KR970701363A - 헤드 마운트 디스플레이 장치 및 이 장치에 이용되는 디스플레이용 광학계(Head-Mount Display and Optical System Used for the same) - Google Patents

헤드 마운트 디스플레이 장치 및 이 장치에 이용되는 디스플레이용 광학계(Head-Mount Display and Optical System Used for the same)

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Abstract

콤바이너에 대하여 대체로 대칭되게 반사경이 배치되어 있는 영상 표시 수단상에 외계의 화상을 중첩하여 형성되는 확대된 화상을 관찰하는 헤드 마운트 디스플레이다. 이 디스플레이는 또한 프레넬 반사경을 사용하여 소형화된다. 확대 반사경에 적당한 비구면을 제공하여 수차 보정을 양호하게 행할 수 있는 헤드 마운트 디스플레이용 광학계를 제공한다.

Description

헤드 마운트 디스플레이 장치 및 이 장치에 이용되는 디스플레이용 광학계(Head-Mount Display and Optical Used for the same)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제5도는 본 발명의 헤드 마운트 디스플레이 장치의 영상 표시ㆍ관찰부의 제1실시 형태의 구성을 나타내는 도.

Claims (8)

  1. 영상 표시 수단에 의한 영상을 외계의 상과 중첩시켜 관찰하는 헤드마운트 디스플레이에 있어서, 상기 영상 표시 수단의 화상으로부터의 광을 투과 및 반사하는 콤바이너와, 상기 콤바이너에 대하여 상기 영상 수단과 반대측에 배치된 확대 반사경으로 이루어지고, 상기 영상 표시 수단의 화상으로부터 광이 상기 콤바이너를 투과하고, 확대 반사경에서 반사된 후 콤바이너에서 반사되어 관찰자의 안구 방향으로 향하고, 한편 외계로부터의 광은 콤바이너를 투과하여 관찰자의 안구 방향으로 향하며, 이에 따라 영상 표시 수단의 상과 외계의 상을 중첩시켜 관찰하도록 한 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  2. 영상 표시 수단에 의한 영상을 외계의 상과 중첩시켜 관찰하는 헤드 마운트 디스플레이에 있어서, 상기 영상 표시 수단의 화상으로부터의 광을 투과 및 반사하는 콤바이너와, 상기 콤바이너에 대하여 상기 영상 수단과 반대측에 배치된 확대 반사경으로 이루어지고, 또한, 상기 영상 표시 수단과 콤바이너와의 사이에 수차 보정용의 파워가 약한 렌즈를 배치함으로써, 상기 영상 표시 수단의 화상으로부터의 광이 상기 수차 보정용 렌즈를 투과한 후, 상기 콤바이너를 투과하고, 확대 반사경에서 반사된 후 콤바이너에서 반사되어 관찰자의 안구 방향으로 향하고, 한편 외계로부터의 광은 콤바이너를 투과하여 관찰자의 안구 방향으로 향하여, 이에따라 영상 표시 수단의 상과 외계의 상을 중첩시켜 관찰하도록 한 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 확대 반사경이 오목면 반사형인 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 확대 반사경이 프레넬 반사경인 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.
  5. 영상 표시 수단과, 상기 영상 표시 수단으로부터의 광을 투과 및 반사시키는 콤바이너와, 상기 콤바이너에 대하여 상기 영상 표시 수단과 반대측에 배치된 오목면 반사경과, 상기 영상 표시 수단과 상기 콤바이너 사이에 배치된 보조 렌즈로 이루어지고, 상기 영상 표시 수단의 화상으로부터의 광은 상기 보조 렌즈와 상기 콤바이너를 통과하여 오목면 반사경에서 반사된 후에 상기 콤바이너에서 관찰자의 안구 방향을 향하고, 또 외계의 광은 상기 콤바이너를 투과하여 곤찰자의 안구 방향을 향하여, 상기 영상 표시 수단의 상과 외계의 상을 중첩시켜 관찰하는 광학계에서, 하기 조건 식(1)과(2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학계.
    상기 식에서 f는 광학계 전체의 초점 거리, fR은 오목면 반사경만의 초점 거리, d 는 오목면 반사경과 보조 렌즈의 콤자이너측의 면과의 0 디옵터일 때의 간격이다.
  6. 제5항에 있어서, 오목면 반사경이 다음 식 (3)으로 표시되는 타원회전면 S1과 식 (4)로 표시되는 타원 회전면 S2와의 사이에 존재하는 비구면인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학계.
    여기에서, k1C2=7.5??10-5
    여기에서, k1C2=1.0??10-3
    또 상기의 (3)식, (4)식에서 k1, k2는 비구면 계수, C는 면의 곡률(곡률 반경의 역수)이다.
  7. 영상 표시 수단과, 상기 영상 표시 수단으로부터의 광을 투과 및 반사시키는 콤바이너와, 상기 콤바이너에 대하여 상기 영상 표시 수단과 반대측에 배치된 프레넬 반사경과, 상기 영상 표시 수단과 상기 콤바이너 사이에 배치된 보조 렌즈로 이루어지고, 상기 영상 표시 수단의 화상으로부터의 광은 상기 콤바이너를 통과하여 프레넬 반사경에서 반사된 후에 상기 콤바이너에서 관찰자 안구의 방향을 향하고, 또 외계의 광은 상기 콤바이너를 투과하여 관찰자 안구의 방향을 향하여, 영상 표시 수단의 상과 외계의 상을 중첩시켜 관찰하는 광학계에서, 하기 조건식 (5)와(6)을 만족하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학계.
    상기 식에서 f는 광학계 전체의 초점 거리, fn은 프레넬 반사경만의 초점 거리, d는 프레넬 반사경과 보조렌즈의 콤바이너측의 면과의 0 디옵터일 때의 간격이다.
  8. 제7항에 있어서, 프레넬 반사경을 연속 단일면에 복원한 경우의 것이 다음 식(7)로 표시되는 타원 회전면 S3과 식 (8)로 표시되는 타원 회전면 S4와의 사이에 존재하는 비구면인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학계.
    여기에서, k3C2=-7.5*10-5
    여기에서, k4C2=-1.0??10-3
    또 상기의 (7) 식, (8) 식에서 k3, k4는 비구면 계수, C는 면의 곡률(곡률 반경의 역수)이다.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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