KR20230094585A - Apparatus for evaluating quality of optical devices for augmented reality - Google Patents

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KR20230094585A
KR20230094585A KR1020210183863A KR20210183863A KR20230094585A KR 20230094585 A KR20230094585 A KR 20230094585A KR 1020210183863 A KR1020210183863 A KR 1020210183863A KR 20210183863 A KR20210183863 A KR 20210183863A KR 20230094585 A KR20230094585 A KR 20230094585A
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김주영
박순기
이광복
손영빈
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Abstract

The present invention provides an apparatus for evaluating quality of an optical device for augmented reality which comprises: an image emission unit which emits virtual video image light corresponding to a virtual video for evaluating quality; a light splitter which splits the virtual video image light emitted from the image emission unit into an inside and an outside of an optical device for augmented reality and emits the same; an auxiliary optical unit which is placed outside the optical device for augmented reality and transmits the virtual video image light, split by the light splitter and emitted to the outside of the optical device for augmented reality, to the optical device for augmented reality; and a quality measurement unit which evaluates quality of the optical device for augmented reality based on at least any one of the virtual video image light emitted through the light splitter and the optical device for augmented reality, and the virtual video image light emitted through the light splitter, the auxiliary optical unit, and the optical device for augmented reality. According to the present invention, the apparatus can conveniently and efficiently evaluate the quality of an optical device for augmented reality.

Description

증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치{APPARATUS FOR EVALUATING QUALITY OF OPTICAL DEVICES FOR AUGMENTED REALITY}Apparatus for evaluating the quality of optical devices for augmented reality

본 발명은 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 화상 출사부에서 출사하는 가상 영상 화상광을 이용하여 가상 영상 및 시쓰루 영상을 얻고 이들에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 간편하고 효율적으로 평가할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for evaluating the quality of an optical device for augmented reality, and more particularly, obtains a virtual image and a see-through image by using virtual image light emitted from an image output unit for augmented reality It relates to a device capable of simply and efficiently evaluating the quality of an optical device.

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.As is well known, augmented reality (AR) refers to virtual image information augmented from visual information of the real world by overlapping a virtual image provided by a computer or the like with a real image of the real world. It refers to technology that is simultaneously provided to users.

이러한 증강 현실을 구현하기 위한 증강 현실용 광학 장치는, 화상 출사부에서 출사(emission)되는 가상 영상 화상광을 사용자에게 전달하는 한편 실제 세계로부터의 실제 사물 화상광을 사용자에게 제공하는 광 합성기(optical combiner)를 구비한다.An optical device for augmented reality for realizing such augmented reality is an optical synthesizer that delivers virtual image image light emitted from an image emitter to a user while providing real object image light from the real world to the user. combiner).

이러한 증강 현실용 광학 장치, 즉, 광 합성기는 가상 영상 화상광을 반사, 굴절 또는 회절 현상 등을 이용하여 사용자의 눈으로 전달하기 위한 광학 소자(optical element)와 광학 소자가 배치되며 가상 영상 화상광 및 실제 사물 화상광을 사용자의 눈으로 전달하기 위한 광학 수단(optical means)으로 구성된다.An optical device for augmented reality, that is, an optical synthesizer, has an optical element and an optical element for transmitting virtual video image light to the user's eyes using reflection, refraction, or diffraction, and the virtual video image light. and optical means for transmitting real object image light to the user's eyes.

도 1은 증강 현실용 광학 장치의 일예의 측면도를 나타낸 것으로서, 본 출원인에 의해 제안된 것이다.1 shows a side view of an example of an optical device for augmented reality, as proposed by the present applicant.

도 1을 참조하면, 증강 현실용 광학 장치(100)는 광학 수단(10), 광학 소자(20)를 포함하며, 이들은 광 합성기로서 작용하게 된다.Referring to FIG. 1 , an optical device 100 for augmented reality includes an optical means 10 and an optical element 20, and these act as a light synthesizer.

광학 수단(10)은 실제 세계의 사물로부터 출사된 화상광인 실제 사물 화상광을 동공(40)으로 투과시키는 한편 광학 소자(20)로부터 전달되는 가상 영상 화상광을 동공(40)으로 출사하는 기능을 수행하는 수단이다.The optical means 10 functions to transmit real object image light, which is image light emitted from objects in the real world, through the pupil 40 while emitting virtual image image light transmitted from the optical element 20 into the pupil 40. It is a means of carrying out

광학 수단(10) 내부에는 광학 소자(20)가 매립 배치되며, 예컨대 안경 렌즈와 같은 투명 수지(resin)재로 형성될 수 있다.The optical element 20 is buried inside the optical means 10, and may be formed of a transparent resin material such as a spectacle lens.

광학 소자(20)는 화상 출사부(30)로부터 출사된 가상 영상 화상광을 사용자의 동공(40)을 향해 전달하는 수단이다. 도 1에서 광학 소자(20)는 반사 수단으로 구현되어 있으며, 어레이(array) 형태로 배치된 복수개의 반사 모듈(21~26)로 구성될 수 있다.The optical element 20 is a means for transmitting the virtual video image light emitted from the image emitting unit 30 toward the pupil 40 of the user. In FIG. 1 , the optical element 20 is implemented as a reflective means and may be composed of a plurality of reflective modules 21 to 26 arranged in an array form.

화상 출사부(30)는 가상 영상 화상광을 출사하는 수단으로서, 예컨대 가상 영상을 화면에 표시하고 표시된 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 디스플레이부와 디스플레이부로부터 출사하는 화상광을 평행광으로 시준(collimation)하기 위한 콜리메이터(collimator)를 구비할 수 있다.The image emitting unit 30 is means for emitting virtual video image light, for example, a display unit for displaying a virtual image on a screen and emitting virtual image image light corresponding to the displayed virtual image and parallel image light emitted from the display unit. A collimator for collimating light may be provided.

이러한 증강 현실용 광학 장치(100)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 함께, 실제 사물로부터의 실제 사물 화상광은 광학 수단(10)을 투과하여 동공(40)으로 전달됨으로써, 사용자는 실제 사물 영상에 가상 영상이 겹쳐진 증강 현실 서비스를 제공할 수 있다.In such an augmented reality optical device 100, the virtual image image light emitted from the image emitting unit 30 is totally reflected on the inner surface of the optical means 10 and then transmitted to the reflection modules 21 to 26, and reflected by a plurality of reflections. The modules 21 to 26 reflect incident virtual image light and transmit it to the pupil 40 . In addition, real object image light from a real object passes through the optical means 10 and is transmitted to the pupil 40, so that the user can provide an augmented reality service in which a virtual image is superimposed on a real object image.

이와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)는, 나노~밀리미터 단위의 정교한 배치가 필요하기 때문에 제조 과정이 복잡하고 까다롭다는 문제가 있으며, 제조 공정에서 불량품이 발생하는 경우가 많다. 이로 인하여 가상 영상의 해상도 저하, 형상의 왜곡, 색상의 왜곡, 밝기 분포의 불균일, 색수차 등의 문제가 발생한다. 따라서, 증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 정확하게 측정하고 평가할 필요가 있다.Such an optical device 100 for augmented reality has a problem in that the manufacturing process is complicated and difficult because it requires precise arrangement in nano-millimeter units, and defective products are often generated in the manufacturing process. As a result, problems such as deterioration of resolution of virtual images, shape distortion, color distortion, non-uniform brightness distribution, and chromatic aberration occur. Therefore, it is necessary to accurately measure and evaluate the quality of the optical device 100 for augmented reality.

증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 평가하는 방법으로서는, 가상 영상에 대해서는, 증강 현실용 광학 장치(100)를 통해 획득한 가상 영상 화상광에 상응하는 영상 신호와 디스플레이부에 표시되는 가상 영상 원본을 비교하고, 실제 세계 영상(시쓰루(see-through) 영상)에 대해서는 현실 영상을 증강 현실용 광학 장치(100)의 전면에 두고 증강 현실용 광학 장치(100)를 통해 획득되는 현실 영상 화상광에 상응하는 영상 신호와 현실 영상 원본을 비교하는 방법을 사용할 수 있다.As a method for evaluating the quality of the optical device 100 for augmented reality, for a virtual image, an image signal corresponding to the virtual image light obtained through the optical device 100 for augmented reality and a virtual image displayed on the display unit The original image is compared, and for a real world image (see-through image), the reality image is placed in front of the optical device 100 for augmented reality and acquired through the optical device 100 for augmented reality. A method of comparing a video signal corresponding to light and a real video source may be used.

그러나, 이러한 방법은, 가상 영상과 실제 세계 영상을 검사하기 위해서는 별도의 디스플레이부가 각각 필요하다는 문제가 있다. 하나의 디스플레이부를 사용하는 방법을 생각할 수 있으나 이는 디스플레이부의 위치를 품질 측정시마다 이동시켜야 한다는 문제가 있다. 또한, 동일한 디지털 소스의 영상을 사용하더라도 각각의 디스플레이부 자체의 편차 때문에 가상 영상과 시쓰루 영상의 정확한 상대적인 비교가 어렵다. 예를 들어, 두 개의 디스플레이부의 색상에 편차가 있으면 가상 영상과 시쓰루 영상의 출력은 정확한 색상 비교가 어렵다.However, this method has a problem in that separate display units are required to inspect the virtual image and the real world image. A method of using one display unit can be considered, but this has a problem in that the position of the display unit must be moved every time the quality is measured. In addition, even if images of the same digital source are used, it is difficult to accurately compare the virtual image and the see-through image due to the variation of each display unit itself. For example, if there is a difference in color between the two display units, it is difficult to accurately compare the colors of the output of the virtual image and the see-through image.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 화상 출사부에서 출사하는 가상 영상 화상광을 이용하여 가상 영상 및 시쓰루 영상을 얻고 이들에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 간편하고 효율적으로 평가할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and obtains a virtual image and a see-through image by using a virtual image image light emitted from one image output unit, and based on them, the quality of an optical device for augmented reality can be easily improved. Its purpose is to provide a device that can evaluate and evaluate efficiently.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치로서, 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 화상 출사부; 상기 화상 출사부에서 출사된 가상 영상 화상광을 증강 현실용 광학 장치의 내부 및 외부로 분할하여 출사하는 광 분할기; 상기 증강 현실용 광학 장치의 외부에 배치되며, 상기 광 분할기에 의해 증강 현실용 광학 장치의 외부로 분할되어 출사한 가상 영상 화상광을 증강 현실용 광학 장치로 전달하는 보조 광학부; 및 상기 광 분할기 및 증강 현실용 광학 장치를 거쳐 출사하는 가상 영상 화상광과, 상기 광 분할기, 상기 보조 광학부 및 증강 현실용 광학 장치를 거쳐 출사하는 가상 영상 화상광 중 적어도 어느 하나에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 품질 측정부를 포함하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a quality evaluation device for an optical device for augmented reality, comprising: an image emitting unit for emitting virtual image image light corresponding to a virtual image for quality measurement; a light splitter dividing the virtual video image light emitted from the image emitting unit into and out of the optical device for augmented reality; an auxiliary optical unit that is disposed outside the optical device for augmented reality and transfers the virtual video image light split to the outside of the optical device for augmented reality and emitted by the light splitter to the optical device for augmented reality; and augmentation based on at least one of virtual video image light emitted through the beam splitter and the optical device for augmented reality, and virtual video image light emitted through the beam splitter, the auxiliary optical unit, and the optical device for augmented reality. A quality evaluation device for an augmented reality optical device including a quality measuring unit for evaluating the quality of the optical device for reality is provided.

여기에서, 상기 증강 현실용 광학 장치는, 입사하는 가상 영상 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 소자와, 상기 광학 소자가 배치되며 가상 영상 화상광 및 실제 사물 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 수단을 포함하고, 상기 화상 출사부는, 품질 측정용 가상 영상을 표시하고 표시된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 디스플레이부와, 상기 디스플레이부로부터 출사된 화상광을 평행광으로 시준하여 출사하는 콜리메이터를 포함할 수 있다.Here, the optical device for augmented reality includes an optical element that transmits incident virtual video image light to the user's eyes, and the optical element is disposed to transmit virtual video image light and real object image light to the user's eyes. An optical means, wherein the image emitter comprises: a display unit for displaying a virtual image for quality measurement and emitting virtual image image light corresponding to the displayed virtual image for quality measurement; It may include a collimator that collimates and emits light.

또한, 상기 증강 현실용 광학 장치는, 입사하는 가상 영상 화상광을 평행광으로 시준하여 광학 소자로 전달하는 내장 콜리메이터와, 상기 내장 콜리메이터에서 전달되는 가상 영상 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 소자와, 상기 광학 소자 및 내장 콜리메이터가 배치되며 가상 영상 화상광 및 실제 사물 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 수단을 포함하고, 상기 화상 출사부는, 품질 측정용 가상 영상을 표시하고 표시된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 디스플레이부로 구성될 수 있다.In addition, the optical device for augmented reality includes a built-in collimator for collimating incident virtual video image light into parallel light and transmitting the collimated light to an optical element, and an optical element for transmitting virtual video image light transmitted from the built-in collimator to the eyes of a user. and an optical means in which the optical element and the built-in collimator are disposed and transmits virtual image image light and real object image light to the user's eyes, wherein the image emitter displays a virtual image for quality measurement and measures the displayed quality. It may be composed of a display unit that emits virtual image image light corresponding to the virtual image.

또한, 상기 광 분할기는, 상기 화상 출사부에서 출사된 가상 영상 화상광을 상기 광학 수단 및 상기 보조 광학부로 분할하여 출사하고, 상기 보조 광학부는, 상기 광학 수단 외부에 배치되며, 상기 광 분할기로부터 분할되어 전달되는 가상 영상 화상광을 상기 광학 수단으로 전달할 수 있다.In addition, the light splitter divides the virtual video image light emitted from the image emitting unit into the optical means and the auxiliary optical part, and outputs the light, and the auxiliary optical part is disposed outside the optical means and splits from the light splitter. It is possible to transfer the virtual video image light transmitted by the optical device to the optical means.

또한, 상기 품질 측정부는, 상기 광 분할기 및 상기 광학 소자를 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제1 가상 영상 화상광과, 상기 광 분할기, 상기 보조 광학부 및 상기 광학 수단을 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제2 가상 영상 화상광을 검출하는 검출부; 및 상기 검출부로부터 전달되는 제1 가상 영상 화상광에 상응하는 제1 영상 신호와 제2 가상 영상 화상광에 상응하는 제2 영상 신호 중 적어도 어느 하나에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 평가부를 포함할 수 있다.In addition, the quality measurement unit includes first virtual video image light, which is virtual video image light transmitted through the beam splitter and the optical element, and virtual video image light transmitted through the beam splitter, the auxiliary optical unit, and the optical means. a detector for detecting second virtual video image light; And evaluating the quality of the optical device for augmented reality based on at least one of a first image signal corresponding to the first virtual video image light transmitted from the detector and a second image signal corresponding to the second virtual video image light. An evaluation unit may be included.

또한, 상기 품질 측정부는, 상기 광 분할기, 상기 내장 콜리메이터 및 상기 광학 소자를 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제1 가상 영상 화상광과, 상기 광 분할기, 상기 보조 광학부 및 상기 광학 수단을 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제2 가상 영상 화상광을 검출하는 검출부; 및 상기 검출부로부터 전달되는 제1 가상 영상 화상광에 상응하는 제1 영상 신호와 제2 가상 영상 화상광에 상응하는 제2 영상 신호 중 적어도 어느 하나에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 평가부를 포함할 수 있다.In addition, the quality measurer measures first virtual video image light, which is virtual video image light transmitted through the light splitter, the built-in collimator, and the optical element, and transmitted through the beam splitter, the auxiliary optical unit, and the optical means. a detection unit for detecting second virtual video image light that is virtual video image light; And evaluating the quality of the optical device for augmented reality based on at least one of a first image signal corresponding to the first virtual video image light transmitted from the detector and a second image signal corresponding to the second virtual video image light. An evaluation unit may be included.

또한, 상기 보조 광학부는, 상기 광 분할기로부터 분할되어 전달되는 가상 영상 화상광을 광학적으로 변환하여 출사하는 제1 광학부; 및 상기 제1 광학부에서 변환된 가상 영상 화상광을 광학 수단을 통해 검출부로 전달하는 제2 광학부를 포함할 수 있다.In addition, the auxiliary optical unit may include a first optical unit that optically converts and emits the virtual video image light divided by the light splitter and transmitted; and a second optical unit for transmitting the virtual video image light converted by the first optical unit to a detection unit through an optical means.

또한, 상기 제1 광학부는, 상기 광 분할기에서 분할되어 보조 광학부로 전달되는 가상 영상 화상광이 상기 광 분할기에서 분할되어 광학 수단 및 광학 소자로 전달되는 가상 영상 화상광과 광학적으로 동일한 성질을 갖도록 변환할 수 있다.Further, the first optical unit converts the virtual video image light split by the light splitter and transmitted to the auxiliary optical unit to have the same optical properties as the virtual video image light split by the beam splitter and delivered to the optical unit and the optical element. can do.

또한, 상기 제2 광학부로부터 출사되는 가상 영상 화상광은 상기 검출부의 중심으로부터 수직 방향에 평행하게 광학 수단 내부로 입사할 수 있다.In addition, the virtual video image light emitted from the second optical unit may be incident into the optical unit in a vertical direction parallel to the center of the detection unit.

또한, 상기 광 분할기와 광학 수단 사이에 배치되어, 상기 광 분할기로부터 출사하는 제1 가상 영상 화상광을 통과시키거나 차단하는 제1 셔터; 및 상기 광 분할기와 보조 광학부 사이에 배치되어, 상기 광 분할기로부터 출사하는 제2 가상 영상 화상광을 통과시키거나 차단하는 제2 셔터를 포함할 수 있다.In addition, a first shutter disposed between the light splitter and the optical means to pass or block first virtual image light emitted from the light splitter; and a second shutter disposed between the light splitter and the auxiliary optical unit to pass or block second virtual image light emitted from the light splitter.

또한, 상기 제1 셔터가 제1 가상 영상 화상광을 통과시키도록 동작한 경우 상기 검출부는 제1 가상 영상 화상광을 검출하고, 상기 제2 셔터가 제2 가상 영상 화상광을 통과시키도록 동작한 경우 상기 검출부는 제2 가상 영상 화상광을 검출할 수 있다.In addition, when the first shutter operates to pass the first virtual video image light, the detection unit detects the first virtual video image light, and the second shutter operates to pass the second virtual video image light. In this case, the detector may detect the second virtual video image light.

또한, 상기 평가부는, 상기 제1 영상 신호와 제2 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가할 수 있다.Also, the evaluation unit may evaluate the quality of the optical device for augmented reality by comparing the first image signal and the second image signal.

또한, 상기 평가부는 상기 제1 영상 신호와 상기 화상 출사부에서 출사된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가할 수 있다.The evaluation unit may evaluate the quality of the optical device for augmented reality by comparing the first image signal with a virtual image signal corresponding to a virtual image for quality measurement emitted from the image output unit.

또한, 상기 평가부는 상기 제2 영상 신호와 상기 화상 출사부에서 출사된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가할 수 있다.The evaluation unit may evaluate the quality of the optical device for augmented reality by comparing the second image signal with a virtual image signal corresponding to a virtual image for quality measurement emitted from the image output unit.

또한, 상기 평가부는, MTF(Modulation Transfer Function), 휘도(brightness), 해상도(resolution), 이미지 균일도(Image Uniformity), 영상의 중심 위치 및 시야각(FOV) 중 적어도 어느 하나의 지표를 이용하여 품질을 평가할 수 있다.In addition, the evaluation unit determines the quality by using at least one index of a modulation transfer function (MTF), brightness, resolution, image uniformity, a center position of an image, and a field of view (FOV). can be evaluated

또한, 상기 광학 수단과 검출부 사이에 배치되는 검출부용 보조 광학부를 더 포함할 수 있다.In addition, an auxiliary optical unit for the detection unit disposed between the optical unit and the detection unit may be further included.

본 발명에 의하면, 하나의 화상 출사부에서 출사하는 가상 영상 화상광을 이용하여 가상 영상 및 시쓰루 영상을 얻고 이들에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 간편하고 효율적으로 평가할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, a device capable of obtaining a virtual image and a see-through image using virtual image light emitted from one image output unit and evaluating the quality of an optical device for augmented reality simply and efficiently based on them is provided. can do.

도 1은 증강 현실용 광학 장치의 일예의 측면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치(200)의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 품질 평가 장치(300)를 나타낸 것이다.
도 4는 보조 광학부(220)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 품질 평가 장치(400)를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 품질 평가 장치(500)를 나타낸 도면이다.
1 shows a side view of an example of an optical device for augmented reality.
2 is a conceptual diagram showing the overall configuration of the quality evaluation device 200 of the optical device for augmented reality according to the present invention.
3 shows a quality evaluation device 300 according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining the configuration of the auxiliary optical unit 220 .
5 shows a quality evaluation device 400 according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a quality evaluation device 500 according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치(200, 이하, 간단히 "품질 평가 장치(200)"라 한다)의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a quality evaluation device 200 (hereinafter simply referred to as “quality evaluation device 200”) of an optical device for augmented reality according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 품질 평가 장치(200)는, 화상 출사부(30), 광 분할기(210), 보조 광학부(220) 및 품질 측정부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the quality evaluation device 200 according to the present invention includes an image output unit 30 , a light splitter 210 , an auxiliary optical unit 220 and a quality measurement unit 230 .

화상 출사부(30)는 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 수단이며, 광 분할기(210)는 화상 출사부(30)에서 출사된 가상 영상 화상광을 증강 현실용 광학 장치(100)의 내부 및 외부로 분할하여 출사하는 수단이다.The image emitter 30 is a means for emitting virtual image image light corresponding to a virtual image for quality measurement, and the beam splitter 210 converts the virtual image image light emitted from the image emitter 30 into an optical device for augmented reality. It is a means for emitting by dividing into the inside and outside of (100).

보조 광학부(220)는 증강 현실용 광학 장치(100)의 외부에 배치되며, 광 분할기(210)에 의해 증강 현실용 광학 장치(100)의 외부로 분할되어 출사한 가상 영상 화상광을 증강 현실용 광학 장치(100)로 전달하는 기능을 수행한다.The auxiliary optical unit 220 is disposed outside the optical device 100 for augmented reality, and the virtual image image light that is split and emitted to the outside of the optical device 100 for augmented reality by the light splitter 210 is converted into augmented reality. It performs a function of transmitting to the optical device 100 for use.

품질 측정부(230)는 광 분할기(210) 및 증강 현실용 광학 장치(100)를 거쳐 출사하는 가상 영상 화상광과, 광 분할기(210), 보조 광학부(220) 및 증강 현실용 광학 장치(100)를 거쳐 출사하는 가상 영상 화상광 중 적어도 어느 하나에 기초하여 증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 평가하는 기능을 수행한다.The quality measurement unit 230 is configured to measure the virtual video image light emitted through the optical splitter 210 and the optical device 100 for augmented reality, the optical splitter 210, the auxiliary optical unit 220, and the optical device for augmented reality ( 100) performs a function of evaluating the quality of the optical device 100 for augmented reality based on at least one of the virtual image light emitted through the optical device 100.

이하, 도 3 이하를 참조하여 본 발명에 의한 품질 평가 장치(200)의 구체적인 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a specific embodiment of the quality evaluation apparatus 200 according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3 below.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 품질 평가 장치(300)를 나타낸 것이다.3 shows a quality evaluation device 300 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 품질 평가 장치(300)는, 화상 출사부(30), 광 분할기(210), 보조 광학부(220), 검출부(231) 및 평가부(232)를 포함하며, 도 1에서 예시적으로 나타낸 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 평가하는 기능을 수행한다.Referring to FIG. 3 , the quality evaluation device 300 of this embodiment includes an image output unit 30, a light splitter 210, an auxiliary optical unit 220, a detection unit 231 and an evaluation unit 232, , performs a function of evaluating the quality of the optical device 100 for augmented reality as exemplarily shown in FIG. 1 .

도 3에서의 증강 현실용 광학 장치(100)는, 전술한 바와 같이, 입사하는 가상 영상 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 소자(20)와, 광학 소자(20)가 배치되며 가상 영상 화상광 및 실제 사물 화상광을 사용자의 눈의 동공(40)으로 전달하는 광학 수단(10)을 포함한다. As described above, the optical device 100 for augmented reality in FIG. 3 includes an optical element 20 that transmits incident virtual video image light to the user's eyes, and the optical element 20 is disposed, and the virtual video image and an optical means (10) for transmitting light and real object image light to the pupil (40) of the user's eye.

도 3의 증강 현실용 광학 장치(100)의 광학 수단(10) 및 광학 소자(20)는 도 1에 나타낸 것과 동일하다. 다만, 도 3에서의 광학 소자(20)를 구성하는 광학 모듈의 개수가 도 1과는 상이하나 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 구성과는 상관없다는 점을 유의해야 한다.The optical means 10 and the optical element 20 of the optical device 100 for augmented reality of FIG. 3 are the same as those shown in FIG. 1 . However, it should be noted that although the number of optical modules constituting the optical element 20 in FIG. 3 is different from that in FIG. 1 , this is only for convenience of description and has nothing to do with the configuration of the present invention.

도 3의 화상 출사부(30)는 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 수단으로서, 도 1에서의 화상 출사부(30)와 동일하지만, 품질 측정을 위한 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사한다는 점과, 후술하는 바와 같이 광학 수단(10)과의 사이에 광 분할기(210)를 배치할 수 있도록 광학 수단(10)과 이격되어 있다는 점에서 차이가 있다.The image emitting unit 30 of FIG. 3 is means for emitting virtual image image light corresponding to a virtual image for quality measurement, and is the same as the image emitting unit 30 in FIG. 1 , but a virtual image for quality measurement for quality measurement. The difference is that virtual video image light corresponding to an image is emitted and that it is spaced apart from the optical means 10 so that the light splitter 210 can be disposed between the optical means 10 as will be described later. there is.

광 분할기(210)는 화상 출사부(30)에서 출사된 가상 영상 화상광을 분할하여 증강 현실용 광학 장치(100)의 내부 및 외부 즉, 광학 수단(10) 및 보조 광학부(220)로 출사한다.The light splitter 210 splits the virtual video image light emitted from the image output unit 30 and emits it to the inside and outside of the optical device 100 for augmented reality, that is, the optical means 10 and the auxiliary optical unit 220. do.

도 3에 도시된 바와 같이, 광 분할기(210)는 화상 출사부(30)와 광학 수단(10) 사이에 배치되어, 화상 출사부(30)로부터 출사되는 가상 영상 화상광의 일부는 투과시켜서 광학 수단(10)으로 입사시키고, 나머지 가상 영상 화상광은 반사시켜서 보조 광학부(220)로 출사시키는 빔 스플리터(beam splitter)로 구현될 수 있다. As shown in FIG. 3, the light splitter 210 is disposed between the image output unit 30 and the optical means 10, and transmits a part of the virtual video image light emitted from the image output unit 30 to the optical means. (10), the remaining virtual video image light is reflected and emitted to the auxiliary optical unit 220.

이러한 빔 스플리터 자체는 종래 기술에 의해 잘 알려져 있는 것이고, 본 발명의 직접적인 목적은 아니므로 상세 설명은 생략한다.Since such a beam splitter itself is well known in the prior art and is not a direct object of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

보조 광학부(220)는 광학 수단(10) 외부에 배치되며, 광 분할기(210)로부터 분할되어 전달되는 가상 영상 화상광을 광학 수단(10)으로 전달하는 기능을 수행한다.The auxiliary optical unit 220 is disposed outside the optical unit 10 and performs a function of transferring virtual video image light split from the light splitter 210 and transferred to the optical unit 10 .

도 4는 보조 광학부(220)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining the configuration of the auxiliary optical unit 220 .

도 4를 참조하면, 보조 광학부(220)는 제1 광학부(221)와 제2 광학부(222)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the auxiliary optical unit 220 may include a first optical unit 221 and a second optical unit 222 .

제1 광학부(221)는 광 분할기(210)로부터 분할되어 전달되는 가상 영상 화상광을 광학적으로 변환하여 출사하고, 제2 광학부(222)는 제1 광학부(221)에서 변환된 가상 영상 화상광을 광학 수단(10)을 통해 검출부(231)로 전달하는 기능을 수행한다.The first optical unit 221 optically converts and emits the virtual image image light divided and transmitted from the beam splitter 210, and the second optical unit 222 outputs the virtual image converted by the first optical unit 221. It performs a function of transmitting image light to the detection unit 231 through the optical means 10 .

여기에서, 제1 광학부(221)는, 광 분할기(210)에서 분할되어 보조 광학부(220)로 전달되는 가상 영상 화상광이 광 분할기(210)에서 분할되어 광학 수단(10) 및 광학 소자(20)로 전달되는 가상 영상 화상광과 광학적으로 동일한 성질을 갖도록 변환하는 기능을 수행할 수 있다.Here, the first optical unit 221 divides the virtual video image light split by the beam splitter 210 and transmitted to the auxiliary optical unit 220 by the beam splitter 210, thereby providing the optical unit 10 and the optical element. It can perform a function of converting to optically have the same properties as the virtual video image light transmitted to (20).

예컨대, 제1 광학부(221)는 광학 수단(10) 내부에 배치되는 복수개의 광학 모듈로 구성되는 광학 소자(20)로 구성될 수 있다.For example, the first optical unit 221 may be composed of an optical element 20 composed of a plurality of optical modules disposed inside the optical unit 10 .

또한, 제1 광학부(221)는 입사하는 가상 영상 화상광을 반사, 굴절, 회절 현상 등을 이용하여 변환하는 반사 소자, 굴절 소자, 회절 소자 중 적어도 하나 이상의 조합에 의해 구성될 수 있다.In addition, the first optical unit 221 may be configured by a combination of at least one of a reflection element, a refraction element, and a diffraction element that converts incident virtual image light by using reflection, refraction, or diffraction.

제2 광학부(222)는 제1 광학부(221)에서 변환된 가상 영상 화상광을 검출부(231)의 중심으로부터 수직 방향에 평행하게 광학 수단(10) 내부로 입사시켜 검출부(231)로 전달한다.The second optical unit 222 transmits the virtual video image light converted by the first optical unit 221 into the optical means 10 parallel to the vertical direction from the center of the detection unit 231 into the detection unit 231. do.

제2 광학부(222) 또한 반사 소자, 굴절 소자, 회절 소자 중 적어도 하나 이상의 조합에 의해 구성될 수 있다.The second optical unit 222 may also be configured by a combination of at least one of a reflective element, a refractive element, and a diffractive element.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 품질 평가 장치(400)를 나타낸 것이다.5 shows a quality evaluation device 400 according to another embodiment of the present invention.

도 5의 품질 평가 장치(400)는, 도 3의 품질 평가 장치(300)와 동일하되, 제1 광학부(221)로서는 입사광을 반사시키는 미러(mirror)를 사용하고, 제2 광학부(222)로서 콜리메이터를 사용한다는 점에서 차이가 있다. 다만, 이 경우에는 광 분할기(210)를 거쳐 보조 광학부(220)로 입사하는 가상 영상 화상광은 화상 출사부(30)의 콜리메이터(32)를 거치지 않은 가상 영상 화상광이어야 한다.The quality evaluation device 400 of FIG. 5 is the same as the quality evaluation device 300 of FIG. 3, but a mirror that reflects incident light is used as the first optical unit 221, and the second optical unit 222 ), there is a difference in that a collimator is used. However, in this case, the virtual video image light entering the auxiliary optical unit 220 through the light splitter 210 must be virtual video image light that has not passed through the collimator 32 of the image output unit 30 .

따라서, 화상 출사부(30)에서의 콜리메이터(32)는 광학 수단(10)으로 입사하는 가상 영상 화상광만을 시준하도록 화상 출사부(30)를 도 4에 도시된 바와 같이 구성할 필요가 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(31)를 광 분할기(210)의 측면에 배치하고 콜리메이터(320)를 광 분할기(310) 상부에 배치한다.Therefore, the collimator 32 in the image output unit 30 needs to configure the image output unit 30 as shown in FIG. 4 to collimate only the virtual video image light entering the optical means 10 . That is, as shown in FIG. 4 , the display unit 31 is disposed on the side of the light splitter 210 and the collimator 320 is disposed above the light splitter 310 .

이에 의하여, 디스플레이부(31)에서 출사한 가상 영상 화상광 중에서 광 분할기(210)를 투과한 가상 영상 화상광은 보조 광학부(220)로 입사하고, 광 분할기(210)에서 반사된 가상 영상 화상광은 콜리메이터(32)에서 시준된 후 다시 광 분할기(210)를 투과한 후 광학 수단(10)으로 입사한다.Accordingly, among the virtual video image light emitted from the display unit 31, the virtual video image light passing through the light splitter 210 enters the auxiliary optical unit 220 and is reflected by the light splitter 210. The light is collimated by the collimator 32, passes through the light splitter 210 again, and then enters the optical means 10.

이와 같은 도 4 및 도 5의 보조 광학부(220)는 예시적인 것이며, 이외의 기타 다른 광학계를 사용할 수 있다. 예컨대, 3개 이상의 광학부를 사용할 수도 있다. 또한, 도 5에 도시된 화상 출사부(30)의 구성 이외의 기타 다른 구성도 사용할 수 있음은 물론이다.The auxiliary optical unit 220 of FIGS. 4 and 5 is exemplary, and other optical systems may be used. For example, three or more optical units may be used. In addition, it goes without saying that other configurations other than the configuration of the image ejection unit 30 shown in FIG. 5 can be used.

다음으로, 품질 측정부(230)를 구성하는 검출부(231) 및 평가부(232)에 대해 설명한다. Next, the detection unit 231 and the evaluation unit 232 constituting the quality measurement unit 230 will be described.

검출부(231)는 광 분할기(210)와 광학 소자(20)를 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제1 가상 영상 화상광(L1)과, 광 분할기(210), 보조 광학부(220) 및 광학 수단(10)을 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제2 가상 영상 화상광(L2)을 검출하는 기능을 수행한다.The detection unit 231 includes first virtual video image light L1, which is the virtual video image light transmitted through the beam splitter 210 and the optical element 20, the beam splitter 210, the auxiliary optical unit 220, and optical means. It performs a function of detecting the second virtual video image light L2, which is the virtual video image light transmitted through (10).

제1 가상 영상 화상광(L1)은 화상 출사부(30)로부터 출사한 가상 영상 화상광 중에서 광 분할기(210)에 의해 분할되어 광학 수단(10)으로 입사된 후, 광학 소자(20)를 거쳐 검출부(231)로 전달되는 가상 영상 화상광을 의미한다.The first virtual video image light L1 is split by the beam splitter 210 among the virtual video image light emitted from the image emitting unit 30 and enters the optical means 10, passes through the optical element 20 It means virtual video image light transmitted to the detection unit 231.

제1 가상 영상 화상광(L1)은 광 분할기(210)를 투과하여 광학 수단(10)으로 입사하고, 광학 수단(10)의 제2 면(12)에서 전반사된 후 광학 소자(20)로 입사한다. 광학 소자(20)는 입사하는 제1 가상 영상 화상광(L1)을 반사시켜 광학 수단(10)의 제1 면(11)을 통해 검출부(231)로 전달한다.The first virtual video image light L1 passes through the light splitter 210, enters the optical unit 10, is totally reflected on the second surface 12 of the optical unit 10, and then enters the optical element 20. do. The optical element 20 reflects the incident first virtual video image light L1 and transmits it to the detection unit 231 through the first surface 11 of the optical means 10 .

제2 가상 영상 화상광(L2)은 화상 출사부(30)로부터 출사한 가상 영상 화상광 중에서 광 분할기(210)에 의해 분할되어 보조 광학부(220)로 입사된 후, 광학 수단(10)을 거쳐 검출부(231)로 전달되는 가상 영상 화상광을 의미한다.The second virtual video image light L2 is split by the beam splitter 210 among the virtual video image light emitted from the image emitting unit 30 and enters the auxiliary optical unit 220, and then the optical means 10 It means virtual video image light transmitted to the detection unit 231 through

제2 가상 영상 화상광(L2)은 광 분할기(210)에서 반사되어 보조 광학부(220)로 전달되고, 보조 광학부(220)에서 예컨대 도 4에 나타낸 바와 같은 경로를 거쳐 광학 수단(10)의 제2 면(12) 및 제1 면(11)을 차례로 투과한 후 검출부(231)로 전달된다.The second virtual image light L2 is reflected by the light splitter 210 and transmitted to the auxiliary optical unit 220, and passes through the optical unit 10 through the path shown in FIG. After passing through the second surface 12 and the first surface 11 in order, it is transferred to the detection unit 231.

이러한 제2 가상 영상 화상광(L2)은 동일한 화상 출사부(30)에서 출사한 가상 영상 중 증강 현실용 광학 장치(100)의 외부를 거쳐 전달되는 것이므로, 시쓰루(see-through) 영상으로 작용하게 되고, 이를 제1 가상 영상 화상광(L1)과 비교함으로써 증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 평가하는 지표로 사용할 수 있게 된다.Since the second virtual image image light L2 is transmitted through the outside of the optical device 100 for augmented reality among the virtual images emitted from the same image emitter 30, it acts as a see-through image. And, by comparing this with the first virtual video image light L1, it can be used as an index for evaluating the quality of the optical device 100 for augmented reality.

검출부(231)는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈일 수 있다.The detector 231 may be a camera module including an image sensor.

검출부(231)는 검출된 제1 가상 영상 화상광(L1)에 상응하는 제1 영상 신호와 제2 가상 영상 화상광(L2)에 상응하는 제2 영상 신호를 평가부(232)로 전달한다.The detection unit 231 transfers a first image signal corresponding to the detected first virtual video image light L1 and a second image signal corresponding to the second virtual video image light L2 to the evaluation unit 232 .

여기에서, 검출부(231)는 제1 셔터(250) 및 제2 셔터(260)에 의해 제1 가상 영상 화상광(L1)과 제2 가상 영상 화상광(L2) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 검출하거나 이들 모두를 동시에 검출할 수 있다.Here, the detection unit 231 selectively detects at least one of the first virtual video image light L1 and the second virtual video image light L2 by the first shutter 250 and the second shutter 260. or both can be detected simultaneously.

제1 셔터(250)는 광 분할기(210)와 광학 수단(10) 사이에 배치되어, 광 분할기(210)로부터 출사하는 제1 가상 영상 화상광(L1)을 통과시키거나 차단하는 기능을 수행한다.The first shutter 250 is disposed between the light splitter 210 and the optical means 10 to pass or block the first virtual image light L1 emitted from the light splitter 210. .

또한, 제2 셔터(260)는 광 분할기(210)와 보조 광학부(220) 사이에 배치되어, 광 분할기(210)로부터 출사하는 제2 가상 영상 화상광(L2)을 통과시키거나 차단하는 기능을 수행한다.In addition, the second shutter 260 is disposed between the light splitter 210 and the auxiliary optical unit 220 to pass or block the second virtual image light L2 emitted from the light splitter 210. Do it.

제1 셔터(250)가 제1 가상 영상 화상광(L1)을 통과시키도록 동작하는 경우, 검출부(231)는 제1 가상 영상 화상광(L1)을 검출할 수 있다. When the first shutter 250 operates to pass the first virtual video image light L1, the detector 231 may detect the first virtual video image light L1.

또한, 제2 셔터(260)가 제2 가상 영상 화상광(L2)을 통과시키도록 동작한 경우 검출부(231)는 제2 가상 영상 화상광(L2)을 검출할 수 있다.Also, when the second shutter 260 operates to pass the second virtual video image light L2, the detector 231 may detect the second virtual video image light L2.

평가부(232)는 검출부(231)로부터 전달되는 제1 가상 영상 화상광(L1)에 상응하는 제1 영상 신호와 제2 가상 영상 화상광(L2)에 상응하는 제2 영상 신호 중 적어도 어느 하나에 기초하여 증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 평가하는 기능을 수행한다. 평가부(232)는 예컨대 컴퓨터 소프트웨어로 구현될 수 있다.The evaluation unit 232 may select at least one of a first image signal corresponding to the first virtual video image light L1 transmitted from the detection unit 231 and a second image signal corresponding to the second virtual video image light L2. Based on the function of evaluating the quality of the optical device 100 for augmented reality. The evaluation unit 232 may be implemented as, for example, computer software.

평가부(232)는, 제1 영상 신호와 제2 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 평가할 수 있다.The evaluation unit 232 may evaluate the quality of the optical device 100 for augmented reality by comparing the first video signal and the second video signal.

또한, 평가부(232)는 제1 영상 신호와 화상 출사부(30)에서 출사된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 평가할 수도 있다.In addition, the evaluation unit 232 may evaluate the quality of the optical device 100 for augmented reality by comparing the first image signal with a virtual image signal corresponding to the virtual image for quality measurement output from the image output unit 30. .

또한, 평가부(232)는 제2 영상 신호와 화상 출사부(30)에서 출사된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치(100)의 품질을 평가할 수도 있다.In addition, the evaluation unit 232 may evaluate the quality of the optical device 100 for augmented reality by comparing the second image signal with a virtual image signal corresponding to the virtual image for quality measurement output from the image output unit 30. .

이 때, 품질 평가에 사용할 수 있는 지표는 예컨대, MTF(Modulation Transfer Function), 휘도(brightness), 해상도(resolution), 이미지 균일도(Image Uniformity), 영상의 중심 위치, 시야각(FOV) 등과 같은 다양한 지표를 사용할 수 있다. 또한, 고스트 이미지(ghost image) 발생 여부 등도 판별할 수 있다.At this time, indicators that can be used for quality evaluation include, for example, various indicators such as MTF (Modulation Transfer Function), brightness, resolution, image uniformity, image center position, field of view (FOV), and the like. can be used. In addition, it is possible to determine whether or not a ghost image has occurred.

이 때, 원본 영상으로서 크로스헤어 패턴 이미지(Crosshair Pattern Image)를 이용하여, 디스플레이부(31)에서의 중심 위치와 제1 영상 신호에 상응하는 제1 영상 및 제2 영상 신호에 상응하는 제2 영상의 중심 위치를 검사할 수 있다. 또한, EIAJ 차트를 이용하여, MTF나 해상도를 평가할 수 있다.At this time, a first image corresponding to the center position of the display unit 31 and the first image signal and a second image corresponding to the second image signal are used by using a crosshair pattern image as an original image. center position can be checked. In addition, the MTF and resolution can be evaluated using the EIAJ chart.

또한, 원본 영상으로서 단색 면광원(백색, 청색, 녹색, 적색)을 사용함으로써, 백색 또는 RGB에 따른 제1 영상 및 제2 영상의 면내 위치별 휘도를 평가할 수 있다.In addition, by using a monochromatic surface light source (white, blue, green, red) as the original image, the luminance of the first image and the second image according to white or RGB may be evaluated for each in-plane position.

이러한 품질 평가 지표 및 평가 방법 자체는 종래 기술에 의해 알려져 있는 것이고, 본 발명의 직접적인 목적은 아니므로 이들에 대한 상세 설명은 생략한다.Since these quality evaluation indexes and evaluation methods themselves are known in the prior art and are not a direct object of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 품질 평가 장치(300, 400)는 필요에 따라 검출부용 보조 광학부(270)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the quality evaluation devices 300 and 400 may further include an auxiliary optical unit 270 for the detection unit as needed.

검출부용 보조 광학부(270)는 광학 수단(10)과 검출부(231) 사이에 배치되어, 검출부(231)로 전달되는 제1 가상 영상 화상광 및 제2 가상 영상 화상광을 굴절, 반사시키거나 시준함으로써 검출부(231)에서 원하는 가상 영상 화상광을 얻을 수 있도록 하는 광학계이며, 이는 생략할 수도 있다.The auxiliary optical unit 270 for the detection unit is disposed between the optical means 10 and the detection unit 231 to refract, reflect, or refract the first virtual video image light and the second virtual video image light transmitted to the detection unit 231. It is an optical system that enables the detector 231 to obtain desired virtual video image light by collimating it, and this may be omitted.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 품질 평가 장치(500)를 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing a quality evaluation device 500 according to another embodiment of the present invention.

도 6의 품질 평가 장치(500)는 도 3의 품질 평가 장치(300)와 비교해 볼 때, 증강 현실용 광학 장치(100)의 광학 수단(10) 내부에 입사하는 가상 영상 화상광을 평행광으로 시준하여 광학 소자(20)로 전달하는 내장 콜리메이터(50)가 포함되어 있다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 화상 출사부(30)에서 콜리메이터(32)를 사용할 필요가 없으므로 화상 출사부(30)는 디스플레이부(31)만으로 구성되어 있다. Compared with the quality evaluation device 300 of FIG. 3 , the quality evaluation device 500 of FIG. 6 converts virtual video image light incident into the optical means 10 of the optical device 100 for augmented reality into parallel light. It differs in that it includes a built-in collimator 50 that collimates and transfers it to the optical element 20. Therefore, since there is no need to use the collimator 32 in the image output unit 30, the image output unit 30 is composed of only the display unit 31.

또한, 화상 출사부(30)에서 출사하여 광학 수단(10) 내부로 입사한 제1 가상 영상 화상광(L1)은 광학 수단(10)의 제2 면(12)에서 전반사된 후 내장 콜리메이터(50)로 입사하고, 내장 콜리메이터(50)에서 시준된 평행광으로 변환된 제1 가상 영상 화상광(L1)은 광학 수단(10)의 제2 면(12)에서 다시 전반사된 후 광학 소자(20)를 통해 검출부(231)로 전달된다는 점에서, 광학 수단(10) 내부에서의 광경로가 상이하다는 점에서도 차이가 있다.In addition, the first virtual video image light L1 emitted from the image emitting unit 30 and incident into the optical means 10 is totally reflected on the second surface 12 of the optical means 10, and then the built-in collimator 50 ), and the first virtual video image light L1 converted to collimated collimated light by the built-in collimator 50 is totally reflected again on the second surface 12 of the optical means 10, and then the optical element 20 There is also a difference in that the light path inside the optical means 10 is different in that it is transmitted to the detection unit 231 through the.

기타 다른 구성 즉, 광 분할기(210), 보조 광학부(220), 검출부(231) 및 평가부(232)는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 동일하므로 상세 설명은 생략한다.Other components, that is, the beam splitter 210, the auxiliary optical unit 220, the detection unit 231, and the evaluation unit 232 are the same as those described with reference to FIGS. 3 to 5, and thus detailed descriptions thereof are omitted.

한편, 도 6에서 광학 소자(20)는 수직선을 따라 배치되어 있으나 이는 예시적인 것이며, 품질 평가 장치(500)의 구성 및 동작과는 상관이 없다. 또한, 광학 소자(20)의 개수도 도 3 및 도 5의 품질 평가 장치(300, 400)와 상이하지만 이 또한 품질 평가 장치(500)의 구성 및 동작과는 전혀 관련이 없다.Meanwhile, in FIG. 6 , the optical element 20 is disposed along a vertical line, but this is exemplary and has nothing to do with the configuration and operation of the quality evaluation device 500 . In addition, the number of optical elements 20 is also different from the quality evaluation apparatuses 300 and 400 of FIGS. 3 and 5 , but this is also completely unrelated to the configuration and operation of the quality evaluation apparatus 500 .

이와 같이, 품질 평가 장치(300~500)는 증강 현실용 광학 장치(100)의 구성과는 관련이 없으며, 광학 수단(10) 및 광학 소자(20)로 구성되는 증강 현실용 광학 장치(100)라면 종류에 상관없이 모두 적용할 수 있다는 장점이 있다.As such, the quality evaluation devices 300 to 500 are not related to the configuration of the optical device 100 for augmented reality, and are composed of the optical means 10 and the optical element 20. It has the advantage that it can be applied to all types of ramen.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 기타 다양한 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.In the above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various other modifications and variations are possible.

100...증강 현실용 광학 장치
10...광학 수단
20...광학 소자
30...화상 출사부
40...동공
50...내장 콜리메이터
200, 300, 400, 500...증강 현실용 광학 장치의 품질 측정 장치
210...광 분할기
220...보조 광학부
230...검출부
240...평가부
250...제1 셔터
260...제2 셔터
270...검출부용 보조 광학부
100...Optics for Augmented Reality
10...optical means
20 ... optical element
30 ... image output unit
40...pupil
50... built-in collimator
200, 300, 400, 500... quality measurement device for optical devices for augmented reality
210 ... optical splitter
220 ... auxiliary optics
230 ... detection unit
240 ... evaluation department
250 ... 1st shutter
260 ... second shutter
270 ... auxiliary optics for detection

Claims (16)

증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치로서,
품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 화상 출사부;
상기 화상 출사부에서 출사된 가상 영상 화상광을 증강 현실용 광학 장치의 내부 및 외부로 분할하여 출사하는 광 분할기;
상기 증강 현실용 광학 장치의 외부에 배치되며, 상기 광 분할기에 의해 증강 현실용 광학 장치의 외부로 분할되어 출사한 가상 영상 화상광을 증강 현실용 광학 장치로 전달하는 보조 광학부; 및
상기 광 분할기 및 증강 현실용 광학 장치를 거쳐 출사하는 가상 영상 화상광과, 상기 광 분할기, 상기 보조 광학부 및 증강 현실용 광학 장치를 거쳐 출사하는 가상 영상 화상광 중 적어도 어느 하나에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 품질 측정부
를 포함하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
As a quality evaluation device for an optical device for augmented reality,
an image emitting unit for emitting virtual image image light corresponding to a virtual image for quality measurement;
a light splitter dividing the virtual video image light emitted from the image emitting unit into and out of the optical device for augmented reality;
an auxiliary optical unit that is disposed outside the optical device for augmented reality and transfers the virtual video image light split to the outside of the optical device for augmented reality and emitted by the light splitter to the optical device for augmented reality; and
Augmented reality based on at least one of virtual video image light exiting through the optical splitter and the optical device for augmented reality, and virtual video image light exiting through the optical splitter, the auxiliary optical unit, and the optical device for augmented reality. Quality measurement unit that evaluates the quality of optical devices for
Quality evaluation device of an optical device for augmented reality comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 증강 현실용 광학 장치는, 입사하는 가상 영상 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 소자와, 상기 광학 소자가 배치되며 가상 영상 화상광 및 실제 사물 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 수단을 포함하고,
상기 화상 출사부는, 품질 측정용 가상 영상을 표시하고 표시된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 디스플레이부와, 상기 디스플레이부로부터 출사된 화상광을 평행광으로 시준하여 출사하는 콜리메이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
The method of claim 1,
The optical device for augmented reality includes an optical element that transmits incident virtual video image light to the user's eyes, and an optical means in which the optical element is disposed to transmit virtual video image light and real object image light to the user's eyes. include,
The image output unit includes a display unit that displays a virtual image for quality measurement and emits virtual image light corresponding to the displayed virtual image for quality measurement, and a collimator that collimates and emits the image light emitted from the display unit as parallel light. Quality evaluation device of an optical device for augmented reality, characterized in that it comprises a.
청구항 1에 있어서,
상기 증강 현실용 광학 장치는, 입사하는 가상 영상 화상광을 평행광으로 시준하여 광학 소자로 전달하는 내장 콜리메이터와, 상기 내장 콜리메이터에서 전달되는 가상 영상 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 소자와, 상기 광학 소자 및 내장 콜리메이터가 배치되며 가상 영상 화상광 및 실제 사물 화상광을 사용자의 눈으로 전달하는 광학 수단을 포함하고,
상기 화상 출사부는, 품질 측정용 가상 영상을 표시하고 표시된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 화상광을 출사하는 디스플레이부로 구성되는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
The method of claim 1,
The optical device for augmented reality includes a built-in collimator for collimating incident virtual video image light into parallel light and transmitting the collimated light to an optical element, and an optical element for transmitting virtual video image light transmitted from the built-in collimator to a user's eye; The optical element and the built-in collimator are disposed and include optical means for transmitting virtual video image light and real object image light to the user's eyes;
The quality evaluation device of an optical device for augmented reality, characterized in that the image output unit is composed of a display unit that displays a virtual image for quality measurement and emits virtual image image light corresponding to the displayed virtual image for quality measurement.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 광 분할기는, 상기 화상 출사부에서 출사된 가상 영상 화상광을 상기 광학 수단 및 상기 보조 광학부로 분할하여 출사하고,
상기 보조 광학부는, 상기 광학 수단 외부에 배치되며, 상기 광 분할기로부터 분할되어 전달되는 가상 영상 화상광을 상기 광학 수단으로 전달하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
According to claim 2 or claim 3,
The light splitter divides the virtual video image light emitted from the image emitting unit into the optical unit and the auxiliary optical unit and emits the light;
The auxiliary optical unit is disposed outside the optical unit and transmits the virtual video image light split and transmitted from the light splitter to the optical unit.
청구항 2에 있어서,
상기 품질 측정부는,
상기 광 분할기 및 상기 광학 소자를 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제1 가상 영상 화상광과, 상기 광 분할기, 상기 보조 광학부 및 상기 광학 수단을 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제2 가상 영상 화상광을 검출하는 검출부; 및
상기 검출부로부터 전달되는 제1 가상 영상 화상광에 상응하는 제1 영상 신호와 제2 가상 영상 화상광에 상응하는 제2 영상 신호 중 적어도 어느 하나에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 평가부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
The method of claim 2,
The quality measuring unit,
First virtual video image light, which is virtual video image light transmitted through the light splitter and the optical element, and second virtual video image light, which is virtual video image light transmitted through the beam splitter, the auxiliary optical unit, and the optical means, a detection unit that detects; and
Evaluation of evaluating the quality of the optical device for augmented reality based on at least one of a first image signal corresponding to the first virtual video image light transmitted from the detection unit and a second image signal corresponding to the second virtual video image light wealth
Quality evaluation device of an optical device for augmented reality, characterized in that it comprises a.
청구항 3에 있어서,
상기 품질 측정부는,
상기 광 분할기, 상기 내장 콜리메이터 및 상기 광학 소자를 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제1 가상 영상 화상광과, 상기 광 분할기, 상기 보조 광학부 및 상기 광학 수단을 통해 전달되는 가상 영상 화상광인 제2 가상 영상 화상광을 검출하는 검출부; 및
상기 검출부로부터 전달되는 제1 가상 영상 화상광에 상응하는 제1 영상 신호와 제2 가상 영상 화상광에 상응하는 제2 영상 신호 중 적어도 어느 하나에 기초하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 평가부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
The method of claim 3,
The quality measuring unit,
First virtual video image light, which is virtual video image light transmitted through the beam splitter, the built-in collimator, and the optical element, and second virtual video image light, which is virtual video image light transmitted through the beam splitter, the auxiliary optical unit, and the optical means. a detection unit that detects video image light; and
Evaluation of evaluating the quality of the optical device for augmented reality based on at least one of a first image signal corresponding to the first virtual video image light transmitted from the detection unit and a second image signal corresponding to the second virtual video image light wealth
Quality evaluation device of an optical device for augmented reality, characterized in that it comprises a.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 보조 광학부는,
상기 광 분할기로부터 분할되어 전달되는 가상 영상 화상광을 광학적으로 변환하여 출사하는 제1 광학부; 및
상기 제1 광학부에서 변환된 가상 영상 화상광을 광학 수단을 통해 검출부로 전달하는 제2 광학부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
According to claim 2 or claim 3,
The auxiliary optical unit,
a first optical unit that optically converts and emits the virtual video image light divided and transmitted from the light splitter; and
and a second optical unit for transmitting the virtual video image light converted by the first optical unit to a detection unit through an optical means.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 광학부는, 상기 광 분할기에서 분할되어 보조 광학부로 전달되는 가상 영상 화상광이 상기 광 분할기에서 분할되어 광학 수단 및 광학 소자로 전달되는 가상 영상 화상광과 광학적으로 동일한 성질을 갖도록 변환하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
The method of claim 7,
The first optical unit converts the virtual video image light split by the beam splitter and transmitted to the auxiliary optical unit to have the same optical properties as the virtual video image light split by the beam splitter and transmitted to optical means and optical elements. A quality evaluation device for an optical device for augmented reality.
청구항 7에 있어서,
상기 제2 광학부로부터 출사되는 가상 영상 화상광은 상기 검출부의 중심으로부터 수직 방향에 평행하게 광학 수단 내부로 입사하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
The method of claim 7,
The quality evaluation device of the optical device for augmented reality, characterized in that the virtual video image light emitted from the second optical unit is incident into the optical unit parallel to a vertical direction from the center of the detection unit.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 광 분할기와 광학 수단 사이에 배치되어, 상기 광 분할기로부터 출사하는 제1 가상 영상 화상광을 통과시키거나 차단하는 제1 셔터; 및
상기 광 분할기와 보조 광학부 사이에 배치되어, 상기 광 분할기로부터 출사하는 제2 가상 영상 화상광을 통과시키거나 차단하는 제2 셔터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
According to claim 2 or claim 3,
a first shutter disposed between the light splitter and the optical means to pass or block first virtual image light emitted from the light splitter; and
A second shutter disposed between the light splitter and the auxiliary optical unit to pass or block second virtual image light emitted from the light splitter.
Quality evaluation device of an optical device for augmented reality, characterized in that it comprises a.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 셔터가 제1 가상 영상 화상광을 통과시키도록 동작한 경우 상기 검출부는 제1 가상 영상 화상광을 검출하고,
상기 제2 셔터가 제2 가상 영상 화상광을 통과시키도록 동작한 경우 상기 검출부는 제2 가상 영상 화상광을 검출하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
The method of claim 10,
When the first shutter is operated to pass the first virtual video image light, the detection unit detects the first virtual video image light;
and the detecting unit detects the second virtual video image light when the second shutter operates to pass the second virtual video image light.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 평가부는, 상기 제1 영상 신호와 제2 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
According to claim 5 or claim 6,
The evaluation unit evaluates the quality of the optical device for augmented reality by comparing the first image signal and the second image signal.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 평가부는 상기 제1 영상 신호와 상기 화상 출사부에서 출사된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
According to claim 5 or claim 6,
The evaluation unit evaluates the quality of the optical device for augmented reality by comparing the first image signal with a virtual image signal corresponding to a virtual image for quality measurement output from the image output unit. quality evaluation device.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 평가부는 상기 제2 영상 신호와 상기 화상 출사부에서 출사된 품질 측정용 가상 영상에 상응하는 가상 영상 신호를 비교하여 증강 현실용 광학 장치의 품질을 평가하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
According to claim 5 or claim 6,
The evaluation unit evaluates the quality of the optical device for augmented reality by comparing the second image signal with a virtual image signal corresponding to a virtual image for quality measurement output from the image output unit. quality evaluation device.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 평가부는, MTF(Modulation Transfer Function), 휘도(brightness), 해상도(resolution), 이미지 균일도(Image Uniformity), 영상의 중심 위치 및 시야각(FOV) 중 적어도 어느 하나의 지표를 이용하여 품질을 평가하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
According to claim 5 or claim 6,
The evaluation unit evaluates the quality using at least one index of MTF (Modulation Transfer Function), brightness, resolution, image uniformity, center position and field of view (FOV) of the image Quality evaluation device of an optical device for augmented reality, characterized in that.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 광학 수단과 검출부 사이에 배치되는 검출부용 보조 광학부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증강 현실용 광학 장치의 품질 평가 장치.
According to claim 5 or claim 6,
The quality evaluation device of an optical device for augmented reality, further comprising an auxiliary optical unit for the detection unit disposed between the optical unit and the detection unit.
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