KR20230078112A - 증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법 - Google Patents

증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 복수개의 단위 경사부를 갖는 몰드를 준비하는 제1 단계-여기에서 상기 복수개의 단위 경사부의 표면에는 오목부가 형성됨-; 상기 몰드의 오목부에 광반사재를 투입하는 제2 단계; 상기 몰드에 맞물리는 형상을 갖는 기판을 상기 몰드에 밀착시키는 제3 단계; 상기 광반사재를 경화시켜 상기 광반사재를 상기 기판에 결합됨으로써 반사부를 형성하는 제4 단계; 및 상기 반사부가 형성된 기판을 상기 몰드와 분리하는 제5 단계를 포함하는 반사부 형성 방법을 제공한다.

Description

증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법{METHOD FOR FORMING REFLECTIVE UNITS ON THE SUBSTRATE FOR OPTICAL DEVICE FOR AUGMENTED REALITY}
본 발명은 증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 경사면을 갖는 증강 현실용 광학 장치의 기판에 효율적으로 반사부를 형성할 수 있는 방법에 관한 것이다.
증강 현실(AR, Augmented Reality)이라 함은, 주지된 바와 같이, 현실 세계의 실제 영상에 컴퓨터 등에 의해 제공되는 가상 영상을 겹쳐서 제공함으로써, 현실 세계의 시각 정보에서 확장된(augmented) 가상 영상 정보를 사용자에게 동시에 제공하는 기술을 의미한다.
이러한 증강 현실을 구현하기 위한 장치는, 가상 영상을 현실 세계의 실제 영상과 동시에 관찰할 수 있도록 하는 광학 합성기(optical combiner)를 필요로 한다. 이러한 광학 합성기로서는, 반거울(half mirror) 방식과 홀로그래픽/회절 광학 소자(Holographic/Diffractive Optical Element : HOE/DOE) 방식이 알려져 있다.
반거울 방식은, 가상 영상의 투과율이 낮다는 문제점과 넓은 시야각을 제공하기 위해 부피 및 무게가 증가하므로 편안한 착용감을 제공하기 어렵다는 문제점이 있다. 부피와 무게를 줄이기 위하여 복수개의 소형 반거울을 도파로(waveguide) 내부에 배치하는 이른바 LOE(Light guide Optical Element) 등과 같은 기술도 제안되고 있으나, 이러한 기술 또한 도파로 내부에서 가상 영상의 화상광이 반거울을 여러번 통과해야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하고 일반적으로 광균일도가 낮아진다는 한계가 있다.
또한, 홀로그래픽/회절 광학 소자 방식은, 일반적으로 나노 구조 격자나 회절 격자를 사용하는데, 이들은 매우 정밀한 공정으로 제작되기 때문에 제작 단가가 높고 양산을 위한 수율이 낮다는 한계점을 갖는다. 또한 파장 대역 및 입사 각도에 따른 회절 효율의 차이로 인하여 색상 균일도 측면 및 영상의 선명도가 낮다는 한계점을 갖는다. 홀로그래픽/회절 광학 소자는, 전술한 LOE와 같은 도파로(waveguide)와 함께 사용되는 경우가 많은데, 따라서 마찬가지의 문제점도 여전히 가지고 있다.
또한, 종래의 광학 합성기들은, 사용자가 현실 세계를 응시할 때 초점 거리를 변경하는 경우 가상 영상의 초점이 맞지 않게 된다는 한계가 있다. 이를 해결하기 위하여 가상 영상에 대한 초점 거리를 조절할 수 있는 프리즘을 이용하거나 전기적으로 초점 거리를 제어할 수 있는 가변형 초점 렌즈를 이용하는 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 이러한 기술 또한 초점 거리를 조절하기 위하여 사용자가 별도의 조작을 해야 하거나 초점 거리 제어를 위한 별도의 하드웨어 및 소프트웨어를 필요로 한다는 점에서 문제가 있다.
이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 사람의 동공보다 작은 크기의 핀미러(pin mirror) 형태의 반사부를 이용하여 가상 영상을 동공을 통해 망막에 투영하는 기술을 개발한 바 있다(선행 기술 문헌 1 참조).
도 1은 선행 기술 문헌 1에 기재된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)는, 광학 수단(10), 반사부(20) 및 화상 출사부(30)를 포함한다.
광학 수단(10)은 실제 세계의 사물로부터 출사된 화상광인 실제 사물 화상광을 동공(40)으로 투과시키는 한편 반사부(20)에서 반사된 가상 영상 화상광을 동공(40)으로 출사하는 기능을 수행하는 수단이다. 광학 수단(10) 내부에는 반사부(20)가 매립 배치되어 있다.
광학 수단(10)은 예컨대 안경 렌즈와 같은 투명 수지(resin)재로 형성될 수 있으며, 안경테와 같은 프레임(미도시)에 의해 고정될 수 있다.
화상 출사부(30)는 가상 영상 화상광을 출사하는 수단으로서, 예컨대 가상 영상을 화면에 표시하고 표시된 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 마이크로 디스플레이 장치와 마이크로 디스플레이 장치로부터 출사하는 화상광을 평행광으로 시준하기 위한 콜리메이터(collimator)를 구비할 수 있다
반사부(20)는 화상 출사부(30)로부터 출사된 가상 영상 화상광을 반사시켜 사용자의 동공(40)을 향해 전달하는 수단이다.
도 1의 반사부(20)는 사람의 동공보다 작은 크기로 형성된다. 사람의 일반적인 동공의 크기는 4~8mm 정도인 것으로 알려져 있으므로, 반사부(20)는 바람직하게는 8mm 이하로, 보다 바람직하게는 4mm 이하의 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 반사부(20)를 8mm 이하로 형성함으로써, 반사부(20)를 통해 동공(40)으로 입사하는 빛에 대한 심도(Depth of Field)를 거의 무한대에 가깝게 즉, 매우 깊게 할 수 있다.
여기서, 심도(Depth of Field)라 함은, 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위를 말하는데, 심도가 깊어지면 그에 상응하여 가상 영상에 대한 초점 거리도 길어진다. 따라서 사용자가 실제 세계를 응시하면서 실제 세계에 대한 초점 거리를 변경하더라도 이와 관계없이 가상 영상의 초점이 항상 맞는 것으로 인식하게 된다. 이는 일종의 핀홀 효과(pinhole effect)라고 볼 수 있다.
따라서, 반사부(20)를 동공(40)보다 작은 크기로 형성함으로써, 사용자가 실제 사물에 대한 초점 거리를 변경하더라도 사용자는 항상 선명한 가상 영상을 관찰할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 선행 기술 문헌 2에 개시된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(200)를 나타낸 도면으로서, 도 2는 측면도이고, 도 3은 사시도이고, 도 4는 정면도이다.
도 2 내지 도 4의 증강 현실용 광학 장치(200)는 도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)와 기본적인 원리는 동일하되, 시야각 및 아이박스를 넓힐 수 있도록 반사부(20)가 복수개의 반사 모듈(21~26)로 구성되어 어레이 형태로 광학 수단(10) 내부에 배치된다는 점과, 화상 출사부(30)에서 출사된 가상 영상 화상광이 광학 수단(10) 내면에서 전반사되어 반사부(20)로 전달된다는 점에서 차이가 있다.
한편, 도 2내지 도 4에서의 화상 출사부(30)에는 입사광을 시준한 평행광으로 출사하는 콜리메이터가 구비되어 있으나 생략하여 나타내었음을 유의해야 한다.
도 2 내지 도 4의 증강 현실용 광학 장치(200)에서는, 화상 출사부(30)에서 출사된 가상 영상 화상광은 광학 수단(10)의 내면에서 전반사된 후 반사 모듈(21~26)로 전달되고, 복수개의 반사 모듈(21~26)들은 입사하는 가상 영상 화상광을 반사시켜 동공(40)으로 전달한다.
이와 같이, 화상 출사부(30)로부터 출사된 가상 영상 화상광은 반사 모듈(21~26)로 전달되고, 반사 모듈(21~26)들은 사용자의 동공(40)을 향해 가상 영상 화상광을 반사시켜 전달해야 하므로, 반사 모듈(21~26)은 화상 출사부(30) 및 동공(40)의 위치를 고려하여 도 2에 나타낸 바와 같이 광학 수단(10)의 내부에서 적절한 경사각을 가지도록 배치되어야 한다.
이러한 증강 현실용 광학 장치(200)의 광학 수단(10)은 다음과 같은 과정을 통해 형성될 수 있다.
도 5는 증강 현실용 광학 장치(200)의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 광학 수단(10)을 구성하는 제1 기판(10A) 및 제2 기판(10B)을 형성한다.
제1 기판(10A) 및 제2 기판(10B)은 서로 맞물리도록 형성된 톱니 형상의 단위 경사부(15)를 갖는다. 단위 경사부(15)들의 형태, 크기 및 높이 등의 프로파일은 요구되는 증강 현실용 광학 장치(200)의 설계 사항에 따라 다를 수 있으며, 도 5 및 도 6에서는 도 2 내지 도 4와 같은 형태의 증강 현실용 광학 장치(200)를 제조하는 경우를 예로 들어서 설명하는 것으로 한다.
제1 기판(10A) 및 제2 기판(10B)이 형성되면, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제1 기판(10A)의 단위 경사부(15)의 각각의 경사면(151)에 반사 모듈(21~26)들을 각각 형성한다. 반사 모듈(21~26)이 형성되면, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제1 기판(10A)과 제2 기판(10B)을 접착제(16)로 접착하여 밀착 고정시킴으로써 광학 수단(10)이 완성된다.
이 때, 반사 모듈(21~26)을 제1 기판(10A)의 단위 경사부(15)의 경사면(151)에 형성하는 방법으로서는, 마스크를 이용하여 금속재를 증착하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이러한 방법은 경사면 증착이라는 기본적인 공정상의 제약으로 인해 마스크를 제작하기 어렵고 또한 마스크의 공차로 인해 반사부 형상에 오차가 발생하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 증착 공정에서의 마스크 변형 문제와 홀 가공 등과 같은 마스크 가공시의 문제점 등으로 인하여 제조 공정이 복잡하고 제조 비용이 높아진다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2018-0028339호(2018.03.16 공개) 대한민국 등록특허공보 10-2192942호(2020.12.18. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수개의 경사면을 갖는 증강 현실용 광학 장치의 기판에 효율적으로 반사부를 형성할 수 있는 반사부 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 복수개의 경사면을 갖는 기판에 반사부를 형성하는 제조 공정을 단순화시켜 제조 효율을 높이고, 기판 및 증강 현실용 광학 장치의 전체적인 제조 비용을 절감시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법으로서, 복수개의 단위 경사부를 갖는 몰드를 준비하는 제1 단계-여기에서, 상기 복수개의 단위 경사부의 표면에는 오목부가 형성됨-; 상기 몰드의 오목부에 광반사재를 투입하는 제2 단계; 상기 몰드에 맞물리는 형상을 갖는 기판을 상기 몰드에 밀착시키는 제3 단계; 상기 광반사재를 경화시켜 상기 광반사재를 상기 기판에 결합됨으로써 반사부를 형성하는 제4 단계; 및 상기 반사부가 형성된 기판을 상기 몰드와 분리하는 제5 단계를 포함하는 반사부 형성 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 오목부는 상기 단위 경사부의 표면의 길이 방향을 따라 복수개로 형성될 수 있다.
또한, 상기 단위 경사부의 각각의 표면의 오목부들의 중심이 서로 엇갈리도록 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 오목부는 서로 동일한 간격을 두고 배치될 수 있다.
또한, 상기 오목부의 저면과 단위 경사부의 표면 사이에 형성된 단차부는, 상기 오목부의 저면으로부터 단위 경사부의 표면을 향해 바깥쪽으로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 단계는, 상기 오목부의 표면, 단차부의 표면 및 몰드의 표면에는 이형제가 도포되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 단계에서, 상기 광반사재는 금속 재질일 수 있다.
또한, 상기 제2 단계는, 복수개의 노즐을 구비하는 디스펜서에 의해 광반사재가 상기 오목부에 투입되는 것일 수 있다.
또한, 상기 디스펜서 및 노즐은 상기 오목부의 저면과 수직이 되도록 경사지게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 단계는, 자외선을 조사하거나 열에 의해 상기 광반사재를 경화시키는 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수개의 경사면을 갖는 증강 현실용 광학 장치의 기판에 효율적으로 반사부를 형성할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수개의 경사면을 갖는 기판에 반사부를 형성하는 제조 공정을 단순화시켜 제조 효율을 높이고, 기판 및 증강 현실용 광학 장치의 전체적인 제조 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선행 기술 문헌 1에 기재된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 선행 기술 문헌 2에 개시된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(200)를 나타낸 도면으로서, 도 2는 측면도이고, 도 3은 사시도이고, 도 4는 정면도이다.
도 5는 증강 현실용 광학 장치(200)의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법의 일실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 몰드(70)의 단면도이고, 도 8은 몰드(70)의 사시도이다.
도 9는 단계(S110)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 광반사재(80)의 투입이 완료된 상태를 나타낸 것이다.
도 11 및 도 12는 단계(S120, S130)를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 기판(10A)이 몰드(70)와 분리된 상태를 나타낸 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 의한 증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법의 일실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 6 이하의 실시예는, 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같이 증강 현실용 광학 장치(200)의 광학 수단(10)을 구성하는 기판(10A,10B)으로서, 단위 경사부(15)를 가지며 반사부(20)가 형성되는 기판(10A)을 제조하는데 사용될 수 있다. 다만, 도 6 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 2 내지 도 4의 증강 현실용 광학 장치(200)의 기판(10A)의 실제 크기와 단위 경사부(15)의 형태, 크기, 높이 등은 다소 차이가 있음을 유의해야 한다.
도 6을 참조하면, 우선 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 복수개의 단위 경사부(72)를 갖는 몰드(70)를 준비한다(S100).
도 7은 몰드(70)의 단면도이고, 도 8은 몰드(70)의 사시도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 복수개의 단위 경사부(72)는 몰드(70)의 성형면인 표면(71)에 형성된다.
여기에서, 몰드(70)는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같은 광학 수단(10)을 구성하는 기판(10A,10B) 중 반사부(20)가 형성되는 기판(10A)을 제조하기 위한 것으로서, 기판(10A)과 맞물리는 형상을 갖는다.
또한, 단위 경사부(72)는 도시된 바와 같이 그 단면이 톱니 형태로 형성되어 있으며, 이는 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(200)의 광학 수단(10)의 기판(10A)과 맞물리는 형태를 갖는다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 단위 경사부(72)의 형태, 크기, 높이 등은 제조할 기판(10A)의 조건에 따라 다른 프로파일을 가질 수 있음은 물론이다.
또한, 몰드(70)의 복수개의 단위 경사부(72)의 표면(721)에는 오목부(73)가 형성되어 있다.
오목부(73)는 도 8에 도시된 바와 같이 단위 경사부(72)의 표면(721)의 길이 방향을 따라 복수개로 형성될 수 있다. 이 경우, 복수개의 오목부(73)는 서로 동일한 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하지만, 적어도 일부의 오목부(73)들의 간격은 다른 오목부(73)들의 간격과 다르게 배치할 수 있다.
도 8에서는 오목부(73)가 행렬 형태로 나란히 배치된 것으로 나타내었으나, 각 표면(721)의 오목부(73)들의 중심이 서로 엇갈리도록 지그재그 형태로 배치될 수도 있음은 물론이다.
오목부(73)의 저면(731)은 단위 경사부(72)의 표면(721)보다 낮게 형성되며, 오목부(73)의 저면(731)과 단위 경사부(72)의 표면(721) 사이에 단차부(732)를 갖는다.
단차부(732)는 오목부(73)의 저면(731)으로부터 단위 경사부(72)의 표면(721)을 향해 바깥쪽으로 경사지게 형성되어, 오목부(73)의 단면은 역사다리꼴 형태를 갖는다. 이는 후술하는 바와 같이, 오목부(73)에 투입되는 광반사재(80)가 경화된 후 몰드(70)와 원활하게 분리되도록 하기 위한 것이다.
단차부(732)의 높이는 가급적 낮게 하는 것이 바람직하며, 예컨대 0.1mm~1mm 범위 이내인 것이 바람직하다.
한편, 후술하는 공정에서 기판(10A)이 몰드(70)와 원활히 분리될 수 있도록, 오목부(73)의 표면(731), 단차부(732)의 표면 및 몰드(70) 표면(71)에는 이형제를 사전에 도포해두는 것이 바람직하다.
다음으로, 몰드(70)의 오목부(73)에 광반사재(80)를 투입한다(S110).
도 9는 단계(S110)를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 몰드(70)의 오목부(73)에 디스펜서(90)에 의해 광반사재(80)가 투입된다.
광반사재(80)의 재료로는 광을 반사시키는 알루미늄, 금, 은 등의 금속 물질이 사용될 수 있으며, 예컨대, 알루미늄, 금, 은 또는 이들의 혼합물로 이루어진 금속 나노입자를 용매에 분산시킨 금속 페이스트일 수 있다.
광반사재(80)는 후술하는 바와 같은 공정을 통해 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같은 반사부(20)로 형성되기 때문에, 100% 또는 이에 근접하는 높은 반사율을 갖는 재질인 것이 바람직하다.
디스펜서(90)는 복수 개의 노즐(91,nozzle)을 구비하며, 노즐(91) 끝에서 광반사재(80)가 분사되어 오목부(73)로 투입된다.
디스펜서(90)는, 단위 경사부(72)의 경사면(721)의 길이 방향을 따라 노즐(91)을 이동시키면서 광반사재(80)를 분사함으로써, 각 단위 경사부(72)의 경사면(721)에 복수개로 형성된 오목부(73)에 각각 광반사재(80)를 투입할 수 있다.
도 9에서는 복수개의 노즐(91)을 사용하는 경우를 나타내었으나, 하나의 노즐(91)을 사용할 수도 있음은 물론이다. 이 경우, 하나의 단위 경사부(72)의 경사면(721)에 노즐(91)을 위치시킨 후 전술한 바와 같이 경사면(721) 길이 방향을 따라 노즐(91)을 이동시키면서 오목부(73)에 광반사재(80)를 분사하고 다음 경사면(721)으로 이동하여 마찬가지 방식으로 오목부(73)에 광반사재(80)를 분사함으로써 각 단위 경사부(72)의 경사면(721)에 복수개로 형성된 오목부(73)에 각각 광반사재(80)를 투입할 수 있다. 이 경우, 복수개의 단위 경사부(72)의 높이가 다를 수 있으므로, 각 경사부(72)의 경사면(721)에 대해 노즐(91)이 다른 깊이로 이동하도록 한다.
한편, 노즐(91)이 오목부(73)의 저면(732)과 수직이 되도록 디스펜서(90)를 기울여서 배치할 수도 있다.
또한, 오목부(73)에 투입되는 광반사재(80)의 양은 오목부(73)의 체적과 동일한 것이 바람직하다.
도 10은 광반사재(80)의 투입이 완료된 상태를 나타낸 것이다.
광반사재(80)의 투입이 완료되면, 몰드(70)에 맞물리는 형상의 기판(10A)을 몰드(70)에 밀착시키고(S120), 광반사재(80)를 경화시켜 광반사재(80)가 기판(10A)에 결합되도록 함으로써 기판(10A)에 반사부(20)를 형성한다(S130).
도 11 및 도 12는 단계(S120, S130)를 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 기판(10A)을 몰드(70)쪽으로 이동시켜 가압함으로써 기판(10A)과 몰드(70)를 밀착시킨다.
여기에서, 기판(10A)은 전술한 바와 같이, 몰드(70)와 맞물리는 형상을 가지며, 기판(10A)을 몰드(70)와 밀착 고정시킴으로써, 오목부(73)와 기판(10A) 사이의 공간에서 광반사재(80)가 균일하게 분포될 수 있다.
이러한 상태에서, 광반사재(80)를 경화시킴으로써 광반사재(80)가 기판(10A)과 결합되도록 한다. 여기에서, 광반사재(80)의 경화는 예컨대 도 12에 도시된 바와 같이, 자외선을 조사하는 방법을 사용할 수 있다. 다른 방법으로는, 열을 가하는 방법을 사용할 수도 있다. 이와 같은 공정을 통해, 광반사재(80)는 기판(10A)과 접촉하는 면에 접착 결합될 수 있다.
다음으로, 반사부(20)가 형성된 기판(10A)을 몰드(70)와 분리한다(S140).
도 13은 기판(10A)이 몰드(70)와 분리된 상태를 나타낸 것이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 기판(10A)을 몰드(70)에 밀착시킨 방향의 반대 방향으로 이동시킴으로써 기판(10A)과 몰드(70)를 분리시킨다.
전술한 바와 같이, 오목부(73)의 표면(731), 단차부(732)의 표면 및 기판(10A) 표면(71)에는 이형제가 도포되어 있으므로, 기판(10A)은 몰드(70)와 용이하게 분리될 수 있다. 기판(10A)이 몰드(70)와 분리될 때 전술한 바와 같이 역사다리꼴 형태를 갖는 단차부(732)에 의해 경화가 완료된 광반사재(80)는 손상없이 몰드(70)로부터 분리될 수 있다.
이와 같은 과정을 통해, 기판(10A)에 도 2 내지 도 4의 복수개의 반사 모듈(21~26)로 구성된 반사부(20)가 형성된 기판(10A)을 얻을 수 있다.
이후, 도 2 내지 도 5에서 설명한 바와 같은 기판(10B)을 기판(10A)에 접착제 등에 의해 접착시킴으로써, 증강 현실용 광학 장치(200)의 광학 수단(10)을 제조할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
예컨대, 상기 실시예는 도 2 내지 도 4와 같은 증강 현실용 광학 장치(200)의 기판(10A)에 반사부(20)를 형성하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명은 기타 다른 형상의 경사면을 갖는 기판(10A)에도 그대로 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 기판(10A)을 몰드(70)쪽으로 이동시키는 것으로 설명하였으나, 몰드(70)를 기판(10A)쪽으로 이동시키는 구성도 가능하다.
70...몰드
71...몰드 표면
72...단위 경사부
73...오목부
731...오목부 저면
732...단차부
80...광반사재
90...디스펜서
91...노즐

Claims (10)

  1. 증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법으로서,
    복수개의 단위 경사부를 갖는 몰드를 준비하는 제1 단계-여기에서 상기 복수개의 단위 경사부의 표면에는 오목부가 형성됨-;
    상기 몰드의 오목부에 광반사재를 투입하는 제2 단계;
    상기 몰드에 맞물리는 형상을 갖는 기판을 상기 몰드에 밀착시키는 제3 단계;
    상기 광반사재를 경화시켜 상기 광반사재를 상기 기판에 결합됨으로써 반사부를 형성하는 제4 단계; 및
    상기 반사부가 형성된 기판을 상기 몰드와 분리하는 제5 단계
    를 포함하는 반사부 형성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오목부는 상기 단위 경사부의 표면의 길이 방향을 따라 복수개로 형성된 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단위 경사부의 각각의 표면의 오목부들의 중심이 서로 엇갈리도록 지그재그 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수개의 오목부는 서로 동일한 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 오목부의 저면과 단위 경사부의 표면 사이에 형성된 단차부는, 상기 오목부의 저면으로부터 단위 경사부의 표면을 향해 바깥쪽으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 오목부의 표면, 단차부의 표면 및 몰드의 표면에는 이형제가 도포되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 단계에서, 상기 광반사재는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 단계는, 복수개의 노즐을 구비하는 디스펜서에 의해 광반사재가 상기 오목부에 투입되는 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 디스펜서 및 노즐은 상기 오목부의 저면과 수직이 되도록 경사지게 배치된 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4 단계는,
    자외선을 조사하거나 열에 의해 상기 광반사재를 경화시키는 것을 특징으로 하는 반사부 형성 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180028339A (ko) 2016-09-08 2018-03-16 주식회사 레티널 광학 장치
KR102192942B1 (ko) 2019-09-18 2020-12-18 주식회사 레티널 광 효율을 개선한 증강 현실용 광학 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8699842B2 (en) * 2011-05-27 2014-04-15 Google Inc. Image relay waveguide and method of producing same
US20130229712A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Google Inc. Sandwiched diffractive optical combiner
US11221486B2 (en) * 2018-12-10 2022-01-11 Auroratech Company AR headsets with improved pinhole mirror arrays
KR20210022233A (ko) * 2019-08-19 2021-03-03 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치 및 웨어러블 전자 장치
US11372250B2 (en) * 2019-09-26 2022-06-28 Himax Technologies Limited Head-mounted display having reflective elements

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180028339A (ko) 2016-09-08 2018-03-16 주식회사 레티널 광학 장치
KR102192942B1 (ko) 2019-09-18 2020-12-18 주식회사 레티널 광 효율을 개선한 증강 현실용 광학 장치

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