KR20240041547A - Optical device and electronic device including the same - Google Patents
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Abstract
실시 예는, 외측 렌즈가 배치되는 배럴; 상기 배럴 내에 배치되는 광 가이드; 상기 광 가이드와 연결되는 렌즈; 및 상기 광 가이드로 광을 출사하는 광원;을 포함하고, 상기 광 가이드와 상기 렌즈 사이의 거리는 상기 광원과 상기 렌즈 사이의 거리보다 작은 광학 장치를 개시한다.The embodiment includes a barrel on which an outer lens is disposed; a light guide disposed within the barrel; A lens connected to the light guide; and a light source that emits light to the light guide, wherein a distance between the light guide and the lens is smaller than a distance between the light source and the lens.
Description
실시 예는 광학 장치 및 이를 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.Embodiments relate to optical devices and electronic devices including the same.
가상현실(Virtual Reality, VR)은 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 말한다.Virtual Reality (VR) refers to a specific environment or situation, or the technology itself, that is similar to reality but is not real, created through artificial technology using computers.
증강현실(Augmented Reality, AR)은 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 기술을 말한다.Augmented Reality (AR) refers to a technology that synthesizes virtual objects or information in the real environment to make them look like objects that exist in the original environment.
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.Mixed Reality (MR) or Hybrid reality refers to combining the virtual world and the real world to create a new environment or new information. In particular, it is called mixed reality when it refers to real-time interaction between reality and virtual reality.
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.At this time, the created virtual environment or situation stimulates the user's five senses and provides spatial and temporal experiences similar to reality, allowing the user to freely move between reality and imagination. In addition, users can not only immerse themselves in this environment but also interact with things implemented in this environment, such as manipulating or giving commands using real devices.
최근, 이러한 기술분야에 사용되는 장비(gear, device)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다만, 이러한 장비에 대한 소형화와 높은 해상력을 제공하는데 필요성이 대두되고 있다.Recently, research on equipment (gear, devices) used in these technical fields has been actively conducted. However, there is an emerging need to miniaturize such equipment and provide high resolution.
실시 예는 AR(Augmented Reality) 등에 사용되는 광학 장치 및 이를 포함하는 전자 디바이스를 사용함에 있어, 광 가이드에 렌즈가 광원보다 인접하게 배치되어 보다 용이하게 소형화가 가능한 광학 장치 및 전자 디바이스를 제공한다.Embodiments provide an optical device and an electronic device that can be more easily miniaturized by placing a lens closer to a light guide than a light source when using an optical device used in AR (Augmented Reality), etc., and an electronic device including the same.
또한, 보다 신뢰성이 향상되고 광축 정렬이 용이한 광학 장치 및 전자 디바이스를 제공한다.In addition, optical devices and electronic devices with improved reliability and easy optical axis alignment are provided.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited to this, and it will also include means of solving the problem described below and purposes and effects that can be understood from the embodiment.
실시예에 따른 광학 장치는 외측 렌즈가 배치되는 배럴; 상기 배럴 내에 배치되는 광 가이드; 상기 광 가이드와 연결되는 렌즈; 및 상기 광 가이드로 광을 출사하는 광원;을 포함하고, 상기 광 가이드와 상기 렌즈 사이의 거리는 상기 광원과 상기 렌즈 사이의 거리보다 작을 수 있다.An optical device according to an embodiment includes a barrel on which an outer lens is disposed; a light guide disposed within the barrel; A lens connected to the light guide; and a light source that emits light to the light guide, wherein a distance between the light guide and the lens may be smaller than a distance between the light source and the lens.
상기 광 가이드는 상기 렌즈와 접할 수 있다.The light guide may be in contact with the lens.
상기 렌즈와 상기 광원 사이의 거리는 상기 광 가이드의 길이보다 작을 수 있다.The distance between the lens and the light source may be smaller than the length of the light guide.
상기 렌즈의 개수는 상기 광원의 개수에 대응할 수 있다.The number of lenses may correspond to the number of light sources.
상기 외측 렌즈와 접하는 제1 스페이서; 및 상기 광 가이드와 접하는 제2 스페이서;를 포함할 수 있다.a first spacer in contact with the outer lens; and a second spacer in contact with the light guide.
상기 제2 스페이서의 크기는 상기 광 가이드의 크기보다 크고, 상기 광 가이드의 크기와 상기 렌즈의 크기의 합보다 작을 수 있다.The size of the second spacer may be larger than the size of the light guide and smaller than the sum of the sizes of the light guide and the size of the lens.
상기 제2 스페이서의 크기는 상기 렌즈의 크기와 상기 광 가이드의 크기의 합보다 클 수 있다.The size of the second spacer may be larger than the sum of the sizes of the lens and the light guide.
상기 광 가이드는 적어도 하나의 프리즘을 포함할 수 있다.The light guide may include at least one prism.
상기 광 가이드는 X프리즘을 포함할 수 있다.The light guide may include an X prism.
상기 배럴을 감싸는 하우징;을 포함하고, 상기 광원은 상기 하우징 내에 배치될 수 있다.A housing surrounding the barrel may be included, and the light source may be disposed within the housing.
상기 배럴은 상기 외측 렌즈가 배치되는 제1 홈 및 상기 광 가이드가 배치되는 제2 홈을 포함할 수 있다.The barrel may include a first groove in which the outer lens is placed and a second groove in which the light guide is placed.
상기 제1 홈과 상기 제2 홈은 이격 배치될 수 있다.The first groove and the second groove may be spaced apart.
상기 배럴에서 제2 홈의 내측면은 외측으로 볼록한 배럴홈을 포함할 수 있다.The inner surface of the second groove in the barrel may include a barrel groove that is convex outward.
상기 배럴은 내측면에 상기 광 가이드를 향해 돌출된 배럴 돌기;를 포함할 수 있다.The barrel may include a barrel protrusion on an inner surface protruding toward the light guide.
상기 배럴 돌기의 크기는 상기 광 가이드의 크기보다 작을 수 있다.The size of the barrel protrusion may be smaller than the size of the light guide.
상기 렌즈의 크기는 상기 광 가이드의 크기보다 작을 수 있다.The size of the lens may be smaller than the size of the light guide.
상기 렌즈는 상기 광원을 향해 볼록할 수 있다.The lens may be convex toward the light source.
실시 예는 AR(Augmented Reality) 등에 사용되는 광학 장치 및 이를 포함하는 전자 디바이스를 사용함에 있어, 광 가이드에 렌즈가 광원보다 인접하게 배치되어 보다 용이하게 소형화가 가능한 광학 장치 및 전자 디바이스를 구현할 수 있다.In an embodiment, when using an optical device used in AR (Augmented Reality), etc., and an electronic device including the same, a lens is placed closer to the light guide than the light source, so that an optical device and an electronic device that can be more easily miniaturized can be implemented. .
또한, 보다 신뢰성이 향상되고 광축 정렬이 용이한 광학 장치 및 전자 디바이스를 구현할 수 있다.In addition, optical devices and electronic devices with improved reliability and easy optical axis alignment can be implemented.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above-described content, and may be more easily understood through description of specific embodiments of the present invention.
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 광학 장치의 사시도이고,
도 8은 일 실시예에 따른 광학 장치의 분해 사시도이고,
도 9는 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴의 사시도이고,
도 10은 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴의 측면도이고,
도 11은 일 실시예에 따른 광학 장치에서 광 가이드가 삽입된 배럴의 하면도이고,
도 12는 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴로 외측 렌즈, 제1 스페이서, 광 가이드, 렌즈 및 제2 스페이서의 결합을 설명하는 도면이고,
도 13은 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴, 하우징 및 추가 하우징 간의 결합을 설명하는 도면이고,
도 14는 일 실시예에 따른 광학 장치에서 하우징과 광원부 간의 결합을 설명하는 도면이고,
도 15는 도 7에서 AA'로 절단하여 바라본 도면이고,
도 16은 도 15에서 K1부분의 확대도이고,
도 17은 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴, 광 가이드 및 렌즈의 하면도이고,
도 18은 도 17에서 제2 스페이서를 더 포함한 도면이고,
도 19는 다른 실시예에 따른 광학 장치에서 단면도이다.1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an AI device,
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an extended reality electronic device according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a perspective view of an augmented reality electronic device according to the first embodiment of the present invention;
4 to 6 are conceptual diagrams for explaining various display methods applicable to the display unit according to an embodiment of the present invention;
7 is a perspective view of an optical device according to one embodiment;
8 is an exploded perspective view of an optical device according to an embodiment;
9 is a perspective view of a barrel in an optical device according to one embodiment;
10 is a side view of a barrel in an optical device according to one embodiment;
11 is a bottom view of a barrel into which a light guide is inserted in an optical device according to an embodiment;
FIG. 12 is a diagram illustrating the combination of an outer lens, a first spacer, a light guide, a lens, and a second spacer with a barrel in an optical device according to an embodiment;
13 is a diagram illustrating the coupling between the barrel, the housing, and the additional housing in the optical device according to one embodiment;
Figure 14 is a diagram explaining the coupling between the housing and the light source unit in the optical device according to one embodiment;
Figure 15 is a view taken along line AA' in Figure 7,
Figure 16 is an enlarged view of portion K1 in Figure 15,
17 is a bottom view of a barrel, light guide, and lens in an optical device according to one embodiment;
FIG. 18 is a view further including a second spacer in FIG. 17;
Figure 19 is a cross-sectional view of an optical device according to another embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
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.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in various different forms, and as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components may be optionally used between the embodiments. It can be used by combining and replacing.
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.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and the meaning of commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted by considering the contextual meaning of the related technology.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Additionally, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
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.In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and B and C", it is combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.Additionally, when describing the components of an embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used.
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.These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, sequence, or order of the component.
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.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to that other component, but also It can also include cases where other components are 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between them.
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.Additionally, when described as being formed or disposed "above" or "below" each component, "above" or "below" refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components. In addition, when expressed as "top (above) or bottom (bottom)", it may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
도 1은 AI 장치의 실시예를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an AI device.
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.Referring to Figure 1, the AI system includes at least one of an
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.The cloud network 10 may constitute part of a cloud computing infrastructure or may refer to a network that exists within the cloud computing infrastructure. Here, the cloud network 10 may be configured using a 3G network, 4G, Long Term Evolution (LTE) network, or 5G network.
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.That is, each
AI 서버(16)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.The
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.The
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.At this time, the
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.At this time, the
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.Alternatively, the
<AI+로봇><AI+Robot>
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.The
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.The
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.The
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.Here, the
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.The
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.At this time, the
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.The
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.The map data may include object identification information about various objects arranged in the space where the
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.Additionally, the
<AI+자율주행><AI+Autonomous Driving>
자율주행 차량(12)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.The self-driving
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.The
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.The self-driving
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.Here, the
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.In particular, the
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.The
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.At this time, the
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.The
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.The map data may include object identification information about various objects placed in the space (eg, road) where the
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.Additionally, the
<AI+XR><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.The
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.The
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.The
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.At this time, the
<AI+로봇+자율주행><AI+Robot+Autonomous Driving>
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.The
AI 기술과 자율주행 기술이 적용된 로봇(11)은 자율주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율주행 차량(12)과 상호작용하는 로봇(11) 등을 의미할 수 있다.The
자율주행 기능을 가진 로봇(11)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.The
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.The
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.The
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.At this time, the
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.Alternatively, the
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.Alternatively, the
<AI+로봇+XR><AI+Robot+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.The
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.The
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.When the
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.For example, the user can check the XR image corresponding to the viewpoint of the remotely linked
<AI+자율주행+XR><AI+Autonomous Driving+XR>
자율주행 차량(12)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.The self-driving
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.The
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.The
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.At this time, when the XR object is output to the HUD, at least a portion of the XR object may be output to overlap the actual object toward which the passenger's gaze is directed. On the other hand, when the XR object is output to a display provided inside the
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.When the
[확장현실 기술][Extended reality technology]
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.Extended reality (XR: eXtended Reality) is a general term for virtual reality (VR), augmented reality (AR), and mixed reality (MR: Mixed reality). VR technology provides objects and backgrounds in the real world only as CG images, AR technology provides virtual CG images on top of images of real objects, and MR technology provides computer technology that mixes and combines virtual objects in the real world. It is a graphic technology.
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.MR technology is similar to AR technology in that it shows real objects and virtual objects together. However, in AR technology, virtual objects are used to complement real objects, whereas in MR technology, virtual objects and real objects are used equally.
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.XR technology can be applied to HMD (Head-Mount Display), HUD (Head-Up Display), mobile phones, tablet PCs, laptops, desktops, TVs, digital signage, etc., and devices with XR technology applied are called XR Devices. It can be called.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 확장현실을 제공하는 전자 디바이스에 대해 설명하기로 한다. 특히, 증강현실에 적용되는 광학 장치 및 이를 포함한 전자 디바이스에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, an electronic device that provides extended reality according to an embodiment of the present invention will be described. In particular, optical devices applied to augmented reality and electronic devices including them are explained in detail.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 확장현실 전자 디바이스(20)의 구성을 나타내는 블럭도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an extended reality
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.Referring to FIG. 2, the extended reality
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.More specifically, among the above components, the
이러한 무선 통신부(21)는, 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치정보 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.This
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.The input unit 22 includes a camera or video input unit for inputting video signals, a microphone or audio input unit for inputting audio signals, and a user input unit (for example, a touch key) for receiving information from the user. , pushkey (mechanical key, etc.) may be included. Voice data or image data collected from the input unit 22 may be analyzed and processed as a user's control command.
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.The sensing unit 23 may include one or more sensors for sensing at least one of information within the
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.For example, the sensing unit 23 includes a proximity sensor, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and a gravity sensor (G- sensor, gyroscope sensor, motion sensor, RGB sensor, infrared sensor, fingerprint scan sensor, ultrasonic sensor, optical sensor ( optical sensor (e.g., imaging device), microphone, battery gauge, environmental sensor (e.g., barometer, hygrometer, thermometer, radiation detection sensor, heat detection sensor, gas detection sensor, etc.), It may include at least one of chemical sensors (eg, electronic nose, healthcare sensor, biometric sensor, etc.). Meanwhile, the
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.The output unit 24 is intended to generate output related to vision, hearing, or tactile sensation, and may include at least one of a display unit, an audio output unit, a haptic module, and an optical output unit. A touch screen can be implemented by forming a layered structure with the touch sensor or being integrated with the display unit. This touch screen functions as a user input means that provides an input interface between the augmented reality
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.The interface unit 25 serves as a passageway for various types of external devices connected to the
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.For example, the interface unit 25 includes a device equipped with a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a connection port, an audio input/output (I/O) port, a video input/output (I/O) port, and an earphone port.
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.Additionally, the
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.The
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.Additionally, the
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.Additionally, the
또한, 제어부(27)는 메모리(26)에 저장된 응용 프로그램을 이용하여 전자 디바이스(20)의 동작(또는 기능)을 수행할 수 있다.Additionally, the
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.The power supply unit 28 receives external or internal power under the control of the
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.At least some of the above components may operate in cooperation with each other to implement operation, control, or a control method of an electronic device according to various embodiments described below. Additionally, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by running at least one application program stored in the
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.Hereinafter, an electronic device described as an example of the present invention will be described based on an embodiment applied to a Head Mounted Display (HMD). However, embodiments of the electronic device according to the present invention include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation, and slate PCs ( Slate PC, tablet PC, ultrabook, and wearable device may be included. In addition to HMD, wearable devices may include smart watches, contact lenses, VR/AR/MR Glass, etc.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 전자 디바이스의 사시도이다.Figure 3 is a perspective view of an augmented reality electronic device according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 디바이스는 프레임(100), 광학 장치(200) 및 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, an electronic device according to an embodiment of the present invention may include a
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.The electronic device may be provided as a glass type (smart glass). A glass-type electronic device is configured to be worn on the head of the human body, and may be provided with a frame (case, housing, etc.) 100 for it. The
프레임(100)은 두부에 지지되며, 각종 부품들이 장착되는 공간을 마련한다. 도시된 바와 같이, 프레임(100)에는 광학 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.The
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.As shown in the drawing, the
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.Such a
프레임(100)은 x 방향으로 길이(DI)와 y 방향으로 길이(LI)가 동일 또는 상이할 수 있다.The
광학 장치(200)는 전자 디바이스에 구비되는 각종 전자부품을 제어하도록 마련된다.The
광학 장치(200)는 사용자에게 보여지는 이미지 또는 이미지가 연속되는 영상을 생성할 수 있다. 광학 장치(200)는 이미지를 발생시키는 이미지 소스 패널과 이미지 소스 패널에서 발생된 빛을 확산 및 수렴하는 복수의 렌즈 등을 포함할 수 있다.The
광학 장치(200)는 두 측면 프레임(120) 중 어느 하나의 측면 프레임(120)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 광학 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 광학 장치(200)가 전면 프레임(110)에 고정되거나 전자 디바이스와 별도로 마련될 수도 있다.The
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. The
디스플레이부(300)는 사용자가 외부 환경을 시각적으로 인지하면서, 동시에 광학 장치(200)에서 생성된 이미지가 사용자에게 보이도록 할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(300)는 프리즘을 이용하여 디스플레이 영역에 이미지를 투사할 수 있다.The
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.Additionally, the
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.Additionally, the
전자 디바이스는 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 장치(200)에서 이미지에 대한 이미지 광을 디스플레이부(300)의 일측으로 입사시키면, 이미지광이 디스플레이부(300)를 통하여 타측으로 출사되어, 광학 장치(200)에서 생성된 이미지를 사용자에게 보이도록 할 수 있다.As shown in FIG. 3, when image light for an image is incident on one side of the
이에 따라, 사용자는 프레임(100)의 개구부를 통하여 외부 환경을 보면서 동시에 광학 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.Accordingly, the user can view the image generated by the
나아가, 이러한 구동 이외에 사람이 인식하지 못하는 짧은 시간 동안 외부 환경과 광학 장치(200)에서 생성된 이미지가 시간차로 사용자에게 제공될 수 있다. 예컨대, 하나의 프레임 내에서 일 구간에서는 외부 환경이 사람에게 제공되고, 다른 구간에서는 광학 장치(200)로부터의 영상이 사람에게 제공될 수 있다.Furthermore, in addition to this operation, the external environment and images generated by the
또는, 오버랩과 시간차가 모두 제공될 수도 있다.Alternatively, both overlap and time difference may be provided.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이부에 적용 가능한 다양한 디스플레이 방식을 설명하기 위한 개념도이다.4 to 6 are conceptual diagrams for explaining various display methods applicable to the display unit according to an embodiment of the present invention.
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. Specifically, FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of a prism-type optical member, FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of a waveguide (or waveguide)-type optical member, and FIG. 6 is a surface This is a drawing to explain an embodiment of a reflective optical member.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이부(300-1)에는 프리즘 방식의 광학 부재가 이용될 수 있다.As shown in FIG. 4, a prism-type optical member may be used in the display unit 300-1 according to an embodiment of the present invention.
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.In an embodiment, the prismatic optical member is a flat type glass optical member in which the surface on which image light is incident and the
플랫(flat) 타입의 글라스 광학 부재는 광학 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.The flat type glass optical member may receive image light generated by the
프리폼(freeform) 글라스 광학 부재는 입사되는 표면으로부터 멀어질수록 두께가 얇아지도록 구성되어, 광학 장치(200)에서 생성된 이미지 광을 곡면을 가지는 측면으로 입사받아, 내부에서 전반사하여 사용자 쪽으로 출사할 수 있다.The freeform glass optical member is configured to become thinner as the distance from the incident surface increases, so that the image light generated by the
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.As shown in FIG. 5, the display unit 300-2 according to another embodiment of the present invention includes a waveguide (or waveguide) type optical member or a light guide optical element (LOE). It can be used.
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.An example of such a waveguide (or waveguide) or light guide type optical member is a partially reflective mirror (segmented beam splitter) type glass optical member as shown in (a) of FIG. 5 , a sawtooth prism glass optical member as shown in (b) of FIG. 5, a glass optical member having a diffractive optical element (DOE) as shown in (c) of FIG. 5, A glass optical element having a hologram optical element (HOE) as shown in (d), a glass optical element having a passive grating as shown in (e) of FIG. 5, FIG. 5 There may be a glass optical member with active grating as shown in (f).
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.As shown in (a) of FIG. 5, the glass optical member of the segmented beam splitter type has a
이에 따라, 광학 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.Accordingly, the light image generated by the
도 5의 (b)에 도시된 바와 같은 톱니 프리즘 방식의 글라스 광학 부재는 글라스의 측면에 사선 방향으로 광학 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.The sawtooth prism glass optical member as shown in (b) of FIG. 5 is provided on the side where the image light of the
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.The glass optical member having a diffractive optical element (DOE) as shown in (c) of FIG. 5 has a
이에 따라, 광학 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.Accordingly, the light image generated by the
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 광학 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.The glass optical member having a hologram optical element (HOE) as shown in (d) of FIG. 5 may be provided with an out-coupler (304) inside the glass on the side from which the optical image is emitted. You can. Accordingly, the light image is incident from the
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.The glass optical member having a passive grating as shown in (e) of FIG. 5 has an in-coupler (305a) on the surface opposite to the glass surface on which the light image is incident, and the light image is emitted. An out-coupler (305b) may be provided on the surface opposite to the glass surface. Here, the in-
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.Accordingly, the light image incident on the glass surface on the incident side of the glass is totally reflected by the in-
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.The glass optical member having an active grating as shown in (f) of FIG. 5 is an in-coupler (306a) formed with an active grating inside the glass on the side where the light image is incident. An out-coupler (306b) formed as an active grid may be provided inside the glass on the side from which light is emitted.
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.Accordingly, the light image incident on the glass is totally reflected by the in-
변형예에 따른 디스플레이부로는 핀 미러(Pin Mirror) 방식의 광학 부재가 이용될 수 있다.A pin mirror type optical member may be used as the display unit according to the modified example.
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.In addition, the surface reflection type optical member of the freeform combiner type as shown in (a) of FIG. 6 has a plurality of flat surfaces with different incident angles of the optical image formed of one glass to perform the role of a combiner. , freeform combiner glass formed to have an overall curved surface can be used. Such
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, 광학 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.The Flat HOE surface reflection type optical member as shown in (b) of FIG. 6 may be provided by coating or patterning a holographic optical member (HOE, 311) on the surface of flat glass. The light image incident from the
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.The freeform HOE surface reflection type optical member as shown in (c) of FIG. 6 may be provided by coating or patterning a holographic optical member (HOE, 313) on the surface of freeform glass, and the operating principle is It may be the same as described in (b) of FIG. 6.
도 7은 일 실시예에 따른 광학 장치의 사시도이고, 도 8은 일 실시예에 따른 광학 장치의 분해 사시도이다.FIG. 7 is a perspective view of an optical device according to an embodiment, and FIG. 8 is an exploded perspective view of an optical device according to an embodiment.
도 7 및 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 광학 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, 광학 장치(200)는 제1 스페이서(SP1), 제2 스페이서(SP2)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, the
먼저, 외측 렌즈(LS)는 배럴(210) 내에 삽입될 수 있다. 즉, 배럴(210)은 광학 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.First, the outer lens LS may be inserted into the
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.This
이와 달리, 상기 공간이 서로 연결되는 경우 광학 장치의 소형화가 이루어질 수 있다.In contrast, when the spaces are connected to each other, the optical device can be miniaturized.
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.The outer lens LS is accommodated in the
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.The
광 가이드(LG)는 배럴(210) 내에 위치할 수 있다. 광 가이드(LG)는 후술하는 렌즈(FL)와 연결될 수 있다. The light guide LG may be located within the
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 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.The light guide LG may be made of at least one prism. For example, the light guide LG may be formed by combining or joining a plurality of prisms. The light guide LG may include a prism. The prism is a reflective member and may include, for example, an X prism (x-prism). In an embodiment, the light guide LG may have a structure in which at least two or more prisms are combined. Additionally, the light guide LG may be a non-polarizing prism. That is, the light guide LG may not perform polarization on the light emitted from the
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.And the light guide LG may include at least two coated surfaces (reflective members or reflective sheets). One of these at least two coating surfaces may reflect light of the first wavelength and light of the second wavelength, and may transmit light of the third wavelength. That is, the coated surface can reflect light in a predetermined wavelength band. Accordingly, for each light emitted from the plurality of
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.The lens FL may be connected to the light guide LG. The lens FL may be disposed adjacent to the light guide LG. For example, the lens FL may be in contact with a light guide. That is, the lens FL may be in contact with the light guide LG. Additionally, the light guide LG may be in contact with the lens FL.
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.And the lens (FL) can be combined with the light guide (LG). In this case, the lens FL may be coupled to the light guide LG through a joining member or coupling member. The bonding member or coupling member may be positioned between the lens FL and the light guide LG.
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.The lens FL is located on the outer surface of the light guide LG and may be at least one lens. For example, the number of lenses FL may correspond to the number of light sources of the
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.For example, the lens FL may include a first lens, a second lens, and a third lens corresponding to the light source. The first lens may correspond to the first light source unit. The second lens may correspond to the second light source unit. The third lens may correspond to the third light source unit. That is, the first to third lenses may each receive light emitted from each of the first to third light source units.
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.The second spacer SP2 may be located within the
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.There may be at least one
제1 광원부(230a)는 외측 렌즈(LS)와 제2 방향(Y축 방향)으로 중첩될 수 있다. 제2 방향(Y축 방향)은 광학 장치(200)로부터 출사되는 광의 방향에 대응할 수 있다. 즉, 제2 방향(Y축 방향)은 광원 장치(220)로부터 출사된 광이 광 가이드(LG)에서 반사되어 상술한 디스플레이부로 출사되는 방향에 대응할 수 있다.The first
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.The second
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.The second
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.And the first
각 광원부는 기판(231a, 231b, 231c), 광원(232a, 232b, 232c) 및 광학 부재(233a, 233b, 233c)를 포함할 수 있다.Each light source unit may include a substrate (231a, 231b, 231c), a light source (232a, 232b, 232c), and an optical member (233a, 233b, 233c).
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.Furthermore, the
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. The
기판(231a, 231b, 231c)은 하우징(220)의 최외측에 위치할 수 있다.The
그리고 기판(231a, 231b, 231c)은 제1 기판(231a), 제2 기판(231b) 및 제3 기판(231c)를 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)가 위치할 수 있다.And the
광원(232a, 232b, 232c)은 광을 출사할 수 있다. 예컨대, 광원(232a, 232b, 232c)으로부터 출사된 광은 하우징(222) 내의 광 가이드(LG)로 입사될 수 있다. 하우징(222) 내에는 광 가이드(LG)가 위치할 수 있다. The
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. And there may be more than one light source (232a, 232b, 232c). The
즉, 광원 장치(220)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. That is, in the
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, 광학 장치(200)는 컴팩트한 광원 장치(220)를 가질 수 있다.The
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.Additionally, each of the
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.There may be at least one
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 광학 장치(200)는 향상된 신뢰성을 제공할 수 있다.The
도 9는 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴의 사시도이고, 도 10은 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴의 측면도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 광학 장치에서 광 가이드가 삽입된 배럴의 하면도이다.FIG. 9 is a perspective view of a barrel in an optical device according to an embodiment, FIG. 10 is a side view of a barrel in an optical device according to an embodiment, and FIG. 11 is a view of a barrel into which a light guide is inserted in an optical device according to an embodiment. This is also true.
도 9 내지 도 11을 더 참조하면, 실시예에 따른 광학 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.Referring further to FIGS. 9 to 11 , in the optical device according to the embodiment, the
제1 홈(210h1)에는 외측 렌즈가 배치될 수 있다. 그리고 제2 홈(210h2)에는 광 가이드가 배치될 수 있다.An outer lens may be placed in the first groove 210h1. And a light guide may be placed in the second groove 210h2.
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.Additionally, the first groove 210h1 and the second groove 210h2 may be spaced apart in the second direction (Y-axis direction). Additionally, the first groove 210h1 and the second groove 210h2 may be connected to each other through a through hole as described above. Accordingly, the light reflected from the light guide in the second groove 210h2 may be provided to the outer lens in the first groove 210h1 and finally be emitted to the display unit.
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.The
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.The
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)가 위치할 수 있다.The first barrel hole 210h2a may overlap the light guide along the second direction. The second barrel hole 210h2b and the third barrel hole 210h2c may be spaced apart from each other in the first direction (X-axis direction). And the second barrel hole 210h2b and the third barrel hole 210h2c may overlap each other in the first direction (X-axis direction). The first barrel hole 210h2a may be located between the second barrel hole 210h2b and the third barrel hole 210h2c.
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.Furthermore, the first barrel hole 210h2a, the second barrel hole 210h2b, and the third barrel hole 210h2c may be connected to the second groove 210h2. That is, the first barrel hole 210h2a, the second barrel hole 210h2b, and the third barrel hole 210h2c may overlap the light guide in the first or second direction.
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. And the second barrel hole (210h2b) and the third barrel hole (210h2c) may include a grip groove (gr) formed at the edge. Accordingly, after the light guide is accommodated in the second groove 210h2, the lenses (e.g., the second lens and the third lens) adjacent to the second barrel hole 210h2b and the third barrel hole 210h2c are easy to guide the light. It can be accessed easily. For example, by positioning the gripper or the like in the grip groove gr, the lens can be easily seated on the outer surface of the light guide.
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.The
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. Additionally, the
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.Additionally, the size S2 of the second groove 210h2 in the
또한, 배럴(210)은 내측면에 광 가이드(LG)를 향해 돌출된 배럴 돌기(210pr)을 포함할 수 있다. 배럴 돌기(210pr)은 제2 배럴홀(210h2b) 및 제3 배럴홀(210h2c)와 제1 방향(X축 방향)으로 중첩될 수 있다. Additionally, the
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 광학 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.The barrel protrusion 210pr may be in contact with the light guide LG. At this time, the size S1 of the light guide LG may be larger than the size S3 of the barrel protrusion 210pr. Alternatively, the size S3 of the barrel protrusion 210pr may be smaller than the size S1 of the light guide LG. Accordingly, even if the light guide LG is seated within the
도 12는 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴로 외측 렌즈, 제1 스페이서, 광 가이드, 렌즈 및 제2 스페이서의 결합을 설명하는 도면이고, 도 13은 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴, 하우징 및 추가 하우징 간의 결합을 설명하는 도면이고, 도 14는 일 실시예에 따른 광학 장치에서 하우징과 광원부 간의 결합을 설명하는 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating the combination of an outer lens, a first spacer, a light guide, a lens, and a second spacer with a barrel in an optical device according to an embodiment, and FIG. 13 is a diagram illustrating a barrel and a housing in an optical device according to an embodiment. and an additional housing, and FIG. 14 is a diagram explaining the coupling between the housing and the light source unit in the optical device according to one embodiment.
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.Referring to FIGS. 12 to 14 , the outer lens LS may be inserted into the first groove 210h1 of the
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(LS) 또는 렌즈(특히, 제1 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.And the light guide LG and the lenses FL1, FL2, and FL3 connected to the light guide LG may be inserted into the second groove 210h2. The light guide LG and the lenses FL1, FL2, and FL3 connected to the light guide LG may be located in the second groove 210h2. Additionally, a second spacer SP2 may be located outside the light guide LG and the lenses FL1, FL2, and FL3 connected to the light guide LG. The second spacer SP2 may be in contact with the light guide LS or a lens (particularly, the first lens FL1). Accordingly, separation of the light guide LG and the lenses FL1, FL2, and FL3 connected to the light guide LG can be prevented.
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 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 렌즈(FL1)와 중첩될 수 있다.The first spacer SP1 and the second spacer SP2 may be sequentially arranged along the second direction (Y-axis direction). The first spacer SP1 and the second spacer SP2 may overlap along the second direction (Y-axis direction). And between the first spacer (SP1) and the second spacer (SP2), the outer lens (LS), the light guide (LG), and the first lens (FL1) may be positioned. Accordingly, the first spacer SP1 and the second spacer SP2 may overlap the outer lens LS, the light guide LG, and the first lens FL1 in the second direction (Y-axis direction).
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.And the
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.And after the
도 15는 도 7에서 AA'로 절단하여 바라본 도면이고, 도 16은 도 15에서 K1부분의 확대도이다.FIG. 15 is a view taken along line AA' in FIG. 7, and FIG. 16 is an enlarged view of portion K1 in FIG. 15.
도 15 및 도 16을 참조하면, 실시예에 따른 광학 장치(200)에서 광 가이드(LG)와 렌즈(FL)(예, 제1 렌즈) 사이의 거리(L1)는 광원(예, 제1 광원(232a))과 렌즈(FL)(예, 제1 렌즈) 사이의 거리(L2)보다 작을 수 있다. 즉, 렌즈(FL)는 광원보다 광 가이드(LG)에 인접하게 위치할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 렌즈(FL)와 광원 간의 거리(L2) 또는 후초점거리(Back focal length)가 감소할 수 있다. 이로써, 광학 장치의 소형화가 이루어질 수 있다.15 and 16, in the
나아가, 렌즈(FL)와 광원 간의 거리(L2)는 광 가이드(LG)의 길이(L3)보다 작을 수 있다. 이로써, 광학 장치의 소형화가 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.Furthermore, the distance L2 between the lens FL and the light source may be smaller than the length L3 of the light guide LG. Thereby, miniaturization of the optical device can be achieved more effectively.
또한, 제1 렌즈(FL1)와 제1 광원(232a) 사이에 제2 스페이서(SP2)가 위치할 수 있다. 그리고 제2 스페이서(SP2)의 크기 또는 길이(L5)는 광 가이드(LG)의 크기 또는 길이(L4)보다 클 수 있다. 또한, 제2 스페이서(SP2)의 크기 또는 길이(L5)는 광 가이드(LG)의 크기 또는 길이(L4)와 렌즈(FL2, FL3)의 크기 또는 길이의 합(L6)보다 작을 수 있다.Additionally, a second spacer SP2 may be positioned between the first lens FL1 and the
이에, 배럴(210)의 일측면의 홀을 통해 광 가이드와 하나의 렌즈가 접합된 상태로 배럴(210) 내로 용이하게 삽입될 수 있다. 이에, 제2 방향으로의 광축 정렬이 광 가이드 및 제1 렌즈가 결합된 상태로 용이하게 수행될 수 있다.Accordingly, the light guide and one lens can be easily inserted into the
나아가, 복수 개의 렌즈(FL1, FL2, FL3)는 광 가이드(LG)의 외측면에 연결되고 각 광원(232a, 232b, 232c)을 향해 볼록할 수 있다.Furthermore, the plurality of lenses FL1, FL2, and FL3 may be connected to the outer surface of the light guide LG and may be convex toward each
예컨대, 제1 렌즈(FL1)는 제1 광원(232a)을 향해 볼록할 수 있다. 제2 렌즈(FL2)는 제2 광원(232b)을 향해 볼록할 수 있다. 그리고 제3 렌즈(FL3)는 제3 광원(232c)을 향해 볼록할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 각 광원으로부터 출사된 광이 복수 개의 렌즈(FL1, FL2, FL3)를 통과하여 집중되어 광 가이드(LG)로 제공될 수 있다. 이에, 광 효율이 향상될 수 있다. For example, the first lens FL1 may be convex toward the
또한, 복수 개의 렌즈(FL1, FL2, FL3)는 광 가이드(LG)와 접합 부재 또는 결합부재를 통해 결합할 수 있다. 복수 개의 렌즈(FL1, FL2, FL3)의 굴절률은 광 가이드(LG)의 굴절률과 동일 도는 상이할 수 있다. 예컨대, 복수 개의 렌즈(FL1, FL2, FL3)의 굴절률은 1.3 이상일 수 있다. 그리고 광 가이드(LG)는 1.5일 수 있다.Additionally, the plurality of lenses FL1, FL2, and FL3 may be coupled to the light guide LG through a joining member or coupling member. The refractive index of the plurality of lenses FL1, FL2, and FL3 may be the same as or different from the refractive index of the light guide LG. For example, the refractive index of the plurality of lenses FL1, FL2, and FL3 may be 1.3 or more. And the light guide (LG) may be 1.5.
또한, 각 광원(232a, 232b, 232c)에서 출사된 광(La, Lb, Lc)이 광 가이드(LG)로 입사될 수 있다. 그리고 제1 광원(232a) 내지 제3 광원(232b) 각각으로부터 출사된 제1 광(La), 제2 광(Lb) 및 제3 광(Lc)은 광 가이드(LG)에서 동일한 방향으로 출사될 수 있다.Additionally, light La, Lb, and Lc emitted from each
예컨대, 광 가이드(LG)는 적어도 하나의 코팅면을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 복수의 코팅면 중 하나는 제1 파장의 광, 제2 파장의 광, 제3 파장의 광 중 일부를 반사할 수 있다. 예컨대, 제1 파장은 적색 광의 파장 대역을 포함한다. 제2 파장은 녹색 광의 파장 대역을 포함한다. 제3 파장은 청색 광의 파장 대역을 포함한다.For example, the light guide LG may include at least one coated surface. As described above, one of these plurality of coating surfaces may reflect some of the first wavelength light, the second wavelength light, and the third wavelength light. For example, the first wavelength includes a wavelength band of red light. The second wavelength includes a wavelength band of green light. The third wavelength includes a wavelength band of blue light.
도 17은 일 실시예에 따른 광학 장치에서 배럴, 광 가이드 및 렌즈의 하면도이고, 도 18은 도 17에서 제2 스페이서를 더 포함한 도면이다.FIG. 17 is a bottom view of a barrel, a light guide, and a lens in an optical device according to an embodiment, and FIG. 18 is a view of FIG. 17 further including a second spacer.
도 17 및 도 18을 참조하면, 배럴(210)의 내측면과 광 가이드(LG) 간에는 이격 공간이 존재할 수 있다. 즉, 배럴(210)의 내측면은 광 가이드(LG)와 제1 이격 거리(gap)만큼 이격 배치될 수 있다. 이에, 광 가이드(LG) 및 광 가이드(LG)에 연결된 렌즈(FL)는 용이하게 틸트될 수 있다. 즉, 광축 정렬 등이 용이하게 수행될 수 있다. 나아가, 렌즈에 의해 플레어 현상이 억제될 수 있다.Referring to FIGS. 17 and 18 , a space may exist between the inner surface of the
또한, 배럴(210) 내에 제2 스페이서(SP2)는 제1 렌즈(FL1)를 둘러쌀 수 있다. 제2 스페이서(SP2)는 배럴홈(210gr)과 접할 수 있다. 이에, 스페이서(SP2)에 감싸진 광 가이드(LG)와 렌즈(FL)는 배럴(210)로부터 이탈하지 않을 수 있다.Additionally, the second spacer SP2 may surround the first lens FL1 within the
그리고 렌즈(FL)는 광 가이드(LG)의 크기보다 작을 수 있다. 이에, 렌즈(FL)와 광 가이드(LG)의 연결이 용이하게 이루어질 수 있다. 나아가, 제1 렌즈(FL1)는 제2 스페이서(SP2)의 외측으로 돌출되지 않을 수 있다. 즉, 제1 렌즈(FL1)는 제2 스페이서(SP)의 내측에 위치할 수 있다.Additionally, the lens FL may be smaller than the size of the light guide LG. Accordingly, the lens FL and the light guide LG can be easily connected. Furthermore, the first lens FL1 may not protrude outside the second spacer SP2. That is, the first lens FL1 may be located inside the second spacer SP.
도 19는 다른 실시예에 따른 광학 장치에서 단면도이다.Figure 19 is a cross-sectional view of an optical device according to another embodiment.
도 19를 참조하면, 다른 실시예에 따른 광학 장치는 후술하는 내용을 제외하고 상술한 외측 렌즈(LS), 배럴(210), 하우징(220), 광원부(230), 광 가이드(LG), 렌즈(FL), 추가 하우징(240), 제1 스페이서(SP1), 및 제2 스페이서(SP2)에 대한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.Referring to FIG. 19, the optical device according to another embodiment includes the outer lens (LS),
다른 실시예에 따른 광학 장치에서 제2 스페이서(SP2)의 크기(L5')는 렌즈의 크기와 광 가이드(LG)의 크기의 합(L6)보다 클 수 있다. 이에, 광 가이드(LG)에 복수 개의 렌즈가 모두 연결된 상태로 배럴(210) 내로 삽입될 수 있다. 즉, 광 가이드(LG), 렌즈(FL) 및 배럴(210) 간의 조립이 용이하게 이루어질 수 있다.In an optical device according to another embodiment, the size (L5') of the second spacer (SP2) may be larger than the sum (L6) of the size of the lens and the size of the light guide (LG). Accordingly, the plurality of lenses can be inserted into the
Claims (17)
상기 배럴 내에 배치되는 광 가이드;
상기 광 가이드와 연결되는 렌즈; 및
상기 광 가이드로 광을 출사하는 광원;을 포함하고,
상기 광 가이드와 상기 렌즈 사이의 거리는 상기 광원과 상기 렌즈 사이의 거리보다 작은 광학 장치.a barrel on which the outer lens is placed;
a light guide disposed within the barrel;
A lens connected to the light guide; and
It includes a light source that emits light to the light guide,
An optical device wherein the distance between the light guide and the lens is smaller than the distance between the light source and the lens.
상기 광 가이드는 상기 렌즈와 접하는 광학 장치.According to paragraph 1,
The light guide is an optical device in contact with the lens.
상기 렌즈와 상기 광원 사이의 거리는 상기 광 가이드의 길이보다 작은 광학 장치.According to paragraph 1,
An optical device wherein the distance between the lens and the light source is smaller than the length of the light guide.
상기 렌즈의 개수는 상기 광원의 개수에 대응하는 광학 장치.According to paragraph 1,
An optical device wherein the number of lenses corresponds to the number of light sources.
상기 외측 렌즈와 접하는 제1 스페이서; 및
상기 광 가이드와 접하는 제2 스페이서;를 포함하는 광학 장치.According to paragraph 1,
a first spacer in contact with the outer lens; and
An optical device comprising a second spacer in contact with the light guide.
상기 제2 스페이서의 크기는 상기 광 가이드의 크기보다 크고, 상기 광 가이드의 크기와 상기 렌즈의 크기의 합보다 작은 광학 장치.According to clause 5,
An optical device in which the size of the second spacer is larger than the size of the light guide and smaller than the sum of the size of the light guide and the size of the lens.
상기 제2 스페이서의 크기는 상기 렌즈의 크기와 상기 광 가이드의 크기의 합보다 큰 광학 장치.According to clause 5,
An optical device wherein the size of the second spacer is larger than the sum of the sizes of the lens and the light guide.
상기 광 가이드는 적어도 하나의 프리즘을 포함하는 광학 장치.According to paragraph 1,
An optical device wherein the light guide includes at least one prism.
상기 광 가이드는 X프리즘을 포함하는 광학 장치.According to paragraph 1,
The light guide is an optical device including an X prism.
상기 배럴을 감싸는 하우징;을 포함하고,
상기 광원은 상기 하우징 내에 배치되는 광학 장치.According to paragraph 1,
Includes a housing surrounding the barrel,
An optical device wherein the light source is disposed within the housing.
상기 배럴은 상기 외측 렌즈가 배치되는 제1 홈 및 상기 광 가이드가 배치되는 제2 홈을 포함하는 광학 장치.According to paragraph 1,
The barrel includes a first groove in which the outer lens is disposed and a second groove in which the light guide is disposed.
상기 제1 홈과 상기 제2 홈은 이격 배치되는 광학 장치.According to clause 11,
The first groove and the second groove are arranged to be spaced apart from each other.
상기 배럴에서 제2 홈의 내측면은 외측으로 볼록한 배럴홈을 포함하는 광학 장치.According to clause 11,
An optical device comprising a barrel groove in which an inner surface of the second groove in the barrel is convex outward.
상기 배럴은 내측면에 상기 광 가이드를 향해 돌출된 배럴 돌기;를 포함하는 광학 장치.According to paragraph 1,
The barrel includes a barrel protrusion on an inner surface protruding toward the light guide.
상기 배럴 돌기의 크기는 상기 광 가이드의 크기보다 작은 광학 장치.According to clause 14,
An optical device in which the size of the barrel protrusion is smaller than the size of the light guide.
상기 렌즈의 크기는 상기 광 가이드의 크기보다 작은 광학 장치.According to paragraph 1,
An optical device wherein the size of the lens is smaller than the size of the light guide.
상기 렌즈는 상기 광원을 향해 볼록한 광학 장치.According to paragraph 1,
An optical device wherein the lens is convex toward the light source.
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