KR20230137783A - 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치 - Google Patents

광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230137783A
KR20230137783A KR1020220047196A KR20220047196A KR20230137783A KR 20230137783 A KR20230137783 A KR 20230137783A KR 1020220047196 A KR1020220047196 A KR 1020220047196A KR 20220047196 A KR20220047196 A KR 20220047196A KR 20230137783 A KR20230137783 A KR 20230137783A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
disposed
reflection
light blocking
reflective
Prior art date
Application number
KR1020220047196A
Other languages
English (en)
Inventor
서은성
김지성
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Publication of KR20230137783A publication Critical patent/KR20230137783A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0176—Head mounted characterised by mechanical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/28—Reflectors in projection beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/163—Wearable computers, e.g. on a belt
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality

Abstract

실시예에 따른 광학 부재는, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 렌즈 모듈; 및 상기 렌즈 모듈로부터 출사되는 광이 입사되는 제 3 반사 부재를 포함하고, 상기 제 3 반사 부재는 서로 마주보며 이격하는 반사부 및 광 가이드부를 포함하고, 상기 반사부의 적어도 일면 및 상기 광 가이드부의 적어도 일면 중 적어도 하나의 면 상에는 차광 부재가 배치된다.

Description

광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치{OPTICAL MEMBER AND WEARAVLE DEVICE COMPRISING THE SAME}
실시예는 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치에 관한 것이다.
최근 기술의 발전에 따라, 신체에 착용 가능한 다양한 형태의 웨어러블 장치가 나오고 있다. 그 중 증강현실(Augmented Reality, AR) 장치는 사용자의 머리에 착용하는 안경 형태의 웨어러블 장치로써, 디스플레이를 통해 시각적 정보를 제공함으로써 사용자에게 증강현실 서비스를 제공할 수 있다.
증강현실(Augmented Reality)이란, 실제 환경에 3차원 영상을 삽입하여 현실 세계 정보와 가상의 영상을 혼합한 것을 의미한다.
현실 세계 정보에는 착용자가 필요로 하지 않는 정보도 있고, 때로는 착용자가 필요로 하는 정보가 부족할 수도 있다. 그러나 증강현실 시스템은 현실 세계와 가상 세계를 결합함으로써 실시간으로 착용자에게 현실 세계와 필요한 정보의 상호 작용이 이루어지도록 하는 것이다.
이러한 증강현실(AR) 장치는 시야가 막히는 가상현실(VR) 장치와 달리 이용 도중에도 앞을 볼 수 있다. 또한, 일반 안경처럼 착용한 상태에서 눈앞에 와이드 스크린 화면 수준의 디스플레이를 띄우거나 다양한 AR 콘텐츠 이용이 가능하다. 또한, 사용자 중심으로 360도 모든 공간을 활용하여 현실과 AR 콘텐츠를 결합한 확장현실 경험을 지원할 수 있다. 또한, 양손이 자유로운 상태에서 사용자 시점에 최적화된 디스플레이를 제공한다는 점에서 스마트폰을 대체하는 기술로 발전 중이다.
상기 증강현실 장치는 착용자들에게 증강현실 영상을 제공하기 위해 광학 모듈을 포함한다. 예를 들어, 상기 증강현실 장치는 웨어러블 글라스로 구성되고, 상기 웨어러블 글라스에 영상을 투사하는 프로젝터가 결합될 수 있다.
이러한 광학 모듈은 광원 및 상기 광원에서 출사되는 광의 이동을 제어하는 다양한 광학 부품을 포함한다. 상기 광원에서 출사되는 광은 다양한 광학 부품을 통해 집광, 반사 및 스캐닝되어 상기 광학 모듈 외부에 배치되는 글래스로 이동한다.
이때, 광학 모듈 내부에 배치되는 광학 부품의 배치, 크기 및 위치에 따라 광학 모듈을 포함하는 증강현실 장치의 크기, 무게, 구동전압이 달라질 수 있다. 따라서, 최적의 화질, 구동전압 및 무게를 구현할 수 있는 새로운 구조의 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치가 요구된다.
한편, 이러한 스캐닝 프로젝터를 사용하는 것은 한국공개특허 KR10-2017-0085875(2017.07.25)에 개시되어 있다.
실시예는 향상된 선명도, 해상도 및 화질을 가지는 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학 부재는, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 렌즈 모듈; 및 상기 렌즈 모듈로부터 출사되는 광이 입사되는 제 3 반사 부재를 포함하고, 상기 제 3 반사 부재는 서로 마주보며 이격하는 반사부 및 광 가이드부를 포함하고, 상기 반사부의 적어도 일면 및 상기 광 가이드부의 적어도 일면 중 적어도 하나의 면 상에는 차광 부재가 배치된다.
실시예에 따른 광학 부재는 광학 부재를 통해 구현되는 디스플레이의 화질 및 선명도를 향상시킬 수 있다. 자세하게, 렌즈 모듈에서 출사되는 광의 크기에 따라 설계되는 제 3 반사 부재 및 제 4 반사 부재에는 차광 부재가 배치될 수 있다.
이에 따라, 렌즈 모듈에서 출사되는 광들 중 설계값 이외 영역의 광들이 원하지 않는 영역에서 반사되어 산란광을 형성하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광학 부재는, 제 4 반사 부재 또는 출사 부재 방향으로 원하는 광만을 전달할 수 있으므로, 상기 광학 부재를 통해 구현되는 디스플레이의 화질 및 선명도를 향상시킬 수 있다
도 1은 실시예에 따른 광학 부재의 사시도를 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 광학 부재의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 광학 모듈의 사시도를 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 광학 모듈의 제 3 반사 부재 및 제 4 반사 부재로 입사되는 광의 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 광학 모듈의 제 3 반사 부재의 사시도를 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 광학 모듈의 제 3 반사 부재 및 제 4 반사 부재의 단면도를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 11은 실시예에 따른 광학 모듈의 제 3 반사 부재의 차광 부재의 배치를 설명하기 위한 사시도를 도시한 도면이다.
도 12는 실시예에 따른 광학 모듈의 제 3 반사 부재를 설명하기 위한 제 3 반사 부재의 상면도를 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 실시예 및 비교예에 따른 광학 모듈의 제 3 반사 부재에서 제 4 반사 부재로의 광의 경로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 15 내지 도 20은 실시예에 따른 광학 부재의 다양한 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 21은 실시예에 따른 광학 부재가 적용되는 웨어러블 장치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐 만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐 만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여, 실시예에 따른 광학 부재를 설명한다. 이하에서 설명하는 광학 부재는 3D 디스플레이용 광학 부재일 수 있다. 이하에서 설명하는 광학 부재는 디스플레이 장치에 적용될 수 있다, 자세하게, 실시예에 따른 광학 부재는 웨어러블 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 일례로, 실시예에 따른 광학 부재는 증강현실(Augmented Reality, AR) 디바이스 장치에 적용될 수 있다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 광학 부재를 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 광학 부재(10)는 제 1 하우징(1100), 제 2 하우징(1200) 및 광학 모듈(2000)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 하우징(1100) 및 상기 제 2 하우징(1200)은 각각 상기 광학 모듈(2000)을 수용할 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 하우징(1100)은 상기 광학 모듈(2000)의 측부를 수용할 수 있다. 즉, 상기 제 1 하우징(1100)은 상기 광학 모듈(2000)의 측면을 둘러싸며 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 하우징(1200)은 상기 광학 모듈(2000)을 수용할 수 있다. 즉, 상기 제 2 하우징(1200)은 상기 제 1 하우징(1100)에 의해 측부가 수용된 상기 광학 모듈(2000)을 수용할 수 있다. 즉, 상기 광학 모듈(2000)의 측부는 상기 제 1 하우징(1100)에 의해 수용되고, 상기 제 2 하우징(1200)은 상기 광학 모듈의 전면을 둘러싸며 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 하우징(1100)과 상기 광학 모듈(2000)은 상기 제 2 하우징(1200)에 의해 수용될 수 있다.
상기 제 2 하우징(1200)은 개구부(OA)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 하우징(1200)의 상기 개구부(1200)에 의해 상기 광학 모듈(2000)이 부분적으로 노출될 수 있다. 즉, 상기 광학 모듈(2000)의 출사 부재(500)는 상기 개구부(OA)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 광학 모듈(2000)에서 이동하는 광은 상기 출사 부재를 통해 상기 광학 부재(10)의 외부로 이동할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 광학 모듈(2000)은 광원부(2100)를 포함할 수 있다. 상기 광원부(2100)는 기판(100), 광원 부재(200), 제 1 반사 부재(410) 및 제 2 반사 부재(420) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광원부(2100)는 상기 렌즈 모듈(400) 또는 상기 제 3 반사 부재(430)방향으로 광을 출사할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 광학 부재의 광학 모듈(2000)의 사시도를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 광학 모듈(2000)은 기판(100), 광원 부재(200), 렌즈 모듈(300), 제 1 반사 부재(410), 제 2 반사 부재(420), 제 3 반사 부재(430), 제 4 반사 부재(440), 출사 부재(500) 및 구동 부재(600)를 포함할 수 있다.
상기 기판(100), 상기 광원 부재(200), 상기 렌즈 모듈(300), 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440), 상기 출사 부재(500) 및 상기 구동 부재(600)는 앞서 설명한 상기 제 1 하우징(1100) 및 상기 제 2 하우징(1200)에 수용될 수 있다.
상기 기판(100)은 적어도 하나의 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 제 1 기판(110), 제 2 기판(120) 및 제 3 기판(130)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 기판(110), 상기 제 2 기판(120) 및 상기 제 3 기판(130)은 플렉서블하거나 리지드할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 기판(110) 및 상기 제 2 기판(120) 및 상기 제 3 기판(130)은 리지드한 인쇄회로기판(PCB) 또는 플렉서블한 인쇄회로기판(FPCB)을 포함할 수 있다.
상기 기판(100) 상에는 광학 부품들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 상기 광원 부재(200), 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 구동 부재(600) 중 적어도 하나를 지지할 수 있다.
일례로, 상기 제 1 기판(110)은 상기 광원 부재(200), 상기 제 1 반사 부재(410) 및 상기 제 2 반사 부재(420)를 지지할 수 있다. 또한, 상기 2 기판(120) 및 상기 제 3 기판(130)은 상기 제 3 반사 부재(430) 및 구동 부재(600)를 지지할 수 있다.
상기 광원 부재(200)는 상기 제 1 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 구동 부재(600)는 구동 드라이버 등의 다양한 구동 부품을 포함하고, 상기 제 2 기판(120) 및 상기 제 3 기판(130)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 광원 부재(200)는 광을 발생할 수 있다. 자세하게, 상기 광원 부재(200)는 레이저를 발생할 수 있다.
상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 출사 부재(500) 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원 부재(200)에서 발생하는 광은 상기 렌즈 모듈(300), 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(520), 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 출사 부재(500)를 통과할 수 있다. 즉, 상기 광원 부재(200)에서 발생하는 광은 상기 렌즈 모듈(300), 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 출사 부재(500)에서 반사, 투과 및 굴절을 하면서 이동할 수 있다.
도 3에서는 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광이 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 렌즈 모듈(300). 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 출사 부재(500)를 순차적으로 통과하는 것을 도시하였으나, 실시에는 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광의 경로는 상기 렌즈 모듈(300). 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 출사 부재(500)의 위치 또는 일부 생략에 따라 달라질 수 있다.
이하의 실시예에 따른 광학 부재의 설명에서는 설명의 편의를 위해, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광이 도 3과 같이 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 렌즈 모듈(300). 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 출사 부재(500)를 순차적으로 통과하는 것을 중심으로 설명한다.
상기 광원 부재(200)는 광원(210) 및 컴바이너(220)를 포함할 수 있다. 상기 광원(210)은 레이저를 발생할 수 있다. 또한, 상기 컴바이너(220)는 상기 광원에서 발생하는 레이저의 경로를 제어할 수 있다.
자세하게, 상기 광원(210)은 적어도 하나의 색을 가지는 광을 발생할 수 있다. 즉, 상기 광원(210)은 하나의 색을 가지는 광 또는 서로 다른 색을 가지는 복수의 광을 발생할 수 있다.
예를 들어, 상기 광원(210)은 서로 다른 색을 가지는 복수의 광을 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원은 적색광, 녹색광 및 청색광을 발생할 수 있다. 즉, 상기 광원(210)은 복수의 색을 가지는 레이저 광을 발생하는 레이저 패키지일 수 있다.
상기 컴바이너(220)는 상기 광원(210)에서 출사되는 광의 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원에서 복수의 색을 가지는 광이 발생할 때, 상기 컴바이너는 상기 복수색의 광원의 경로를 일 방향으로 제어할 수 있다. 자세하게, 서로 다른 색 및 파장을 가지는 광의 경로들을 하나의 방향으로 제어할 수 있다. 따라서, 상기 광원 부재(100)에서 출사되는 서로 다른 파장의 광들은 하나의 방향으로 출사될 수 있다. 상기 컴바이너(220)는 프리즘 또는 미러를 포함할 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 광원(210)과 상기 컴바이너(220) 사이에는 광학 렌즈가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(210)과 상기 컴바이너(220) 사이에는 콜리메이터(collimator) 렌즈가 배치될 수 있다.
상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 반사 부재로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 1 반사 부재(410) 및 상기 제 2 반사 부재(420)로 이동할 수 있다.
상기 제 1 반사 부재(410)는 제 1 반사부(411) 및 제 2 반사부(412)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 반사부(411)와 상기 제 2 반사부(412)는 서로 다른 높이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 반사부(411)는 상기 광원 부재(200)와 동일 평면에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 반사부(411)는 상기 제 1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 반사부(412)는 광의 경로를 기준으로 상기 제 1 반사부(411)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 반사부(411)와 상기 제 2 반사부(412)는 서로 다른 평면에 배치될 수 있다.
상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 1 반사 부재(410)를 통해 상부 방향으로 이동한 후, 다시 하부 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 1 반사부(411)를 통해 상부 방향으로 이동하여 상기 제 2 반사부(412)로 입사될 수 있다. 또한, 상기 제 2 반사부(412)로 입사되는 광은 하부 방향으로 이동하여 상기 제 2 반사 부재(420)로 입사될 수 있다.
한편, 도면에서는 상기 제 1 반사부(411)와 상기 제 2 반사부(412)가 서로 이격하여 배치되는 것을 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 제 1 반사부(411)와 상기 제 2 반사부(412)는 서로 접촉하며 배치될 수 있다. 또는, 상기 제 1 반사부(411)와 상기 제 2 반사부(412)는 일체로도 형성될 수 있다.
상기 제 2 반사 부재(420)는 상기 광원 부재(200) 및 상기 제 1 반사부(411)와 동일 평면에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 반사 부재(420)는 상기 제 1 기판(110) 상에 배치될 수 있다
상기 제 2 반사 부재(420)는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다.
상기 제 2 반사 부재(420)는 상기 제 1 반사 부재(410)에서 출사되는 광을 반사할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 반사 부재(420)는 상기 제 1 반사 부재(410)에서 출사되는 광을 상기 렌즈 모듈(300) 방향으로 반사할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 반사 부재(410)에서 출사되는 광은 하부 방향의 상기 제 2 반사 부재(420)로 입사되고, 상기 제 2 반사 부재(420)에서 반사되는 광은 상부 방향의 상기 렌즈 모듈(300)로 이동할 수 있다.
상기 제 1 반사 부재(410) 및 상기 제 2 반사 부재(420)는 레이저를 반사할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 반사 부재(410) 및 상기 제 2 반사 부재(420)는 프리즘 또는 미러를 포함할 수 있다.
한편, 상기 광원 부재(100) 및 상기 제 1 반사 부재(410) 사이에는 센서부(450)가 배치될 수 있다. 자세하게, 광의 경로를 기준으로 상기 광원 부재(200) 및 상기 제 1 반사 부재(410) 사이에는 광 센서가 배치될 수 있다. 더 자세하게, 광의 경로를 기준으로 상기 광원 부재(200) 및 상기 제 1 반사부(411) 사이에는 광량을 센싱하는 센서가 배치될 수 있다, 예를 들어, 광의 경로를 기준으로 상기 광원 부재(100) 및 상기 제 1 반사 부재(410) 사이에는 포토다이오드(PD)가 배치될 수 있다.
상기 센서부(450)는 상기 제 1 반사 부재(410)로 이동하는 광량을 센싱할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 반사 부재(410)에서 상기 출사 부재(500)로 이동하는 광량을 제어하여, 사용자의 시야로 설정된 범위 이상의 광량이 입사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 렌즈 모듈(300)은 상기 제 2 반사 부재(420)에서 반사되는 광이 입사될 수 있다.
상기 렌즈 모듈(300)은 상기 제 2 반사 부재(420)에서 반사되는 광이 입사되고, 상기 광은 상기 제 3 반사 부재(430) 방향으로 이동될 수 있다.
상기 렌즈 모듈(300)은 적어도 하나의 렌즈(310)를 포함할 수 있다, 예를 들어, 상기 렌즈 모듈(300)은 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 모듈(300)은 서로 이격하여 배치되는 3매 이상의 렌즈 및 상기 렌즈들을 수용하는 경통(320)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 렌즈 모듈(300)은 서로 이격하여 배치되는 3매 내지 6매의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 렌즈 모듈(300)의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 다른 렌즈와 재질, 크기, 형상이 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 모듈(300)은 상기 제 2 반사 부재(420)에서 반사되는 광을 입사받는 제 1 렌즈 및 상기 제 3 반사 부재(430) 방향으로 광을 출사하는 제 2 렌즈를 포함할 수 있다. 즉 상기 제 2 렌즈는 상기 제 1 렌즈로부터 출사되는 광을 입사받아 상기 제 3 반사 부재(430) 방향으로 출사할 수 있다.
즉, 상기 제 1 렌즈는 상기 렌즈 모듈(300)의 입사부에 가장 인접하여 배치되고, 상기 제 2 렌즈는 상기 렌즈 모듈(300)의 출사부에 가장 인접하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 렌즈 모듈(300)은 설정된 각도 및 방향으로 기울어져서 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 모듈(300)은 상기 제 2 렌즈(320)와 상기 출사 부재(500) 사이의 거리가 상기 제 1 렌즈(310)와 상기 출사 부재(500) 사이의 거리보다 작은 방향 및 각도로 기울어질 수 있다.
상기 렌즈 모듈(300)은 상기 제 3 반사 부재(430) 방향으로 이동하는 광의 출사각을 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 렌즈 모듈(300)은 상기 렌즈 모듈(300) 외부로 출사되는 광의 출사각을 제어할 수 있다. 즉, 상기 렌즈 모듈(300)은 상기 광의 출사각을 제어하는 릴레이 렌즈(Relay Lens)일 수 있다.
상기 렌즈 모듈(300)에서 광의 출사각도가 제어되므로, 상기 출사 부재(500)로 입사되는 광의 입사 영역을 작게 할 수 있다. 즉, 상기 렌즈 모듈(300)에 의해 광의 크기가 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 광의 출사각도의 증가에 의해, 제 3 반사 부재, 제 4 반사 부재 및 출사 부재의 크기가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 3 반사 부재(430)는 상기 렌즈 모듈(300)에서 출사되는 광이 입사될 수 있다.
상기 제 3 반사 부재(430)는 반사부(431) 및 광 가이드부(432)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 반사 부재(430)는 서로 이격하여 배치되는 상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432)를 포함할 수 있다.
상기 렌즈 모듈(300)에서 출사되는 광은 상기 제 3 반사 부재(430)에서 반사되어 상기 제 4 반사 부재(440)로 입사된다. 또한, 상기 제 4 반사 부재(440)에서 반사되어 상기 제 3 반사 부재(430)로 입사된다. 또한, 상기 제 3 반사 부재(430)에서 반사되어 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
상기 제 3 반사 부재(430)는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 제 3 반사 부재(430)에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.
상기 제 4 반사 부재(440)는 상기 제 3 반사 부재(430)에서 출사되는 광이 입사될 수 있다.
상기 제 4 반사 부재(440)는 지지부(441) 및 상기 지지부(441) 상에 배치되는 미러(442)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(441)의 내부에는 액추에이터가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지부(441)의 내부에는 전자기력을 발생하는 자석이 배치될 수 있다. 상기 자석에 의해 발생되는 전자기력에 의해, 상기 미러(442)는 수평 및/또는 수직 방향으로 구동할 수 있다.
예를 들어, 상기 미러(442)는 제 1 방향 및 제 2 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 상기 미러(442)는 두 방향으로 회전 가능하고, 상기 미러(442)는 두 방향으로 회전하면서 광을 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제 4 반사 부재(440)는 입사되는 광을 수직 방향 및 수평 방향으로 스캐닝할 수 있다.
자세하게, 상기 제 4 반사 부재(440)는 상기 광원 부재(200), 상기 렌즈 모듈(300), 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420) 및 상기 제 3 반사 부재(430)로부터 전달되는 광을 입력받아 수평 방향 및 수직 방향으로 투사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 반사 부재(440)는 제 1 라인에 대해 수평 방향으로 합성된 광을 투사(수평 스캐닝)하고, 제 2 라인으로 수직 이동(수직 스캐닝)한 후, 다시 제 2 라인에 대해 수평 방향으로 광을 투사(수평 스캐닝)할 수 있다. 즉, 상기 제 4 반사 부재(440)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하고, 이러한 수평 방향 및 수직 방향의 스캐닝의 반복에 의해. 상기 제 4 반사 부재(440)는 표시할 영상을 상기 출사 부재(500)에 투사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 반사 부재(440)는 멤스 스캐너일 수 있다, 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 제 4 반사 부재(440)는 멤스 스캐너, 미러 또는 프리즘일 수 있다.
상기 출사 부재(500)는 상기 제 4 반사 부재(440)로부터 스캐닝되는 광이 입사된다. 상기 출사 부재(500)는 유리를 포함할 수 있다. 상기 출사 부재(500)는 상기 제 2 하우징(1200)의 개구부(OA)에 삽입되어 배치될 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 광학 모듈(10)의 외부에는 웨이브 가이드(wave guide)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 출사 부재(500)의 외면 또는 내면에 웨이브 가이드가 배치될 수 있다. 또는, 상기 출사 부재(500)가 웨이브 가이드일 수 있다. 상기 출사 부재(500)를 통과한 광은 홀로그램 또는 회절 패턴이 배치되는 상기 웨이브 가이드에서 반사될 수 있다. 이에 따라, 상기 웨이브 가이드를 통해 상기 광학 모듈을 포함하는 디스플레이 장치를 착용한 사용자의 눈으로 광이 입사될 수 있다.
한편, 앞선 설명에서는 상기 광학 모듈(2000)이 제 1 반사 부재(410), 제 2 반사 부재(420), 제 3 반사 부재(430), 제 4 반사 부재(440)를 포함하는 것을 설명하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 자세하게, 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430) 및 제 4 반사 부재(440) 중 적어도 하나의 반사 부재 중 적어도 하나의 반사 부재는 생략될 수 있다.
상기 광학 모듈(2000)의 다양한 실시예는 이하에서 상세하게 설명한다.
앞서 설명하였듯이. 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 렌즈 모듈(300), 상기 제 3 반사 부재(430) 및 상기 제 4 반사 부재(440)를 통과하여 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 상기 렌즈 모듈(200)을 통과한 광은 상기 렌즈 모듈의 렌즈를 통해 출사광의 각도가 제어될 수 있다. 상기 렌즈 모듈(200)에서 출사되는 광의 크기는 도 4와 같이 정의될 수 있다. 즉, 광의 최대 밝기의 1/e2 지점을 광의 크기로 정의할 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 모듈(300)을 통과한 광은 설정된 크기로 출사되고, 설정된 크기의 광에 따라 상기 제 3 반사 부재(430) 및 상기 제 4 반사 부재(440)를 적절한 크기로 설계할 수 있다.
그러나, 렌즈 모듈(300)을 통과한 광은 상기 광의 크기 영역 밖에서도 이동할 수 있다. 즉, 광의 크기로 정의된 영역보다 작은 광량이지만, 광의 크기 영역 밖에서도 광이 출사될 수 있다. 이러한 광들도 상기 제 3 반사 부재(430)를 통해 상기 제 4 반사 부재(440)로 입사될 수 있다.
즉, 상기 광의 크기 영역 내부에 있는 광을 제 1 광(L1)으로 정의하고, 상기 광의 크기 영역 외부에 있는 광을 제 2 광(L2)으로 정의할 때, 상기 제 1 광 및 상기 제 2 광이 모두 상기 제 3 반사 부재(430)를 통해 상기 제 4 반사 부재(440)로 입사될 수 있다.
상기 제 2 광은 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러(442)가 아닌 다른 영역에 입사되고, 다양한 산란광을 형성할 수 있다. 이러한 산란광들은 상기 광학 부재의 선명도(contrast ratio)를 감소시킬 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 실시예에 따른 광학 부재는 상기 광 가이드부에 상기 제 2 광의 투과를 제어하는 차광 부재를 배치하여 상기와 같은 산란광의 형성을 방지할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여, 제 3 반사 부재 및 차광 부재를 더 상세하게 설명한다.
도 5는 상기 제 3 반사 부재의 사시도를 도시한 도면이다. 또한, 도 6은 상기 제 3 반사 부재와 상기 제 3 반사 부재의 단면도를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제 3 반사 부재(430)는 반사부(431) 및 광 가이드부(432)를 포함할 수 있다. 상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432) 중 적어도 하나는 전반사면을 포함할 수 있다. 즉, 상기 반사부(431)는 상기 렌즈 모듈(300)로부터 입사되는 광을 상기 제 4 반사 부재(440)로 반사시키고, 상기 광 가이드부(432)는 상기 제 4 반사 부재(440)로부터 반사된 광을 상기 출사 부재(500)로 가이드할 수 있다. 이에 의해, 상기 제 4 반사 부재(440)를 통해 반사되는 광은 상기 제 3 반사 부재(430)를 통과하여 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432) 중 적어도 하나는 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 또한, 상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432)는 유리 또는 플라스틱의 소재 중에서 서로 동일하거나 또는 서로 다른 소재를 포함할 수 있다.
상기 반사부(431)는 상기 제 4 반사 부재(440)로 출사되는 출사광(OL)과 상기 제 2 반사 부재(400)에서 반사되는 반사광(RL)의 각도 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)는 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러(442)의 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 미러(442)를 구동하기 위한 힘을 감소할 수 있고, 미러(442)를 지지하는 지지부(441)의 크기도 함께 감소하므로 제 4 반사 부재(440)의 전체적인 크기가 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 소형의 광학 모듈을 구현할 수 있다.
또한, 상기 광 가이드부(432)는 상기 출사 부재(500)로 출사되는 광이 평행한 방향으로 이동하게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 출사 부재(500)로 입사되는 광의 양을 증가시켜, 광학 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432)는 각각 복수의 면을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432)는 광이 입사, 반사, 출사되는 복수의 면을 포함할 수 있다.
상기 반사부(431)는 제 1-1 면(1-1S), 제 1-2 면(1-2S) 및 제 1-3 면(1-3S)을 포함할 수 있다.
상기 제 1-1 면(1-1S)은 상기 광이 입사되는 면이다. 자세하게, 상기 제 1-1 면(1-1S)은 상기 렌즈 모듈(300)의 렌즈들 중 마지막 렌즈 즉, 제 2 렌즈와 마주볼 수 있다. 상기 제 1-1 면(1-1S)에는 상기 렌즈 모듈(300)을 통과하는 광이 입사될 수 있다. 상기 제 1-1 면(1-1S)으로 입사되는 광은 상기 제 1-2 면(1-2S)으로 이동할 수 있다.
상기 제 1-2 면(1-2S)은 상기 광이 반사 또는 투과되는 면이다. 자세하게, 상기 제 1-2 면(1-2S)은 상기 제 1-2 면(1-2S)으로 입사되는 광의 입사각도에 따라 광이 반사되거나 또는 투과될 수 있다. 즉, 상기 제 1-2 면(1-2S)은 상기 제 1-2 면(1-2S)으로 입사되는 입사각도가 임계각보다 큰 경우 반사되고, 임계각보다 작은 경우 투과할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사부(431)는 전반사 프리즘일 수 있다.
상기 제 1-1 면(1-1S)에서 상기 제 1-2 면(1-2S)으로 입사되는 광은 임계각보다 큰 입사각도로 입사되고, 이에 의해, 상기 제 1-2 면(1-2S)으로 입사되는 광은 상기 제 1-3 면(1-3S) 방향으로 반사될 수 있다.
상기 제 1-3 면(1-3S)은 상기 광이 출사 및 입사되는 면이다. 상기 제 1-3 면(1-3S)은 상기 제 1-2 면(1-2S)에서 반사된 광이 입사된다. 상기 제 1-3 면(1-3S)을 통과한 광은 상기 제 4 반사 부재(440) 방향으로 출사하여 이동할 수 있다. 또한, 상기 제 4 반사 부재(440)를 통해 스캐닝된 후 반사되는 광은 다시 상기 제 1-3 면(1-3S)으로 입사될 수 있다.
상기 제 1-3 면(1-3S)으로 다시 입사되는 광은 상기 제 1-2 면(1-2S)으로 이동한다. 상기 제 1-3 면(1-3S)에서 상기 제 1-2 면(1-2S)으로 입사되는 광은 임계각보다 작은 입사각도로 입사되고, 이에 의해 상기 제 1-2 면(1-2S)을 투과하여 상기 광 가이드부(432) 방향으로 이동할 수 있다.
상기 광 가이드부(432)는 제 2-1 면(2-1S) 및 제 2-2 면(2-2S)을 포함할 수 있다.
상기 제 2-1 면(2-1S)은 상기 광이 입사 및 출사되는 면이다. 자세하게, 상기 제 1-2 면(1-2S)을 투과하여 상기 광 가이드부(432) 방향으로 이동하는 광은 상기 제 2-1 면(2-1S)으로 입사되고, 상기 제 2-2 면(2-2S) 방향으로 출사될 수 있다.
상기 제 2-2 면(2-2S)은 상기 광이 입사 및 출사되는 면이다. 자세하게, 상기 제 2-1 면(2-1S)에서 출사되는 광은 상기 제 2-2 면(2-2S)으로 입사되고, 상기 제 2-2 면(2-2S)에서 상기 출사 부재(500) 방향으로 출사할 수 있다.
상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432)는 서로 마주보며 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 반사부(431)와 상기 광 가이드부(432)는 서로 마주보는 면을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(432)의 일면은 상기 광 가이드부(432)의 일면과 서로 마주보며 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(432)의 제 1-2 면(1-2S)은 상기 광 가이드부(432)의 제 2-1 면(2-1S)과 마주보며 배치될 수 있다.
또한, 상기 반사부(431)와 상기 광 가이드부(432)는 서로 이격하여 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 반사부(432)의 일면은 상기 광 가이드부(432)의 일면과 서로 이격하여 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 반사부(432)의 제 1-2 면(1-2S)은 상기 광 가이드부(432)의 제 2-1 면(2-1S)과 이격하여 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 반사부(431)의 일면과 상기 광 가이드부(432)의 일면 사이의 거리(d1)는 0.005㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 일면과 상기 제 2 반사부(432)의 일면 사이의 거리(d1)는 0.01㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 일면과 상기 광 가이드부(432)의 일면 사이의 거리(d1)는 0.02㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 일면과 상기 광 가이드부(432)의 일면 사이의 거리(d1)는 0.005㎜ 내지 0.03㎜ 일 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 일면과 상기 광 가이드부(432)의 일면 사이의 거리(d1)는 0.01㎜ 내지 0.03㎜ 일 수 있다.
상기 반사부(431)의 일면과 상기 광 가이드부(432)의 일면 사이의 거리(d1)가 0.005㎜ 미만인 경우, 공정 중 오차 또는 외부의 충격에 의해 반사부(431) 및 광 가이드부(432)가 서로 충돌할 수 있다.
또한, 상기 반사부(431)의 일면과 상기 광 가이드부(432)의 일면 사이의 거리(d1)가 0.03㎜ 초과인 경우, 상기 간격의 증가로 인해 광학 모듈의 크기가 증가할 수 있다.
즉, 상기 반사부(431)의 제 1-2 면(1-2S)과 상기 광 가이드부(432)의 제 2-1 면(2-1S)은 서로 이격하면서 마주볼 수 있다.
또한, 상기 반사부(431)와 상기 광 가이드부(432)는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 반사부(431)의 일면은 상기 광 가이드부(432)의 일면과 서로 평행하게 배치될 수 있다. 자세하게 서로 마주보며 배치하는 상기 반사부(431)의 일면과 상기 광 가이드부(432)의 일면은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 제 1-2 면(1-2S)은 상기 광 가이드부(432)의 제 2-1 면(2-1S)과 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 반사부(431)의 일면과 상기 광 가이드부(432)의 일면은 상기 제 4 반사 부재(440)와 평행하게 배치될 수 있다. 자세하게 서로 마주보며 배치하는 상기 반사부(432)의 제 1-2 면(1-2S)과 상기 광 가이드부(432)의 제 2-1 면(2-1S)은 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러(442)와 평행하게 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 제 1-2 면(1-2S)과 상기 광 가이드부(432)의 제 2-1 면(2-1S)은 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러(442)가 스캔을 위해 회전하기 전의 일면과 평행할 수 있다.
또한, 상기 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)은 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 반사부(431)와 상기 광 가이드부(432)는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 반사부(431)의 크기는 상기 광 가이드부(432)보다 큰 크기로 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 길이는 상기 광 가이드부(432)의 길이보다 길게 배치될 수 있다.
또한, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)는 설정된 범위로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)는 0.5㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)는 1㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)는 2㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)는 3㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)는 0.5㎜ 내지 4㎜ 일 수 있다.
상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)가 0.5㎜ 미만인 경우, 상기 제 1-2 면(1-2S)에서 반사 또는 상기 제 4 반사 부재(440)에서 반사되어 입사되는 광이 상기 제 1-3 면(1-3S)에서 모두 반사 또는 입사되지 않을 수 있다.
또한, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)가 4㎜ 초과하는 경우, 상기 반사부(431)의 크기 증가로 상기 광학 모듈(2000)의 전체적인 크기가 증가할 수 있다.
또한, 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 설정된 범위로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 0.5㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 1㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 2㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 3㎜ 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 0.5㎜ 내지 4㎜ 일 수 있다.
상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)가 0.5㎜ 미만인 경우, 상기 제 1-2 면(1-2S) 및 상기 제 2-1 면(2-1S)에서 출사되어 입사되는 광이 상기 제 2-2 면(2-2S)에서 모두 입사되지 않을 수 있다.
또한, 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)가 4㎜ 초과하는 경우, 상기 광 가이드부(432)의 크기 증가로 상기 광학 모듈(2000)의 전체적인 크기가 증가할 수 있다.
또한, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)와 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 동일할 수 있다. 또한, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)와 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 다를 수 있다.
예를 들어, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)는 상기 광 가이드부(431)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 제 4 반사 부재(440)로 광을 출사 또는 상기 제 4 반사 부재(440)에서 광이 반사되어 입사될 때, 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)을 통해 광 손실 없이 광을 이동할 수 있다.
또는, 상기 광 가이드부(432)의 상기 제 2-2 면(2-2S)의 길이(L2)는 상기 반사부(431)의 상기 제 1-3 면(1-3S)의 길이(L1)보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 상기 제 2-2 면(2-2S)을 통해 상기 출사 부재(500)로 광이 이동할 때, 상기 출사 부재(500)의 크기가 변화하여도 광을 용이하게 전달할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 상기 렌즈 모듈(300)에서 상기 제 3 반사 부재(430) 방향으로 출사되는 광은 제 1 광(L1) 및 제 2 광(L2)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2 광(L2)은 산란광을 형성하여, 광학 부재의 화질 및 선명도를 감소할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학 부재는 상기 제 2 광(L2)의 입사를 최소화하기 위해, 상기 제 3 반사 부재(430)에 차광 부재를 배치할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제 3 반사 부재(430)는 차광 부재(700)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 적어도 일면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 반사부(431)의 적어도 일면 상에 배치될 수 있다. 또는, 상기 차광 부재(700)는 상기 광 가이드부(432)의 적어도 일면 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (a)를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 외면에 배치될 수 있다. 또는, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 내면에 배치될 수 있다. 또는, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 외면 및 내면에 배치될 수 있다.
즉, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면들 중 상기 렌즈 모듈(300)에서 출사되는 광이 상기 제 3 반사 부재(430)로 입사되는 면 상에 배치될 수 있다.
상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 가장자리에 배치될 수 있다. 즉, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 가장자리를 따라 연장하며 배치될 수 있다.
또는, 도 7의 (b)를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)의 외면에 배치될 수 있다. 또는, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)의 내면에 배치될 수 있다. 또는, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)의 외면 및 내면에 배치될 수 있다.
즉, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면들 중 상기 제 4 반사 부재(440) 방향으로 광이 출사되고, 상기 제 4 반사 부재(440)에서 반사되는 광이 입사되는 면 상에 배치될 수 있다.
상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)의 가장자리에 배치될 수 있다. 즉, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)의 가장자리를 따라 연장하며 배치될 수 있다.
또는, 도 7의 (c)를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)의 외면에 배치될 수 있다. 또는, 상기 차광 부재(700)는 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)의 내면에 배치될 수 있다. 또는, 상기 차광 부재(700)는 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)의 외면 및 내면에 배치될 수 있다.
즉, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면들 중 상기 출사 부재(500) 방향으로 광이 출사되는 면 상에 배치될 수 있다.
상기 차광 부재(700)는 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)의 가장자리에 배치될 수 있다. 즉, 상기 차광 부재(700)는 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)의 가장자리를 따라 연장하며 배치될 수 있다.
상기 차광 부재(700)의 광 투과율과 상기 제 3 반사 부재(430)의 광 투과율은 다를 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)의 광 투과율은 상기 제 3 반사 부재(430)의 광 투과율보다 작을 수 있다.
상기 차광 부재(700)는 광 투과율이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 레이저의 투과율이 10% 이하일 수 있다. 더 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 레이저의 투과율이 5% 이하일 수 있다. 더 상기 차광 부재(700)는 레이저의 투과율이 1% 이하일 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 및 상기 제 1-3 면(1-3S)과 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S) 중 어느 하나의 면 상에 차광 부재(700)가 배치되면, 각각의 면들은 광을 투과하는 영역과 광이 거의 투과되지 않는 영역으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 도 7(a)와 같이 상기 차광 부재(700)가 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)에 배치되는 경우, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)은 투과 영역(TA1) 및 차광 영역(SA1)을 포함할 수 있다. 상기 투과 영역(TA1)은 상기 차광 부재(700)의 내측 영역으로 정의되고, 상기 차광 영역(SA1)은 상기 차광 부재(700)가 배치되는 영역으로 정의될 수 있다.
또는, 도 7(b)와 같이 상기 차광 부재(700)가 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)에 배치되는 경우, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)은 투과 영역(TA2) 및 차광 영역(SA2)을 포함할 수 있다. 상기 투과 영역(TA2)은 상기 차광 부재(700)의 내측 영역으로 정의되고, 상기 차광 영역(SA2)은 상기 차광 부재(700)가 배치되는 영역으로 정의될 수 있다.
또는, 도 7(c)와 같이 상기 차광 부재(700)가 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)에 배치되는 경우, 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)은 투과 영역(TA3) 및 차광 영역(SA3)을 포함할 수 있다. 상기 투과 영역(TA3)은 상기 차광 부재(700)의 내측 영역으로 정의되고, 상기 차광 영역(SA3)은 상기 차광 부재(700)가 배치되는 영역으로 정의될 수 있다.
상기 제 3 반사 부재(430)에 배치되는 차광 부재(700)에 의해, 상기 제 4 반사 부재(440) 및/또는 상기 출사 부재(500)로 이동하는 광의 경로를 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 7(a)와 같이 상기 차광 부재(700)가 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)에 배치되는 경우, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 투과 영역(TA1)에는 제 1 광(L1)이 입사될 수 있다. 또한, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 차광 영역(SA1)에는 제 2 광(L2)이 입사될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 모듈(300)에서 상기 제 3 반사 부재(430)로 입사되는 광은 대부분 제 1 광(L1)이 될 수 있다. 즉, 상기 제 2 광(L2)은 상기 차광 부재(700)에 의해 거의 차단되므로, 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로 들어오는 광은 거의 제 1 광(L1)이 될 수 있다.
또는, 도 7(b)와 같이 상기 차광 부재(700)가 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)에 배치되는 경우, 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로는 제 1 광(L1) 및 제 2 광(L2)이 모두 들어올 수 있다.
그러나, 상기 제 3 반사 부재(430)에서 상기 제 4 반사 부재(440)로 이동하는 광은 거의 제 1 광(L1)이 될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)의 투과 영역(TA2)에는 제 1 광(L1)이 입사될 수 있다. 또한, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)의 차광 영역(SA2)에는 제 2 광(L2)이 입사될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 3 반사 부재(430)에서 상기 제 4 반사 부재(440)로 반사되고, 상기 제 4 반사 부재(440)에서 상기 제 3 반사 부재(430)로 반사되는 광은 대부분 제 1 광(L1)이 될 수 있다. 즉, 상기 제 2 광(L2)은 상기 차광 부재(700)에 의해 거의 차단되므로, 상기 제 3 반사 부재(430) 또는 상기 제 4 반사 부재(440)로 이동하는 광은 거의 제 1 광(L1)이 될 수 있다.
또는, 도 7(c)와 같이 상기 차광 부재(700)가 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)에 배치되는 경우, 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로는 제 1 광(L1) 및 제 2 광(L2)이 모두 들어올 수 있다.
그러나, 상기 제 3 반사 부재(430)에서 상기 출사 부재(500)로 이동하는 광들 중 산란광을 차단할 수 있다. 자세하게, 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)의 투과 영역(TA3)에는 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러(442)에서 반사된 광이 입사될 수 있다. 또한, 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)의 차광 영역(SA3)에는 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러(442) 이외 영역에서 반사된 광이 입사될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 3 반사 부재(430)에서 상기 출사 부재(500)로 광이 이동할 때, 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러 이외 영역에서 반사되는 산란광을 차단할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광학 부재는 광학 부재를 통해 구현되는 디스플레이의 화질 및 선명도를 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 렌즈 모듈에서 출사되는 광의 크기에 따라 설계되는 제 3 반사 부재 및 제 4 반사 부재에는 차광 부재를 배치될 수 있다. 이에 따라, 렌즈 모듈에서 출사되는 광들 중 설계값 이외 영역의 광들이 원하지 않는 영역에서 반사되어 산란광을 형성하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광학 부재는, 제 4 반사 부재 또는 출사 부재 방향으로 원하는 광을 전달할 수 있으므로, 상기 광학 부재를 통해 구현되는 디스플레이의 화질 및 선명도를 향상시킬 수 있다
한편, 상기 차광 부재는 상기 제 3 반사 부재(430)의 복수의 면 상에 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 차광 부재는 상기 반사부(431)에만 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재는 제 1 차광 부재(710) 및 제 2 차광 부재(720)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 상에 배치되는 제 1 차광 부재(710) 및 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S) 상에 배치되는 제 2 차광 부재(720)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 차광 부재(710) 및 상기 제 2 차광 부재(720)는 서로 연결되며 배치될 수 있다.
상기 차광 부재가 상기 제 3 반사 부재(430)의 복수의 면 상에 배치되므로, 제 2 광을 더 용이하게 차단할 수 있다. 자세하게, 상기 렌즈 모듈(300)의 렌즈의 공정 오차 또는 상기 제 1 차광 부재(710)의 공정 오차에 따라 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로 상기 제 2 광이 들어와도 상기 제 2 차광 부재(720)에 의해 상기 제 2 광이 상기 제 4 반사 부재(440)로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 2 차광 부재(720)가 배치되므로, 상기 제 1 차광 부재(710)의 크기를 감소할 수 있다. 즉, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 상에 배치되는 상기 제 1 차광 부재(710)의 폭을 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)에서 투과 영역(TA1)의 크기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)에서 상기 제 1 차광 부재(710)에 의해 감소되는 투과 영역(TA1)의 확보를 위해 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 크기가 증가되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)의 크기가 증가하는 것을 방지할 수 있고, 상기 광학 부재를 소형화하는데 유리할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 차광 부재는 상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432)에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재는 제 1 차광 부재(710) 및 제 3 차광 부재(730)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 상에 배치되는 제 1 차광 부재(710) 및 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S) 상에 배치되는 제 3 차광 부재(730)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 차광 부재(710) 및 상기 제 3 차광 부재(730)는 서로 이격하여 배치될 수 있다.
상기 차광 부재가 상기 제 3 반사 부재(430)의 복수의 면 상에 배치되므로, 제 2 광을 더 용이하게 차단할 수 있다. 자세하게, 상기 렌즈 모듈(300)의 렌즈의 공정 오차 또는 상기 제 1 차광 부재(710)의 공정 오차에 따라 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로 상기 제 2 광이 들어와도 상기 제 3 차광 부재(730)에 의해 산란광이 상기 출사 부재(500)로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 3 차광 부재(730)가 배치되므로, 상기 제 1 차광 부재(710)의 크기를 감소할 수 있다. 즉, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 상에 배치되는 상기 제 1 차광 부재(710)의 폭을 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)에서 투과 영역(TA1)의 크기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)에서 상기 제 1 차광 부재(710)에 의해 감소되는 투과 영역(TA1)의 확보를 위해 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S)의 크기가 증가되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)의 크기가 증가하는 것을 방지할 수 있고, 상기 광학 부재를 소형화하는데 유리할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 차광 부재는 상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432)에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재는 제 2 차광 부재(720) 및 제 3 차광 부재(730)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S) 상에 배치되는 제 2 차광 부재(720) 및 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S) 상에 배치되는 제 3 차광 부재(730)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 차광 부재(720) 및 상기 제 3 차광 부재(730)는 서로 이격하여 배치될 수 있다.
상기 차광 부재가 상기 제 3 반사 부재(430)의 복수의 면 상에 배치되므로, 제 2 광을 더 용이하게 차단할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 차광 부재(720)의 공정 오차에 따라 상기 제 4 반사 부재(440)에서 제 2 광에 의해 산란광이 발생하여도 상기 제 3 차광 부재(730)에 의해 산란광이 상기 출사 부재(500)로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 3 차광 부재(730)가 배치되므로, 상기 제 2 차광 부재(720)의 크기를 감소할 수 있다. 즉, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-1S) 상에 배치되는 상기 제 2 차광 부재(720)의 폭을 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)에서 투과 영역(TA2)의 크기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)에서 상기 제 2 차광 부재(720)에 의해 감소되는 투과 영역(TA2)의 확보를 위해 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S)의 크기가 증가되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)의 크기가 증가하는 것을 방지할 수 있고, 상기 광학 부재를 소형화하는데 유리할 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 차광 부재는 상기 반사부(431) 및 상기 광 가이드부(432)에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재는 제 1 차광 부재(710), 제 2 차광 부재(720) 및 제 3 차광 부재(730)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재는 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 상에 배치되는 제 1 차광 부재(710), 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S) 상에 배치되는 제 2 차광 부재(720) 및 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S) 상에 배치되는 제 3 차광 부재(730)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 차광 부재(710) 및 상기 제 2 차광 부재(720)는 서로 연결되며 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 차광 부재(710) 및 상기 제 2 차광 부재(720)는 상기 제 3 차광 부재(730)와 서로 이격하여 배치될 수 있다.
상기 차광 부재가 상기 제 3 반사 부재(430)의 복수의 면 상에 배치되므로, 제 2 광을 더 용이하게 차단할 수 있다. 자세하게, 상기 렌즈 모듈(300)의 렌즈의 공정 오차 또는 상기 제 1 차광 부재(710)의 공정 오차에 따라 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로 상기 제 2 광이 들어와도 상기 제 2 차광 부재(720) 및 상기 제 3 차광 부재(730)에 의해 상기 제 2 광이 상기 제 4 반사 부재(440)로 입사되거나 산란광이 상기 출사 부재(500)로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 1 차광 부재(710), 상기 제 2 차광 부재(720) 및 상기 제 3 차광 부재(730)의 크기를 감소할 수 있다. 즉, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 상에 배치되는 상기 제 1 차광 부재(710)의 폭, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-3 면(1-3S) 상에 배치되는 상기 제 2 차광 부재(720)의 폭 및 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S) 상에 배치되는 상기 제 3 차광 부재(730)의 폭을 감소할 수 있다. 즉, 상기 제 1 차광 부재(710), 상기 제 2 차광 부재(720) 및 상기 제 3 차광 부재(730)가 서로 상호 보완하면서 제 2 광 및 산란광을 차단하므로, 상기 제 1 차광 부재(710). 상기 제 2 차광 부재(720) 및 사익 제 3 차광 부재(730)의 폭을 감소할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 반사부(431)의 제 1-1 면(1-1S) 및 제 1-3 면(1-3S)과 상기 광 가이드부(432)의 제 2-2 면(2-2S)에서 충분한 크기의 투과 영역(TA1)을 확보할 수 있으므로, 제 3 반사 부재 또는 광학 부재의 크기가 증가되는 것을 방지할 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 12(a)를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 동일하거나 유사한 폭을 가지면서 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리를 따라 연장할 수 있다.
또는, 도 12(b) 및 도 12(c)를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 서로 다른 폭을 가지면서 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리를 따라 연장할 수 있다.
예를 들어, 도 12(b)를 참조하면, 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 상부 및 하부에 배치되는 차광 부재(700)의 폭은 측부에 배치되는 차광 부재(700) 폭보다 클 수 있다. 또는, 도 12(c)를 참조하면, 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 상부 및 하부에 배치되는 차광 부재(700)의 폭은 측부에 배치되는 차광 부재(700) 폭보다 작을 수 있다.
또는, 도 12(d)를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 서로 다른 폭을 가지면서 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리를 따라 연장할 수 있다.
자세하게, 상기 차광 부재(700)는 비대칭으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 차광 부재(700)의 일 측부의 차광 영역은 다른 측부의 차광 영역보다 더 클 수 있다.
또는, 도 12(e)를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리를 따라 연장하면서 폭이 변화할 수 있다.
자세하게, 상기 차광 부재(700)는 투과 영역의 형상이 원형의 형상이 되도록 배치될 수 있다.
또는, 도 12(f) 및 12(g)를 참조하면, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 차광 부재(700)는 상기 제 3 반사 부재(430)의 면의 가장자리를 따라 연장하면서 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 차광 부재(700)는 패턴부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차광 부재(700)는 상기 투과 영역과 가까운 영역에 배치되는 요철 패턴 또는 물결 패턴이 형성될 수 있다. 상기 요철 패턴은 광 또는 레이저의 회절을 방지할 수 있다. 이에 따라, 광 또는 레이저의 회절에 따른 광학 부재의 선명도 감소를 방지할 수 있다.
이하, 도 13 및 도 14를 참조하여, 실시예 및 비교예에 따른 광의 경로를 설명한다.
도 13은 실시예에 따른 광학 부재의 광의 경로를 도시한 도면이고, 도 14는 비교예에 따른 광학 부재의 광의 경로를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 실시예에 따른 광학 부재는 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로 제 1 광(L1)만 들어올 수 있다. 상기 제 2 광(L2)은 상기 차광 부재(700)에 차단되어 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로 들어올 수 없다.
이에 따라, 상기 제 3 반사 부재(430) 내부에서는 상기 제 1 광(L1)만 반사 및 투과되고, 이에 의해, 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 출사 부재 방향으로는 상기 제 1 광(L1) 및 상기 제 1 광(L1)의 반사광만 이동할 수 있다.
한편, 도 13을 참조하면, 상기 제 1 차광 부재(710) 사이의 투과 영역의 폭(W1)은 상기 렌드 모듈(300)의 렌즈의 크기보다 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 차광 부재(710) 사이의 투과 영역의 폭은 상기 렌드 모듈(300)의 렌즈의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제 3 차광 부재(730) 사이의 투과 영역의 폭(W2)은 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러(442)의 크기보다 클 수 있다. 즉, 상기 제 3 차광 부재(730) 사이의 투과 영역의 폭은 상기 미러(442)의 직경보다 클 수 있다. 즉, 상기 제 3 차광 부재(730) 사이의 투과 영역을 통해 상기 지지부(441)의 일부 및 상기 미러(442)의 전체가 노출될 수 있다.
반면에, 도 14를 참조하면, 비교예에 따른 광학 부재는 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부로 제 1 광(L1) 및 제 2 광(L2)이 모두 들어올 수 있다. 이에 따라, 상기 제 3 반사 부재(430)의 내부에서는 상기 제 1 광(L1) 및 상기 제 2 광(L2)이 모두 반사 및 투과될 수 있다.
상기 제 1 광(L1)은 상기 제 4 반사 부재(440)의 미러(442)에서 반사될 수 있다. 반면에, 상기 제 2 광(L2)들 또는 상기 제 2 광(L2)의 일부는 상기 제 4 반사 부재(440)의 지지부(441)에서 반사될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 광(L2)은 반사에 의해 산란광으로 변하고, 상기 출사 부재(500) 방향으로 출사될 수 있다.
즉, 실시예에 따른 광학 부재는 상기 제 3 반사 부재에 배치되는 차광 부재에 의해 상기 출사 부재 방향으로 설정된 광만 이동할 수 있다. 따라서, 상기 광학 부재는 향상된 선명도를 가지는 화면을 형성할 수 있고, 이에 따라, 실시예에 따른 광학 부재를 포함하는 디스플레이 장치는 향상된 해상도, 선명도 및 화질을 가질 수 있다.
반면에, 비교예에 따른 광학 부재는 제 4 반사 부재 또는 다른 기구물에서 반사되어 형성되는 산란광에 의해 화면의 선명도가 감소될 수 있다. 이에 따라, 비교예에 따른 광학 부재를 포함하는 디스플레이 장치의 해상도, 선명도 및 화질이 감소할 수 있다.
이하, 도 15 내지 도 20을 참조하여, 실시예에 따른 광학 부재의 광학 모듈의 다양한 예를 설명한다. 앞서 설명한 제 3 반사 부재(430)는 이하에서 설명하는 다양한 실시예의 광학 부재에 적용될 수 있다.
도 15는 앞서 설명한 도 3의 광학 부재의 배치 구조의 배치를 간략하게 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 상기 광학 부재의 광학 모듈은 기판(100), 광원 부재(200), 제 1 반사 부재(410), 제 2 반사 부재(420), 제 3 반사 부재(430), 제 4 반사 부재(440), 렌즈 모듈(300) 및 출사 부재(500)를 포함할 수 있다.
상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 렌즈 모듈(300) 및 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 제 3 반사 부재(430)를 순차적으로 통과하여 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
이때, 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430)는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 4 반사 부재(440)는 광을 스캐닝 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 반사 부재(430)는 멤스 미러 또는 멤스 스캐너를 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 상기 광학 부재의 광학 모듈은 기판(100), 광원 부재(200), 제 1 반사 부재(410), 제 2 반사 부재(420), 제 3 반사 부재(430), 제 4 반사 부재(440), 렌즈 모듈(300) 및 출사 부재(500)를 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 앞서 설명한 도 15의 광학 부재와 비교하여 렌즈 모듈(300)의 위치가 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 모듈(300)은 광의 경로를 기준으로 상기 제 3 반사 부재(430)와 상기 출사 부재(500) 사이에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440), 상기 제 3 반사 부재(430) 및 상기 렌즈 모듈(300)을 순차적으로 통과하여 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
이때, 상기 제 1 반사 부재(410), 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430)는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 4 반사 부재(440)는 광을 스캐닝 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 반사 부재(430)는 멤스 미러 또는 멤스 스캐너를 포함할 수 있다.
도 17을 참조하면, 상기 광학 부재의 광학 모듈은 기판(100), 광원 부재(200), 제 2 반사 부재(420), 제 3 반사 부재(430), 제 4 반사 부재(440), 렌즈 모듈(300) 및 출사 부재(500)를 포함할 수 있다.
도 17를 참조하면, 앞서 설명한 도 15의 광학 부재와 비교하여 적어도 하나의 반사 부재가 생략될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 도 15의 광학 부재와 비교하여 상기 제 1 반사 부재(410)가 생략될 수 있다.
이에 따라, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 렌즈 모듈(300) 및 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 제 3 반사 부재(430)를 순차적으로 통과하여 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
이때, 상기 제 2 반사 부재(420) 및 상기 제 3 반사 부재(430)는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 4 반사 부재(440)는 광을 스캐닝 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 반사 부재(420)는 멤스 미러 또는 멤스 스캐너를 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 광학 부재의 광학 모듈은 기판(100), 광원 부재(200), 제 2 반사 부재(420), 제 3 반사 부재(430), 제 4 반사 부재(440), 렌즈 모듈(300) 및 출사 부재(500)를 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 앞서 설명한 도 17의 광학 부재와 비교하여 렌즈 모듈(300)의 위치가 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 모듈(300)은 광의 경로를 기준으로 상기 제 3 반사 부재(430)와 상기 출사 부재(500) 사이에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 2 반사 부재(420), 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 제 3 반사 부재(430) 및 상기 렌즈 모듈(300)을 순차적으로 통과하여 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
이때, 상기 제 2 반사 부재(420) 및 상기 제 3 반사 부재(430)는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 4 반사 부재(440)는 광을 스캐닝 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 반사 부재(420)는 멤스 미러 또는 멤스 스캐너를 포함할 수 있다.
도 19를 참조하면, 상기 광학 부재의 광학 모듈은 기판(100), 광원 부재(200), 제 3 반사 부재(430), 제 4 반사 부재(440), 렌즈 모듈(300) 및 출사 부재(500)를 포함할 수 있다.
도 19를 참조하면, 앞서 설명한 도 15의 광학 부재와 비교하여 적어도 하나의 반사 부재가 생략될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 도 15의 광학 부재와 비교하여 상기 제 1 반사 부재(410) 및 상기 제 2 반사 부재(420)가 생략될 수 있다.
이에 따라, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 렌즈 모듈(300), 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440) 및 상기 제 3 반사 부재(430)를 순차적으로 통과하여 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
이때, 상기 제 3 반사 부재(430)는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 4 반사 부재(440)는 광을 스캐닝 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 반사 부재(420)는 멤스 미러 또는 멤스 스캐너를 포함할 수 있다.
도 20을 참조하면, 상기 광학 부재의 광학 모듈은 기판(100), 광원 부재(200), 제 3 반사 부재(430), 제 4 반사 부재(440), 렌즈 모듈(300) 및 출사 부재(500)를 포함할 수 있다.
도 20을 참조하면, 앞서 설명한 도 19의 광학 부재와 비교하여 렌즈 모듈(300)의 위치가 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 모듈(300)은 광의 경로를 기준으로 상기 제 3 반사 부재(430)와 상기 출사 부재(500) 사이에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 3 반사 부재(430), 상기 제 4 반사 부재(440), 상기 제 3 반사 부재(430) 및 상기 렌즈 모듈(300)을 순차적으로 통과하여 상기 출사 부재(500)로 입사될 수 있다.
이때, 상기 제 3 반사 부재(430)는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 4 반사 부재(440)는 광을 스캐닝 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 반사 부재(420)는 멤스 미러 또는 멤스 스캐너를 포함할 수 있다.
이하, 도 21을 참조하여. 실시예에 따른 광학 부재(10)를 포함하는 디스플레이 장치의 일례를 설명한다.
도 21을 참조하면, 실시예에 따른 광학 부재(10)는 웨어러블 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학 부재(10)는 인체의 머리 또는 인체의 귀에 착용하는 웨어러블 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
일례로, 상기 디스플레이 장치(3000)는 증강현실 장치일 수 있다.
상기 디스플레이 장치(3000)는 착용부(3100), 광학 부재(10) 및 디스플레이부(3200)를 포함할 수 있다.
상기 착용부(3100)는 일 방향으로 연장할 수 있다. 상기 착용부(3100)는 사용자의 신체에 착용될 수 있다. 예를 들어, 상기 착용부(3100)는 사용자의 머리 또는 귀에 착용되고, 이에 의해 상기 디스플레이 장치(3000)는 사용자의 신체에 고정될 수 있다.
상기 광학 부재(10)는 상기 착용부(3100)와 연결될 수 있다. 상기 광학 부재(10)는 상기 디스플레이부(3200)와 인접하여 배치될 수 있다. 상기 부재(10)는 상기 디스플레이부(3200) 방향으로 이미지가 스캐닝된 광을 전달할 수 있고, 상기 디스플레이부(3200)를 통과한 광은 사용자의 눈으로 전달될 수 있다.
이에 따라, 사용자는 상기 광학 부재를 통해 가상 현실 및 실제 현실의 증강 현실을 시인할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 렌즈 모듈; 및
    상기 렌즈 모듈로부터 출사되는 광이 입사되는 제 3 반사 부재를 포함하고,
    상기 제 3 반사 부재는 서로 마주보며 이격하는 반사부 및 광 가이드부를 포함하고,
    상기 반사부의 적어도 일면 및 상기 광 가이드부의 적어도 일면 중 적어도 하나의 면 상에는 차광 부재가 배치되는 광학 부재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 렌즈 모듈로부터 출사되는 광이 입사되는 제 1-1 면을 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 제 1-1 면 상에 배치되는 광학 부재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반사부는 제 4 반사 부재로 광을 출사사는 제 1-3 면을 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 제 1-3 면 상에 배치되는 광학 부재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광 가이드부는 출사 부재로 광을 출사사는 제 2-2 면을 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 제 2-2 면 상에 배치되는 광학 부재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 렌즈 모듈로부터 출사되는 광이 입사되는 제 1-1 면을 포함하고,
    상기 반사부는 제 4 반사 부재로 광을 출사사는 제 1-3 면을 포함하고,
    상기 제 1-1 면 상에는 제 1 차광 부재가 배치되고,
    상기 제 1-3 면 상에는 제 2 차광 부재가 배치되는 광학 부재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 렌즈 모듈로부터 출사되는 광이 입사되는 제 1-1 면을 포함하고,
    상기 광 가이드부는 출사 부재로 광을 출사사는 제 2-2 면을 포함하고,
    상기 제 1-1 면 상에는 제 1 차광 부재가 배치되고,
    상기 제 2-2 면 상에는 제 3 차광 부재가 배치되는 광학 부재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 반사부는 제 4 반사 부재로 광을 출사사는 제 1-3 면을 포함하고,
    상기 광 가이드부는 출사 부재로 광을 출사사는 제 2-2 면을 포함하고,
    상기 제 1-3 면 상에는 제 2 차광 부재가 배치되고,
    상기 제 2-2 면 상에는 제 3 차광 부재가 배치되는 광학 부재.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 렌즈 모듈로부터 출사되는 광이 입사되는 제 1-1 면을 포함하고,
    상기 반사부는 제 4 반사 부재로 광을 출사사는 제 1-3 면을 포함하고,
    상기 광 가이드부는 출사 부재로 광을 출사사는 제 2-2 면을 포함하고,
    상기 제 1-1 면 상에는 제 1 차광 부재가 배치되고,
    상기 제 1-3 면 상에는 제 2 차광 부재가 배치되고,
    상기 제 2-2 면 상에는 제 3 차광 부재가 배치되는 광학 부재.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 차광 부재는 상기 반사 부재의 외면 및 내면 중 적어도 하나의 면 상에 배치되는 광학 부재.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 차광 부재는 상기 반사 부재의 적어도 일면의 가장자리를 따라 연장하며 배치되는 광학 부재.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 차광 부재는 패턴부를 포함하는 광학 부재.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 광학 부재; 및
    상기 광학 부재로부터 전달되는 광이 입사되는 디스플레이부를 포함하는 웨어러블 웨어러블 장치.
KR1020220047196A 2022-03-22 2022-04-15 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치 KR20230137783A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220035642 2022-03-22
KR1020220035642 2022-03-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230137783A true KR20230137783A (ko) 2023-10-05

Family

ID=88293684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220047196A KR20230137783A (ko) 2022-03-22 2022-04-15 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230137783A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7209728B2 (ja) 屈折力を有する走査ミラーを伴う大視野ディスプレイのための方法およびシステム
JP5226528B2 (ja) 像誘導基板を有するディスプレイ
US8582206B2 (en) Laser-scanning virtual image display
US6185047B1 (en) Image projection system packaged to operate lying flat with a very low profile
KR101076986B1 (ko) 싱글 뷰포인트 굴절반사렌즈
KR102461253B1 (ko) 시선 추적기를 구비하는 투사형 디스플레이 장치
US6646809B1 (en) Image display apparatus, image display system, and image display element
US11372250B2 (en) Head-mounted display having reflective elements
JP2004325672A (ja) 走査光学系
US11109000B2 (en) Laser projection device and laser projection system
KR20230137783A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치
KR20230128897A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치
KR20230137782A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치
JP2018165750A (ja) 画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP4639691B2 (ja) 光走査装置及び画像表示装置
KR20230128828A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 광학 부재 및 웨어러블 장치
KR20230128819A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 광학 부재 및 웨어러블 장치
JP2020177221A (ja) 遠視点空中像投射装置
KR20230128826A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 광학 부재 및 웨어러블 장치
KR20230128900A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치
KR100930238B1 (ko) 조명 장치 및 소형 프로젝션 시스템
KR20230137781A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치
KR20230137784A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치
KR20240013443A (ko) 광학 장치 및 이를 포함하는 웨어러블 장치
KR20230128860A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 웨어러블 장치