블록들(DB)의 해상도는 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS)의 제3 방향(Z)으로의 이격 거리(d1)에 반비례할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 개념도로, 도 1에 따른 증강 현실 장치의 A 부분에 대응된다. 도 2 및 도 5에서 동일한 참조 부호로 지칭되는 구성들은 실질적으로 동일한 물질을 포함하며, 실질적으로 동일한 역할을 수행할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 2를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일한 사항에 대해서 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 서로 인접한 디스플레이 블록들(DB) 및 서로 인접한 핀홀 구조체들(PHS)은 서로 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 중첩될 수 있다. 도 2의 배열 방식과 달리, 디스플레이 블록들(DB) 및 핀홀 구조체들(PHS)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 가면서 일렬로 배열될 수 있다. 다만, 도 2 및 도 5의 배열 방식은 예시적인 것일 뿐 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 디스플레이 블록들(DB)과 핀홀 구조체들(PHS) 각각의 핀홀(PH)이 서로 일대일 대응 관계를 갖는 다양한 배열 방식이 이용될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 증강 현실 장치
GL: 렌즈
10: 디스플레이 패널
20: 광학계 어레이
DB: 디스플레이 블록
PHS: 핀홀 구조체
PH: 핀홀
SA: 차폐 영역
SP: 스페이서
CR: 각막
RT: 망막

Claims (20)

  1. 디스플레이 블록들을 포함하는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 블록들과 일대일로 대응되는 핀홀 구조체들을 포함하는 광학계 어레이를 포함하되,
    상기 핀홀 구조체들은 각각 핀홀 및 상기 핀홀을 둘러싸는 차폐 영역을 포함하고,
    상기 디스플레이 블록들은 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하며 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제2 방향으로 서로 이격되는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 서로 이격되는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널과 상기 광학계 어레이 사이의 스페이서를 더 포함하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스페이서의 상기 제3 방향으로의 두께는 0.1mm 내지 10mm인 표시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 핀홀 구조체들 각각은 상기 디스플레이 블록들 중 어느 하나의 적어도 일부분과 상기 제3 방향으로 중첩되는 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 차폐 영역의 폭은 상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이가 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 거리에 비례하는 표시 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 블록들의 해상도는 상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이가 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 거리에 반비례하는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 블록들은 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 블록들은 상기 제1 방향으로 가면서 일렬로 배열되고, 상기 제2 방향으로 가면서 지그재그 형태로 배열되는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 블록들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 가면서 일렬로 배열되는 표시 장치.
  11. 사용자의 눈에 대응되는 위치에 제공되는 렌즈들;
    상기 렌즈들을 둘러싸는 렌즈 테두리들;
    상기 렌즈 테두리들 각각의 단부에 연결되는 템플들을 포함하되,
    상기 렌즈들 각각은:
    디스플레이 블록들을 포함하는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 블록들과 일대일로 대응되는 핀홀 구조체들을 포함하는 광학계 어레이를 포함하되,
    상기 핀홀 구조체들은 각각 핀홀 및 상기 핀홀을 둘러싸는 차폐 영역을 포함하고,
    상기 디스플레이 블록들은 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하며 상기 디스플레이 패널의 상면과 평행한 제2 방향으로 서로 이격되는 증강 현실 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 블록들은 투명한 물질을 포함하는 증강 현실 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 서로 이격되고,
    상기 디스플레이 패널과 상기 광학계 어레이 사이의 스페이서를 더 포함하는 증강 현실 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스페이서는 투명한 물질을 포함하는 증강 현실 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 스페이서의 상기 제3 방향으로의 두께는 0.1mm 내지 10mm인 증강 현실 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 차폐 영역의 폭은 상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이가 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 거리에 비례하는 증강 현실 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 디스플레이 블록들의 해상도는 상기 디스플레이 패널 및 상기 광학계 어레이가 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 거리에 반비례하는 증강 현실 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 블록들은 상기 제1 방향으로 가면서 일렬로 배열되고, 상기 제2 방향으로 가면서 지그재그 형태로 배열되는 증강 현실 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 블록들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 가면서 일렬로 배열되는 증강 현실 장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 차폐 영역은 상기 디스플레이 블록들에서 나오는 영상들이 상기 핀홀을 통하지 않고 상기 사용자의 눈에 전달되는 것을 방지하는 증강 현실 장치.
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