KR20220123175A - 광학 시스템 및 혼합 현실 설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 시스템 및 혼합 현실 설비를 개시한다. 광학 시스템은 두 갈래의 이미지광을 투사하는 투영 장치; 상기 투영 장치로부터의 두 갈래의 상기 이미지광을 각각 수신하기 위한 두 개의 측면 및 진입되는 두 갈래의 상기 이미지광을 전반사하기 위한 두 개의 평면을 구비하는 기저층; 및 적어도 상기 기저층의 하나의 평면에 설치되며, 상기 기저층에서 전파되는 두 갈래의 상기 이미지광을 반사 회절 또는 투과 회절시키는 회절 격자층-여기서, 상기 회절 격자층을 통해 회절되는 타겟 이미지광의 에너지는 균일하게 분포됨-; 을 포함한다. 본 발명의 실시예의 광학 시스템 및 혼합 현실 설비는 보다 콤팩트한 구조를 제공할 수 있으며, 보다 우수한 몰입감을 제공할 수 있다.

Description

광학 시스템 및 혼합 현실 설비{OPTICAL SYSTEM AND MIXED REALITY DEVICE}
본 발명은 광전자 기술분야에 속하는 것으로서, 특히 광학 시스템 및 혼합 현실 설비에 관한 것이다.
혼합 현실 설비는 가상 현실 설비 및 증강 현실 설비를 포함하며, 가상 현실 설비는 사용자에게 가상 이미지 정보만을 보여줄 뿐이고, 외부 환경광은 가상 현실 설비를 통해 사용자의 눈에 들어올 수 없으며, 증강 현실 설비는 사용자의 눈에 가상 이미지 정보 및 외부 환경광이 동시에 보이도록 할 수 있다.
광도파로 기술은 혼합 현실 설비의 광학 시스템 중 하나로서, 가볍고 얇으며, 외부 광선의 투과성이 높은 특징으로 인해 각광을 받고 있다.
본 출원의 실시예는 우선 광학 시스템을 제공하며, 해당 광학 시스템은 두 갈래의 이미지광을 투사하는 투영 장치; 상기 투영 장치로부터의 두 갈래의 상기 이미지광을 각각 수신하기 위한 두 개의 측면 및 진입되는 두 갈래의 상기 이미지광을 전반사하기 위한 두 개의 평면을 구비하는 기저층; 및 적어도 상기 기저층의 하나의 평면에 설치되며, 상기 기저층에서 전파되는 두 갈래의 상기 이미지광을 반사 회절 또는 투과 회절시키는 회절 격자층-여기서, 상기 회절 격자층을 통해 회절되는 타겟 이미지광의 에너지는 균일하게 분포됨-; 을 포함한다.
본 발명의 실시예는 혼합 현실 설비를 더 개시하며, 해당 혼합 현실 설비는 데이터 처리 모듈 및 상기 광학 시스템을 포함하며, 상기 데이터 처리 모듈은 디스플레이할 이미지 정보를 상기 광학 시스템의 투영 장치에 전송하여 이미지를 디스플레이한다.
본 발명의 목적 및 특징은 아래의 명세서에서 어느 정도 설명될 것이고, 하기 내용의 고찰 및 연구에 기반하면 본 분야의 당업자에게 어느 정도 명백할 것이며, 또는, 본 발명의 실행으로부터 교시를 얻을 수 있다. 본 발명의 목적 및 기타 이점은 아래의 명세서, 청구범위 및 도면에서 특별히 도시된 구조를 통해 구현 및 획득될 수 있다.
도면은 본 출원의 기술방안 또는 종래기술에 대한 추가적인 이해를 제공하고, 명세서의 일부분을 구성한다. 여기서, 본 출원의 실시예를 표시하는 도면 및 본 출원의 실시예는 본 출원의 기술방안을 해석하기 위한 것이지만, 본 출원의 기술방안을 한정하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시스템의 구조 개략도이다.
도 3은 도 2의 다른 각도에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 기저층과 회절 격자층의 구조 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 이미지 광선의 회절 효율을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템의 이미지 광선의 회절 절대 광도를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 혼합 현실 설비의 구조 개략도이다.
이하, 도면과 실시예를 결합하여 본 발명의 실시형태를 구체적으로 설명하도록 한다. 이로써, 본 발명이 어떻게 기술수단을 적용하여 기술적 과제를 해결하고, 상응하는 기술적 효과를 달성하는지에 대한 구현 과정을 충분히 이해하고 실시하게 된다. 본 출원의 실시예 및 실시예의 각 특징은 모순되지 않을 경우 서로 결합될 수 있으며, 형성된 기술방안은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다.
도 1을 참조하면, 본 출원의 실시예는 광학 시스템(100)을 개시하며, 해당 광학 시스템(100)은 투영 장치(101, 102), 기저층(400) 및 회절 격자층을 포함한다.
투영 장치는 두 갈래의 이미지광을 투사한다. 이는 하나의 투영 장치가 두 갈래의 이미지광을 투사하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 빔 분할 방식으로 하나의 투영 장치에 의해 투사되는 광을 두 갈래의 이미지광으로 분할한다. 도 1에 도시된 방식과 같이, 두 개의 투영 장치(101, 102)에서 각각 한 갈래의 이미지광을 방사하는 것일 수도 있다. 두 개의 투영 장치(101, 102)는 기저층(400)의 두 개의 평면 중심 위치의 수직선에 대해 대칭되게 설치될 수 있다.
기저층(400)은 투영 장치(101, 102)로부터의 두 갈래의 이미지광을 각각 수신하기 위한 두 개의 측면 및 기저층(400)에 진입되는 두 갈래의 이미지광을 전반사하기 위한 두 개의 평면을 구비한다. 도 1을 참조하면, 예를 들어, 기저층(400)의 단면은 사다리꼴일 수 있으며, 기저층(400)의 두 개의 측면은 두 갈래의 이미지광을 각각 수신하며, 두 갈래의 이미지광은 각각 대향되는 두 개의 평면 내에서 전반사 방식으로 전파된다. 구체적으로, 한 갈래의 이미지광은 하나의 측면을 통해 기저층(400)에 입사되어 진입하며, 이미지광은 기저층(400)의 두 개의 대향되는 평면 내에서 전반사 방식으로 다른 측면을 향해 전파된다.
회절 격자층(501, 502)은 적어도 기저층(400)의 하나의 평면에 설치되며, 기저층(400)에서 전파되는 두 갈래의 이미지광을 반사 회절 또는 투과 회절시킨다. 여기서, 회절 격자층(501, 502)을 통해 회절되는 타겟 이미지광(1000)의 에너지는 균일하게 분포된다. 두 갈래의 이미지광은 모두 광학 시스템(100)을 통해 방사될 수 있고, 동공 연속(pupil continuity) 효과를 구현할 수 있다. 이미지광이 기저층(400) 내에서 전파되는 경우, 기저층(400)에 설치된 평면을 만나면 반사 회절 또는 투과 회절의 방식으로 방사되며, 방사되는 이미지광을 타겟 이미지광(1000)으로 칭한다. 예를 들어, 회절 격자층은 두 개의 층으로 나뉘며, 하나의 층은 기저층(400)의 하면의 평면에 설치되고, 다른 하나의 층은 기저층(400)의 상면의 평면에 설치되며, 여기서, 하나의 층에 대응되는 이미지광은 반사 회절의 방식으로 방사되고, 다른 하나의 층에 대응되는 이미지광은 투과 회절의 방식으로 방사된다. 또 예를 들어, 도 1을 참조하면, 회절 격자층(501, 502)은 하나의 층이며, 하나의 회절 격자층(501, 502)은 기저층(400)의 하나의 평면에 부착되고, 이미지광은 투과 회절의 방식으로 방사된다. 이미지광이 회절 격자층을 만나면 투과 회절의 방식으로 방사되며, 방사되는 타겟 이미지광(1000)의 에너지는 균일하게 분포된다. 도 1에서, 회절 격자층의 왼쪽 부분은 502로 표시되고, 회절 격자층의 오른쪽 부분은 501로 표시되며, 해당 두 부분은 실질상 한 층의 전체적인 회절 격자층이고, 방사되는 타겟 이미지광(1000)의 에너지는 회절 격자층에 균일하게 분포되며, 즉, 회절 격자층의 서로 다른 위치에 대응하는 방사된 타겟 이미지광(1000)의 에너지는 동일하다. 회절 격자층(501, 502)의 중심 위치는 기저층(400)의 중심 위치와 겹친다.
투영 장치(101, 102), 기저층(400) 및 회절 격자층(501, 502)을 설치함으로써, 광학 시스템(100)에서 방사되는 타겟 이미지광(1000)의 에너지가 균일하게 분포되고, 광학 시스템(100)이 보다 콤팩트하며, 광학 시스템(100)에서 방사되는 타겟 이미지광(1000)은 사용자의 두 눈에 각각 대응될 수 있기 때문에, 사용자의 각 눈에 서로 다른 두 개의 광학 시스템을 각각 제공할 필요가 없으며, 해당 광학 시스템(100)을 사용하는 혼합 현실 설비의 몰입감이 보다 우수하다.
일부 실시예에서, 투영 장치(101, 102)는 구체적으로 투영 렌즈 및 디스플레이 스크린을 포함할 수 있으며, 디스플레이 스크린은 디스플레이할 이미지 정보를 로딩하며, 나아가, 디스플레이할 이미지 정보를 광의 형태로 투영 렌즈에 방출하며, 투영 렌즈는 광 형태의 이미지 정보(이미지 광)에 대해 시준화하여 광경로의 다운스트림(downstream)으로 전송한다. 투영 장치(101, 102)는 기저층(400)의 두 개의 측면에 각각 부착된다.
일부 실시예에서, 도 1을 참조하면, 광학 시스템(100)은 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)을 더 포함할 수 있으며, 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)은 기저층(400)의 두 개의 측면에 각각 설치되고, 투영 장치(101, 102)로부터의 두 갈래의 이미지광을 커플링한 후 두 개의 측면을 통해 기저층(400)에 진입되도록 한다. 투영 장치(101)에서 방사되는 이미지광은 커플링 프리즘(301)을 거쳐 기저층(400)의 하나의 측면을 통해 기저층(400)에 입사될 수 있고, 투영 장치(102)에서 방사되는 이미지광은 커플링 프리즘(302)을 거쳐 기저층(400)의 다른 하나의 측면을 통해 기저층(400)에 입사될 수 있다. 여기서, 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)은 기저층(400)의 두 개의 측면에 각각 접착될 수 있고, 투영 장치(101, 102)는 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)에 각각 부착된다. 두 개의 투영 장치(101, 102)는 기저층(400)의 두 개의 평면 중심 위치의 수직선에 대해 대칭되게 설치될 수 있으며, 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)도 기저층(400)의 두 개의 평면 중심 위치의 수직선에 대해 대칭되게 설치될 수 있다.
일부 실시예에서, 광학 시스템(100)은 두 개의 반사 소자(201, 202)를 더 포함할 수 있으며, 두 개의 반사 소자(201, 202)는 투영 장치(101, 102)의 두 갈래의 이미지광이 커플링 프리즘(301, 302)에 대응되게 입사되는 광경로에 각각 설치되며, 투영 장치(101, 102)로부터의 두 갈래의 이미지광을 대응되는 커플링 프리즘(301, 302)에 각각 반사한다. 투영 장치(101, 102)에서 방사되는 이미지광은 반사 소자(201,202)를 거쳐 반사된 후 커플링 프리즘(301, 302)에 진입하며, 커플링 프리즘(301, 302)은 이미지광을 커플링한 후 기저층(400)에 입사시킨다. 여기서, 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)은 기저층(400)의 두 개의 측면에 각각 부착될 수 있으며, 투영 장치(101, 102)는 기저층(400)의 평명과 평행되게 설치될 수 있다. 투영 장치(101, 102)가 설치된 위치가 기저층(400)의 에지(edge) 또는 기저층(400)의 외측과 근접하면, 환경광이 기저층(400) 및 회절 격자층(501, 502)을 통해 사람의 눈에 입사되는 것에 영향을 미치지 않으며, 광학 시스템(100)은 이미지 광성과 외부 환경광이 모두 사람의 눈에 입사되는 효과를 구현할 수 있다. 예를 들어, 기저층(400) 및 회절 격자층(501, 502)은 투명 재질의 광학 유리 및 광학 플라스틱으로 제조될 수 있다. 고투과율의 기저층(400) 및 회절 격자층(501, 502)은 광선에 대한 기저층(400) 및 회절 격자층(501, 502)의 흡수를 감소시킬 수 있다. 도 1을 참조하면, 투영 장치(101, 102)가 설치된 위치가 기저층(400)의 중심 위치와 근접하면, 환경광이 기저층(400) 및 회절 격자층(501, 502)을 통해 사람의 눈에 입사되는 것에 영향을 미치게 되며, 광학 시스템(100)은 이미지 광선이 사람의 눈에 입사되는 효과만을 구현할 수 있다. 두 개의 반사 소자(201, 202)는 두 개의 투영 장치(101, 102) 및 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)과 각각 일정한 각도를 이룸으로써, 투영 장치(101, 102)에서 방사되는 이미지 광선을 커플링 프리즘(301, 302)에 반사한다. 두 개의 투영 장치(101, 102)는 기저층(400)의 두 개의 평면 중심 위치의 수직선에 대해 대칭되게 설치될 수 있고, 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)도 기저층(400)의 두 개의 평면 중심 위치의 수직선에 대해 대칭되게 설치될 수 있으며, 두 개의 반사 소자(201, 202)도 기저층(400)의 두 개의 평면 중심 위치의 수직선에 대해 대칭되게 설치될 수 있다. 두 개의 투영 장치(101, 102), 두 개의 반사 소자(201, 202), 두 개의 커플링 프리즘(301, 302)은 공통의 기저층(400) 및 회절 격자층(501, 502)을 공동으로 사용하므로, 광학 시스템(100)이 보다 콤팩트하고, 부피가 더 작아진다.
일부 실시예에서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 광학 시스템(200)은 반투과반사 소자(600)(transflective element)를 더 포함할 수 있으며, 반투과반사 소자(600)는 회절 격자층(501, 502)을 통해 회절되는 타겟 이미지광(1000)이 사람의 눈(700)에 입사되는 광경로에 설치되고, 회절 격자층(501, 502)에 의해 회절되는 타겟 이미지광(1000)을 사람의 눈으로 반사시키며, 환경광이 반투과반사 소자(600)를 통해 투과된 후 사람의 눈(700)에 입사되도록 한다. 광학 시스템(100)이 사람의 눈에 이미지 광선이 입사되는 효과만을 구현할 수 있는 경우, 광학 시스템(100)의 기초상에서 반투과반사 소자(600)를 추가함으로써, 광학 시스템(100)에서 방사되는 타겟 이미지광(1000)이 반투과반사 소자(600)에 의해 반사되어 이미지광(1001)을 획득하고, 이미지광(1001)은 사람의 눈(700)에 입사될 수 있으며, 환경광은 반투과반사 소자(600)를 투과하여 사람의 눈(700)에 입사될 수 있다. 광학 시스템(200)은 이미지 광선과 외부 환경광이 모두 사람의 눈(700)에 입사되는 효과를 구현할 수 있다. 사람의 눈(700)측에는 직사각형의 사출 동공(exit pupil)이 구비된다.
도 4를 참조하면, 상기 광학 시스템에서, 회절 격자층(501, 502)이 기저층(400)의 하나의 평면에 설치되는 경우, 예를 들어, 기저층(400)의 상부 표면에 설치되는 경우, 회절 격자층(501, 502)(이는 전체적으로 한 층의 회절 격자층임)의 격자 무늬는 기설정된 위치점을 통과하고 회절 격자층(501, 502)에 수직되는 방향(도 4에 도시된 Z축)에 대해 축대칭으로 분포되며, 여기서, 기설정된 위치점(도 4에 도시된 0점)은 회절 격자층(501, 502)에 위치한다. 도 4에서의 X축은 기저층(400) 및 회절 격자층(501, 502) 사이에 위치하고, 0점은 회절 격자층(501, 502)의 중심 위치에 위치하며(0점은 회절 격자층(501) 부분과 회절 격자층(502) 부분의 경계측에 위치함), Z축은 0점을 통과하고 회절 격자층(501, 502)에 수직되는 방향이다. 여기서, 회절 격자층(501, 502)은 홀로그래픽 격자일 수 있으며, 표면 릴리프 격자일 수 있다.
도 5를 참조하면, 회절 격자층(501, 502)을 통해 투과 회절되는 경우, 기저층(400)에서 전송되는 이미지광은 회절 격자층(501, 502)의 에지에서 기설정된 위치점으로의 방향으로 이미지광의 투과 회절 효율이 점차 증가되고; 기저층(400)에서 전송되는 이미지광은 기설정된 위치점에서 회절 격자층(501, 502)의 다른 에지로의 방향으로 이미지광의 반사 회절 효율이 점차 감소된다. 도 4에 도시된 입사 광선(1)(-1레벨의 투과 회절 및 반사 회절된 광선은 모두 기저층(400)의 평면에 수직됨)은 회절 격자층(502) 부분에서 회절 격자층(501) 부분으로의 방향을 따라 전파되며, 도 5의 회절 격자층(502) 부분에서의 입사 광선(1)의 투과 회절 효율(T)과 회절 격자층(501) 부분에서의 입사 광선(1)의 반사 회절 효율(R)의 분포로부터 아시다시피, 회절 효율은 0점측에서 가장 높고, 0점에서 멀어질 수록 회절 효율은 낮아지며, 에지에서 0점까지 회절 격자층(502) 부분의 투과 회절 효율(T)과 회절 격자층(501) 부분의 반사 회절 효율(R)은 점차 증가된다. 회절 효율은 단계적으로 증가될 수도 있고, 예를 들어, 에지에서 0점까지 회절 격자층(502) 부분의 투과 회절 효율(T)과 회절 격자층(501) 부분의 반사 회절 효율(R)은 단계적으로 증가된다. 도 4에 도시된 입사 광선(2)은 회절 격자층(501) 부분에서 회절 격자층(502) 부분으로의 방향을 따라 전파되며, 이는 입사 광선(1)과 유사하므로, 여기서 더 이상 반복하여 설명하지 않는다.
일부 실시예에서, 이미지광의 투과 회절 효율과 이미지광의 반사 회절 효율은 기설정된 위치점을 통과하고 회절 격자층(501, 502)에 수직되는 방향에 대해 축대칭된다. 도 5로부터 아시다시피, 회절 격자층(502) 부분의 투과 회절 효율(T)과 회절 격자층(501) 부분의 반사 회절 효율(R)은 Z축에 대해 대칭으로 분포된다. 물론, 일부 경우에, 회절 격자층(502) 부분의 투과 회절 효율(T)과 회절 격자층(501) 부분의 반사 회절 효율(R)은 Z축에 대해 대칭으로 분포되지 않을 수도 있다. 회절 격자층(502) 부분의 투과 회절 효율(T)과 회절 격자층(501) 부분의 반사 회절 효율(R)은 에지에서 0점까지 점차 증가되지만, 증가된 곡선은 상이할 수 있다.
도 6을 참조하면, 기저층(400)에서 전송되는 이미지광은 회절 격자층(501, 502)의 에지에서 기설정된 위치점으로의 방향으로 이미지광의 투과 회절 광도값이 일정하고; 기저층(400)에서 전송되는 이미지광은 기설정된 위치점에서 회절 격자층(501, 502)의 다른 에지로의 방향으로 이미지광의 반사 회절 광도값이 투과 회절 광도값보다 작다. 도 6에서는 회절 격자층(502) 부분과 회절 격자층(501) 부분에서의 입사 광선(1)의 회절 절대 광도 분포, 즉 회절 격자층(502) 부분과 회절 격자층(501) 부분에서의 회절 절대 광도값의 분포를 도시한다. 회절 격자층(502) 부분은 거의 평평한 투과 에너지(t), 즉 일정한 값의 투과 회절 광도값을 갖는다. 유사하게, 입사 광선(2)이 회절 격자층(501) 부분에서 회절 격자층(502) 부분을 향해 전파되는 경우, 입사 광선(2)은 회절 격자층(501) 부분에서도 마찬가지로 일정한 값의 투과 회절 광도값을 갖는다. 입사 광선(1)이 회절 격자층(502) 부분에서 회절 격자층(501) 부분을 향해 전파되는 경우, 입사 광선(1)의 투과 회절 에너지는 회절 격자층(502)에 의해 여러 번 추출되고, 회절 격자층(501) 부분으로 전파되는 경우 나머지 광선 에너지는 매우 약하며, 입사 광선(1)에 대한 회절 격자층(501) 부분의 투과 회절 효율은 1-R이고, 입사 광선(1)에 대한 회절 격자층(501) 부분의 투과 회절은 무시할 수 있다. 마찬가지로, 입사 광선(2)에 대한 회절 격자층(502) 부분의 투과 회절도 무시할 수 있고, 회절 격자층(501, 502)의 전체 영역은 균일한 투과 회절 에너지 분포를 갖는다.
일부 실시예에서, 기저층(400)에서 전송되는 이미지광은 기설정된 위치점에서 회절 격자층(501, 502)의 다른 에지로의 방향으로 이미지광의 반사 회절 광도값이 점차 감소된다. 이미지광의 반사 회절 광도값이 작을 수록 회절 격자층(501, 502)에 대한 투과 회절 효과는 더 우수하다.
회절 격자층(501, 502)의 제조 공정은 홀로그래픽 노광을 통해 상이한 위치측의 노광 시간을 조정하여 수요되는 회절 효율을 획득하는 것일 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 출원은 혼합 현실 설비를 더 제공하며, 해당 설비는 데이터 처리 모듈 및 상기 광학 시스템(100, 200)을 포함하며, 데이터 처리 모듈은 디스플레이할 이미지 정보를 광학 시스템(100, 200)의 투영 장치(101, 102)에 전송하여 이미지를 디스플레이한다. 혼합 현실 설비의 데이터 처리 모듈은 디스플레이할 이미지 정보를 제공하며, 해당 디스플레이할 이미지 정보를 투영 장치(101, 102)에 전송하여 광학 시스템(100, 200)이 사람의 눈에 전달하도록 한다. 혼합 현실 설비를 가상 현실 설비로 사용하는 경우, 이미지 정보만을 디스플레이하고, 혼합 현실 설비를 증강 현실 설비로 사용하는 경우, 이미지 정보 및 외부 환경 정보를 디스플레이한다. 혼합 현실 설비는 예를 들어 안경형 설비일 수 있고, 해당 안경형 설비는 안경 홀더(300) 및 안경 홀더(300)에 연결되는 광학 시스템(100)을 포함하며, 데이터 처리 모듈은 안경 홀더(300) 내에 설치될 수 있다. 광학 시스템(100)은 일체화된 풀뷰 렌즈(full-view lens)를 제공하여, 사용자가 착용하였을 때 콧등측에 아무런 막힘이 없도록 하고, 증강 현실 안경의 보다 얇은 구조, 보다 간단한 구조 및 보다 높은 몰입 시각적 체험을 제공할 수 있다. 여기서, 회절 격자층(501) 부분은 좌안을 위한 이미지를 제공할 수 있고, 회절 격자층(502) 부분은 우안을 위한 이미지를 제공할 수 있다. 회절 격자층(501) 부분과 회절 격자층(502) 부분은 모두 기저층(400)에 대응되며, 기저층(400)은 투명 도파로일 수 있다. 전체 광학 시스템(100)은 가상 이미지로 채워져 있고, 현재의 증강 현실 안경에 비해, 더 큰 아이박스를 제공할 수 있다.
상술한 내용은 단지 본 발명의 바람직한 구체적인 실시형태일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위는 이에 한정되지 않는다. 본 분야의 당업자가 본 발명에서 개시한 기술 범위 내에서, 쉽게 생각할 수 있는 변경 및 대체는 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구항의 보호 범위를 기준으로 하여야 한다.

Claims (10)

  1. 두 갈래의 이미지광을 투사하는 투영 장치;
    상기 투영 장치로부터의 두 갈래의 상기 이미지광을 각각 수신하기 위한 두 개의 측면 및 진입되는 두 갈래의 상기 이미지광을 전반사하기 위한 두 개의 평면을 구비하는 기저층; 및
    적어도 상기 기저층의 하나의 평면에 설치되며, 상기 기저층에서 전파되는 두 갈래의 상기 이미지광을 반사 회절 또는 투과 회절시키는 회절 격자층-여기서, 상기 회절 격자층을 통해 회절되는 타겟 이미지광의 에너지는 균일하게 분포됨-; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 격자층이 상기 기저층의 하나의 평면에 설치되는 경우, 상기 회절 격자층의 격자 무늬는 기설정된 위치점을 통과하고 상기 회절 격자층에 수직되는 방향에 대해 축대칭으로 분포되며, 여기서, 상기 기설정된 위치점은 상기 회절 격자층에 위치하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회절 격자층을 통해 투과 회절되는 경우, 상기 기저층에서 전송되는 상기 이미지광은 상기 회절 격자층의 에지에서 상기 기설정된 위치점으로의 방향으로 상기 이미지광의 투과 회절 효율이 점차 증가되고; 상기 기저층에서 전송되는 상기 이미지광은 상기 기설정된 위치점에서 상기 회절 격자층의 다른 에지로의 방향으로 상기 이미지광의 반사 회절 효율이 점차 감소되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이미지광의 투과 회절 효율과 상기 이미지광의 반사 회절 효율은 상기 기설정된 위치점을 통과하고 상기 회절 격자층에 수직되는 방향에 대해 축대칭되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 기저층에서 전송되는 상기 이미지광은 상기 회절 격자층의 에지에서 상기 기설정된 위치점으로의 방향으로 상기 이미지광의 투과 회절 광도값이 일정하고; 상기 기저층에서 전송되는 상기 이미지광은 상기 기설정된 위치점에서 상기 회절 격자층의 다른 에지로의 방향으로 상기 이미지광의 반사 회절 광도값이 상기 투과 회절 광도값보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기저층에서 전송되는 상기 이미지광은 상기 기설정된 위치점에서 상기 회절 격자층의 다른 에지로의 방향으로 상기 이미지광의 반사 회절 광도값이 점차 감소되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 시스템은,
    상기 기저층의 두 개의 측면에 각각 설치되고, 상기 투영 장치로부터의 두 갈래의 상기 이미지광을 커플링한 후 두 개의 상기 측면을 통해 상기 기저층에 진입되도록 하는데 각각 사용되는 두 개의 커플링 프리즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광학 시스템은,
    상기 투영 장치의 두 갈래의 상기 이미지광이 상기 커플링 프리즘에 대응되게 입사되는 광경로에 각각 설치되며, 상기 투영 장치로부터의 두 갈래의 상기 이미지광을 대응되는 상기 커플링 프리즘에 각각 반사하는데 사용되는 두 개의 반사 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광학 시스템은,
    상기 회절 격자층을 통해 회절되는 타겟 이미지광이 사람의 눈에 입사되는 광경로에 설치되고, 상기 회절 격자층에 의해 회절되는 상기 타겟 이미지광을 사람의 눈으로 반사시키며, 환경광을 투과시켜 사람의 눈에 입사되도록 하는데 사용되는 반투과반사 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  10. 데이터 처리 모듈 및 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 광학 시스템을 포함하며, 상기 데이터 처리 모듈은 디스플레이할 이미지 정보를 상기 광학 시스템의 투영 장치에 전송하여 이미지를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 혼합 현실 설비.
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