KR20220054245A - 안과 교정을 통합하는 광학적 투시(ost) 근안용 디스플레이(ned) 시스템 - Google Patents
안과 교정을 통합하는 광학적 투시(ost) 근안용 디스플레이(ned) 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
사용자의 눈을 위한 안과 교정을 통합하는 광학적 시스루(OST) 근안용 디스플레이(NED) 시스템은, 제1 광학 배율을 나타내는 내부 표면 곡률 반경을 갖는 내부 표면 및 제2 광학 배율을 나타내는 외부 곡률 반경을 갖는 외부 표면을 포함하는 부분 투과성 부분 반사성 렌즈, 및 상기 눈을 향한 상기 광빔 이미지의 반사를 가능하게 하기 위해 상기 내부 표면 상에 광빔 이미지를 투사하도록 구성된 광 디스플레이를 포함하는 전자 광학 유닛을 포함하고, 상기 전자 광학 유닛은 상기 사용자의 미간 영역에 위치되도록 구성되며, 상기 제1 광학 배율은 상기 눈을 위한 반사된 상기 광빔 이미지에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성되고, 상기 제2 광학 배율은 상기 눈을 위한 상기 외부 장면으로부터 투과된 상기 유입 광에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성된다.
Description
개시된 기술은 일반적으로 광학 시스템, 특히 웨어러블 광학 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
미국 특허 공개 US 2015/0168730 A1(Ashkenazi 외)은 사용자의 가시 범위(field of regard: FOR)를 방해함이 없이 시스템을 착용한 사용자에게 투사된 광의 형태로 정보를 제공하는 사용자 착용형 광학 디스플레이 시스템에 관한 것이다. 사용자 착용형 광학 디스플레이 시스템은 사용자 부착 섹션, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈, 및 전자 광학 유닛을 포함한다. 사용자 부착 섹션은 사용자 착용형 광학 디스플레이 시스템을 사용자의 머리에 분리 가능하게 장착하기 위한 것이다. 사용자 부착 섹션과 결합되는 부분 투과성 부분 반사성 렌즈는 사용자의 적어도 한쪽 눈을 마주하도록 구성된다. 전자 광학 유닛은 사용자 부착 섹션 및 부분 투과성 부분 반사성 렌즈 중 적어도 하나와 결합된다. 전자 광학 유닛은 프로세서, 및 광 투사 유닛을 포함한다. 프로세서는 광 투사 유닛과 결합된다. 광 투사 유닛은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈 상으로 광빔을 전도하도록 구성된다. 전자 광학 유닛은 사용자 착용형 광학 디스플레이 시스템이 사용자에게 장착될 때, 전자 광학 유닛이 사용자의 미간 영역(glabellar region)에 위치되도록 사용자 부착 섹션에 대해 위치되도록 구성된다.
개시된 기술의 목적은 사용자의 눈을 위한 안과(시력) 교정을 통합하는 새로운 광학적 투시(OST) 근안용 디스플레이(NED) 시스템을 제공하는 것이다. OST NED 시스템은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈, 및 전자 광학 유닛을 포함한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈는 제1 광학 배율을 나타내는 내부 표면 곡률 반경을 특징으로 하는 내부 표면, 및 제2 광학 배율을 나타내는 외부 표면 곡률 반경을 특징으로 하는 외부 표면을 포함한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈는 사용자의 눈을 마주하고 외부 장면(outward scene)의 유입 광을 눈으로 적어도 부분적으로 전도하도록 구성된다. 전자 광학 유닛은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈와 광학적으로 결합되도록 구성된다. 전자 광학 유닛은 눈을 향한 광빔 이미지의 반사가 가능하도록 광빔 이미지를 내부 표면에 투사하도록 구성된 광 디스플레이를 포함한다. 전자 광학 유닛은 사용자의 미간 영역에 위치되도록 구성된다. 제1 광학 배율은 눈으로 보기 위해 반사된 광빔 이미지에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성되고, 제2 광학 배율은 눈으로 보기 위해 외부 장면으로부터 전도된 유입 광에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성된다.
개시된 기술의 다른 실시형태에 따르면, 광학적 투시(OST) 눈 추적 시스템을 위한 광학 구성체가 제공된다. 광학 구성체는 부분 투과성 부분 반사성 렌즈, 및 전자 광학 유닛(서브 시스템)을 포함한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈는 사용자의 눈을 마주하도록 구성된다. 전자 광학 유닛(서브 시스템)은 눈으로부터 반사된 광으로 눈의 안구 특징의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성된 이미지 센서; 제1 렌즈; 제2 렌즈; 제3 렌즈; 제4 렌즈; 곡면 미러; 광학 결합기; 및 제5 렌즈를 포함한다. 광학 구성체는 반사된 광이 광학 경로(optical path)를 따라서 이동하여 부분 투과성 부분 반사성 렌즈로부터 적어도 부분적으로 반사되고, 이어서, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 통해 굴절되고, 이어서 곡면 미러로부터 반사되고, 제4 렌즈, 그런 다음 제3 렌즈를 통해 역순으로 다시 굴절되고, 이어서 적어도 부분적으로 광학 결합기를 통과하고, 제5 렌즈를 통해 굴절되어, 이미지 센서에 충돌하는 것을 가능하게 한다.
개시된 기술은 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 이해되고 파악될 것이다:
도 1은 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 사용자의 눈을 위한 안과 교정을 통합하는 광학적 투시(OST) 근안용 디스플레이(NED) 시스템의 개략도;
도 2는 도 1의 OST NED 시스템의 개략적인 분해도;
도 3a는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST NED 시스템의 전자 광학 유닛의 기본 구성의 개략적인 블록도;
도 3b는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST NED 시스템의 전자 광학 유닛의 부속 구성(accessorized configuration)의 개략적인 블록도;
도 4는 사용자에 대해 장착된 구성의 도 1 및 도 2의 OST NED 시스템을 도시하는 개략도;
도 5는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST의 전자 광학 유닛의 광학 모듈을 통한 광 경로(light path)의 개략도;
도 6a는 개시된 기술의 다른 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 기본 구성의 개략적인 블록도;
도 6b는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 부속 구성의 개략적인 블록도;
도 7은 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 광학 모듈을 통한 광 경로의 개략도;
도 8a는 개시된 기술의 실시형태에 따른, OST NED 시스템(100) 및 OST NED 눈 추적 시스템(200)이 기초하는 비-동공 형성 광학 설계(non-pupil forming optical design)의 원리를 도시하는 개략도;
도 8b는 개시된 기술의 실시형태에 따른, 원거리에 초점이 맞춰지고, OST NED 시스템(100) 및 OST NED 눈 추적 시스템(200)이 기초하는 비-형성 출구 동공 디스플레이 시스템(non-forming exit pupil display system)에 의해 생성된 투사 이미지를 바라보는 인간 눈의 단순화된 기하학적 표현을 도시하는 개략도;
도 8c는 개시된 기술에 따른, 눈동자까지의 시스템 출구 동공의 거리(d)의 결정을 도시하는 개략도;
도 9b는 개시된 기술의 원리에 따른, 판토스코픽 각도(pantoscopic angle), 랩 각도(wrap angle), 및 롤 각도(roll angle)를 도시하는 개략도;
도 10a는 개시된 기술의 시스템의 특징적인 설계 제약의 전방을 향한 상세한 부분도(front-facing detailed partial view)를 도시하는 개략도; 및
도 10b는 개시된 기술의 시스템의 특징적인 설계 제약의 상세한 측면 부분도를 도시하는 개략도.
도 1은 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 사용자의 눈을 위한 안과 교정을 통합하는 광학적 투시(OST) 근안용 디스플레이(NED) 시스템의 개략도;
도 2는 도 1의 OST NED 시스템의 개략적인 분해도;
도 3a는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST NED 시스템의 전자 광학 유닛의 기본 구성의 개략적인 블록도;
도 3b는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST NED 시스템의 전자 광학 유닛의 부속 구성(accessorized configuration)의 개략적인 블록도;
도 4는 사용자에 대해 장착된 구성의 도 1 및 도 2의 OST NED 시스템을 도시하는 개략도;
도 5는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST의 전자 광학 유닛의 광학 모듈을 통한 광 경로(light path)의 개략도;
도 6a는 개시된 기술의 다른 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 기본 구성의 개략적인 블록도;
도 6b는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 부속 구성의 개략적인 블록도;
도 7은 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 광학 모듈을 통한 광 경로의 개략도;
도 8a는 개시된 기술의 실시형태에 따른, OST NED 시스템(100) 및 OST NED 눈 추적 시스템(200)이 기초하는 비-동공 형성 광학 설계(non-pupil forming optical design)의 원리를 도시하는 개략도;
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도 8c는 개시된 기술에 따른, 눈동자까지의 시스템 출구 동공의 거리(d)의 결정을 도시하는 개략도;
도 9b는 개시된 기술의 원리에 따른, 판토스코픽 각도(pantoscopic angle), 랩 각도(wrap angle), 및 롤 각도(roll angle)를 도시하는 개략도;
도 10a는 개시된 기술의 시스템의 특징적인 설계 제약의 전방을 향한 상세한 부분도(front-facing detailed partial view)를 도시하는 개략도; 및
도 10b는 개시된 기술의 시스템의 특징적인 설계 제약의 상세한 측면 부분도를 도시하는 개략도.
개시된 기술은 시스템의 사용자의 눈을 위한 안과 교정을 통합하는 자유 공간 광학적 투시(OST) 근안용 디스플레이(NED) 시스템을 제공하는 것에 의해 종래 기술의 결점을 극복한다. OST NED 시스템은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈, 및 전자 광학 유닛을 포함한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈는 내부 표면, 및 외부 표면을 포함한다. 내부 표면은 제1 광학 배율을 나타내는 내부 표면 곡률 반경을 특징으로 하고, 외부 표면은 제2 광학 배율을 나타내는 외부 표면 곡률 반경을 특징으로 한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈는 사용자의 눈을 마주하도록 구성되며, 그 눈으로 외부 장면의 유입 광을 적어도 부분적으로 전도하도록 추가로 구성된다. 전자 광학 유닛은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈와 광학적으로 결합되도록 구성된다. 전자 광학 유닛은 눈을 향한 광빔 이미지의 반사를 가능하게 하도록 내부 표면 상에 광빔 이미지를 투사하도록 구성된 광 디스플레이를 포함한다. 전자 광학 유닛은 사용자의 미간 영역에 위치되도록 구성된다. 내부 표면의 제1 광학 배율은 눈으로 보기 위해 반사된 광빔 이미지에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성되며, 제2 광학 배율은 눈으로 보기 위해 외부 장면으로부터 전도된 유입 광에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성된다.
그러므로, 개시된 기술의 다른 양태에 따르면, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈 및 전기 광학 서브 시스템을 포함하는 OST 눈 추적 시스템을 위한 자유 공간 광학 구성체가 제공된다. 전기 광학 서브 시스템은 이미지 센서, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 곡면 미러, 광학 결합기, 및 제5 렌즈를 포함한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈는 사용자의 눈을 마주하도록 구성된다. 이미지 센서는 눈으로부터의 반사광으로 눈의 안구 특징의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성된다. 광학 구성체는 반사된 광이 광학 경로를 따라서 이동하여 반사되고, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈로부터 적어도 부분적으로 반사되고, 이어서, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 통해 굴절되고, 이어서 곡면 미러로부터 반사되고, 제4 렌즈, 그런 다음 제3 렌즈를 통해 역순으로 다시 굴절되고, 이어서 적어도 부분적으로 광학 결합기를 통과하고, 제5 렌즈를 통해 굴절되고, 이미지 센서에 충돌하는 것을 가능하게 한다.
이제 도 1 및 도 2를 참조한다. 도 1은 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는, 대체로 100으로 참조되는, 사용자의 눈을 위한 안과 교정을 통합하는 광학적 투시(OST) 근안용 디스플레이(NED) 시스템의 개략도이다. 도 2는 도 1의 OST NED 시스템의 개략적인 분해도이다. OST NED 시스템(100)은 전자 광학 유닛(102), 및 적어도 하나의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)를 포함한다. 전자 광학 유닛(102)은 전자 모듈(104)(도 2) 및 광학 모듈(106)을 포함한다. 광학 모듈(106)은 광학 하우징(110)(도 2)에 적어도 부분적으로 수용되도록 구성된다. 전자 광학 유닛(102)은 적어도 하나의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(104)에 대해 고정된 위치 및 배향을 가지기 위해(즉, 그 반대의 경우도 마찬가지) 기계적으로 및 광학적으로 결합되도록 구성된다.
도 1 및 도 2는 OST NED 시스템(100)을 사용자에게 분리 가능한 결합을 가능하게 하는(즉, 사용자가 착용할 수 있게 하는) 사용자 부착 섹션(112)을 도시한다. 사용자 부착 섹션(112)은 전형적으로 프레임(예를 들어, 안경과 유사한)의 형태로 구현되고, 2개의 안경 다리(114R 및 114L)(호환 가능하게 "스템 부분(stem portion)"), 스템 부분(114L 및 114R) 사이에 결합되는 브리지(114B)("브리지 부분"), 및 노즈피스(116)를 포함한다. 용어 "사용자 부착 섹션" 및 "프레임"은 본 명세서에서 호환 가능하고 OST NED 시스템(100)의 착용자와 결합하도록 구성되고 동작하는 디바이스, 물체 또는 물체의 그룹을 지칭한다. 도 1 및 도 2는 2개의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈, 즉 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108R)(본 명세서에서 간단히 "렌즈", "결합기", "광학 결합기"로 호환 가능하게 인용됨) 및 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108L)를 도시하고, 각각은 OST NED 시스템(100)을 착용한 사용자의 상이한 눈을 마주하도록 구성된다.
이제 도 3a, 도 3b, 도 4 및 도 5를 더 참조한다. 도 3a는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST NED 시스템의 전자 광학 유닛의 기본 구성의 개략적인 블록도이다. 도 3b는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST NED 시스템의 전자 광학 유닛의 부속 구성의 개략적인 블록도이다. 도 4는 도 1 및 도 2의 OST NED 시스템을 사용자에게 장착된 구성으로 도시하는 개략도이다. 도 5는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST의 전자 광학 유닛의 광학 모듈을 통한 광 경로의 개략도이다. 도 3a는 (1021)로 표시된 OST NED 시스템(100)의 전자 광학 유닛(102)의 기본 구성을 도시한다. 전자 광학 유닛(1021)은 전자 모듈(1041) 및 광학 모듈(106)을 포함한다. 전자 모듈(1041)은 광 디스플레이(130)를 포함한다. 광학 모듈(106)은 도 5에서 보다 상세하게 특정된 총체적으로 (132)로 지시되는 광학 소자를 포함한다. 광학 모듈(106)의 광학 소자(132)와 함께 광학 모듈(1041)의 광 디스플레이(130)는 광빔 이미지(도시되지 않음)를 생성하고 적어도 하나의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)(즉, 108R 및 108L 중 적어도 하나) 상으로 조사 및 투사하도록 구성되고 동작하는 광 투사기를 형성한다. 광학 소자(132)는 도 4 및 도 5와 관련하여 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108) 상으로 광 디스플레이(130)에 의해 생성된 이미지를 전달하고 투사하도록 구성되고 동작한다.
도 3b는 (1022)로 표시되고 도 3a에 도시된 전자 광학 유닛 구성(1021)의 기본 구성에 대한 추가 구성요소를 갖는, OST NED 시스템(100)의 전자 광학 유닛(102)의 부속 구성을 도시한다. 전자 광학 유닛(102)은 전자 모듈(1042), 및 광학 모듈(106)(즉, 도 3a의 것과 동일한)을 포함한다. 부속 구성에 따르면, 전자 모듈(1042)은 광 디스플레이(130)(즉, 도 3a에서의 광학 디스플레이와 동일한)를 포함하고, 선택적으로 프로세서(134), 메모리 디바이스(136), 사용자 인터페이스(138) 및 통신 모듈(140) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(134)는 광 디스플레이(130), 메모리 디바이스(136), 사용자 인터페이스(138), 및 통신 모듈(140)에 통신 가능하게 결합되도록(즉, 유선, 무선으로, 이에 의해 신호 및 데이터 전송 및 수신 중 적어도 하나를 가능하게 하도록) 구성되고 동작한다(상호 연결은 도 3b에 도시되지 않음). 전자 광학 유닛(1022)은 전원(도시되지 않음)에 의해 전기적으로 구동된다. 전원은 스템 부분(114R, 114L)과 같은 사용자 부착 섹션(112)에 수용될 수 있는 적어도 하나의 배터리의 형태로 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 태양 전지 어레이(도시되지 않음)는 (예를 들어, 본 기술(예를 들어, 태양광 창 기술)의 분야에서 공지된 투과성 태양 전지 어레이를 사용하는 것에 의해) 프레임(112) 및/또는 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)와 통합될 수 있다.
도 4를 참조하면, 프레임(112)(도 1 및 도 2)은 사용자(10)의 머리(12)에 OST NED 시스템(100)의 분리 가능한 장착을 가능하게 한다. 특히, 도 4는 사용자(10)의 머리(12)에 장착된(즉, 착용된) 구성의 OST NED 시스템(100)을 도시한다. 안경 다리(114R, 114L) 및 노즈피스(116)는 사용자(10)의 귀(14R, 14L) 및 코(16)에서 OST NED 시스템(100)을 (각각) 지지하도록 구성되고 동작한다(도 4). 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108R 및 108L)는 프레임(112)과 결합되고, OST NED 시스템(100)을 착용한 사용자(10)의 눈(18R 및 18L)을 마주하도록 각각 구성된다. 구체적으로, 렌즈(108R)는 오른쪽 눈(18R)을 마주하도록 구성되고, 렌즈(108L)는 사용자(10)의 왼쪽 눈(18L)을 마주하도록 구성된다. OST NED 시스템(100)이 사용자(10)에게 장착 구성에 있을 때, 사용자 부착 섹션(112)은 하우징(110)을 포함하는 전자 광학 유닛(102)이 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자의 머리(12)의 미간 영역(20) 내에 위치되는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 미간 영역(20)은 사람에게서, 눈썹과 코(16) 위 사이의 해부학적 영역인 미간(미간중점(mesophryon)으로도 알려짐)을 덮는 영역으로서 본 명세서에서 정의된다.
도 4에 도시된 바와 같은 광학 모듈(106)의 광학 소자(구성요소)(132)(도 3a 및 도 3b)는 OST NED(100)의 전자 광학 유닛(102)의 광학 모듈(106)을 통한 광 경로의 개략도를 도시하는 도 5와 관련하여 더욱 상세히 설명된다. 전자 광학 유닛(102)(즉, 1021 및 1022)은 광 디스플레이(130), 및 제1 렌즈(140)(도 5), 반사기(142), 제2 렌즈(146), 제3 렌즈(148), 제4 렌즈(150), 곡면 미러(152), 및 부분 투과성 부분 반사성 요소(154)를 포함하는, 광학 모듈(106)의 광학 소자(132)를 포함한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108) 및 조리개(aperture)(156)(여기에서, "광 디스플레이 출구 동공"으로서 호환 가능하게 표시됨), 및 제1 렌즈(140)와 제2 렌즈(146) 사이의 중간 이미지 평면(144)에서 형성되는 중간 이미지(도시되지 않음)가 도 5에 추가로 도시되어 있다. 일반적으로, 각각의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 내부 표면(160)(본 명세서에서 "사용자 대면 표면"으로 호환 가능하게 표시됨) 및 외부 표면(162)(본 명세서에서 "외향 대면 표면"으로 호환 가능하게 표시됨)을 포함한다. 내부 표면(160)은 제1 광학 배율(Pi)을 나타내는 내부 표면 곡률 반경(ri)을 특징으로 한다. 외부 표면(162)은 제1 광학 배율(Po)을 나타내는 외부 표면 곡률 반경(ro)을 특징으로 한다. 사용자(10)에게로의 OST NED 시스템(100)의 장착된 구성에서, 내부 표면(160)은 사용자(10)의 눈(14(R,L))을 마주하도록 구성되고 외부 표면(162)은 사용자(10)로부터 멀어지게 향하는 외부 장면을 마주하도록 구성된다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 외부 장면의 유입 광을 적어도 부분적으로 전도하여, 외부 표면(162)에 충돌하고 내부 표면(160)으로부터 사용자(10)의 눈(14(R,L))을 향해 빠져나가게 하도록 구성된다.
광학 모듈(106)의 광학 소자(132), 전자 모듈(104)의 광 디스플레이(130), 및 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 광선이 전파되는 것을 허용하는 광학 배열(본 명세서에서 호환 가능하게 "광학 구성체")을 형성한다. 광학 구성체는 광선(158)에 의해 표현되는 광학 경로를 따라서 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)(즉, 108R 및 108L 중 적어도 하나) 상으로 광빔 이미지(도시되지 않음)를 광 디스플레이(130)가 투사하는 것을 가능하게 한다. 구체적으로, 광 디스플레이(130)는 다음과 같이 설명되는 광학 경로를 따라서 전파되는 광빔 이미지(즉, 데이터를 포함하는 광으로서 정의된 광 인코딩된 데이터)를 생성하고 조사하도록 구성되고 동작한다. 광 디스플레이(130)는 제1 주 반사기(154)에 충돌하는 광빔을 생성하고, 제1 주 반사기는 차례로 제3 렌즈(148)를 향해 광빔을 반사하도록 구성되고, 제3 렌즈는 차례로 광빔을 굴절시켜 이를 제4 렌즈(150)를 향해 전달하도록 구성되며, 제4 렌즈는 차례로 광빔을 굴절시켜 곡면 미러(152)을 향해 전달하도록 구성된다. 곡면 미러(152)은 제4 렌즈(150)를 향해 광빔을 다시 반사하도록 구성되며, 제4 렌즈는 다시 역순으로 광빔을 굴절시켜 제3 렌즈(148)를 향해 전달하도록 구성된다. 제3 렌즈(148)는 광빔을 굴절시켜 제2 렌즈(146)를 향해 전달하도록 구성되며, 제2 렌즈는 차례로 광빔을 굴절시켜 보조 반사기(142)를 향해 전달하도록 구성된다. 보조 반사기(142)는 광빔(도시되지 않음)을 폴딩하고 이를 제1 렌즈(140)를 향해 반사하도록 구성된다. 제1 렌즈(140)는 광빔을 굴절시켜 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)를 향해 전달하도록 구성된다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 사용자(10)의 적어도 한쪽 눈(18R, 18L)을 향해 광빔을 반사하도록 구성된다.
제1 광학 배율(pi)을 나타내는 내부 표면 곡률 반경(ri)을 특징으로 하는 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)의 내부 표면(160)은 사용자의 적어도 한쪽 눈으로 보기 위해 반사된 광빔에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성된다. 일반적으로, 사용자(10)의 특정 눈(즉, 18R, 18L)과 관련된(즉, OST NED 시스템(100)의 장착된 구성에서 그 눈을 마주하도록 구성된 의미에서 관련된) 각각의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(1081 및 1082)는 그 관련된 눈에 대한 안과 교정을 대응하는 안과 교정을 제공하도록 구성된다. 각각의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈의 특성은 사용자의 각각의 관련된 눈에 필요한 특정 안과 교정에 맞추어진다. 따라서, 각각의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(1081 및 1082)는 그 대응하는 내부 표면 곡률 반경(ri(1) 및 ri(2)), 및 그 대응하는 제1 광학 배율(Pi(1), Pi(2))을 각각 보이도록 구성된다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(1081 및 1082)는 동일한 특성(즉, 내부 표면 곡률 반경 및 광학 배율)을 가질 수 있거나, 또는 대안적으로 서로에 대해 상이한 특성을 가질 수 있다.
광빔(즉, 도 5에서 광선(158)으로서 예시)의 광학 경로는 광 디스플레이(130)에서 시작하고, 부분 투과성 부분 반사성 요소(154)로부터 반사되고, 렌즈(148 및 150)를 통과하고, 곡면 미러(152)로부터 반사되고, 다시 렌즈(150 및 148)를 통과하고(즉, 렌즈에 의해 다시 굴절되고)(즉, 역순으로), 렌즈(146 및 140)를 통과하고, 당연히 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)의 내부 표면(160)으로부터 사용자(10)의 눈(18R, 18L)을 향해 반사된다. 중간 이미지는 제1 렌즈(140)와 제2 렌즈(146) 사이, 특히 보조 반사기(142)와 제2 렌즈(146) 사이의 광학 경로를 따라서 중간 이미지 평면(144)에서 형성된다. 구체적으로, 제2 렌즈(146)는, 광학 경로를 따라서 위치되고 광학 특성(예를 들어, 광학 배율)을 가지도록 구성되고 동작하고, 광학 특성은 자체(제2 렌즈(146))와 제1 렌즈(140) 사이의 광학 경로를 따라서 직각으로 위치된 중간 이미지 평면(144)을 중간 이미지가 형성하는 것을 가능하게 한다. 보조 반사기(142)(예를 들어, 접이식 미러)는 전자 광학 유닛(102)의 공간적 치수의 최소화를 용이하게 하여서, 사용자(10)의 미간 영역(20)에 실질적으로 위치되는 공간적 제약을 실질적으로 충족시킬 수 있다.
개시된 기술에 따르면, OST NED 시스템(100)은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108) 상으로 빛 표현(light representation)(예를 들어, 이미지, 그래픽 정보, 기호 등)의 형태로 광 인코딩된 데이터(즉, 데이터를 포함하는 광)를 생성하고 투사하도록 구성되고 동작하고, 후자는 시스템을 착용하는 사용자(10)의 눈(18R, 18L)(도 4, 오른쪽 눈(18R)에 대한 예로서 도시됨)을 향해 광(즉, 데이터로 인코딩되거나 또는 정보를 포함하는)을 적어도 부분적으로 반사할 뿐만 아니라, 사용자의 가시 범위(즉, 사용자에 대해 외향 마주 환경)에서의 장면으로부터 유입 광을 적어도 부분적으로 전도하도록 동시에 구성되고 동작한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 본질적으로 사용자가 보는 장면을 방해함이 없이 그 표면(즉, 결합기) 상으로 투사 이미지 및 다른 데이터의 오버레이를 가능하게 하는 광학적으로 시준된 투명(또는 반투명) 디스플레이로서 작용한다.
개시된 기술에 따르면, OST NED 시스템(100)은 빛 표현(예를 들어, 이미지, 그래픽 정보)의 형태로 광 인코딩된 데이터(즉, 데이터를 포함하는 광)를 생성하고 투사하도록 구성되고 동작한다. 도 3a에 도시된 기본 구성에서, 광 디스플레이(130)는 데이터(예를 들어, 외부 소스(도시되지 않음)로부터의 이미지 정보)를 수신하고, 빛 표현의 형태로 광 인코딩된 데이터를 생성, 조사 및 투사하고, 전자 광학 유닛(102)의 광학 소자(132)를 향해 광 인코딩된 데이터를 전달하도록 구성된다. 대안적으로, 광 디스플레이(130)는 광 디스플레이(130)가 광 인코딩된 데이터를 생성하기 위해 사용하는 데이터(예를 들어, 이미지 정보)를 저장하도록 구성되고 동작하는 내부 메모리 유닛(도시되지 않음)을 포함한다.
도 3b에 도시된 부속 구성에서, 프로세서(134)(도 3b)는 예를 들어 이미지 데이터 및/또는 그래픽 표현 데이터를 전달하는 전기 신호의 형태를 하는 데이터(도시되지 않음)를 생성, 처리 및 수정하고, 광 디스플레이(130)에 이러한 데이터를 제공(통신)하도록 구성되고 동작한다. 메모리 디바이스(136)는 조작(예를 들어, 처리 및 수정에 의해) 및 검색(예를 들어, 프로세서, 광 디스플레이(130)에 의한)을 위해 이러한 이미지 데이터를 저장하도록 구성되고 동작한다. 메모리 디바이스(136)는 일반적으로 비휘발성 메모리(예를 들어, 읽기 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 자기 저장 디바이스(예를 들어, 하드 디스크), 강유전성 읽기 전용 메모리(F-RAM), 광학 메모리(예를 들어, 광 디스크) 등)뿐만 아니라 휘발성 메모리(예를 들어, RAM)의 형태로 구현된다.
광 디스플레이(130)는 데이터를 수신하고, 이로부터 수신된 데이터에 기초하여 광 인코딩된 데이터를 생성하고, 부분 투과성 부분 반사성 요소(154)를 향해 광 인코딩된 데이터를 조사 및 투사하도록 구성되고 동작한다. 본 명세서에서 호환적으로 사용되는 용어 "광 인코딩된 데이터" 및 "광 인코딩된 정보"는 일반적으로 데이터로 인코딩된 광을 지칭하고, 보다 구체적으로 스펙트럼 도메인(즉, 파장 - 색상)에서, 공간적 도메인(예를 들어, 1차원(1-D) 이미지(예를 들어, 점 또는 픽셀), 2차원(2-D) 이미지, 3차원(3-D) 이미지)와 같은 1차원 또는 다차원에서)에서, 시간 도메인(예를 들어, 변화-프레임률)에서, 편광 도메인(예를 들어, 광 편광 인코딩 기술을 사용하여)에서 등과 같은 적어도 하나의 도메인에서 나타나는 정보를 포함하는 광을 지칭한다. 예를 들어, 인코딩된 데이터가 2-D 컬러 비디오인 경우에, 생성되어 투사되는 광 인코딩된 데이터는 시간 도메인(즉, 이미지 프레임의 연속), 공간 도메인(즉, 이미지 공간에서의 변화-이미지 프레임 내에서 움직이는 물체의 경우처럼), 색상 도메인(즉, 이미지에 있는 물체의 다양한 색상을 나타냄) 및 광도 도메인(즉, 예를 들어 휘도)에서의 변화를 나타낸다.
특히, 광 디스플레이(130)는 데이터를 수신하고(예를 들어, 외부적으로, 내부 메모리 디바이스로부터, 프로세서(134)로부터), 광 디스플레이(130)로부터 부분 투과성 부분 반사성 요소(154)로 발산하는 복수의 광선으로서 도 5에 대표적으로 도시된 시준된 광빔(데이터로 인코딩된)을 생성한다. 부분 투과성 부분 반사성 요소(154)는 전형적으로 볼록-오목(메니스커스) 렌즈인 렌즈(148)를 향해 광빔을 반사하고, 렌즈는 차례로 이러한 광빔을 굴절시키고, 렌즈(148)에 대해 광학적으로 정렬된 렌즈(150)를 향해 굴절된 광빔을 중계한다. 렌즈(150)는 렌즈(148)로부터 중계된 굴절된 광빔을 굴절시키고, 빔을 곡면 미러(152)를 향하게 하고, 곡면 미러는 렌즈와 광학적으로 정렬된다. 렌즈(150)는 전형적으로 오목-볼록(메니스커스) 렌즈이고, 곡면 미러(152)는 전형적으로 오목 구면(전면 또는 대안적으로 후면) 미러이다. 대안적으로, 미러(152)는 비구면, 쌍곡선, 타원형, 포물선, 환상면 등과 같은 구형 이외의 곡률을 나타낼 수 있다. 렌즈(148), 렌즈(150) 및 곡면 미러(152)를 포함하는 광학 소자 그룹(조합)은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)의 곡률과 같은 광학 특성에 의해 유발되는 비점수차 및 왜곡과 같은 수차를 교정하도록 구성되고 광학적으로 배열된다. 렌즈(150)로부터 도달하는 굴절된 광빔은 곡면 미러(152)에 충돌하여서, 결과적인 반사된 광빔은 렌즈(150 및 148)를 (다시) 통과하도록 지향되고, 이에 의해 유입 굴절된 광빔에 대해 일정 각도를 형성한다. 곡면 미러(152)와 렌즈(148, 150)의 조합은 광 디스플레이(130)로부터 생성되어 조사된 유입 광빔이 렌즈(148, 150)를 두 번 통과(굴절)하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 광빔이 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)로부터 반사될 때 유발되는 비점수차 및 왜곡을 선제적으로 교정할 수 있다. 일반적으로, 경사 난시(oblique astigmatism)에서, 물체 평면에서의 반경 방향 및 접선으로부터의 축외 광선은 이미지 공간에서 상이한 거리에 초점을 맞춘다. 광학 배열에서 렌즈(150)와 함께 렌즈(148)의 활용은 광학 소자의 전체 초점 거리를 감소시키는 것에 의해 광학 시스템의 광학 배율을 증가시키도록 기능하고, 사실상 전자 광학 유닛(102)의 물리적 치수의 감소를 가능하게 할 뿐만 아니라 비점수차 및 왜곡을 최소화하기 위해 미세 조정을 가능하게 한다.
제2 렌즈(146)는 제3 및 제4 렌즈(148, 150)로부터 굴절된 광빔을 수신하고, 광빔을 굴절시켜 광학 모듈(106)에 있는 제1 렌즈(140)를 향해 중계한다. 제3 및 제4 렌즈(148, 150)는 (예를 들어, 평면-볼록과 같은 다른 유형이 사용될 수 있지만) 전형적으로 양면 볼록형 렌즈이다. 언급된 바와 같이, 제2 렌즈(146)는 제1 렌즈(140)와 제2 렌즈(146) 사이의 광학 경로를 따르는 위치에 위치된 중간 이미지 평면(144)에서 중간 이미지(도시되지 않음)를 형성하도록 광학적으로 구성되고 동작한다. 보조 반사기(142)(예를 들어, 평면 접이식 미러)는 제1 렌즈(140)와 제2 렌즈(146) 사이의 이러한 광학 경로를 따르는 위치에 추가로 위치되며, 이는 제2 렌즈(146)로부터 제1 렌즈(140)를 향해 광빔을 반사시키도록 광학적으로 구성되고 동작하고, 광학 경로를 특정 공간 구성(예를 들어, 적어도 전자 광학 유닛(102)의 하우징(110)(도 2)의 공간 치수를 최소화하기 위해 요구됨)으로 구부리도록 이용된다. 광학 경로의 광빔을 구부리는 것에 의해 적어도 부분적으로 가능하게 되는 공간적 치수의 최소화는 사용자(10)의 미간 영역(20)에 실질적으로 위치되는 하우징(110)의 공간적 제약을 충족시키는 것을 용이하게 한다. 중간 이미지의 형성은 출력된 생성 이미지의 확대뿐만 아니라 사용자에게 제공되는 시야(FOV)의 확대를 용이하게 한다. 형성된 중간 이미지는 곡면 미러(152)과 렌즈(148, 150)의 광학 배열(및 광학적 특성)로 인한 수차 보상 이미지(또는 수차 교정 이미지)이다. 이러한 수차 보상 형성 중간 이미지는 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)의 곡률에 의해 적어도 부분적으로 생성된 수차를 미연에 방지하여서, 이에 입사하여 반사되는 광선은 수차 교정된다.
부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는, 광 디스플레이(130)(즉, 이미지 소스)로부터 그 위에 충돌하는 광빔을 부분적으로 반사하고 주변 환경(즉, 장면)에서 외향 반투명 뷰로부터 들어오는 광을 부분적으로 전도하도록 구성되고 동작한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 이미지 소스로부터의 광과 외부 장면으로부터의 광이 결합되어 사용자의 적어도 한쪽 눈으로 향하고 제공되는 결합된 이미지(도시되지 않음)를 형성하도록 광 결합기로서 효과적으로 기능한다. 추가적으로, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 사용자(10)에게 안과(시력) 교정을 제공하도록 구성되고 동작하는 안과 렌즈이다. 본질적으로, 각각의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108R 및 108L)는 사용자(예를 들어, 근시, 원시, 노안 등과 같은 사용자의 눈(들)(18R, 18L)(각각)의 굴절 이상을 교정하는 것에 의해) 사용자의 시력을 개선하도록 사용되는 교정 렌즈이다. 또한, (각각) 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈(18L 및 18R) 모두를 위한 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108L 및 108R) 모두는 그 사용자의 동공간 거리(IPD)와 일치하도록 적응된다. 이와 같이, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 전형적으로 유리(예를 들어, 광학 크라운 유리), 폴리카보네이트 등뿐만 아니라 (적어도 어느 정도) 그 반사 특성을 결정하는 두께를 갖는 적어도 하나의 반사성 광학 코팅층과 같은 강성의 내구적인 렌즈 등급 재료로 구성된다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)에 입사되는 광의 파장에 전형적으로 의존하는 투과에 대한 반사의 비율은 변할 수 있다. 특성 반사율은 일반적으로 20 내지 40%이며; 이에 반하여, 총 투과 비율은 전형적으로 8 내지 70%이다. 이 백분율에서 파생된 모든 비율이 실행 가능하다. 특히, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)(이는 상이하거나 동일할 수 있음)의 하나 이상의 반사 대 투과 비율이 있을 수 있다. 하나의 반사 대 투과 비율은 내부 표면(160)에 충돌하는 광(광 디스플레이(130)에 의해 생성된)과 관련되고, 다른 하나는 외부 표면(162)에 충돌하는 광과 관련된다. 한 인식에 따르면, 외부 표면(162)의 반사율은 내부 표면(160)의 반사율보다 클 수 있다. 예를 들어, 외부 표면(162)(즉, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)의 적어도 일부)이 렌즈에 광변색성을 부여하는 미세 결정질 형태의 할로겐화은(은염)으로 매립될 수 있는 다른 상이한 실현이 가능할 수 있다. 다음의 특징 및 옵션은 각각의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108R 및 108L)에 상이하거나 동일하게 적용될 수 있다. 선택적으로, 반사 방지 코팅이 외부 표면(162)에 또한 도포될 수 있다. 추가로 선택적으로, 마모 방지 코팅이 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)에 또한 도포될 수 있다. 추가로 선택적으로, 김서림 방지 코팅이 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)에 도포될 수 있다. 추가로 선택적으로, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 편광된 재료로 코팅 및/또는 이를 포함할 수 있으며, 이는 일반적으로 렌즈를 통해 본 이미지의 대비를 향상시킨다(예를 들어, 눈 덮인 환경에서 특히 두드러진다). 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 내비산성 및 내충격 특성을 보이도록 그 구성 및/또는 제조시에 비산 방지("내비산성") 재료(예를 들어, 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 이들의 조합 등)를 채택할 수 있다. 더욱이, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 일반적으로 안경류, 특히 스포츠 용도에 사용되는 안경류(예를 들어, 선글라스)의 공지된 안전 표준을 따른다.
부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 제1 렌즈(140)로부터 광빔을 반사하여, 광 디스플레이 동공(156)을 통과하여 사용자의 눈을 향하게 하고, 점선(164)은 사용자의 눈(18R, 18L)의 전방 눈 표면을 나타내는 평면의 위치를 나타낸다. 점선(164)은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)와 광 디스플레이 동공(156) 사이의 광학 경로를 따라서 배치된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, OST NED 시스템(100)은 비-동공 형성 광학 설계를 포함하고, 이에 의해 넓은 FOV에 걸쳐서 광 디스플레이(130)에 의해 방출된 광 이미지를 보기 위한 유리한 시각적 경험을 가능하게 한다.
개시된 기술의 다른 실시형태에 따르면, OST NED 시스템(100)은 눈 추적 시스템과 함께로 구성되고 동작한다. 그러므로, 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(결합기), 및 눈으로부터 반사된 광으로 사용자의 눈의 안구 특징의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성된, 이미지 센서를 포함하는 전자 광학 유닛을 포함하는 OST 눈 추적 시스템을 위한 광학 구성체가 제공된다. 개시된 기술의 이러한 실시형태의 세부사항을 더 설명하기 위해, 이제 도 6a, 도 6b 및 도 7을 참조한다. 도 6a는 개시된 기술의 또 다른 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는, OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 기본 구성의 개략적인 블록도이다. 도 6b는 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 부속 구성의 개략적인 블록도이다. 도 7은 개시된 기술의 실시형태에 따라서 구성되고 동작하는 OST 눈 추적 시스템의 전자 광학 유닛의 광학 모듈을 통한 광 경로의 개략도이다.
OST 눈 추적 시스템(200)(도면에서 도면 부호로 표시되지 않음)(본 명세서에서 "OST NED 눈 추적 시스템"으로 호환 가능하게 표시됨)은 일반적으로 OST NED 시스템(100)의 유사한 특징 및 구성요소를 포함하고, 그러나, OST NED 눈 추적 시스템(200)은 아래에 상세히 설명된 바와 같이 눈 추적기를 채택하는 전자 광학 유닛을 포함한다. 도 6a는 2021로 표시된 OST NED 눈 추적 시스템(200)의 전자 광학 유닛의 기본 구성을 도시한다. 전자 광학 유닛(2021)은 전자 모듈(2041) 및 광학 모듈(206)을 포함한다. 특히 전자 모듈(2041)은 광 디스플레이(130), 및 눈 추적기(230)를 포함한다. 실시형태에서, OST NED 시스템(100) 및 OST NED 눈 추적 시스템(200)에서 동일하게 표시된 도면 부호는 동일한 구성요소(즉, 동일한 유형 및 기능)에 관한 것임을 유의한다(예를 들어, 도 3a에 도시된 OST NED 시스템(100)에서의 광 디스플레이(130)는 도 6a에 도시된 OST NED 시선 추적 시스템(200)에서의 광 디스플레이(130)와 동일하다). 광학 모듈(206)은 도 7에서 보다 상세하게 특정화된 총체적으로 232로 참조되는 광학 소자를 포함한다. 광학 모듈(206)의 광학 소자(232)와 함께 전자 모듈(2041)의 광 디스플레이(130)는 OST NED 시스템(100)과 관련하여 위에서 설명한 유사한 방식으로 광빔 이미지(도시되지 않음)를 생성하고, 적어도 하나의 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)(즉, 108R 및 108L 중 적어도 하나)에 조사 및 투사하도록 구성되고 동작하는 광 투사기를 형성한다. 광학 소자(232)는 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108) 상으로 광 디스플레이(130)에 의해 생성된 이미지를 전달하고 투사하도록 구성되고 동작한다.
도 6b는 도 6a에 도시된 전자 광학 유닛 구성(2021)의 기본 구성에 대한 추가 구성요소를 갖는, 2022로 표시된 OST NED 눈 추적 시스템(200)의 전자 광학 유닛(102)의 부속 구성을 도시한다. 전자 광학 유닛(2022)은 전자 모듈(2042) 및 광학 모듈(206)(즉, 도 6a에서의 광학 모듈과 동일한)을 포함한다. 부속 구성에 따르면, 전자 모듈(2042)은 광 디스플레이(130), 눈 추적기(230)(즉, 도 6a에서의 눈 추적기와 동일한)를 포함하고, 선택적으로 프로세서(134), 메모리 디바이스(136), 사용자 인터페이스(138) 및 통신 모듈(140) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(134), 메모리 디바이스(136), 사용자 인터페이스(138) 및 통신 모듈(140)은 눈 추적기(230)와 관련된 추가 구성, 기능 및 특징(예를 들어, 소프트웨어)을 제외하고는 도 3b에 도시된 것들과 동일한다. 광학 모듈(206)의 광학 소자(구성요소)(232)(도 6a 및 도 6b)는 도 7과 관련하여 더 상세히 설명된다.
이제 특히 OST NED 눈 추적 시스템(200)의 전자 광학 유닛(2021 및 2022)의 광학 모듈(206)을 통한 2개의 광 경로의 개략도를 도시하는 예시인 도 7을 참조한다. 눈 추적기(230)는 전형적으로 도 7에 도시된 바와 같이 이미지 센서(2301) 및 2개의 렌즈(2302, 2303)를 포함한다. 이미지 센서(2301)는 전자 광학 유닛(2021 및 2022)의 전자 모듈(2041)의 일부이며, 렌즈(2302 및 2303)는 전자 광학 유닛(2021 및 2022)의 광학 모듈(206)의 광학 소자(232)(도 6a 및 도 6b 참조)의 일부이다. 기본 및 부속 구성 모두에 대해, 눈 추적기(230)는 사용자의 적어도 한쪽 눈을 조명하도록 구성되고 동작하는 적어도 하나의 광원(예를 들어, 가시광빔 및/또는 적외선 발광기(들)(도시되지 않음))을 선택적으로 포함할 수 있으며, 이에 의해 눈 위치(예를 들어, 당업계에 공지된 동공과 같은 안구 특징부로부터 시선 방향)를 추적하는 것을 용이하게 한다. 도 5에 도시된 것과 동일한 도면 부호를 갖는 도 7에 도시된 다른 모든 구성요소는 서로 동일하다. 그 점에서, OST NED 눈 추적 시스템(200)은 OST NED 시스템(100)과 유사하다. 도 7은 2개의 상이한 광 경로를 따라서 전파되는 2개의 광선 다발(빔들)(158, 168)을 도시한다. 광선(158)은 광 디스플레이(130)의 광학 경로를 나타내는 반면, 광빔(168)은 눈 추적기(230)와 관련된 광학 경로를 나타낸다.
구체적으로, 전자 광학 유닛(202)(즉, 2021 및 2022)은 광 디스플레이(130), 및 제1 렌즈(140), 반사기(142), 제2 렌즈(146), 제3 렌즈(148), 제4 렌즈(150), 곡면 미러(152), 부분 투과성 부분 반사성 요소(154), 및 눈 추적기(230)의 렌즈(2302, 2303)를 포함하는 광학 모듈(206)의 광학 소자(232)를 포함한다. 도 7은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108), 조리개(156)(여기에서 "광 디스플레이 출구 동공"으로 호환 가능하게 표시됨), 광 디스플레이(도시되지 않음)의 중간 이미지가 제1 렌즈(140)와 제2 렌즈(146) 사이에 형성되는 중간 이미지 평면(144)뿐만 아니라, 눈 추적기(도시되지 않음)의 중간 이미지가 제3 렌즈(148)와 제2 렌즈(146) 사이에 형성되는 중간 이미지 평면(166)을 추가로 도시한다. 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 도 5와 관련하여 설명된 것과 동일하다(즉, 내부 표면(160) 및 외부 표면(162)을 포함하고, 이에 의해, 내부 표면(160)은 제1 광학 배율(Pi)를 나타내는 내부 표면 곡률 반경(ri)을 특징으로 하고, 외부 표면(162)은 제1 광학 배율(Po)를 나타내는 외부 표면 곡률 반경(ro)을 특징으로 한다).
광학 모듈(206)의 광학 소자(232), 전자 모듈(2041 및 2042)의 광 디스플레이(130), 및 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)는 광선들이 도 7에 도시된 바와 같이 2개의 광빔(158 및 168)을 따라서 전파되는 것을 가능하게 하는 광학 배열(여기에서 호환적으로 "광학 구성체")를 형성한다. 눈으로부터 반사된 광(즉, 사용자의 전방 눈 표면(점선(164))(즉, 자연(주변) 조명 또는 인공 조명(전용 광원으로부터) 또는 둘 모두)은 사용자의 안구로부터 반사되고, 그 광은 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)로부터 적어도 부분적으로 반사되도록 광학 경로를 가로질러 이동하고; 이어서 제1 렌즈(140), 제2 렌즈(146), 제3 렌즈(148) 및 제4 렌즈(150)를 통해 굴절되고, 이어서 곡면 미러(152)로부터 반사되고 제4 렌즈(150)를 통과한 다음 제3 렌즈(148)를 통해 역순으로 다시 굴절되며, 이어서, 부분 투과성 부분 반사성 요소(광학 결합기)(154)를 적어도 부분적으로 통과하고, 렌즈(2302, 2303)를 통해 굴절되고, 이미지 센서(2301)에 충돌한다. 이미지 센서(2301)는 안구(즉, 동공과 같은 적어도 하나의 안구 특징을 갖는)의 이미지(도시되지 않음)를 획득하고, 획득된 이미지에 대응하는 이미지 데이터를 생성하고, 처리를 위해 프로세서(134)로의 이미지 데이터의 통신을 가능하게 하도록 구성되고 동작한다.
광학 구성체는 광 디스플레이(130)가 광선(158)에 의해 표현되는 광학 경로를 따라서 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)(즉, 108R 및 108L 중 적어도 하나) 상으로 광빔 이미지(도시되지 않음)를 투사하는 것을 가능하게 하는(앞에서 도 5와 함께 설명된 바와 같이) 동시에, 눈 추적기(230)는 광선(168)에 의해 표시되는 광학 경로를 따라서 사용자의 눈을 추적한다. 부분 투과성 부분 반사성 요소(154)(결합기)는 전자기(EM) 스펙트럼에서 적어도 한 범위의 광의 파장(즉, 전형적으로 광 디스플레이(130)에 의해 생성된 가시광)을 반사하는 동시에, EM 스펙트럼에서 적어도 다른 범위의 파장의 광(즉, 전형적으로 이미지 센서(2301)에 의해 캡처된 적외선(IR) 광)을 전도하도록 구성되고 동작하는 접이식 미러뿐만 아니라 콜드 미러로시 기능한다. 결합기(154)는 850 nm(나노미터)의 파장에서의 90% 투과뿐만 아니라 450 내지 650㎚의 파장 범위 사이에서 90% 반사를 포함한다. 선택적인 투광 조명(flood light)(예를 들어, IR 발광 다이오드(LED))은 사용자의 눈을 조명하도록 사용될 수 있으며, 그러므로 이미지 센서(2301)가 눈으로부터 반사되는 IR 광을 검출하는 것을 가능하게 한다. IR 광으로 사용자의 눈을 조명할 때, 사용자의 동공은 "어두운 동공"으로 나타나, 사용자의 눈동자 위치(예를 들어, 시선 방향)의 검출 및 결정을 용이하게 한다. 이미지 센서(2301)는 850㎚에서 IR 광을 검출하도록 최적화될 수 있고, 전형적으로 상보형 금속산화 반도체(CMOS) 기술, 전하 결합 소자(CCD) 기술 등에 기초할 수 있다. 이미지 센서(2301)의 추가 특성은 수 밀리미터 정도의 작은 크기이며 글로벌 셔터(global shutter)를 통합하는 것, 120 Hz의 샘플링 속도, 및 50°의 전형적인 FOV를 포함한다. 렌즈(2302 및 2303)는 전형적으로 비구면 렌즈로서 구현되고, 눈 전방 표면(점선(164)으로 도시됨)으로부터 이미지 센서(2301)로 광을 집중시키도록 구성되고 동작한다.
OST NED 눈 추적 시스템(200)은 대략 20×20㎜의 눈 커버리지 영역과±35°(왼쪽 및 오른쪽)의 시선 커버리지, 및 상이한 IPD로 조정된 7×3㎜의 눈 박스(eye box)를 가능하게 한다. OST NED 눈 추적 시스템(200), 특히 프로세서(134)는 이미지 센서(2301)로부터 획득된 이미지 데이터에 기초하여, 사용자의 눈 깜박임을 검출할 뿐만 아니라, 시선 배향 추적, 사용자 인터페이스 상호 작용, IPD 조정, 가시선(LOS) 안정화, 초점 거리 추정, 시차(예를 들어, 눈-카메라-LOS)에 대한 근거리 AR 자동 교정 및 피로 검출을 가능하게 하도록 구성되고 동작한다.
이제 도 8a, 도 8b 및 도 8c를 참조한다. 도 8a는 개시된 기술의 실시형태에 따른 OST NED 시스템(100) 및 OST NED 눈 추적 시스템(200)이 기초하는 비-동공 형성 광학 설계의 원리를 도시하는 개략도이다. 도 8b는 개시된 기술의 실시형태에 따른, 원거리에서 초점이 맞춰진 투사 이미지를 바라보고, OST NED 시스템(100) 및 OST NED 눈 추적 시스템(200)이 기초하는 비-형성 출구 동공 디스플레이 시스템 설계에 의해 생성되는 인간 눈의 단순화된 기하학적 표현을 도시하는 개략도이다. 도 8c는 개시된 기술에 따른, 눈동자까지의 시스템 출구 동공의 거리(d)의 결정을 도시하는 개략도이다.
도 8a는 개시된 기술의 원리에 따른, 원거리에 초점이 맞춰지고 비-동공 형성 출구 디스플레이 시스템에 의해 생성된 투사 이미지(도시되지 않음)를 응시하는 인간의 눈(18R, 18L, 또한 본 명세서에서 "18(R,L)", 및 간단히 "18"로도 호환 가능하게 표시된)의 단순화된 기하학적 표현을 도시한다. 사용자의 눈(18R, L)이 각도(±)α(°)로 FOV의 한쪽을 바라봄에 따라서, 광선 다발의 일부는 눈의 동공(24)에 들어간다. 눈 투사 시스템 근처의 FOV의 중심에서, 사용자는 디스플레이의 전체 이미지(예를 들어, 중심 시야를 사용하는 시야의 중앙과 주변 시야를 사용하는 시야의 측면)를 볼 것으로 예상된다. 또한, 근거리-눈 투사 시스템의 FOV 측면을 보는 동안, 사용자는 중심 시야를 사용하여 시야의 측면을 명확하게 볼 수 있고 주변 시야를 사용하여 나머지 시야를 명확하게 볼 수 있다. 도 8a로부터, 눈동자 위치뿐만 아니라, 동공의 크기, 투사 유닛으로부터 도달하는 광선의 다발의 크기(시야를 가로지르는 각각의 방향으로부터), 투사 유닛의 시야의 전체 크기에 대해 눈 투사 시스템의 출구 동공의 디자인 위치가 고려하도록, 시각적 경험에 대한 그 예상을 달성하는 것이 눈 투사 시스템의 구성을 최적화하는 고려 및 특정 설계를 요구한다는 것이 명확하다.
이제 도 8b를 참조하면, 도 8b는 사용자로부터 원거리에서 초점이 맞춰진 투사 이미지(도시되지 않음)를 바라보는 인간의 눈(18R, 18L)의 단순화된 기하학적 표현을 도시하는 개략도이다. OST NED 시스템(100) 및 OST NED 시선 추적 시스템(200)의 사용자는 개시된 기술의 실시형태에 따른 비-동공 형성 출구 디스플레이 시스템에 의해 생성된 원거리에서 초점이 맞춰진 투사 이미지를 응시한다. 도 8b는 광 디스플레이(130)를 호환 가능하게 표시하는 투사형 디스플레이 시스템으로부터 도달하는 것으로 간주하는 각도 0, 및 ±α에 도달하는 광선의 3개의 다발의 표현을 도시한다. 광선 다발은 디스플레이의 FOV의 부분을 나타낸다(예를 들어, 0°의 각도에 도달하는 광선의 다발은 광 디스플레이(130)의 FOV의 중심에서 시작된다). 유사하게, α가 투사형 디스플레이 시스템의 최대 시야각을 나타낸다고 가정하면, + α°의 각도에 도달하는 광선의 다발은 광 디스플레이(130)의 한쪽 측면에서 시작된다. 또한, 도 8b는 R이 눈(18)(R, L) 회전 반경을 나타내고, r은 눈(18)(R, L) 회전 중심으로부터 눈의 동공(24)의 거리를 나타내고, d는 눈 투사 시스템 출구 동공까지의 눈의 동공(24)의 거리를 나타내고, x는 광선의 다발의 직경을 나타내는, 주석을 포함한다. 사용자의 눈이 0°의 각도로 정면을 바라볼 때, 광선 다발의 일부는 동공(24)에 들어간다. 또한, +α 내지 0°및 -α°내지 0°의 각도 범위로부터 도달하는 광선 다발의 적어도 일부가 동공(24)에 들어간다. 이러한 상황은 눈(18)(R, L)이 광 디스플레이(130)의 FOV의 중심(눈의 중심에 의해 이미지화되는 "중심 시야"로서 공지)뿐만 아니라 광 디스플레이(130)의 FOV의 측면("주변 시야"로서 공지) 둘 모두를 볼 수 있는 경우를 나타낸다.
이제 개시된 기술에 따른, 동공까지의 시스템 출구 동공의 거리(d)의 결정을 용이하게 하기 위한 개략도를 도시하는 도 8c를 참조하면, x는 (투사된) 광선 다발 직경("광빔 다발 팬 크기")을 나타내며, r은 눈의 회전 중심으로부터 눈의 동공까지의 거리를 나타내고, p는 동공 직경을 나타내고, Δ는 동공의 중심과 광학 출구 동공의 중심 사이의 투사된 거리를 나타낸다. 개략도는 눈의 두 가지 포즈(위치 및 배향)를 도시한다: (1) 앞을 바라보고 (2) 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같은 FOV의 절반인 α의 각도로(즉, 광 디스플레이(130)로부터 도달하는 광빔의 방향으로) 측면을 바라보는 것이다. 도 8c로부터, 눈 투사 시스템의 출구 동공에 대한 최적의 위치는 다음 식에 따라서 결정된다:
여기에서, d는 눈의 동공 뒤(즉, 눈 내부)에 위치된 위치까지 출구 동공 사이의 거리를 나타낸다. 식 (1)을 충족시키는 위치(d)에서, 전체 조리개는 광선으로 덮이거나 조명되도록 구성된다. 유사하게, 도 8c로부터, 사용자가 전방을 응시하는 동안, 눈 투사 시스템(광 디스플레이(130))의 출구 동공을 위한 최적의 위치는 다음 식에 따라서 지시된다는 것이 결정된다:
여기에서, d는 동공의 전방에 위치된 위치(즉, 눈을 정면으로 향함)까지 출구 동공 사이의 거리를 나타낸다. 식 (1) 및 (2)에 따른 비-동공 형성 출구를 갖는 OST NED 시스템(100) 및 OST NED 시선 추적 시스템(200)은 그 전체 FOV에 걸쳐서 광 디스플레이(130)를 보기 위한 최적의 시각적 경험을 가능하게 한다.
개시된 기술에 따르면, OST NED 시스템(100) 및 OST NED 눈 추적 시스템(200)은 다음에 더 상세히 설명될 몇몇 중요한 특징을 특징으로 한다. 이제 출구 조리개와 관련하여 눈 운동 박스에 대해 개시된 기술의 시스템의 광학 설계 특징을 예시하는 개략도인 도 9a를 참조한다. 도 9a의 중앙 부분은 사용자(10), 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108)("바이저(visor)" 및 "결합기"와 호환 가능), 출구 조리개(240), 및 시스템 동공(242)을 도시하는 단순화된 개략도를 예시한다. 도 9a의 상단 부분은 그 원점이 사용자의 눈동자 위치에 위치된 좌표계를 도시한다. 눈 움직임 상자는 출구 조리개(240)(및 눈 위치)에 의해 결정된다. 광 디스플레이(130)의 위치 및 배향(P&O)은 결합기(바이저) 경사각에 의해 결정된다. 실제 외부 장면 수평선에 대한 이미지 각도는 광 디스플레이(130)의 받음각 및 P&O에 의해 지시된다. 사용자에게 부여된 FOV와 함께 눈 및 눈 박스의 위치는 "바이저 거리"(즉, 시스템 동공(242)과 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(108) 사이의 거리)에 의존하고, 이는 차례로 출구 조리개(240)의 크기를 결정한다. 도 9a는 바이저 경사각("판토스코픽 각도"로도 지칭됨)을 추가로 도시한다.
개시된 기술에 관련된 판토스코픽 각도의 관계를 추가로 설명하기 위해, 이제 개시된 기술의 원리에 따른 판토스코픽 각도, 랩 각도 및 롤 각도를 도시하는 개략도인 도 9b를 참조한다. 판토스코픽 각도는 도 9a에 도시된 바와 같이 부분 투과성 부분 반사성 렌즈(결합기)(108)의 평면과 수직 y-축 사이의 각도로서 정의된다. 수학적으로, 판토스코픽 각도는 cos(롤)*기울기로서 정의된다. 도 9b는 사용자(10) 및 결합기(108)의 부분 측면도를 도시하고, 여기에서, 수직 점선은 수직 축(y-축), 및 결합기(108)의 평면으로부터 수직 축까지의 판토스코픽 각도를 나타낸다. 도 9b는, 프레임(112)이 사용자(10)의 얼굴 주위를 어떻게 감싸는지의 척도이고 수학적으로 sin(롤)*기울기로서 정의되는 랩 각도(프레임(112)의 전체 랩 각도로도 표시됨)를 추가로 도시한다. 도 9b에 도시된 바와 같은 롤 각도는 도시된 바와 같이 투사된 출구 조리개 각도로서 정의된다.
도 8a, 도 8b 도 9a 및 도 9b와 함께 위에서 설명된 특성은 다음과 같은 특징, 특성, 광학 설계 데이터 및 허용 오차를 나타내는 개시된 기술에 따라서 OST NED 시스템(및 제품)을 특성화하는 것을 가능하게 한다:
이제 도 10a 및 도 10b를 참조한다. 도 10a는 개시된 기술의 시스템의 특징적인 설계 제약의 전방을 향한 상세한 부분도를 도시하는 개략도이다. 도 10b는 개시된 기술의 시스템의 특징적인 설계 제약의 상세한 측면 부분도를 도시하는 개략도이다. 도 10a에 도시된 바와 같이, "경계선"으로 표시된 점선은 사용자(10)의 눈(18R)을 위한 제1 렌즈(140)(도 5 및 도 7)의 경계선을 나타낸다. 경계선으로부터 눈(18R)의 동공까지의 투사 거리는 8±2㎜이다. 도 10b에 도시된 바와 같이, "경계선"으로 표시된 점선은 Z-축(도 9a)을 따라서 눈의 동공까지의 거리에 대한 몇몇 광학 소자(132(도 5) 및 232(도 7))의 경계선을 나타낸다.
당업자라면 개시된 기술이 상기 상세한 설명에서 구체적으로 도시되고 설명된 것으로 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 오히려 개시된 기술의 범위는 다음의 청구범위에 의해서만 한정된다.
Claims (17)
- 사용자의 눈을 위한 안과 교정을 통합하는 광학적 투시(OST) 근안용 디스플레이(NED) 시스템으로서,
제1 광학 배율을 나타내는 내부 표면 곡률 반경을 특징으로 하는 내부 표면, 및 제2 광학 배율을 나타내는 외부 표면 곡률 반경을 특징으로 하는 외부 표면을 포함하는 부분 투과성 부분 반사성 렌즈로서, 사용자의 눈을 마주하고 외부 장면의 유입 광을 눈으로 적어도 부분적으로 전도하도록 구성되는, 상기 부분 투과성 부분 반사성 렌즈; 및
상기 부분 투과성 부분 반사성 렌즈와 광학적으로 결합되도록 구성되는 전자 광학 유닛으로서, 상기 눈을 향해 상기 광빔 이미지의 반사를 가능하게 하도록 광빔 이미지를 상기 내부 표면 상으로 투사하도록 구성된 광 디스플레이를 포함하고, 상기 사용자의 미간 영역에 위치되도록 구성되는, 상기 전자 광학 유닛
을 포함하되, 상기 제1 광학 배율은 상기 눈으로 보기 위해 반사된 상기 광빔 이미지에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성되고, 상기 제2 광학 배율은 상기 눈으로 보기 위해 상기 외부 장면으로부터 전도된 유입 광에 대한 안과 교정을 제공하도록 구성되는, OST NED 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 전자 광학 유닛은 프로세서를 더 포함하는, OST NED 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 전자 광학 유닛은 제1 렌즈, 반사기, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 곡면 미러를 포함하는, OST NED 시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 제2 렌즈는 상기 제2 렌즈와 상기 제1 렌즈 사이의 광학 경로를 따르는 위치에 위치된 중간 이미지 평면에서 중간 이미지를 생성하도록 구성되는, OST NED 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 광비 이미지를 폴딩하도록 구성된 보조 반사기를 더 포함하고, 상기 보조 반사기는 상기 중간 이미지 평면의 상기 위치 뒤에서 상기 제2 렌즈와 상기 제1 렌즈 사이의 상기 광학 경로를 따라서 위치되는, OST NED 시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 상기 광빔 이미지는 상기 광 디스플레이로부터 상기 반사기, 이어서 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈 및 상기 곡면 미러를 향하고, 이어서 다시 상기 제4 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제1 렌즈, 및 상기 부분 투과성 부분 반사성 렌즈를 향하여 광학 경로를 따라서 전파되는, OST NED 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 광빔 이미지에 대응하는 이미지 데이터를 저장하기 위해 구성되는 메모리 디바이스를 더 포함하는, OST NED 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 광 디스플레이는 데이터를 수신하고 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 광비 이미지를 생성하도록 구성되는, OST NED 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 곡면 미러, 상기 제3 렌즈, 및 상기 제4 렌즈의 광학 배열은 상기 중간 이미지가 수차 보상되는 것을 가능하게 하는, OST NED 시스템.
- 제9항에 있어서, 상기 수차 보상된 상기 중간 이미지는 상기 부분 투과성 부분 반사성 렌즈의 상기 내부 표면 곡률 반경에 의해 적어도 부분적으로 생성된 수차의 영향를 미연에 방지하도록 구성되는, OST NED 시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 곡면 미러, 상기 제3 렌즈, 및 상기 제4 렌즈의 광학 배열은 상기 부분 투과성 부분 반사성 렌즈의 곡면 표면에 의해 유발된 광학 수차를 교정하도록 구성되는, OST NED 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 광학 수차는 비점수차 및 왜곡 중 적어도 하나를 포함하는, OST NED 시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 제4 렌즈와 상기 제3 렌즈의 조합은 상기 OST NED 시스템의 광학 배열을 증가시키도록 구성되는, OST NED 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 전자 광학 유닛 및 상기 부분 투과성 부분 반사성 렌즈는 비-동공 형성 광학 경로를 위해 구성되는, OST NED 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 사용자를 위한 출구 동공의 최적의 위치는 하기 식에 따르는, OST NED 시스템:
식 중, d는 상기 사용자의 상기 눈의 동공으로부터 상기 출구 동공 사이의 거리를 나타내며, r은 눈 회전 중심으로부터 상기 동공의 거리이며, p는 동공 직경이며, x는 상기 광 디스플레이로부터 투사된 광선 다발 직경이며, α는 상기 사용자의 시선 방향이 α로 주어지면 상기 광 디스플레이의 시야(FOV)의 절반이다. - 제15항에 있어서, 상기 이미지 디스플레이의 출구 동공을 위한 최적의 위치는 상기 사용자의 시선 방향이 상기 광 디스플레이의 광축으로 지향되면에 따르는, OST NED 시스템.
- 광학적 투시 (OST) 눈 추적 시스템을 위한 광학 구성체로서,
사용자의 눈을 마주하도록 구성된 부분 투과성 부분 반사성 렌즈;
상기 눈으로부터 반사된 광으로 상기 눈의 안구 특징의 적어도 하나의 이미지를 획득하도록 구성된 이미지 센서를 포함하는 전기 광학 서브 시스템;
제1 렌즈;
제2 렌즈;
제3 렌즈;
제4 렌즈;
곡면 미러;
광학 결합기; 및
제5 렌즈
를 포함하되, 상기 광학 구성체는 상기 반사된 광이, 상기 부분 투과성 부분 반사성 렌즈로부터 적어도 부분적으로 반사되고; 이어서 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 및 상기 제4 렌즈를 통해 굴절되고, 이어서, 상기 곡면 미러로부터 반사되어 상기 제4 렌즈를 통해 역순으로 다시 굴절되고 이어서, 상기 제3 렌즈를 통하고 이어서, 상기 광학 결합기를 적어도 부분적으로 통과하고 상기 제5 렌즈를 통해 굴절되어 상기 이미지 센서에 충돌하는 광학 경로를 따라서 이동하는 것을 가능하게 하는, 광학 구성체.
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