KR20240021085A

KR20240021085A - 프로젝트 장치 및 이를 포함하는 전자 디바이스

Info

Publication number: KR20240021085A
Application number: KR1020220148634A
Authority: KR
Inventors: 김지성
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2024-02-16

Abstract

실시 예는, 광 가이드; 상기 광 가이드의 제1 측에 배치되는 제1 광원; 상기 광 가이드의 제4 측에 배치되는 렌즈군; 상기 광 가이드의 제1 측과 상기 제1 광원 사이에 배치되는 제1 측 렌즈; 상기 광 가이드의 제1 측은 상기 광 가이드의 제4 측과 상기 렌즈군의 광축 방향으로 중첩되고, 상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드에 접촉하는 프로젝트 장치를 개시한다.

Description

프로젝트 장치 및 이를 포함하는 전자 디바이스{PROJECT DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}

실시 예는 프로젝트 장치 및 이를 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.

가상현실(Virtual Reality, VR)은 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 말한다.

증강현실(Augmented Reality, AR)은 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 기술을 말한다.

혼합현실 (Mixed Reality, MR) 혹은 혼성현실 (Hybrid reality)은 가상 세계와 현실 세계를 합쳐서 새로운 환경이나 새로운 정보를 만들어 내는 것을 말한다. 특히, 실시간으로 현실과 가상에 존재하는 것 사이에서 실시간으로 상호작용할 수 있는 것을 말할 때 혼합현실이라 한다.

이 때, 만들어진 가상의 환경이나 상황 등은 사용자의 오감을 자극하며 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다. 또한, 사용자는 이러한 환경에 단순히 몰입할 뿐만 아니라 실재하는 디바이스를 이용해 조작이나 명령을 가하는 등 이러한 환경 속에 구현된 것들과 상호작용이 가능하다.

최근, 이러한 기술분야에 사용되는 장비(gear, device)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다만, 이러한 장비에 대한 소형화와 높은 해상력을 제공하는데 필요성이 대두되고 있다.

실시 예는 AR(Augmented Reality) 등에 사용되는 프로젝트 장치 및 이를 포함하는 전자 디바이스를 사용함에 있어, 광 가이드에 렌즈가 광원보다 인접하게 배치되어 보다 용이하게 소형화가 가능한 프로젝트 장치 및 전자 디바이스를 제공한다.

또한, 보다 TTL이 감소된 프로젝트 장치 및 전자 디바이스를 제공한다.

실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.

실시예에 따른 프로젝트 장치는 광 가이드; 상기 광 가이드의 제1 측에 배치되는 제1 광원; 상기 광 가이드의 제4 측에 배치되는 렌즈군; 상기 광 가이드의 제1 측과 상기 제1 광원 사이에 배치되는 제1 측 렌즈; 상기 광 가이드의 제1 측은 상기 광 가이드의 제4 측과 상기 렌즈군의 광축 방향으로 중첩되고, 상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드에 접촉한다.

상기 렌즈군은 제1 렌즈 내지 제N 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광 가이드의 상기 제4 측으로부터 가장 멀게 배치되고, 상기 제4 측을 향하는 면의 반대면이 볼록하고, 상기 제N 렌즈는 상기 광 가이드와 가장 인접하게 배치되고, 상기 광 가이드의 상기 제4 측과 마주보는 면은 오목하고, 상기 제1 측 렌즈는 상기 제1 광원과 인접한 면이 볼록하고, 상기 제1 렌즈의 파워는 양이고, 상기 제N 렌즈의 파워는 음이고, 상기 제1 렌즈와 상기 제N 렌즈 사이 렌즈의 합성파워는 양 또는 음일 수 있다.

상기 광 가이드의 제2 측에 배치되는 제2 광원; 상기 광 가이드의 제3 측에 배치되는 제3 광원; 상기 광 가이드의 제2 측과 상기 제2 광원 사이에 배치되는 제2 측 렌즈; 및 상기 광 가이드의 제3 측과 상기 제3 광원 사이에 배치되는 제3 측 렌즈;를 포함하고, 상기 제2 측 렌즈는 상기 제2 광원과 인접한 면이 볼록하고, 상기 제3 측 렌즈는 상기 제3 광원과 인접한 면이 볼록하고, 상기 광 가이드의 제2 측은 상기 광 가이드의 제3 측과 상기 광 가이드를 사이에 두고 마주보도록 배치될 수 있다.

상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드와 접촉하고, 상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드와 인접한 면의 상기 광축에서 곡률반경이 100mm이상일 수 있다.

상기 광 가이드와 상기 제1 측 렌즈는 접착제에 의해 접촉할 수 있다.

상기 광 가이드의 측면은 상기 제1 측 렌즈의 상기 광 가이드에 인접함 면보다 크거나 같을 수 있다.

상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드와 인접한 면이 평면일 수 있다.

실시예에 따른 프로젝트 장치는 N개의 렌즈 및 제1 광원; 상기 N개의 렌즈와 상기 제1 광원 사이에 배치되는 광 가이드; 상기 광 가이드와 상기 제1 광원 사이에 배치되는 제1 측 렌즈를 포함하고, 상기 N개의 렌즈 중 상기 광 가이드에서 가장 멀리 배치되는 제1 렌즈는 상기 광 가이드를 향한 면의 반대면이 볼록하고, 상기 광 가이드와 가장 인접하게 배치되는 제N 렌즈는 상기 광 가이드와 마주보는 면은 오목하다.

상기 N개의 렌즈 중 상기 제1 렌즈의 유효경이 가장 크고, 상기 N개의 렌즈 중 상기 제N 렌즈의 유효경이 가장 작고, 상기 제1 렌즈와 상기 제N 렌즈 사이에 배치되는 렌즈는 유효경이 상기 제1 렌즈의 유효경보다 작고, 상기 제N 렌즈의 유효경보다 클 수 있다.

상기 제1 광원은 RGB LED 또는 RGB 중 하나인 단색 LED일 수 있다.

상기 광 가이드의 제2 측에 배치되는 제2 광원; 상기 광 가이드의 제3 측에 배치되는 제3 광원;을 포함하고, 상기 광 가이드의 제2 측은 상기 광 가이드의 제3 측과 마주보도록 배치될 수 있다.

상기 제1 렌즈와 마주보도록 배치되는 제2 광 가이드; 및 상기 제2 광 가이드에 배치되는 조리개;를 포함할 수 있다.

상기 제N 렌즈는 상기 광 가이드와 접할 수 있다.

상기 N개의 렌즈 중 적어도 하나는 상기 광 가이드를 향한 면의 반대면이 상기 광 가이드를 향해 오목할 수 있다.

상기 N개의 렌즈의 길이는 상기 광 가이드의 길이보다 작을 수 있다.

실시 예는 AR(Augmented Reality) 등에 사용되는 프로젝트 장치 및 이를 포함하는 전자 디바이스를 사용함에 있어, 광 가이드에 렌즈가 광원보다 인접하게 배치되어 보다 용이하게 소형화가 가능한 프로젝트 장치 및 전자 디바이스를 구현할 수 있다.

또한, 보다 TTL이 감소된 프로젝트 장치 및 전자 디바이스를 구현할 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 AI 장치의 실시예를 나타내는 개념도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 확장현실 전자 디바이스의 구성을 나타내는 블럭도이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증강현실 전자 디바이스의 사시도이고,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이부에 적용 가능한 다양한 디스플레이 방식을 설명하기 위한 개념도이고,
도 7은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치의 사시도이고,
도 8은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치의 분해 사시도이고,
도 9는 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴의 사시도이고,
도 10은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴의 측면도이고,
도 11은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 광 가이드가 삽입된 배럴의 하면도이고,
도 12는 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴로 외측 렌즈, 제1 스페이서, 광 가이드, 렌즈 및 제2 스페이서의 결합을 설명하는 도면이고,
도 13은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴, 하우징 및 추가 하우징 간의 결합을 설명하는 도면이고,
도 14는 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 하우징과 광원부 간의 결합을 설명하는 도면이고,
도 15는 제1 실시예에 따른 프로젝트 장치의 광학계에 대한 도면이고,
도 16은 제2 실시예에 따른 프로젝트 장치의 광학계에 대한 도면이고,
도 17은 제3 실시예에 따른 프로젝트 장치의 광학계에 대한 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, C 중 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 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 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 뿐만 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 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 AI 장치의 실시예를 나타내는 개념도이다.

도 1을 참조하면, AI 시스템은 AI 서버(16), 로봇(11), 자율주행 차량(12), XR 장치(13), 스마트폰(14) 또는 가전(15) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(10)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(11), 자율주행 차량(12), XR 장치(13), 스마트폰(14) 또는 가전(15) 등을 AI 장치(11 내지 15)라 칭할 수 있다.

클라우드 네트워크(10)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(10)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.

즉, AI 시스템을 구성하는 각 장치들(11 내지 16)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(11 내지 16)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.

AI 서버(16)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.

AI 서버(16)는 AI 시스템을 구성하는 AI 장치들인 로봇(11), 자율주행 차량(12), XR 장치(13), 스마트폰(14) 또는 가전(15) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)를 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(11 내지 15)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.

이 때, AI 서버(16)는 AI 장치(11 내지 15)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(11 내지 15)에 전송할 수 있다.

이 때, AI 서버(16)는 AI 장치(11 내지 15)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(11 내지 15)로 전송할 수 있다.

또는, AI 장치(11 내지 15)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.

<AI+로봇>

로봇(11)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

로봇(11)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.

로봇(11)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(11)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.

여기서, 로봇(11)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.

로봇(11)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(11)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(11)에서 직접 학습되거나, AI 서버(16) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이 때, 로봇(11)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(16) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

로봇(11)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(11)을 주행시킬 수 있다.

맵 데이터에는 로봇(11)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.

또한, 로봇(11)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이 때, 로봇(11)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.

<AI+자율주행>

자율주행 차량(12)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.

자율주행 차량(12)은 자율주행 기능을 제어하기 위한 자율주행 제어 모듈을 포함할 수 있고, 자율주행 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 자율주행 제어 모듈은 자율주행 차량(12)의 구성으로써 내부에 포함될 수도 있지만, 자율주행 차량(12)의 외부에 별도의 하드웨어로 구성되어 연결될 수도 있다.

자율주행 차량(12)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 자율주행 차량(12)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.

여기서, 자율주행 차량(12)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 로봇(11)과 마찬가지로, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.

특히, 자율주행 차량(12)은 시야가 가려지는 영역이나 일정 거리 이상의 영역에 대한 환경이나 객체는 외부 장치들로부터 센서 정보를 수신하여 인식하거나, 외부 장치들로부터 직접 인식된 정보를 수신할 수 있다.

자율주행 차량(12)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 자율주행 차량(12)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 주행 동선을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 자율주행 차량(12)에서 직접 학습되거나, AI 서버(16) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이 때, 자율주행 차량(12)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(16) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

자율주행 차량(12)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 자율주행 차량(12)을 주행시킬 수 있다.

맵 데이터에는 자율주행 차량(12)이 주행하는 공간(예컨대, 도로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 가로등, 바위, 건물 등의 고정 객체들과 차량, 보행자 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.

또한, 자율주행 차량(12)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이 때, 자율주행 차량(12)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.

<AI+XR>

XR 장치(13)는 AI 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수 있다.

XR 장치(13)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 속성 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR 장치(13)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.

XR 장치(13)는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, XR 장치(13)는 학습 모델을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터에서 현실 객체를 인식할 수 있고, 인식한 현실 객체에 상응하는 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 XR 장치(13)에서 직접 학습되거나, AI 서버(16) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이 때, XR 장치(13)는 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(16) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

<AI+로봇+자율주행>

로봇(11)은 AI 기술 및 자율주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

AI 기술과 자율주행 기술이 적용된 로봇(11)은 자율주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11) 등을 의미할 수 있다.

자율주행 기능을 가진 로봇(11)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.

자율주행 기능을 가진 로봇(11) 및 자율주행 차량(12)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율주행 기능을 가진 로봇(11) 및 자율주행 차량(12)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.

자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11)은 자율주행 차량(12)과 별개로 존재하면서, 자율주행 차량(12)의 내부 또는 외부에서 자율주행 기능에 연계되거나, 자율주행 차량(12)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.

이 때, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11)은 자율주행 차량(12)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율주행 차량(12)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율주행 차량(12)에 제공함으로써, 자율주행 차량(12)의 자율주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.

또는, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11)은 자율주행 차량(12)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율주행 차량(12)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(11)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율주행 차량(12)의 자율주행 기능을 활성화하거나 자율주행 차량(12)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(11)이 제어하는 자율주행 차량(12)의 기능에는 단순히 자율주행 기능 뿐만 아니라, 자율주행 차량(12)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.

또는, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11)은 자율주행 차량(12)의 외부에서 자율주행 차량(12)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(11)은 스마트 신호등과 같이 자율주행 차량(12)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율주행 차량(12)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.

<AI+로봇+XR>

로봇(11)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇, 드론 등으로 구현될 수 있다.

XR 기술이 적용된 로봇(11)은 XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇을 의미할 수 있다. 이 경우, 로봇(11)은 XR 장치(13)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.

XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇(11)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 로봇(11) 또는 XR 장치(13)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(13)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 로봇(11)은 XR 장치(13)를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.

예컨대, 사용자는 XR 장치(13) 등의 외부 장치를 통해 원격으로 연동된 로봇(11)의 시점에 상응하는 XR 영상을 확인할 수 있고, 상호작용을 통하여 로봇(11)의 자율주행 경로를 조정하거나, 동작 또는 주행을 제어하거나, 주변 객체의 정보를 확인할 수 있다.

<AI+자율주행+XR>

자율주행 차량(12)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.

XR 기술이 적용된 자율주행 차량(12)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율주행 차량(12)은 XR 장치(13)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.

XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율주행 차량(12)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율주행 차량(12)은 HUD를 구비하여 XR 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR 객체를 제공할 수 있다.

이 때, XR 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR 객체가 자율주행 차량(12)의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율주행 차량(12)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR 객체들을 출력할 수 있다.

XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율주행 차량(12)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 자율주행 차량(12) 또는 XR 장치(13)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(13)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 자율주행 차량(12)은 XR 장치(13) 등의 외부 장치를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.

[확장현실 기술]

확장현실(XR: eXtended Reality)은 가상현실(VR: Virtual Reality), 증강현실(AR: Augmented Reality), 혼합현실(MR: Mixed Reality)을 총칭한다. VR 기술은 현실 세계의 객체나 배경 등을 CG 영상으로만 제공하고, AR 기술은 실제 사물 영상 위에 가상으로 만들어진 CG 영상을 함께 제공하며, MR 기술은 현실 세계에 가상 객체들을 섞고 결합시켜서 제공하는 컴퓨터 그래픽 기술이다.

MR 기술은 현실 객체와 가상 객체를 함께 보여준다는 점에서 AR 기술과 유사하다. 그러나, AR 기술에서는 가상 객체가 현실 객체를 보완하는 형태로 사용되는 반면, MR 기술에서는 가상 객체와 현실 객체가 동등한 성격으로 사용된다는 점에서 차이점이 있다.

XR 기술은 HMD(Head-Mount Display), HUD(Head-Up Display), 휴대폰, 태블릿 PC, 랩탑, 데스크탑, TV, 디지털 사이니지 등에 적용될 수 있고, XR 기술이 적용된 장치를 XR 장치(XR Device)라 칭할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 확장현실을 제공하는 전자 디바이스에 대해 설명하기로 한다. 특히, 증강현실에 적용되는 프로젝트 장치 및 이를 포함한 전자 디바이스에 대해 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 확장현실 전자 디바이스(20)의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 확장현실 전자 디바이스(20)는 무선 통신부(21), 입력부(22), 센싱부(23), 출력부(24), 인터페이스부(25), 메모리(26), 제어부(27) 및 전원 공급부(28) 등을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성요소들은 전자 디바이스(20)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 디바이스(20)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 위 구성요소들 중 무선 통신부(21)는, 전자 디바이스(20)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 디바이스(20)와 다른 전자 디바이스 사이, 또는 전자 디바이스(20)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(21)는, 전자 디바이스(20)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(21)는, 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치정보 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(22)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(22)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(23)는 전자 디바이스(20) 내 정보, 전자 디바이스(20)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.

예를 들어, 센싱부(23)는 근접센서(proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 촬영수단), 마이크로폰(microphone), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 디바이스(20)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(24)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부, 음향 출력부, 햅틱 모듈, 광 출력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 증강현실 전자 디바이스(20)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력수단으로써 기능함과 동시에, 증강현실 전자 디바이스(20)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(25)는 전자 디바이스(20)에 연결되는 다양한 종류의 외부장치와의 통로 역할을 수행한다. 인터페이스부(25)를 통해 전자 디바이스(20)는 외부장치로부터 가상현실 또는 증강현실 컨텐츠를 제공받을 수 있고, 다양한 입력 신호, 센싱 신호, 데이터를 주고받음으로써, 상호 인터랙션을 수행할 수 있다.

예를 들어, 인터페이스부(25)는 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 메모리(26)는 전자 디바이스(20)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(26)는 전자 디바이스(20)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 디바이스(20)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 전자 디바이스(20)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 디바이스(20)상에 존재할 수 있다.

제어부(27)는 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 디바이스(20)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(27)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리할 수 있다.

또한, 제어부(27)는 메모리(26)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써 구성요소들 중 적어도 일부를 제어하여 사여 사용자에게 적절한 정보를 제공하거나 기능을 처리할 수 있다. 나아가, 제어부(27)는 응용 프로그램의 구동을 위하여 전자 디바이스(20)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

또한, 제어부(27)는 센싱부(23)에 포함된 자이로스코프 센서, 중력 센서, 모션 센서 등을 이용하여 전자 디바이스(20)나 사용자의 움직임을 감지할 수 있다. 또는 제어부(27)는 센싱부(23)에 포함된 근접센서, 조도센서, 자기센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 광 센서 등을 이용하여 전자 디바이스(20)나 사용자 주변으로 다가오는 대상체를 감지할 수도 있다. 그 밖에도, 제어부(27)는 전자 디바이스(20)와 연동하여 동작하는 컨트롤러에 구비된 센서들을 통해서도 사용자의 움직임을 감지할 수 있다.

또한, 제어부(27)는 메모리(26)에 저장된 응용 프로그램을 이용하여 전자 디바이스(20)의 동작(또는 기능)을 수행할 수 있다.

전원 공급부(28)는 제어부(27)의 제어 하에서, 외부의 전원 또는 내부의 전원을 인가받아 전자 디바이스(20)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 전원 공급부(28)는 배터리를 포함하며, 배터리는 내장형 또는 교체가능한 형태로 마련될 수 있다.

위 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 디바이스의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 전자 디바이스의 동작, 제어, 또는 제어방법은 메모리(26)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 디바이스 상에서 구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 예로서 설명되는 전자 디바이스는 HMD(Head Mounted Display)에 적용되는 실시예를 기준으로 설명한다. 그러나 본 발명에 따른 전자 디바이스의 실시예에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 및 웨어러블 디바이스(wearable device) 등이 포함될 수 있다. 웨어러블 디바이스에는 HMD 이외에도 워치형 단말기(smart watch)와 컨택트 렌즈(Contact lens), VR/AR/MR Glass 등이 포함될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 전자 디바이스의 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 디바이스는 프레임(100), 프로젝트 장치(200) 및 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다.

전자 디바이스는 글라스 타입(smart glass)으로 마련될 수 있다. 글라스 타입의 전자 디바이스는 인체의 두부에 착용 가능하도록 구성되며, 이를 위한 프레임(케이스, 하우징 등)(100)을 구비할 수 있다. 프레임(100)은 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다.

프레임(100)은 두부에 지지되며, 각종 부품들이 장착되는 공간을 마련한다. 도시된 바와 같이, 프레임(100)에는 프로젝트 장치(200), 사용자 입력부(130) 또는 음향 출력부(140) 등과 같은 전자부품이 장착될 수 있다. 또한, 프레임(100)에는 좌안 및 우안 중 적어도 하나를 덮는 렌즈가 착탈 가능하게 장착될 수 있다.

프레임(100)은 도면에 도시된 바와 같이, 사용자의 신체 중 안면에 착용되는 안경 형태를 가질 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 사용자의 안면에 밀착되어 착용되는 고글 등의 형태를 가질 수도 있다.

이와 같은 프레임(100)은 적어도 하나의 개구부를 구비하는 전면 프레임(110)과, 전면 프레임(110)과 교차하는 y 방향(도 3에서)으로 연장되어 서로 나란한 한 쌍의 측면 프레임(120)을 포함할 수 있다.

프레임(100)은 x 방향으로 길이(DI)와 y 방향으로 길이(LI)가 동일 또는 상이할 수 있다.

프로젝트 장치(200)는 전자 디바이스에 구비되는 각종 전자부품을 제어하도록 마련된다. 프로젝트 장치(200)는 '광 출력 장치', '광 프로젝트 장치', '광 조사 장치', '광학 장치' 등과 혼용될 수 있다.

프로젝트 장치(200)는 사용자에게 보여지는 이미지 또는 이미지가 연속되는 영상을 생성할 수 있다. 프로젝트 장치(200)는 이미지를 발생시키는 이미지 소스 패널과 이미지 소스 패널에서 발생된 빛을 확산 및 수렴하는 복수의 렌즈 등을 포함할 수 있다.

프로젝트 장치(200)는 두 측면 프레임(120) 중 어느 하나의 측면 프레임(120)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 프로젝트 장치(200)는 어느 하나의 측면 프레임(120) 내측 또는 외측에 고정되거나, 어느 하나의 측면 프레임(120)의 내부에 내장되어 일체로 형성될 수 있다. 또는 프로젝트 장치(200)가 전면 프레임(110)에 고정되거나 전자 디바이스와 별도로 마련될 수도 있다.

디스플레이부(300)는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, HMD) 형태로 구현될 수 있다. HMD 형태란, 두부에 장착되어, 사용자의 눈 앞에 직접 영상을 보여주는 디스플레이 방식을 말한다. 사용자가 전자 디바이스를 착용하였을 때, 사용자의 눈 앞에 직접 영상을 제공할 수 있도록, 디스플레이부(300)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다. 본 도면에서는, 사용자의 우안을 향하여 영상을 출력할 수 있도록, 디스플레이부(300)가 우안에 대응되는 부분에 위치한 것을 예시하고 있다. 다만, 상술한 바와 같이 이에 한정되는 것은 아니며 좌안 우안에 모두 배치될 수도 있다.

디스플레이부(300)는 사용자가 외부 환경을 시각적으로 인지하면서, 동시에 프로젝트 장치(200)에서 생성된 이미지가 사용자에게 보이도록 할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(300)는 프리즘을 이용하여 디스플레이 영역에 이미지를 투사할 수 있다.

그리고 디스플레이부(300)는 투사된 이미지와 전방의 일반 시야(사용자가 눈을 통하여 바라보는 범위)가 동시에 보이도록 하기 위해 투광성으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(300)는 반투명일 수 있으며, 글라스(glass)를 포함하는 광학 부재로 형성될 수 있다.

그리고 디스플레이부(300)는 전면 프레임(110)에 포함된 개구부에 삽입되어 고정되거나, 개부구의 배면[즉 개구부와 사용자 사이]에 위치하여, 전면 프레임(110)에 고정될 수 있다. 도면에는 디스플레이부(300)가 개구부의 배면에 위치하여, 전면 프레임(110)에 고정된 경우를 일 예로 도시하였지만, 이와 달리 디스플레이부(300)는 프레임(100)의 다양한 위치에 배치 및 고정될 수 있다.

전자 디바이스는 도 3에 도시된 바와 같이, 프로젝트 장치(200)에서 이미지에 대한 이미지 광을 디스플레이부(300)의 일측으로 입사시키면, 이미지광이 디스플레이부(300)를 통하여 타측으로 출사되어, 프로젝트 장치(200)에서 생성된 이미지를 사용자에게 보이도록 할 수 있다.

이에 따라, 사용자는 프레임(100)의 개구부를 통하여 외부 환경을 보면서 동시에 프로젝트 장치(200)에서 생성된 이미지를 함께 볼 수 있게 된다. 즉, 디스플레이부(300)를 통하여 출력되는 영상은 일반 시야와 오버랩(overlap)되어 보일 수 있다. 전자 디바이스는 이러한 디스플레이 특성을 이용하여 현실의 이미지나 배경에 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 제공할 수 있다.

나아가, 이러한 구동 이외에 사람이 인식하지 못하는 짧은 시간 동안 외부 환경과 프로젝트 장치(200)에서 생성된 이미지가 시간차로 사용자에게 제공될 수 있다. 예컨대, 하나의 프레임 내에서 일 구간에서는 외부 환경이 사람에게 제공되고, 다른 구간에서는 프로젝트 장치(200)로부터의 영상이 사람에게 제공될 수 있다.

또는, 오버랩과 시간차가 모두 제공될 수도 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이부에 적용 가능한 다양한 디스플레이 방식을 설명하기 위한 개념도이다.

구체적으로, 도 4은 프리즘 방식의 광학 부재의 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5은 웨이브 가이드(waveguide, 또는 도파관) 방식의 광학 부재의 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 6는 표면 반사 방식의 광학 부재의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이부(300-1)에는 프리즘 방식의 광학 부재가 이용될 수 있다.

실시예로, 프리즘 방식의 광학 부재는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 이미지 광이 입사되는 표면과 출사되는 표면(300a)이 평면인 플랫(flat) 타입의 글라스 광학 부재가 이용되거나, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 이미지 광이 출사되는 표면(300b)이 일정한 곡률 반경이 없는 곡면으로 형성되는 프리폼(freeform) 글라스 광학 부재가 이용될 수 있다.

플랫(flat) 타입의 글라스 광학 부재는 프로젝트 장치(200)에서 생성된 이미지 광을 평평한 측면으로 입사 받아 내부에 구비된 전반사 미러(300a)에 의해 반사되어, 사용자 쪽으로 출사할 수 있다. 여기서, 플랫(flat) 타입의 글라스 광학 부재 내부에 구비되는 전반사 미러(300a)는 레이저에 의해 플랫(flat) 타입의 글라스 광학 부재 내부에 형성될 수 있다.

프리폼(freeform) 글라스 광학 부재는 입사되는 표면으로부터 멀어질수록 두께가 얇아지도록 구성되어, 프로젝트 장치(200)에서 생성된 이미지 광을 곡면을 가지는 측면으로 입사받아, 내부에서 전반사하여 사용자 쪽으로 출사할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이부(300-2)에는 웨이브 가이드(waveguide, 또는 도파관) 방식의 광학 부재 또는 광 가이드 광학 부재(light guide optical element, LOE)가 이용될 수 있다.

이와 같은 웨이브 가이드(waveguide, 또는 도파관) 또는 광 가이드(light guide) 방식의 광학 부재는 실시예로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같은 부분 반사 미러(Segmented Beam splitter) 방식의 글라스 광학 부재, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같은 톱니 프리즘 방식의 글라스 광학 부재, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같은 회절 광학 부재(Diffractive　optical element, DOE)를 갖는 글라스 광학 부재, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같은 홀로그램 광학 부재(hologram optical element, HOE)를 갖는 글라스 광학 부재, 도 5의 (e)에 도시된 바와 같은 수동 격자(Passive grating)를 갖는 글라스 광학 부재, 도 5의 (f)에 도시된 바와 같은 능동 격자(Active　grating)를 갖는 글라스 광학 부재가 있을 수 있다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같은 부분 반사 미러(Segmented Beam splitter) 방식의 글라스 광학 부재는 도시된 바와 같이, 글라스 광학 부재 내부에서 광 이미지가 입사되는 쪽에 전반사 미러(301a)와 광 이미지가 출사되는 쪽에 부분 반사 미러(Segmented Beam splitter, 301b)가 구비될 수 있다.

이에 따라, 프로젝트 장치(200)에서 생성된 광 이미지는 글라스 광학 부재 내부의 전반사 미러(301a)에 전반사되고, 전반사된 광 이미지는 글라스의 길이 방향을 따라 도광하면서, 부분 반사 미러(301b)에 의해 부분적으로 분리 및 출사되어, 사용자의 시각에 인식될 수 있다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같은 톱니 프리즘 방식의 글라스 광학 부재는 글라스의 측면에 사선 방향으로 프로젝트 장치(200)의 이미지 광이 입사되어 글라스 내부로 전반사되면서 광 이미지가 출사되는 쪽에 구비된 톱니 형태의 요철(302)에 의해 글라스 외부로 출사되어 사용자의 시각에 인식될 수 있다.

도 5의 (c)에 도시된 바와 같은 회절 광학 부재(Diffractive　optical element, DOE)를 갖는 글라스 광학 부재는 광 이미지가 입사되는 쪽의 표면에 제1 회절부(303a)와 광 이미지가 출사되는 쪽의 표면에 제2 회절부(303b)가 구비될 수 있다. 이와 같은 제1, 2 회절부(303a, 303b)는 글라스의 표면에 특정 패턴이 패터닝되거나 별도의 회절 필름이 부착되는 형태로 구비될 수 있다.

이에 따라, 프로젝트 장치(200)에서 생성된 광 이미지는 제1 회절부(303a)를 통하여 입사되면서 회절하고, 전반사되면서 글라스의 길이 방향을 따라 도광하고, 제2 회절부(303b)를 통하여 출사되어, 사용자의 시각에 인식될 수 있다.

도 5의 (d)에 도시된 바와 같은 홀로그램 광학 부재(hologram optical element, HOE)를 갖는 글라스 광학 부재는 광 이미지가 출사되는 쪽의 글라스 내부에 아웃-커플러(out-coupler, 304)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 글라스의 측면을 통해 사선 방향으로 프로젝트 장치(200)로부터 광 이미지가 입사되어 전반사되면서 글라스의 길이 방향을 따라 도광하고, 아웃 커플러(304)에 의해 출사되어, 사용자의 시각에 인식될 수 있다. 이와 같은 홀로그램 광학 부재는 구조가 조금씩 변경되어 수동 격자를 갖는 구조와 능동 격자를 갖는 구조로 보다 세분될 수 있다.

도 5의 (e)에 도시된 바와 같은 수동 격자(Passive grating)를 갖는 글라스 광학 부재는 광 이미지가 입사되는 쪽 글라스 표면의 반대쪽 표면에 인-커플러(in-coupler, 305a), 광 이미지가 출사되는 쪽 글라스 표면의 반대쪽 표면에 아웃-커플러(out-coupler, 305b)가 구비될 수 있다. 여기서, 인-커플러(305a)와 아웃-커플러(305b)는 수동 격자를 갖는 필름 형태로 구비될 수 있다.

이에 따라, 글라스의 입사되는 쪽 글라스 표면으로 입사되는 광 이미지는 반대쪽 표면에 구비된 인-커플러(305a)에 의해 전반사되면서 글라스의 길이 방향을 따라 도광하고, 아웃-커플러(305b)에 의해 글라스의 반대쪽 표면을 통하여 출사되어, 사용자의 시각에 인식될 수 있다.

도 5의 (f)에 도시된 바와 같은 능동 격자(Active　grating)를 갖는 글라스 광학 부재는 광 이미지가 입사되는 쪽 글라스 내부에 능동 격자로 형성되는 인-커플러(in-coupler, 306a), 광 이미지가 출사되는 쪽 글라스 내부에 능동 격자로 형성되는 아웃-커플러(out-coupler, 306b)가 구비될 수 있다.

이에 따라, 글라스로 입사되는 광 이미지는 인-커플러(306a)에 의해 전반사되면서 글라스의 길이 방향을 따라 도광하고, 아웃-커플러(306b)에 의해 글라스의 밖으로 출사되어, 사용자의 시각에 인식될 수 있다.

변형예에 따른 디스플레이부로는 핀 미러(Pin Mirror) 방식의 광학 부재가 이용될 수 있다.

또한, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같은 freeform combiner 방식의 표면 반사 방식의 광학 부재는 결합기로서의 역할을 수행하기 위해 광 이미지의 입사각이 서로 다른 복수의 플랫한 면이 하나의 글라스로 형성되어, 전체적으로 곡면을 가지도록 형성된 freeform combiner글라스가 이용될 수 있다. 이와 같은 freeform combiner글라스(300)는 광 이미지 입사각이 영역별로 다르게 입사되어 사용자에게 출사될 수 있다.

도 6의 (b)에 도시된 바와 같은 Flat HOE 방식의 표면 반사 방식의 광학 부재는 플랫(flat)한 글라스의 표면에 홀로그램 광학 부재(HOE, 311)가 코팅되거나 패터닝되어 구비될 수 있으며, 프로젝트 장치(200)에서 입사된 광 이미지가 홀로그램 광학 부재(311)를 통과하여 글라스의 표면에서 반사되어 다시 홀로그램 광학 부재(311)를 통과하여 사용자 쪽으로 출사될 수 있다.

도 6의 (c)에 도시된 바와 같은 freeform HOE 방식의 표면 반사 방식의 광학 부재는 freeform 형태의 글라스의 표면에 홀로그램 광학 부재(HOE, 313)가 코팅되거나 패터닝되어 구비될 수 있으며, 동작 원리는 도 6의 (b)에서 설명한 바와 동일할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치의 사시도이고, 도 8은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치의 분해 사시도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로젝트 장치(200)는 외측 렌즈(LS), 배럴(210), 하우징(220), 광원부(230), 광 가이드(LG), 렌즈(FL), 추가 하우징(240)을 포함할 수 있다. 또한, 프로젝트 장치(200)는 제1 스페이서(SP1), 제2 스페이서(SP2)를 포함할 수 있다.

먼저, 외측 렌즈(LS)는 배럴(210) 내에 삽입될 수 있다. 즉, 배럴(210)은 프로젝트 장치(200)의 내측에 위치하고 외측 렌즈(LS)를 수용할 수 있다. 또한, 배럴(210)은 광 가이드(LG), 렌즈(LF), 제1 스페이서(PS1) 및 제2 스페이서(SP2)를 수용할 수 있다.

이러한 배럴(210)은 상술한 구성요소 또는 추가 광학 요소를 수용하기 위한 공간을 가질 수 있다. 예컨대, 배럴(210)은 후술하는 제1 홈과 제2 홈을 포함할 수 있다. 제1 홈은 외측 렌즈(LS)가 배치될 수 있다. 그리고 제2 홈은 광 가이드(LG)가 배치될 수 있다. 또한, 배럴(210)에서 제1 홈과 제2 홈은 이격 배치될 수 있다. 즉, 배럴(210)은 외측 렌즈(LS)와 광 가이드(LG)가 배치되는 공간(예, 홈)을 가지며, 이러한 공간은 서로 분리 또는 이격될 수 있다. 이에, 외측 렌즈와 광 가이드의 삽입 또는 결합이 용이해질 수 있다.

이와 달리, 상기 공간이 서로 연결되는 경우 프로젝트 장치의 소형화가 이루어질 수 있다.

배럴(210)에는 외측 렌즈(LS)가 수용되며, 외측 렌즈(LS)의 외측에는 제1 스페이서(SP1)가 위치할 수 있다. 제1 스페이서(SP1)는 배럴(210)의 제1 홈에 수용된 외측 렌즈(LS)의 외측에 배치되어, 외측 렌즈(LS)의 이탈을 방지할 수 있다.

배럴(210)은 제2 홈과 연결되는 복수 개의 홀을 포함할 수 있다. 복수 개의 홀은 배럴(210)의 측면에 위치할 수 있다. 이에, 후술하는 광원부(230)로부터 출사된 광이 광 가이드(LG)로 입사될 수 있다. 나아가, 광 가이드(LG)로 입사된 광은 반사되어 외측 렌즈(LS)를 통과 또는 투과하여 상술한 도파관 또는 웨이브 가이드로 제공될 수 있다. 이를 위해, 제1 홈과 제2 홈은 관통홀을 통해 서로 연결될 수 있다. 즉, 관통홀을 통해 제2 홈 내의 광 가이드(LG)에서 반사된 광이 제1 홈의 외측 렌즈(LS)로 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 광원부(230)로부터의 광은 배럴(210)의 측면에 배치된 복수 개의 홀을 통해 내측의 광 가이드(LG)로 출사될 수 있다.

광 가이드(LG)는 배럴(210) 내에 위치할 수 있다. 광 가이드(LG)는 후술하는 렌즈(FL)와 연결될 수 있다.

광 가이드(LG)는 적어도 하나의 프리즘으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 광 가이드(LG)는 복수 개의 프리즘의 결합 또는 접합으로 이루어질 수 있다. 광 가이드(LG)는 프리즘을 포함할 수 있다. 프리즘은 반사 부재로, 예컨대 X 프리즘(x-prism)을 포함할 수 있다. 실시예로, 광 가이드(LG)는 적어도 2개 이상의 프리즘이 결합된 구조일 수 있다. 또한, 광 가이드(LG)는 비편광 프리즘일 수 있다. 즉, 광 가이드(LG)는 광원(232a, 232b, 232c)으로부터 출사된 광에 대해 편광을 수행하지 않을 수 있다.

그리고 광 가이드(LG)는 적어도 2개 이상의 코팅면(반사부재 또는 반사시트)을 포함할 수 있다. 이러한 적어도 2개 이상의 코팅면 중 하나는 제1 파장의 빛과 제2 파장의 빛을 반사하고, 제3 파장의 빛을 투과할 수 있다. 즉, 코팅면은 소정의 파장 대역의 광을 반사할 수 있다. 이에, 복수 개의 광원(232a, 232b, 232c)으로부터 출사된 광 각각에 대해 원하는 파장 대역의 광들이 각각 광 가이드(LG)에서 반사될 수 있다. 예컨대, 광 가이드(LG)를 통과한 광은 외측 렌즈(LS)로 제공될 수 있다.

렌즈(FL)는 광 가이드(LG)와 연결될 수 있다. 렌즈(FL)는 광 가이드(LG)와 인접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 렌즈(FL)는 광 가이드와 접촉할 수 있다. 즉, 렌즈(FL)는 광 가이드(LG)와 접할 수 있다. 또한, 광 가이드(LG)는 렌즈(FL)와 접할 수 있다.

그리고 렌즈(FL)는 광 가이드(LG)와 결합할 수 있다. 이 경우, 렌즈(FL)는 광 가이드(LG)와 접합 부재 또는 결합 부재를 통해 결합할 수 있다. 접합 부재 또는 결합 부재는 렌즈(FL)와 광 가이드(LG) 사이에 위치할 수 있다.

렌즈(FL)는 광 가이드(LG)의 외측면에 위치하며, 적어도 하나 이상일 수 있다. 예컨대, 렌즈(FL)의 개수는 후술하는 광원부(230)의 광원의 개수에 대응할 수 있다. 광원의 개수가 3개인 경우 렌즈(FL)의 개수도 3개일 수 있다.

예컨대, 렌즈(FL)는 광원에 대응하여 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈는 제1 광원부에 대응할 수 있다. 제2 렌즈는 제2 광원부에 대응할 수 있다. 제3 렌즈는 제3 광원부에 대응할 수 있다. 즉, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈는 각각이 제1 광원부 내지 제3 광원부 각각으로부터 출사된 광을 수신할 수 있다.

제2 스페이서(SP2)는 배럴(210) 내에 위치할 수 있다. 예컨대, 제2 스페이서(SP2)는 광 가이드(LG) 또는 렌즈(FL)보다 크기가 클 수 있다. 제2 스페이서(SP2)는 광 가이드(LG) 및 렌즈(FL)의 외측에 배치될 수 있다. 이에, 광 가이드(LG) 및 렌즈(FL)가 배럴(210)로부터 이탈되지 않을 수 있다. 다시 말해, 제2 스페이서(SP2)는 광 가이드(LG) 및 렌즈(FL)가 배럴(210)로부터 분리되지 것을 억제할 수 있다.

하우징(220)은 배럴(210)의 외측에 위치할 수 있다. 하우징(220)은 배럴(210)을 둘러쌀 수 있다. 예컨대, 하우징(220)은 배럴(210)의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있다. 나아가, 하우징(220)은 광원을 수용하기 위한 공간을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(220)은 적어도 하나의 하우징 홀을 포함할 수 있다. 하우징 홀 내에 광원이 배치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 하우징 홀을 통해 광원으로부터 출사된 광이 렌즈(FL) 및 광 가이드(LG)로 제공될 수 있다. 하우징(220)은 배럴(210)의 외측에 배치되어 배럴(210) 및 광원부(230)를 수용하기 위한 공간을 포함할 수 있다.

광원부(230)는 적어도 하나 이상일 수 있다. 상술한 바와 같이, 이하에서는 3개의 광원부를 기준으로 설명한다. 광원부(230)는 제1 광원부(230a), 제2 광원부(230b) 및 제3 광원부(230c)를 포함할 수 있다.

제1 광원부(230a)는 외측 렌즈(LS)와 제2 방향(Y축 방향)으로 중첩될 수 있다. 제2 방향(Y축 방향)은 프로젝트 장치(200)로부터 출사되는 광의 방향에 대응할 수 있다. 즉, 제2 방향(Y축 방향)은 광원 장치(230)로부터 출사된 광이 광 가이드(LG)에서 반사되어 상술한 디스플레이부로 출사되는 방향에 대응할 수 있다.

제2 광원부(230b)와 제3 광원부(230c)는 서로 마주보게 위치할 수 있다. 또는, 제2 광원부(230b)와 제3 광원부(230c)는 서로 대향하게 위치할 수 있다.

제2 광원부(230b)와 제3 광원부(230c)는 제1 방향(X축 방향)으로 중첩될 수 있다. 제1 방향(X축 방향)은 제2 방향(Y축 방향)에 수직한 방향일 수 있다. 그리고 제3 방향(Z축 방향)은 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 방향일 수 있다.

그리고 제1 광원부(230a)는 제2 광원부(230b)와 제3 광원부(230c) 사이의 영역에 위치할 수 있다. 그리고 제2 광원부(230b)와 제3 광원부(230c)로부터 출사되는 광의 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.

각 광원부는 기판(231a, 231b, 231c), 광원(232a, 232b, 232c) 및 광학 부재(233a, 233b, 233c)를 포함할 수 있다.

나아가, 기판(231a, 231b, 231c), 광원(232a, 232b, 232c) 및 광학 부재(233a, 233b, 233c)는 순차로 내측에 위치할 수 있다. 즉, 광학 부재는 기판 및 광원 대비 광 가이드(LG)에 인접하게 위치할 수있다.

기판(231a, 231b, 231c)은 광원(232a, 232b, 232c)과 연결되어 광원(232a, 232b, 232c)이 광을 출사할 수 있도록 전기 에너지를 전달할 수 있다.

기판(231a, 231b, 231c)은 하우징(220)의 최외측에 위치할 수 있다.

그리고 기판(231a, 231b, 231c)은 제1 기판(231a), 제2 기판(231b) 및 제3 기판(231c)을 포함할 수 있다. 제1 기판(231a)은 광 가이드(LG)와 제2 방향(Y축 방향)으로 중첩될 수 있다. 제2 기판(231b) 및 제3 기판(231c)은 제1 방향(X축 방향)으로 중첩될 수 있다. 그리고 제2 기판(231b) 및 제3 기판(231c)은 하우징(220)에서 서로 마주보게 위치할 수 있다. 그리고 제2 기판(231b) 및 제3 기판(231c)의 사이 영역에 제1 기판(231a)이 위치할 수 있다.

광원(232a, 232b, 232c)은 광을 출사할 수 있다. 예컨대, 광원(232a, 232b, 232c)으로부터 출사된 광은 하우징(220) 내의 광 가이드(LG)로 입사될 수 있다. 하우징(220) 내에는 광 가이드(LG)가 위치할 수 있다.

그리고 광원(232a, 232b, 232c)은 하나 이상일 수 있다. 광원(232a, 232b, 232c)은 제1 광원(232a), 제2 광원(232b) 및 제3 광원(232c)을 포함할 수 있다. 그리고 광원(232a, 232b, 232c)은 각 기판에 배치될 수 있다.

즉, 광원 장치(230)에서 광원(232a, 232b, 232c)은 단일 또는 복수 개일 수 있다. 예컨대, 광원(232a, 232b, 232c)은 복수 개로, 제1 광원(232a), 제2 광원(232b) 및 제3 광원(232c)을 포함할 수 있다. 제1 광원(232a) 내지 제3 광원(232c)은 동일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 광을 출사 할 수 있다. 예컨대, 제2 광원(232b)과 제3 광원(232c)은 마주보게 위치할 수 있다. 제2 광원(232b)과 제3 광원(232c)은 제1 방향(X축 방향)으로 중첩되게 위치할 수 있다. 그리고 제2 광원(232b)과 제3 광원(232c) 사이에는 광 가이드(LG)가 위치할 수 있다. 이에, 광 가이드(LG)는 제2 광원(232b)과 제3 광원(232c)과 중첩될 수 있다.

제1 광원(232a) 내지 제3 광원(232c)은 광 가이드(LG)를 향해 광을 출사할 수 있다. 그리고 제1 광원(232a)은 광 가이드(LG)와 제2 방향으로 중첩될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 프로젝트 장치(200)는 컴팩트한 광원 장치(230)를 가질 수 있다.

또한, 제1 광원(232a), 제2 광원(232b) 및 제3 광원(232c) 각각은 서로 일부 동일 또는 상이한 파장 또는 색의 광을 출사할 수 있다. 예컨대, 제1 광원(232a), 제2 광원(232b) 및 제3 광원(232c) 각각은 적색, 녹색, 청색의 광을 출사할 수 있다.

광학 부재(233a, 233b, 233c)는 적어도 하나 이상일 수 있다. 광학 부재(233a, 233b, 233c)는 제1 광원(232a), 제2 광원(232b) 및 제3 광원(232c) 각각에 대응하는 제1 광학 부재(233a), 제2 광학 부재(233b) 및 제3 광학 부재(233c)를 포함할 수 있다. 제1 광학 부재(233a), 제2 광학 부재(233b) 및 제3 광학 부재(233c)는 필터를 포함할 수 있다. 또한, 제1 광학 부재(233a), 제2 광학 부재(233b) 및 제3 광학 부재(233c)는 글래스(glass)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 광학 부재(233a), 제2 광학 부재(233b) 및 제3 광학 부재(233c)는 광을 필터할 수 있다. 또는 제1 광학 부재(233a), 제2 광학 부재(233b) 및 제3 광학 부재(233c)는 광원으로 유입되는 이물질을 조기에 차단할 수 있다. 즉, 광원을 보호할 수 있다.

추가 하우징(240)은 배럴(210)의 외측에 배치되어 배럴(210)을 감쌀 수 있다. 배럴(210)이 하우징(220)과 다양한 결합 방식에 의해 결합하고, 추가 하우징(240)은 하우징(220)과 결합할 수 있다. 추가 하우징(240)은 배럴(210)과도 결합할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 프로젝트 장치(200)는 향상된 신뢰성을 제공할 수 있다.

도 9는 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴의 사시도이고, 도 10은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴의 측면도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 광 가이드가 삽입된 배럴의 하면도이다.

도 9 내지 도 11을 더 참조하면, 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴(210)은 상술한 바와 같이 제1 홈(210h1)과 제2 홈(210h2)을 포함할 수 있다. 제1 홈(210h1)과 제2 홈(210h2)은 제2 방향(Y축 방향)으로 중첩될 수 있다. 나아가, 제2 홈(210h2) 및 제1 홈(210h1)은 제2 방향(Y축 방향)을 다라 순차로 배치될 수 있다.

제1 홈(210h1)에는 외측 렌즈가 배치될 수 있다. 그리고 제2 홈(210h2)에는 광 가이드가 배치될 수 있다.

그리고 제1 홈(210h1)과 제2 홈(210h2)은 제2 방향(Y축 방향)으로 이격 배치될 수 있다. 또한, 제1 홈(210h1)과 제2 홈(210h2)은 상술한 바와 같이 관통홀을 통해 서로 연결될 수 있다. 이에, 제2 홈(210h2) 내의 광 가이드에서 반사된 광이 제1 홈(210h1) 내의 외측 렌즈로 제공되어 디스플레이부로 최종적으로 출사될 수 있다.

배럴(210)은 외측으로 연장된 돌출부(210p)를 포함할 수 있다. 돌출부(210p)는 결합홀(210ph)을 포함할 수 있다. 결합홀(210ph)을 통해 하우징과 결합할 수 있다.

배럴(210)은 복수 개의 광원으로부터 출사된 광이 광 가이드로 제공되기 위해 복수 개의 배럴홀을 포함할 수 있다. 복수 개의 배럴홀은 광원의 개수에 대응할 수 있다. 예컨대, 배럴홀은 제1 배럴홀(210h2a), 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)을 포함할 수 있다. 제1 배럴홀(210h2a), 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)은 배럴(210)의 측면에 배치될 수 있다.

제1 배럴홀(210h2a)은 광 가이드와 제2 방향을 따라 중첩될 수 있다. 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)은 제1 방향(X축 방향)으로 서로 이격 배치될 수 있다. 그리고 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)은 서로 제1 방향(X축 방향)으로 중첩될 수 있다. 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c) 사이에 제1 배럴홀(210h2a)이 위치할 수 있다.

나아가, 제1 배럴홀(210h2a), 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)은 제2 홈(210h2)과 연결될 수 있다. 즉, 제1 배럴홀(210h2a), 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)은 광 가이드와 제1 방향 또는 제2 방향으로 중첩될 수 있다.

그리고 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)은 가장자리에 형성된 그립홈(gr)을 포함할 수 있다. 이에, 광 가이드가 제2 홈(210h2)에 수용된 이후에, 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)에 인접한 렌즈(예, 제2 렌즈 및 제3 렌즈)가 광 가이드에 용이하게 접할 수 있다. 예컨대, 그립퍼 등이 그립홈(gr)에 위치함으로써, 렌즈가 광 가이드의 외측면에 용이하게 안착할 수 있다.

돌출부(210p)는 배럴(210)의 외측면 중 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)이 위치한 외측면 이외의 외측면으로부터 외측으로 연장될 수 있다. 이에, 배럴의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 배럴의 제작이 용이해질 수 있다.

또한, 배럴(210)은 배럴홈(210gr)을 포함할 수 있다. 배럴(210)에서 제2 홈(210h2)의 내측면은 외측으로 볼록한 배럴홈(210hr)을 포함할 수 있다. 이에, 제2 스페이서가 용이하게 배럴(210)의 내측면과 접할 수 있다.

또한, 배럴(210)에서 제2 홈(210h2)의 크기(S2)는 광 가이드(LG)의 크기(S1)보다 클 수 있다. 이에, 광 가이드(LG)에 대한 광 얼라인(align) 등이 용이하게 수행될 수 있다. 그리고 크기는 이하 XZ 평면를 기준으로 설명한다.

또한, 배럴(210)은 내측면에 광 가이드(LG)를 향해 돌출된 배럴 돌기(210pr)를 포함할 수 있다. 배럴 돌기(210pr)는 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)과 제1 방향(X축 방향)으로 중첩될 수 있다.

배럴 돌기(210pr)는 광 가이드(LG)와 접할 수 있다. 이 때, 광 가이드(LG)의 크기(S1)는 배럴 돌기(210pr)의 크기(S3)보다 클 수 있다. 또는 배럴 돌기(210pr)의 크기(S3)는 광 가이드(LG)의 크기(S1)보다 작을 수 있다. 이에, 광 가이드(LG)가 배럴(210) 내에 안착하여 배럴 돌기(210pr)와 접하더라도, 광 가이드(LG)가 배럴(210)의 내측면에 접하지 않을 수 있다. 즉, 광 가이드(LG)와 배럴(210)의 내측면 간의 접촉을 줄여 광 가이드(LG)의 손상이 억제될 수 있다. 다시 말해, 배럴(210) 및 프로젝트 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴로 외측 렌즈, 제1 스페이서, 광 가이드, 렌즈 및 제2 스페이서의 결합을 설명하는 도면이고, 도 13은 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 배럴, 하우징 및 추가 하우징 간의 결합을 설명하는 도면이고, 도 14는 일 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 하우징과 광원부 간의 결합을 설명하는 도면이다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 배럴(210)의 제1 홈(210h1)에 외측 렌즈(LS)가 삽입될 수 있다. 그리고 배럴(210)에서 제1 홈(210h1) 내의 외측 렌즈(LS)의 외측에 제1 스페이서(SP1)가 위치할 수 있다. 제1 스페이서(SP1)는 외측 렌즈(LS)와 접하며, 상술한 바와 같이 외측 렌즈(LS)의 이탈을 억제할 수 있다.

그리고 광 가이드(LG) 및 광 가이드(LG)에 연결된 렌즈(FL1, FL2, FL3)는 제2 홈(210h2)에 삽입될 수 있다. 광 가이드(LG) 및 광 가이드(LG)에 연결된 렌즈(FL1, FL2, FL3)는 제2 홈(210h2) 내에 위치할 수 있다. 그리고 광 가이드(LG) 및 광 가이드(LG)에 연결된 렌즈(FL1, FL2, FL3)의 외측에 제2 스페이서(SP2)가 위치할 수 있다. 제2 스페이서(SP2)는 광 가이드(LG) 또는 렌즈(특히, 제1 가이드 렌즈(FL1))와 접할 수 있다. 이에, 광 가이드(LG) 및 광 가이드(LG)에 연결된 렌즈(FL1, FL2, FL3)의 이탈이 억제될 수 있다.

제1 스페이서(SP1)와 제2 스페이서(SP2)는 제2 방향(Y축 방향)을 따라 순차 배치될 수 있다. 제1 스페이서(SP1)와 제2 스페이서(SP2)는 제2 방향(Y축 방향)을 따라 중첩될 수 있다. 그리고 제1 스페이서(SP1)와 제2 스페이서(SP2) 사이에, 외측 렌즈(LS)와 광 가이드(LG) 및 제1 가이드 렌즈(FL1)가 위치할 수 있다. 이에, 제1 스페이서(SP1)와 제2 스페이서(SP2)는 제2 방향(Y축 방향)으로 외측 렌즈(LS), 광 가이드(LG) 및 제1 가이드 렌즈(FL1)와 중첩될 수 있다.

그리고 하우징(220) 내로 배럴(210)이 삽입될 수 있다. 즉, 하우징(220)의 수용홀에 배럴(210)이 위치할 수 있다. 나아가, 하우징(220)과 배럴(210)은 다양한 결합 방식으로 결합할 수 있다. 예컨대, 하우징(220)의 돌기와 배럴(210)의 결합홀이 서로 결합할 수 있다. 나아가, 하우징(220)은 배럴(210)의 하부에 위치하고, 추가 하우징(240)이 배럴(210)의 상부에 위치할 수 있다. 추가 하우징(240)을 통해 배럴(210)이 하우징(220)과 향상된 결합력을 유지할 수 있다.

그리고 하우징(220)에 배럴(210)이 수용된 이후에 복수 개의 광원부가 하우징(220)의 측면에 삽입될 수 있다. 예컨대, 제1 광원부(230a), 제2 광원부(230b) 및 제3 광원부(230c)가 하우징(220)의 측면에 위치할 수 있다.

도 15는 제1 실시예에 따른 프로젝트 장치의 광학계에 대한 도면이다.

도 15를 참조하면, 제1 실시예에 따른 프로젝트 장치에서 광학계는 외측 렌즈(LS), 광 가이드(LG), 광학 부재(233a, 233b, 233c)및 렌즈(FL)를 포함할 수 있다. 나아가, 프로젝트 장치에서 광학계는 광원(232a, 232b, 232c)을 더 포함할 수 있다.

그리고 이하에서 외측 렌즈(LS)는 N개의 렌즈를 포함할 수 있다. 그리고 N개의 렌즈는 도파관(WG)에 인접한 순서대로 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)를 포함할 수 있다.

또한, 광 가이드(LG)는 육면체 형상일 수 있다. 이에, 광 가이드(LG)는 제1 광원(232a)을 향한 제1 측면 또는 제1 측(LGS1)을 포함할 수 있다. 광 가이드(LG)는 제2 광원(232b)을 향한 제2 측면 또는 제2 측(LGS2)을 포함할 수 있다. 광 가이드(LG)는 제3 광원(232c)을 향한 제3 측면 또는 제3 측(LGS3)을 포함할 수 있다. 광 가이드(LG)는 제4 렌즈(L4) 또는 제n 렌즈(Ln)를 향한 제4 측면 또는 제4 측(LGS4)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 측 내지 제4 측은 측면 이외에 방향을 의미할 수 있다. 예컨대, 제1 광원(232a)은 광 가이드(LG)의 제1 측에 위치할 수 있다.

그리고 광원측은 광 가이드(LG)에서 광을 향한 방향일 수 있다. 도면 상에는 제1 광원을 향한 방향으로 되어 있으나, 광원측은 제1 측 렌즈 내지 제3 측 렌즈 및 제1 광학 부재 내지 제3 광학 부재에 대해서 해당 구성요소에 인접한 광원을 향한 방향에 대응할 수 있다. 예컨대, 제2 측 렌즈 또는 제2 광학 부재에 대한 광원측은 제2 광원(232b)을 향한 방향에 대응한다.

나아가, 렌즈(FL1 내지 FL3)는 제1 측 렌즈(FL1), 제2 측 렌즈(FL2) 및 제3 측 렌즈(FL3)를 포함할 수 있다. 상술한 제1 가이드 렌즈는 제1 측 렌즈(FL1)에 대응할 수 있다. 나아가, 제1 측 렌즈는 '렌즈', '가이드 렌즈' 등과 혼용될 수 있다.

또한, 타겟측은 광 가이드(WG)에서 도파관(WG)을 향한 방향에 대응할 수 있다. 또는 타겟측은 광의 이동 경로를 기준으로 각 광원에서 도파관(WG)을 향한 방향에 대응할 수 있다.

그리고 광 가이드(LG)의 제1 측(LGS1)과 제4 측(LGS4)은 서로 반대면 이거나 서로 대향할 수 있다. 그리고 광 가이드(LG2)의 제2 측(LGS2)과 제3 측(LGS3)은 서로 반대면이거나 서로 대향할 수 있다.

예컨대, 외측 렌즈(LS)는 3개 또는 4개의 렌즈를 포함할 수 있다. 도 17과 같이, 외측 렌즈(LS)는 3개의 렌즈를 포함하며, 제1 렌즈(L1) 내지 제3 렌즈(L3)로 이루어질 수 있다. 이 때, 제N 렌즈는 제3 렌즈(L3)에 대응한다. 또한, 도 15 및 도 16과 같이 외측 렌즈(LS)는 4개의 렌즈를 포함하며, 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)로 이루어질 수 있다. 이 때, 제N 렌즈(Ln)는 제4 렌즈(L4)에 대응한다.

그리고 렌즈(FL)는 광 가이드(LG)에 배치될 수 있다. 예컨대, 렌즈(FL)는 광 가이드(LG)에 접할 수 잇다. 이러한 렌즈(FL)의 개수는 광원의 개수에 대응할 수 있다. 예컨대, 렌즈(FL)의 개수는 광원이 3개인 경우 3개일 수 있다. 또한, 렌즈(FL)의 개수는 광원이 1개인 경우 1개일 수 있다.

그리고 렌즈(FL)는 이하 '광원 렌즈', '측 렌즈'로 불릴 수 있다. 렌즈(FL)는 제1 측 렌즈(FL1), 제2 측 렌즈(FL2) 및 제3 측 렌즈(FL3)를 포함할 수 있다. 제1 측 렌즈(FL1)는 제2 측 렌즈(FL2) 및 제3 측 렌즈(FL3)의 사이 영역에 위치할 수 있다. 다만, 제1 측 렌즈(FL1)는 제2 측 렌즈(FL2) 및 제3 측 렌즈(FL3)와 제2 방향(Y축 방향)으로 중첩되지 않을 수 있다. 제1 측 렌즈(FL1)는 제2 측 렌즈(FL2) 및 제3 측 렌즈(FL3)와 제2 방향(Y축 방향)으로 어긋나게 배치될 수 있다. 나아가, 제1 측 렌즈(FL1)는 광 가이드(LG)와 제1 방향(X축 방향)으로 중첩될 수 있다. 예컨대, 제1 측 렌즈(FL1)는 광 가이드(LG)와 제1 광원(232a)의 광 출사 방향으로 중첩될 수 있다.

또한, 광학 부재(233a, 233b, 233c)는 광원과 광 가이드(LG) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 광학 부재는 제1 광학 부재(233a), 제2 광학 부재(233b), 제3 광학 부재(233c)를 포함할 수 있다. 그리고 광원은 제1 광원(232a), 제2 광원(232b) 및 제3 광원(232c)을 포함할 수 있다.

제1 광학 부재(233a) 제1 광원(232a)과 제1 측 렌즈(FL1) 사이에 배치될 수 있다. 제2 광학 부재(233b)는 제2 광원(232b)과 제2 측 렌즈(FL2) 사이에 배치될 수 있다. 제3 광학 부재(233c)는 제2 광원(232c)과 제3 측 렌즈(FL3) 사이에 배치될 수 있다.

제1 광학 부재(233a)는 제2 광학 부재(233b)와 제3 광학 부재(233c) 사이에 배치될 수 있다. 제1 광학 부재(233a)는 제2 광학 부재(233b) 및 제3 광학 부재(233c)와 제2 방향(Y축 방향)으로 중첩되지 않을 수 있다. 제1 과학 부재(233a)는 제2 광학 부재(233b) 및 제3 광학 부재(233c)와 제2 방향으로 어긋나게 배치될 수 있다.

이에, 제1 광원(232a)으로부터 출사된 광은 제1 광학 부재(233a), 제1 측 렌즈(FL1), 광 가이드(LG) 및 외측 렌즈(LS)를 지나 도파관(WG)으로 제공될 수 있다. 제2 광원(232b)로부터 출사된 광은 제2 광학 부재(233b), 제2 측 렌즈(FL2), 광 가이드(LG) 및 외측 렌즈(LS)를 지나 도파관(WG)으로 제공될 수 있다. 제3 광원(232c)로부터 출사된 광은 제3 광학 부재(233c), 제3 측 렌즈(FL3), 광 가이드(LG) 및 외측 렌즈(LS)를 지나 도파관(WG)으로 제공될 수 있다.

또한, 제1 렌즈(L1)는 도파관(WG) 측의 면인 제1 면(S11) 또는 제1 타겟면(S11)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(L1)는 광 가이드(LG) 측의 면인 제2 면(S12) 또는 제2 타겟면(S22)을 포함할 수 있다. 제2 렌즈(L2)는 도파관(WG) 측의 면인 제3 면(S31) 또는 제3 타겟면(S21)을 포함할 수 있다. 제2 렌즈(L2)는 광 가이드(LG) 측의 면인 제4 면(S22) 또는 제4 타겟면(S22)을 포함할 수 있다. 제3 렌즈(L3)는 도파관(WG) 측의 면인 제5 면(S31) 또는 제5 타겟면(S31)을 포함할 수 있다. 제3 렌즈(L3)는 광 가이드(LG) 측의 면인 제6 면(S32) 또는 제6 타겟면(S32)을 포함할 수 있다. 그리고 제4 렌즈(L4)는 도파관(WG) 측의 면인 제7 면(S41) 또는 제4 타겟면(S41)을 포함할 수 있다. 제4 렌즈(L4)는 광 가이드(LG) 측의 면인 제8 면(S42) 또는 제8 타겟면(S42)을 포함할 수 있다. 또한, 복수 개의 광원은 광 가이드에서 반사되어 외측 렌즈(LS)를 지나 조리개(ST) 또는 도파관(WG)을 향해 조사될 수 있다. 도면 상으로는 제1 광원(232a)으로부터 출사된 광이 광 가이드(LG)를 지나 도파관으로 제공되는 것을 기준으로 나타내겠으나 상술한 바와 같이 다른 광원(제2,3 광원)으로부터 출사된 광도 광 가이드(LG)에서 반사되어 도파관 등을 향해 조사되는 것으로 이해해야 한다.

이하 본 발명의 다양한 실시예에서도 상술한 내용을 기준으로 설명한다. 나아가, 이하 설명하는 내용도 다른 실시에서 설명하는 내용과 모순되는 내용을 제외하고 동일하게 적용될 수 있다.

제1 실시예에 따른 프로젝트 장치의 광학계에서 제1 광원(232a)은 광 가이드(LG)의 제1 측에 배치될 수 있다. 그리고 외측 렌즈(LS)는 광 가이드(LG)의 제4 측에 배치될 수 있다.

또한, 광 가이드(LG)의 제1 측(LGS1)과 제1 광원(232a) 사이에 제1 측 렌즈(FL1)가 위치할 수 있다. 실시예로, 광 가이드(LG)의 제1 측(LGS1)은 광 가이드(LG)의 제4 측(LGS4)과 외측 렌즈(LS)의 광축 방향 또는 제1 방향(X축 방향)으로 중첩될 수 있다. 다시 말해, 광 가이드(LG)의 제1 측(LGS1)과 제4 측(LGS4)은 서로 제1 방향으로 중첩되고 대향할 수 있다.

본 실시예에서, 제1 측 렌즈(FL1)는 광 가이드(LG)와 접촉할 수 있다. 예컨대, 제1 측 렌즈(FL!)는 광 가이드(LG)의 제1 측(LGS1)과 접합 부재 등에 의해 접합하거나, 일체로 이루어질 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 외측 렌즈(LS)는 제1 렌즈(L1) 내지 제N 렌즈(Ln)를 포함할 수 있다. 실시예로, 외측 렌즈(LS)는 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 그리고 제1 렌즈(L1)는 광 가이드(LG)의 제4 측(LGS1)으로부터 가장 멀리 배치될 수 있다. 그리고 제4 렌즈(L4)는 광 가이드(LG)의 제4 측(LGS1)으로부터 가장 인접하게 배치될 수 있다. 다시 말해, 제4 측(LGS1)과 제1 렌즈(L1) 간의 제1 방향(X축 방향)으로 길이가 제4 측(LGS1)과 제4 렌즈(L4) 간의 제1 방향(X축 방향)으로 길이(d4)으보다 클 수 있다. 나아가, 제3 렌즈(L3)와 제2 렌즈(L2)는 제1 방향으로 제1 렌즈(L1)와 제4 렌즈(L4) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈(L2)와 제4 렌즈(L4) 사이에 제3 렌즈(L3)가 위치할 수 있다. 그리고 제2 렌즈(L2)는 제1 렌즈(L1)와 제3 렌즈(L3) 사이에 배치될 수 있다.

실시예로, 제1 렌즈(L1)는 광 가이드(LG)의 제4 측(LGS4)을 향하는 면의 반대면이 볼록할 수 있다. 즉, 제1 렌즈(L1)는 제1 방향(X축 방향)을 향해 볼록할 수 있다. 반대로, 제1 렌즈(L1)는 제1 방향의 반대 방향으로 오목할 수 있다. 다시 말해, 제1 렌즈(L1)의 제1 면(S11)이 제4 측(LGS4)을 향해 오목할 수 있다. 그리고 제1 렌즈(L1)는 도파관(WG)을 향해 볼록할 수 있다. 이에 따라 광 가이드(LG)에서 모아진 광 또는 빛이 도광판 또는 도파관(WG)으로 용이하게 가이드될 수 있다. 다시 말해, 모아진 광이 효율적으로 확산될 수 있다.

그리고 제N 렌즈 또는 마지막 렌즈 또는 제4 렌즈(L4)는 광 가이드(LG)와 인접하게 배치되고, 제4 측(LGS4)과 마주보는 면이 오목할 수 있다. 즉, 제8 면(S42)이 광 가이드(LG)를 향해 오목할 수 있다. 또한, 제8 면(S42)이 도파관(WG)을 향해 볼록할 수 있다.

그리고 제7면(S43)은 광 가이드(LG)를 향해 볼록할 수 있다. 그리고 제7 면(S43)은 도파관을 향해 또는 제1 방향으로 오목할 수 있다.

그리고 제5 면(S31)은 제1 방향으로 볼록할 수 있다. 또는 제5 면(S31)은 광 가이드(LG)를 향해 오목할 수 있다. 제6 면(S32)은 제1 방향 또는 도파관을 향해 볼록할 수 있다. 그리고 제6 면(S32)은 제1 방향 또는 도파관을 향해 볼록할 수 있다. 또는 제6 면(S32)은 광 가이드(LG)를 향해 오목할 수 있다.

제3 면(S21)은 제1 방향 또는 도파관을 향해 볼록할 수 있다. 또는 제3 면(S3)은 광 가이드(LG)를 향해 오목할 수 있다.

그리고 제4 면(S22)은 제1 방향 또는 도파관을 향해 볼록할 수 있다. 또는 제4 면(S22)은 광 가이드(LG)를 향해 오목할 수 있다.

그리고 제1 면(S11)은 상술한 바와 같이 도파관 또는 제1 방향을 향해 볼록할 수 있다. 그리고 제2 면(S12)은 광 가이드(LG)를 향해 볼록할 수 있다. 또는 제2 면(S12)은 제1 방향으로 또는 도파관을 향해 오목할 수 있다.

나아가, 실시예에서 제1 측 렌즈(FL1)는 제1 광원(232a)과 인접한 면이 볼록할 수 있다. 다시 말해, 제1 측 렌즈(FL1)에서 제1 광원(232a) 측의 면은 제1 광원(232a)을 향해 볼록할 수 있다. 나아가, 제1 측 렌즈(FL1)에서 제1 광원(232a) 측의 면은 제1 방향으로 오목할 수 있다.

나아가, 실시예에서, 제1 렌즈(L1)의 굴절력 또는 파워는 양(positive)일 수 있다. 그리고 제N 렌즈(Ln) 또는 제4 렌즈(Ln)의 파워 또는 굴절력은 음(negative)일 수 있다.

제1 렌즈(L1)와 제N 렌즈(Ln) 사이에 배치된 렌즈들의 합성파워는 양 또는 음일 수 있다. 즉, 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)의 합성 파워는 양 또는 음일 수 있다.

나아가, 제2 광원(232b)은 광 가이드(LG)의 제2 측에 배치될 수 있다. 그리고 제3 광원(232c)은 광 가이드(LG)의 제3 측에 배치될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제2 측 렌즈(FL2)는 광 가이드(LG)의 제2 측(LGS2)과 제2 광원(232a) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 제3 측 렌즈(FL3)는 광 가이드(LG)의 제3 측(LGS3)과 제3 광원(232c) 사이에 배치될 수 있다.

이 때, 제2 측 렌즈(FL2)는 제2 광원(232b)과 인접한 면이 볼록할 수 있다. 또한, 제3 측 렌즈(FL3)는 제3 광원(232c)과 인접한 면이 볼록할 수 있다. 즉, 실시예에서 제1 측 렌즈(FL1) 내지 제3 측 렌즈(FL3)는 각 측 렌즈로 출사하는 광원 각각을 향해 각 광원을 향한 면이 볼록할 수 있다.

광 가이드(LG)의 제2 측(LGS2)은 광 가이드(LG)의 제3 측(LGS3)과 광 가이드(LG)를 사이에 두고 마주보도록 배치될 수 있다 이에, 제2 측 렌즈(FL2)와 제3 측 렌즈(FL3)는 광 가이드(LG)를 기준으로 마주보게 또는 대칭으로 배치될 수 있다.

그리고 각 측 렌즈는 광 가이드(LG)와 접촉할 수 있다. 예컨대, 제1 측 렌즈(FL1)는 광 가이드(LG)와 접촉 또는 접할 수 있다. 그리고 제2 측 렌즈(FL2)는 광 가이드(LG)와 접촉 또는 접할 수 있다. 또한, 제3 측 렌즈(FL3)는 광 가이드(LG)와 접촉 또는 접할 수 있다.

그리고 제1 측 렌즈(FL1)는 광 가이드(LG)와 인접한 면의 상기 광축에서 곡률 반경이 100mm이상일 수 있다. 광축은 각 광원을 통해 광 가이드로 출사되는 광의 중심축에 대응할 수 있다. 제2 측 렌즈(FL2)는 광 가이드(LG)와 인접한 면 또는 접촉면의 광축에서 곡률 반경이 100mm이상일 수 있다. 또한, 제3 측 렌즈(FL3)는 광 가이드(LG)와 인접한 면 또는 접촉면의 광축에서 곡률 반경이 100mm이상일 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 각 측 렌즈는 광 가이드(LG)와 접촉 부재 또는 접합 부재에 의해 결합할 수 있다. 접합 부재는 투명 재질로 광 가이드(LG) 또는 측 렌즈와 굴절률이 유사할 수 있다. 즉, 광 가이드(LG)와 제1 측 렌즈(FL1) 내지 제3 측 렌즈(FL3) 중 하나의 렌즈 사이에 접합부재가 위치할 수 있다.

광 가이드(LG)의 측면은 각 측 렌즈의 광 가이드(LG)에 인접함 면보다 크기가 같거나 클 수 있다. 이 때, 광 가이드(LG)의 측면이 각 측 렌즈의 광 가이드와 접합면(F11, F21, F31) 대비 크기가 다르더라도 일 방향(제1 방향, 제2 방향 또는 제3 방향)으로 길이는 이상 또는 이하일 수 있다. 예컨대, 광 가이드(LG)의 측면은 일 방향(제1 방향, 제2 방향 또는 제3 방향)으로 길이가 측 렌즈(제1 측 렌즈 내지 제3 측 렌즈)의 일 방향(제1 방향, 제2 방향 또는 제3 방향)으로 길이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 광 가이드(LG)의 측면은 2개의 방향으로 길이가 각 측면의 접합의 2개 방향으로 길이보다 클 수 있다. 또한, 광 가이드(LG)의 측면은 1개의 방향으로 길이가 측 렌즈의 접합면의 1개의 방향으로 길이보다 작을 수 있다.

또한, 실시예로, 각 측면은 광 가이드(LG)와 인접한 면 또는 접합면(F11, F21, F31)이 평면일 수 있다. 예컨대, 제1 측 렌즈(FL1)는 광 가이드(LG)에 인접한 면 또는 접합면(F11)이 제1 방향에 수직한 면이 평면일 수 있다.

나아가, 외측 렌즈(LS) 또는 N개의 렌즈와 각 광원(제1 광원) 사이에 광 가이드(LG)가 위치할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 제1 렌즈(232a)의 유효경이 가장 클 수 있다. 즉, N개의 렌즈 중 도파관(WG)에 가장 인접한 제1 렌즈(L1)의 유효경이 가장 클 수 있다. 그리고 N개의 렌즈 중 제N 렌즈(제4 렌즈)의 유효경이 가장 작을 수 있다.

그리고 제1 렌즈(L1)와 제N 렌즈(제4 렌즈) 사이에 배치된 렌즈는 유효경이 제1 렌즈(L1)의 유효경보다 작을 수 있다. 그리고 제1 렌즈(L1)와 제N 렌즈(제4 렌즈) 사이에 배치된 렌즈는 유효경이 제N 렌즈(Ln)(또는 제4 렌즈, L4)의 유효경보다 클 수 있다.

도파관(WG)은 상술한 바와 같이 제1 렌즈(L1)와 마주보도록 배치될 수 있다. 즉, 도파관(WG)은 제1 렌즈(L1)에 인접하게 위치할 수 있다. 나아가, 도파관(WG)에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 예컨대, 조리개(ST)는 제1 렌즈(L1)에서 도파관을 향한 방향에 위치할 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 제1 렌즈(L1)에 인접하게 위치할 수 있다. 조리개(ST)는 프로젝터 장치와 도파관(WG)간의 접점에 대응하여 위치할 수 있다.

또한, 실시예로, N개의 렌즈 중 적어도 하나는 광 가이드를 향한 면의 반대 면이 광 가이드(LG)를 향해 오목할 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈 내지 제4 렌즈는 광 가이드(LG)에 인접한 면(S22, S32, S42)이 광 가이드(LG)를 향해 오목할 수 있다.

그리고 N개의 렌즈의 제1 방향(X축 방향)으로 길이는 광 가이드(LG)의 제1 방향으로 길이보다 작을 수 있다.

또한, 광 가이드(LG)와 제N 렌즈 또는 제4 렌즈는 서로 이격 또는 접할 수 있다. 예컨대, 광 가이드(LG)오 제N 렌즈(제4 렌즈)는 서로 결합할 수 있다. 이로써, 광학계에서 플레어가 감소할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 제4 렌즈(L4) 또는 제N 렌즈는 광 가이드(LG)에 인접한 면(제8 면)이 도파관을 향해 볼록함에 따라 외측 렌즈(LS)의 길이가 감소할 수 있다. 즉, 도파관을 물체측으로, 광원을 상측으로 가증할 경우, 광학계의 TTL이 감소할 수 있다. 이에, 광학계 또는 프로젝터 장치의 소형화가 용이하게 이루어질 수 있다.

나아가, 실시예에 따른 광학계의 각 구성요소는 하기 표 1에 대한 내용이 적용될 수 있다.

구성요소	조리개	제1렌즈		제2 렌즈		제3 렌즈		제4 렌즈'		광 가이드	측 렌즈(FL)		광학부재(필터)
두께Thickness)	0.2	1.452	0.103(d1)	0.28	0.08(d2)	0.28	0.42(d3)	0.3	0.47(d5)	4	0.767	0.2(d6)	0.21	0.575449822(d7)
Y Radius		1.974745976	-10.01323391	12.80938434	10.32121674	4.250559373	2.176938471	-5.65445802	2.41973443	infinity	infinity	-4.221832701	INF	infinity
Conic Constant (K)		-0.456438357	18.18179724	-64.08648949	53.32856427	10.28046217	2.424050319	-71.5673763	1.146089864
4th Order Coefficient (A)		0.006790088	0.013590403	-0.034762145	-0.123674703	-0.210234369	-0.187810474	-0.120527258	9.27E-14
6th Order Coefficient (B)		0.002163936	-0.000128303	0.039940078	0.243855199	0.268300833	0.02960362	0.000186482	-9.38E-14
8th Order Coefficient (C)		-0.001422499	4.82E-07	-0.007552597	-0.309400776	-0.274018497	-0.003534406	-1.79E-07	8.48E-13
10th Order Coefficient (D)		0.001027088	2.59E-09	0.000711066	0.402593796	0.205647962	0.000339402	1.72E-10	-3.97E-12
12th Order Coefficient (E)		-0.00036312	-3.84E-11	-3.89E-05	-0.441889694	-0.087613205	-2.09E-05	-1.95E-10	1.07E-11
14th Order Coefficient (F)		6.46E-05	8.83E-14	1.29E-06	0.361247896	0.021321015	7.59E-07	3.28E-10	-1.74E-11
16th Order Coefficient (G)		-6.12E-06	6.35E-14	-2.57E-08	-0.18790726	-0.002982763	-1.58E-08	-3.20E-10	1.66E-11
18th Order Coefficient (H)		2.94E-07	-1.78E-14	2.82E-10	0.053938351	0.000224644	1.74E-10	1.68E-10	-8.66E-12
20th Order Coefficient (J)		-5.62E-09	1.91E-15	-1.31E-12	-0.006453798	-7.08E-06	-1.05E-12	-3.67E-11	1.89E-12
Apertuer / 2	1.5	1.697705318	1.541793122	1.377647626	1.2210181	1.193672513	1.04861801	0.999686466	0.972535747	1.044319036	1.772913002	1.825152414	1.743295494	1.656527628
소재굴절율		1.5445		1.68		1.5882		1.63277		1.516798	1.84666		1.516798
소재 abbe number		56.32		18.4		28.3		23.2895		64.1983	23.7848		64.1983

여기서, 각 렌즈의 왼쪽열은 도파관을 향한 면에 대한 내용을 개시하고, 오른쪽 열은 광원을 향한 면에 대한 내용을 개시한다. 그리고 측 렌즈에 대해서 왼쪽 열은 광 가이드를 향한 면(F11, F21, F31)에 대한 내용을 개시하고, 오른쪽 열은 광원을 향한 면(F12, F22, F32)에 대한 내용을 개시한다. 그리고 각 렌즈의 두께는 왼쪽 열에 대응한다. 그리고 인접한 렌즈 간의 간격은 오른쪽 열에 대응한다. 예컨대, 제1 렌즈에서 제1 면에 대한 내용은 왼쪽 열에 개시한다. 그리고 제1 렌즈에서 제2 면에 대한 내용은 오른쪽 열에 개시한다. 그리고 제1 렌즈의 두께는 1.452mm이고, 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 거리는 0.103mm일 수 있다. 나아가, 두께, 길이에 대한 단위는 mm일 수 있다. 도 16은 제2 실시예에 따른 프로젝트 장치의 광학계에 대한 도면이다.

도 16을 참조하면, 제2 실시예에 다른 프로젝트 장치는 상술한 바와 같이 광학계를 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에서 광학계는 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 조리개(ST), 외측 렌즈(LS), 광 가이드(LG), 측 렌즈(FL1), 광학 부재(233a) 및 광원(232a)을 포함할 수 있다. 그리고 후술하는 내용을 제외하ㅗ 상술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.

다만, 본 실시예에서 광원은 1개로, 광학계는 제1 광원(232A)을 포함할 수 있다. 이에 대응하여, 광학계는 제1 광학 부재(233b), 제1 측 렌즈(FL1)를 포함할 수 있다. 이로써, 상술한, 제2 광학 부재, 제3 광학 부재, 제2 측 렌즈, 제3 측 렌즈, 제2 광원 및 제3 광원에 대한 설명은 본 실시예에서 적용되지 않을 수 있다.

그리고 실시예에서, 광원은 제1 광원만을 포함하며, 다양한 색 또는 파장 대역을 갖는 광원을 포함할 수 있다. 제1 광원은 RGB 광원 예컨대, RGB LED를 포함할 수 있다 또는, 제1 광원은 RGB 중 어느 하나의 색을 출력하는 단색 광원(LED)을 포함할 수 있다. 또는, 제1 광원은 RGB 중 2개의 색을 출력하는 광원(LED)을 포함할 수 있다.

도 17은 제3 실시예에 따른 프로젝트 장치의 광학계에 대한 도면이다.

도 17을 참조하면, 제3 실시예에 따른 프로젝트 장치는 상술한 바와 같이 광학계를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 본 실시예에서의 광학계는 제1 실시예 또는 제2 실시예에서 설명한 바와 같이, 조리개(ST), 외측 렌즈(LS), 광 가이드(LG), 측 렌즈, 광학 부재 및 광원을 포함할 수 있다.

특히, 본 실시예에 따른 광학계에서, 광원은 복수 개(예, 3개)일 수 있다. 또한, 광학 부재와 측 렌즈도 광원의 개수에 대응하여 복수 개일 수 있다. 이에 대한 설명은 상술한 제1 실시예에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.

그리고 외측 렌즈(LS)는 복수 개의 렌즈를 포함할 수 있다. 이 때, 본 실시예에 다른 외측 렌즈(LS)는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 포함할 수 있다. 제1 방향(X축 방향)으로 제3 렌즈(L3, 제2 렌즈(L2) 및 제1 렌즈(L1)가 순차로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(L1)는 외측 렌즈(LS)에서 광 가이드(LG)로부터 최대 이격 배치될 수 있다. 제3 렌즈(L3)ss 외측 렌즈(LS)에서 광 가이드(LG)로부터 최소 이격 배치될 수 있다. 제2 렌즈(L2)는 제1 렌즈(L1)와 제3 렌즈(L3) 사이에 배치될 수 있다.

이에, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)는 제1 방향으로 서로 적어도 일부 중첩될 수 있다.

나아가, 제1 렌즈(L1)는 제1 면(S11)이 제1 방향으로 볼록할 수 있다. 그리고 제2 면(S12)은 제1 방향으로 오목할 수 있다. 그리고 제2 렌즈(L2)는 제3 면(S21)이 제1 방향을 따라 볼록할 수 있다. 그리고 제4 면(S22)은 제1 방향으로 볼록 또는 오목할 수 있다. 그리고 제3 렌즈(L3)에서 제5 면(S31)은 제1 방향으로 오목할 수 있다. 그리고 제3 렌즈(L3)에서 제6 면(S32)은 제1 방향으로 볼록할 수 있다.

나아가, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 간의 이격 거리는 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3) 사이의 이격 거리보다 클 수 있다. 그리고 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 간의 이격 거리는 제3 렌즈(L3)와 광 가이드(LG) 간의 이격 거리보다 클 수 있다. 그리고 제3 렌즈(L3)와 광 가이드(LG) 간의 이격 거리는 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3) 사이의 이격 거리보다 클 수 있다. 그리고 본 실시예에 따른 광학계의 각 구성요소는 하기 표 2의 내용이 적용될 수 있다.

구성요소	조리개	제1 렌즈		제2 렌즈		제3 렌즈		광 가이드		측 렌즈		광학 부재		광원
두께(Thickness)	0.2	1.199690555	0.460932583	0.592229203	0.170264706	0.35	0.362602593	3.8	0	0.76228036	0.2(d6)	0.21	0.571488497(d7)	0.005432305
Y Radius		2.063269138	-9.839912017	11.7361569	-25.99327581	-6.999960066	1.547917042	infinity	infinity	infinity	-3.695802964	infinity	infinity
Conic Constant (K)		0.171533587	-54.44045753	74.84161252	90	0	0
4th Order Coefficient (A)		-0.004732359	0.011939085	0.000957266	-0.028811525	-0.004442388	0.037401291
6th Order Coefficient (B)		-0.001380913	-0.003105333	0.000802659	-0.003444561	-0.104372516	-0.109562175
8th Order Coefficient (C)		-0.000259119	0.000124176	0.00146909	0.008858329	0.054848729	0.045769623
10th Order Coefficient (D)		-0.000162704	0.00038417	0.004781965	0.00926752	-0.003276211	0.015097248
12th Order Coefficient (E)
14th Order Coefficient (F)
16th Order Coefficient (G)
18th Order Coefficient (H)
20th Order Coefficient (J)
Apertuer / 2	1.5	1.681471338	1.569942273	1.282824963	1.069641204	0.997168623	0.890479805	0.922263546	1.784409732	1.784409732	1.835172544	1.740418844	1.721469555	1.657227945
소재굴절율		1.568308		1.496997		1.866312		1.516798		1.839948		1.5168
소재 abbe number		67.65		81.61		26.57		64.1983		23.98		64.1673

여기서, 각 렌즈의 왼쪽열은 도파관을 향한 면에 대한 내용을 개시하고, 오른쪽 열은 광원을 향한 면에 대한 내용을 개시한다. 그리고 측 렌즈에 대해서 왼쪽 열은 광 가이드를 향한 면(F11, F21, F31)에 대한 내용을 개시하고, 오른쪽 열은 광원을 향한 면(F12, F22, F32)에 대한 내용을 개시한다. 그리고 각 렌즈의 두께는 왼쪽 열에 대응한다. 그리고 인접한 렌즈 간의 간격은 오른쪽 열에 대응한다. 예컨대, 제1 렌즈에서 제1 면에 대한 내용은 왼쪽 열에 개시한다. 그리고 제1 렌즈에서 제2 면에 대한 내용은 오른쪽 열에 개시한다. 나아가, 광 가이드(측 렌즈, 광학 부재)에 대해서 왼쪽열은 도파관을 향한 면에 대한 내용을 개시한다. 광 가이드(측 렌즈, 광학 부재)에 대해서 오른쪽 열은 각 광원(예컨대, 제2 측 렌즈는 제2 광원)을 향한 면에 대한 내용을 개시한다. 나아가, 광 가이드(측 렌즈, 광학 부재)의 두께와 관련하여, 왼쪽을 해당 구성요소의 두께(제1 방향 또는 광축을 따른 길이)와, 오른쪽 열은 해당 구성요소와 광월을 향해 최인접한 구성요소와의 제1 방향으로 이격 거리를 의미한다. 예시적으로, 제1 렌즈의 두께는 1.199690555mm이고, 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 이격 거리는 0.460932583 mm일 수 있다.

Claims

광 가이드;
상기 광 가이드의 제1 측에 배치되는 제1 광원;
상기 광 가이드의 제4 측에 배치되는 렌즈군;
상기 광 가이드의 제1 측과 상기 제1 광원 사이에 배치되는 제1 측 렌즈;
상기 광 가이드의 제1 측은 상기 광 가이드의 제4 측과 상기 렌즈군의 광축 방향으로 중첩되고,
상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드에 접촉하는 프로젝트 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈군은 제1 렌즈 내지 제N 렌즈를 포함하고,
상기 제1 렌즈는 상기 광 가이드의 상기 제4 측으로부터 가장 멀게 배치되고, 상기 제4 측을 향하는 면의 반대면이 볼록하고,
상기 제N 렌즈는 상기 광 가이드와 가장 인접하게 배치되고, 상기 광 가이드의 상기 제4 측과 마주보는 면은 오목하고,
상기 제1 측 렌즈는 상기 제1 광원과 인접한 면이 볼록하고,
상기 제1 렌즈의 파워는 양이고,
상기 제N 렌즈의 파워는 음이고,
상기 제1 렌즈와 상기 제N 렌즈 사이 렌즈의 합성파워는 양 또는 음인 프로젝트 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 가이드의 제2 측에 배치되는 제2 광원;
상기 광 가이드의 제3 측에 배치되는 제3 광원;
상기 광 가이드의 제2 측과 상기 제2 광원 사이에 배치되는 제2 측 렌즈; 및
상기 광 가이드의 제3 측과 상기 제3 광원 사이에 배치되는 제3 측 렌즈;를 포함하고,
상기 제2 측 렌즈는 상기 제2 광원과 인접한 면이 볼록하고,
상기 제3 측 렌즈는 상기 제3 광원과 인접한 면이 볼록하고,
상기 광 가이드의 제2 측은 상기 광 가이드의 제3 측과 상기 광 가이드를 사이에 두고 마주보도록 배치되는 프로젝트 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드와 접촉하고,
상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드와 인접한 면의 상기 광축에서 곡률반경이 100mm이상인 프로젝트 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 가이드와 상기 제1 측 렌즈는 접착제에 의해 접촉하는 프로젝트 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 가이드의 측면은 상기 제1 측 렌즈의 상기 광 가이드에 인접함 면보다 크거나 같은 프로젝트 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 측 렌즈는 상기 광 가이드와 인접한 면이 평면인 프로젝트 장치.
N개의 렌즈 및 제1 광원;
상기 N개의 렌즈와 상기 제1 광원 사이에 배치되는 광 가이드;
상기 광 가이드와 상기 제1 광원 사이에 배치되는 제1 측 렌즈를 포함하고,
상기 N개의 렌즈 중 상기 광 가이드에서 가장 멀리 배치되는 제1 렌즈는 상기 광 가이드를 향한 면의 반대면이 볼록하고,
상기 광 가이드와 가장 인접하게 배치되는 제N 렌즈는 상기 광 가이드와 마주보는 면은 오목한 프로젝트 장치.
제8항에 있어서,
상기 N개의 렌즈 중 상기 제1 렌즈의 유효경이 가장 크고,
상기 N개의 렌즈 중 상기 제N 렌즈의 유효경이 가장 작고,
상기 제1 렌즈와 상기 제N 렌즈 사이에 배치되는 렌즈는 유효경이 상기 제1 렌즈의 유효경보다 작고, 상기 제N 렌즈의 유효경보다 큰 프로젝트 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 광원은 RGB LED 또는 RGB 중 하나인 단색 LED인 프로젝트 장치.
제8항에 있어서,
상기 광 가이드의 제2 측에 배치되는 제2 광원;
상기 광 가이드의 제3 측에 배치되는 제3 광원;을 포함하고,
상기 광 가이드의 제2 측은 상기 광 가이드의 제3 측과 마주보도록 배치되는 프로젝트 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 렌즈와 마주보도록 배치되는 제2 광 가이드; 및
상기 제2 광 가이드에 배치되는 조리개;를 포함하는 프로젝트 장치.
제1항 또는 제8항에 있어서,
상기 제N 렌즈는 상기 광 가이드와 접하는 프로젝트 장치.
제1항 또는 제8항에 있어서,
상기 N개의 렌즈 중 적어도 하나는 상기 광 가이드를 향한 면의 반대면이 상기 광 가이드를 향해 오목한 프로젝트 장치.
제1항 또는 제8항에 있어서,
상기 N개의 렌즈의 길이는 상기 광 가이드의 길이보다 작은 프로젝트 장치.