WO2014061920A1 - 광학 장치 - Google Patents

광학 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2014061920A1
WO2014061920A1 PCT/KR2013/008471 KR2013008471W WO2014061920A1 WO 2014061920 A1 WO2014061920 A1 WO 2014061920A1 KR 2013008471 W KR2013008471 W KR 2013008471W WO 2014061920 A1 WO2014061920 A1 WO 2014061920A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
optical device
coating
area
region
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/008471
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
신성철
이승규
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to US14/436,800 priority Critical patent/US9658455B2/en
Priority to EP13847030.7A priority patent/EP2910995B1/en
Publication of WO2014061920A1 publication Critical patent/WO2014061920A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1861—Reflection gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
    • G02B2027/0125—Field-of-view increase by wavefront division
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G02B2027/0174—Head mounted characterised by optical features holographic
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B2027/0178—Eyeglass type

Definitions

  • the present invention relates to an optical device, and more particularly, to an optical device capable of realizing an image in the air.
  • helmet structure There are two types of wearable displays that implement an image in the air.
  • the helmet structure is designed to be worn on the head as the volume of the optical lens system is enlarged to realize a large image by expanding the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • HMD Head Mounted Display
  • the helmet structure is utilized in the field used in specialized and less mobile limited space, such as military training (cyber flight driving) and cyber games.
  • the spectacles-like structure which looks like a spectacles structure over the nose and ears is composed of a small size, and is configured in a light and small size to be easy to use even in a moving environment.
  • Glasses-type structure is largely classified into three structures.
  • the direct direct view structure 110 in which the panel and the lens are mounted in front of the eyes, is the most classic structure and is the basic structure of the virtual optical system design, and the sea-closed (external view) cannot be seen in front. see-closed). Therefore, the direct direct view structure 110 is disadvantageous because it is necessary to recognize the outer diameter in the moving space.
  • top mounted reflective structure 120 which secures the disadvantages of the direct direct view structure 110, which allows the panel to be mounted up and the external view can be seen using the partial reflective surface.
  • the top-mounted reflective structure 120 is generally mounted in front of the panel and the optical system, there is a limit to having a thin thickness of the glasses structure and has a disadvantage in that it is difficult to have a light weight.
  • a side-mounted light guide structure 130 which is like a spectacle lens, by moving the front panel and the optical lens group to the spectacle next to the eye and using a light guide.
  • the side-mounted light guide structure 130 includes a PBS method 210 and a prism that transmit a beam to an eye pupil through an internal reflection of a planar light guide. 220)
  • the PBS structure 210 has a difficulty in that the coating of each segmented PBS surface has to be bonded by dozens of layers of special partial coating so that the beams from each mirror can be uniformly produced.
  • the disadvantage is that it can only be made of limited materials, making it difficult to mass-produce with a mold structure.
  • the prismatic structure 220 can be manufactured in a mold structure, the material is also easy to use plastic.
  • these two planar light guide methods have a disadvantage in that the PBS or prism pattern is visually present when there is a limit in expanding the FOV because the lens group is disposed far away from the eye through total internal reflection.
  • the conventional method reflects in the effective range of a partial PBS mirror or prism mirror that changes the path to the pupil through the total internal reflection of the planar light guide.
  • the effective segment partial PBS mirror range 310 or the prism mirror range 320 is associated with the planar light guide thickness in order to locate the non-overlapping range for internal reflection. It is limited. Therefore, in particular, since the distance between the eyes and the movements of the eyes are different for each person, the eye motion box (EMB) range in which the desired image performance is maintained should be taken into consideration. There are severe limitations.
  • the segmented part PBS mirror or prism mirror structure is visually visible and is considered by design.
  • An object of the present invention is to provide an optical device that allows a wearable display having a thin eyeglass structure, a wide field of view (FOV), and no visual pattern.
  • FOV wide field of view
  • an optical apparatus includes a substrate including a reflective diffractive region formed in a net structure on one surface thereof, and a light irradiation unit for irradiating a light beam to one surface of the substrate, The light beam incident on one surface of the substrate may be diffracted to collect the light beam diffracted in the upper space of one surface of the substrate.
  • the light irradiation unit may include a display source for generating a light beam for forming an image and a lens unit for irradiating the generated light beam to a substrate.
  • the substrate may be at least partially transparent so that light incident from an external view can pass through the substrate.
  • the substrate may then be opaque so as to block the transmission of light.
  • the diffraction region may be formed by coating on one surface of the substrate or a coating film.
  • the coating material of the diffraction region may be a reflective material.
  • the diffraction region may be a partial mirror coating or a coating of a special wavelength band.
  • the diffraction region may be formed in a uniform mesh grating, the size of the mesh of the diffraction region may be determined based on at least one of the distance between the substrate and the user's eye, the pupil size and the wavelength band of the light source. .
  • the diffractive region may include a coated coating area and a non-coating non-coating area.
  • the mesh of the diffraction region may be included in the non-coating region.
  • a periodic pattern having a reflection angle in the form of a holographic optical element (HOE) or a diffractive optical element (DOE) may be formed in the coating area.
  • HOE holographic optical element
  • DOE diffractive optical element
  • the ratio of the area of the coating area to the area of the non-coating area may be 1: 1.
  • the area of the coating area may be wider than the area of the non-coating area.
  • the substrate then includes a first face facing the user's eye and a second face opposite the first face, wherein the diffractive region is formed on the first face of the substrate and the light beam is removed from the outside of the substrate. It can be irradiated on one side.
  • the substrate also includes a first face facing the user's eye and a second face opposite to the first face, the diffractive region being formed on the second face of the substrate, the light beam being from the inside of the substrate to the second face of the substrate. Can be irradiated with cotton.
  • the substrate may be a planar surface or a curved surface having a curvature.
  • the curved surface of the substrate the surface facing the user's eyes may be concave.
  • the substrate may include at least one of a glass substrate, a plastic substrate, and a metal substrate.
  • the optical device may have an eyeglasses frame structure.
  • the optical device since the light emitted from the display source is collected through a diffraction region having a fine structure formed on the substrate, a thin eyeglass structure and a wide field of view (FOV) and a visual pattern ) makes it possible to produce a wearable display that is visually free of annoyance.
  • FOV wide field of view
  • FIG. 1 shows examples of a spectacle wearable display
  • FIG. 2 shows examples of a wearable display of a planar light guide type
  • FIG. 3 is a view illustrating a field of view (FOV) of a wearable display of a flat light guide type
  • FIG. 4 shows an embodiment of the structure of an optical device according to the present invention
  • Figure 6 shows another embodiment of the diffraction region of the optical device according to the present invention, a pattern
  • FIG. 10 is a view showing another embodiment of the structure of the optical device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing an embodiment of the structure of the optical device according to the present invention.
  • the optical device 400 may include a light irradiator 410 and a substrate 450.
  • the light irradiator 410 irradiates the light beam to the substrate 450.
  • the light beam may be a light beam for generating a 2D image or a 3D image.
  • the 3D image may include at least one of a stereo image or a multiview image.
  • the light irradiator 410 may irradiate a light beam to one surface 451 of the substrate 450. In some embodiments, the light irradiator 410 may irradiate a light beam to the diffraction region 460 included in one surface 451. Also, the light irradiator 410 may irradiate a light beam within the diffraction region 450.
  • the light irradiator 410 may include a display source 420 and a lens unit 430.
  • Display source 420 generates a light beam that displays an image.
  • the lens unit 430 injects the light beam generated by the display source 420 into the substrate 450.
  • the lens unit 430 may collect light beams within the diffraction region 450 and irradiate the one surface 451. That is, the light beam may be incident within the range of the diffraction region 450 of one surface 451.
  • the lens unit 430 may include at least one lens, and the lens may include at least one of a glass lens, a plastic lens, and a liquid crystal lens. In addition, the lens unit 430 may be located between the display source 420 and the substrate 450.
  • the substrate 450 includes a reflective diffraction region 460 on one surface 451.
  • the substrate 450 may be at least partially transparent so that light 407 incident from an external view may pass through the substrate 450.
  • the substrate 450 may be opaque to block transmission of light 407 incident from an external scene.
  • the substrate 450 may be a planar surface or a surface having a curvature.
  • the substrate 450 may include at least one of a glass substrate, a plastic substrate, and a metal substrate.
  • the diffraction region 460 diffracts the light beam incident on the one surface 451 to collect the diffracted light beam in the upper space 401 of the one surface 451.
  • a user's pupil 405 may be located in the upper space 901.
  • the range L of the diffraction region 460 may be determined based on the field of view (FOV).
  • the lens unit 430 may adjust the light path of the light beam such that the light beam is limited and irradiated within the range L of the diffraction region 460.
  • the area of the diffraction area 460 may vary according to the distance between the diffraction area 460 and the user's pupil 405.
  • the area of the diffraction area 460 may be wider as the distance between the diffraction area 460 and the user's pupil 405 increases.
  • the diffractive region 460 may be formed by being coated on one surface 451.
  • the coating material of the diffraction region 460 may be a reflective material.
  • the diffraction region 460 may be a partial mirror coating or a coating of a special wavelength band.
  • Diffraction zone 460 may be a coating film.
  • a coating film may be attached to one surface 451 to form a diffraction region 460.
  • the diffraction region 460 may include a coated coating area and a non-coating non-coating area.
  • a periodic pattern having a reflection angle in the form of a holographic optical element (HOE) or a diffractive optical element (DOE) may be formed in the coating area.
  • the coating region of the diffraction region 460 is an opaque region through which light is opaque, and the non-coating region of the diffraction region 460 is a transmission region through which light is transmitted.
  • the ratio of the area of the coating area to the area of the non-coating area may be 1: 1.
  • the area of the coating area may be wider than the area of the non-coating area.
  • the coating region and the non-coating region may be regularly arranged with each other.
  • the coating area and the non-coating area may be irregularly disposed with each other.
  • the substrate 450 includes a first surface facing the user's pupil 405 and a second surface opposite to the first surface, wherein the diffraction region 460 includes a first surface of the substrate 450.
  • the light beam may be irradiated from the outside of the substrate 450 to the first surface of the substrate 450.
  • the substrate may be a planar surface or a curved surface having a curvature.
  • the curved surface of the substrate the surface facing the user's eyes may be concave.
  • the wearable display device may include a display source 420, a lens unit 430, and a substrate 450.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the diffraction region of the optical device according to the invention.
  • the diffraction region 460 illustrated in FIG. 4 may be formed of a net structure 500.
  • the diffraction area 500 may be formed in a lattice mesh 510 uniformly.
  • the mesh 510 of the diffraction region 500 may correspond to the non-coating region, and the mesh 520 of the diffraction region 500 may correspond to the coating region. That is, the diffraction region 500 includes a non-coated non-coated region 510 and a coated coating region 520.
  • the size of the mesh 510 may be determined based on at least one of a distance between the substrate 450 and the eye 405, a pupil size, and a wavelength band of the light source.
  • the mesh 520 of the diffraction region 460 is an opaque region through which light is impermeable
  • the mesh 510 of the diffraction region 460 is a transmission region through which light is transmitted.
  • the area of the mesh 520 may be larger than the area of the mesh 510.
  • the plurality of meshes 510 may be regularly arranged with each other.
  • the distance between the meshes 510 adjacent to each other may be the same.
  • FIG. 6 shows another embodiment of the diffraction region of the optical device according to the invention.
  • the diffraction region 460 illustrated in FIG. 4 may be formed of a diamond pattern structure 600.
  • the diffraction area 600 may be formed by uniformly forming the diamond grating 610 included in the non-coating region and the diamond grating 620 included in the coating region. That is, the diffraction area 600 includes a non-coated non-coated area 610 and a coated coating area 620.
  • the size of the diamond grating 610 may be determined based on at least one of a distance between the substrate 450 and the eye 405, a pupil size, and a wavelength band of the light source.
  • the diamond grating 620 of the diffraction region 600 is an opaque region through which light is impermeable, and the non-coating region 610 of the diffraction region 600 is a transmission region through which light is transmitted.
  • the area ratio of the area of the diamond grating 620 and the non-coating area 610 may be 1: 1.
  • the non-coating regions 610 may be regularly arranged with each other.
  • the distance between the non-coating regions 610 adjacent to each other may be equal to each other.
  • FIG. 7 shows another embodiment of the diffraction region of the optical device according to the invention.
  • the diffraction region 460 illustrated in FIG. 4 may be formed as a chessboard structure 700.
  • the diffraction area 700 may be formed by uniformly forming the grating 710 included in the non-coating area and the grating 720 included in the coating area. That is, the diffraction region 700 includes a non-coated non-coated region 710 and a coated coating region 720.
  • the size of the grating 710 may be determined based on at least one of the distance between the substrate 450 and the eye 405, the pupil size, and the wavelength band of the light source.
  • the coating area 720 of the diffraction area 700 is an opaque area through which light is opaque, and the non-coating area 710 of the diffraction area 700 is a transmission area through which light is transmitted.
  • the ratio of the area of the coating area 720 and the area of the non-coating area 710 may be 1: 1.
  • the non-coated regions 710 may be regularly arranged with each other.
  • the distance between the non-coating regions 710 adjacent to each other may be equal to each other.
  • Figure 8 shows another embodiment of the diffraction region of the optical device according to the present invention.
  • the diffraction region 460 illustrated in FIG. 4 may be formed as a stripe pattern structure 800.
  • the diffraction area 800 may be formed by uniformly forming a stripe 810 included in the non-coated area and a stripe 820 included in the coated area. That is, the diffraction region 800 includes a non-coated non-coated region 810 and a coated coating region 820.
  • the size of the gap between the stripes 810 may be determined based on at least one of the distance between the substrate 450 and the eye 405, the pupil size, and the wavelength band of the light source.
  • the coating region 820 of the diffraction region 800 is an opaque region through which light is impermeable, and the non-coating region 810 of the diffraction region 800 is a transmission region through which light is transmitted.
  • the ratio of the area of the coating area 820 and the area of the non-coating area 810 may be 1: 1.
  • the non-coating regions 810 may be regularly arranged with each other.
  • the distance between the non-coating regions 810 adjacent to each other may be equal to each other.
  • FIG. 9 is a view showing another embodiment of the structure of the optical device according to the present invention.
  • the substrate 450 is replaced with a planar light guide 950 in the optical device 400 shown in FIG. 4.
  • the optical device 900 may include a light irradiator 410 and a planar light guide 950.
  • the light irradiator 410 irradiates a light beam to the planar light guide 950.
  • the planar light guide 950 guides the light beam irradiated from the light irradiator 410 to the diffraction region 960 through internal reflection.
  • Diffraction regions 960 are formed in the inner surface 951 of the planar light guide 950. Diffraction region 960 corresponds to diffraction region 460 of FIG. 4.
  • the diffraction region 960 diffracts the light beam guided to the diffraction region 960 to collect the diffracted light beam in the outer space 901 located above the inner surface 451.
  • a user's pupil 905 may be located in the external space 901.
  • the range L of the diffraction region 960 may be determined based on the field of view (FOV).
  • the diffraction region 960 may be formed by coating the inner surface 951.
  • the coating material of the diffraction region 960 may be a reflective material.
  • the diffraction region 960 may be a partial mirror coating or a coating of a special wavelength band.
  • Diffraction zone 960 may be a coating film.
  • a coating film may be attached to the inner surface 951 to form a diffraction region 960.
  • the diffraction region 960 may include a coated coating area and a non-coating non-coating area.
  • a periodic pattern having a reflection angle in the form of a holographic optical element (HOE) or a diffractive optical element (DOE) may be formed in the coating area.
  • the diffraction region 960 includes a mesh structure 500 shown in FIG. 5, a diamond pattern structure 600 shown in FIG. 6, a chessboard structure 700 shown in FIG. 7, and a stripe pattern structure shown in FIG. 8 ( At least one of the 800 may be formed.
  • the light guide 950 includes a first face facing the user's pupil 905 and a second face opposite the first face, wherein the diffraction region 960 includes the light guide 950.
  • the light beam may be irradiated from the inside of the substrate to the second surface of the light guide 950.
  • the light guide 950 may be a planar surface or a curved surface having a curvature.
  • the curved light guide 950 may have a concave surface facing the user's pupil 905.
  • FIG. 10 is a view showing another embodiment of the structure of the optical device according to the present invention.
  • the substrate 450 illustrated in FIG. 4 may be a surface 1050 having a curvature. That is, the substrate 450 may be manufactured to have a curvature.
  • the optical device 100 may be implemented in an eyeglasses frame structure. That is, the optical device 100 may have a spectacle frame structure.
  • the wearable display device according to the present invention may have the eyeglass frame structure shown in FIG. 10. Therefore, the present invention has the effect of making it possible to produce a wearable display that can be used for eyeglass wearers or sunglasses users.
  • optical device and its operation method according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, but the embodiments may be modified in whole or in part in order to allow various modifications to be made. It may alternatively be configured in combination.
  • the present invention relates to an optical device capable of realizing an image in the air. Therefore, the present invention has industrial applicability.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

허공에 영상을 구현할 수 있는 광학 장치에 관한 것으로, 일면에 그물 구조로 형성된 반사형 회절 영역을 포함하는 기판과, 기판의 일면으로 광빔을 조사하는 광조사부를 포함하고, 회절 영역은, 기판의 일면으로 입사된 광빔을 회절시켜, 기판의 일면의 상부 공간에서 회절된 광빔을 모을 수 있다. 여기서, 광조사부는, 영상을 형성하는 광빔을 생성하는 디스플레이 소스와, 생성된 광빔을 기판으로 조사하는 렌즈부를 포함할 수 있다.

Description

광학 장치
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 허공에 영상을 구현할 수 있는 광학 장치에 관한 것이다.
허공에 영상을 구현하는 착용용 디스플레이(Wearable display)로 크게 두 가지 타입이 있다. 머리에 착용하는 헬멧 구조와 안경 형 구조가 있다. 헬멧 구조는 시야각(FOV : Field Of View)을 확대해서 큰 영상을 구현하기 위해서는 광학 렌즈 계 구조의 부피가 커져서 머리에 전반적으로 착용되는 구조로 되어 있고, 이에 HMD (Head Mounted Display)라는 어원이 발생되었다. 따라서, 헬멧 구조는 군사훈련용(사이버 비행운전) 및 사이버 게임용 등 전문적이고 이동이 적은 한정공간에서 사용되는 분야에서 활용되고 있다.
반면에, 안경 형 구조는 도 1에서 보는 바와 같이, 안경구조처럼 코와 귀에 걸쳐서 보는 구조로 아담한 사이즈로 구성이 되어 있어, 이동하는 환경에도 사용이 용이하도록 가볍고 작은 사이즈로 구성되어 있다. 안경 형 구조는 크게 세 가지 구조로 분류된다.
첫 번째로, 패널과 렌즈가 눈앞에 거치된 다이렉트 직시 형 구조(110)는 가장 클래식한 구조이며, 허상광학계 설계의 기본이 되는 구조로서 앞에 외부 광경(external view)을 볼 수 없는 시-클로즈드(see-closed) 형태로 되어 있다. 따라서, 다이렉트 직시 형 구조(110)는 이동공간에서 외부 관경을 인식해야 할 필요성이 있기에 불리한 점이 있다.
두 번째로, 다이렉트 직시형 구조(110)의 단점을 보안해서, 패널을 위로 거치를 하고 부분 반사면을 사용하여 외부 광경을 볼 수 있는 구조인 탑(Top) 거치 반사 형 구조(120)가 있다. 하지만, 탑 거치 반사 형 구조(120)는 전반적으로 패널과 광학계 군이 눈앞에 거치 되어 있어, 안경구조의 얇은 두께를 갖는데 한계가 있고 가벼운 무게를 갖기에는 힘들다는 단점이 있다.
세 번째로, 앞에 있는 패널과 광학렌즈 군을 눈 옆의 안경태로 이동시키고 광 가이드(light guide)를 사용하여 마치 안경 렌즈와 같은 구조인 사이드(Side) 거치 광 가이드 구조(130)가 있다.
사이드 거치 광 가이드 구조(130)는, 도 2에서 보는 봐와 같이, 평면 광 가이드(planar light guide)의 내부반사를 통해서 눈 동공으로 빔을 보내주기 한 PBS 방식(210)과 프리즘(Prism)(220) 방식이 있다. PBS 방식 구조(210)는 각 미러에서 나온 빔이 균일하게 나올 수 있도록 각 세그먼트된 PBS면의 코팅이 수십 개 층의 특수 부분 코팅을 해서 접합 제작해야 하는 어려움이 있고, 또한 재질도 유리 재질과 같은 제한된 재질로만 만들 수가 있다는 단점이 있어, 몰드(mold) 구조로 대량생산하기가 어렵다. 반면에, 프리즘 방식 구조(220)는 몰드 구조로 제작이 가능하여 재질도 플라스틱으로 사용이 용이하다. 그러나 이 두 평면 광 가이드 방식은 눈에서 내부 전반사를 통해서 렌즈 군이 멀리 배치되어 FOV를 넓히는데 한계가 있으면 PBS나 프리즘 패턴이 시각적으로 존재하여 보인다는 단점을 가지고 있다.
또한, 기존 방식은 평면 광 가이드의 내부 전반사를 통해서 동공으로 향할 수 있도록 경로를 변경해주는 부분 PBS 미러(partial PBS mirror)나 프리즘 미러(prism mirror) 유효범위에서 반사되는 구조이기에 영상의 크기를 좌우하는 시야각에 제한이 있었다. 도 3에서 보는 것처럼, 내부반사를 하기에 빔이 겹치지 않는 범위를 배치하게 위해서 유효 세그먼트 부분 PBS 미러(segment partial PBS mirror) 범위(310)나 프리즘 미러 범위(320)는 평면 광 가이드 두께와 연관하여 제한되어 있다. 따라서, 특히, 사람마다 눈의 간격이 다르고 눈동자의 움직임이 있기에 그 변화량에서도 원하는 영상의 성능이 유지되는 눈 이동 영역(EMB : Eye Motion Box) 범위도 고려되어야 하기에 내부반사를 통한 더욱더 시야각을 키우기에는 가혹한 제한이 존재한다. 게다가 세그먼트 부분 PBS 미러나 프리즘 미러 구조는 시각적으로 비주얼 패턴(visual pattern)이 보이기에 디자인적으로 고려의 대상이 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 얇은 안경 구조이면서 시야각(FOV : Field Of View)이 넓고, 비주얼 패턴(visual pattern)이 보이지 않는 착용용 디스플레이를 가능하게 하는 광학 장치를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 광학 장치는, 일면에 그물 구조로 형성된 반사형 회절 영역을 포함하는 기판과, 기판의 일면으로 광빔을 조사하는 광조사부를 포함하고, 회절 영역은, 기판의 일면으로 입사된 광빔을 회절시켜, 기판의 일면의 상부 공간에서 회절된 광빔을 모을 수 있다.
여기서, 광조사부는, 영상을 형성하는 광빔을 생성하는 디스플레이 소스와, 생성된 광빔을 기판으로 조사하는 렌즈부를 포함할 수 있다.
이어, 기판은, 외부 광경(external view)으로부터 입사된 광이, 기판을 투과할 수 있도록, 적어도 일부분이 투명할 수 있다.
다음, 기판은, 광의 투과를 차단할 수 있도록, 불투명할 수도 있다.
그리고, 회절 영역은, 기판의 일면에 코팅되어 형성된 것 또는 코팅 필름일 수 있다.
이어, 회절 영역의 코팅 재질은, 반사 가능한 재질일 수 있다.
경우에 따라, 회절 영역은, 부분 미러 코팅(Partial Mirror Coating) 또는 특수 파장대역의 코팅일 수 있다.
또한, 회절 영역은, 격자형 그물코가 균일하게 형성될 수 있으며, 회절 영역의 그물코의 크기는, 기판과 사용자의 눈과의 거리, 동공 사이즈 및 광원의 파장 대역 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
그리고, 회절 영역은, 코팅이 된 코팅 영역(Coating Area) 및 코팅이 되지 않은 논 코팅 영역(Non Coating Area)을 포함할 수 있다.
여기서, 회절 영역의 그물코는, 논 코팅 영역에 포함될 수 있다.
이어, 코팅 영역에는, HOE(Holographic Optical element) 또는 DOE(Diffractive Optical element) 형태의 반사각을 갖는 주기형 패턴이 형성될 수 있다.
다음, 회절 영역의 전체 면적에서, 코팅 영역의 면적과 논 코팅 영역의 면적의 비율은 1:1일 수 있다.
경우에 따라, 회절 영역의 전체 면적에서, 코팅 영역의 면적은, 논 코팅 영역의 면적보다 더 넓을 수도 있다.
이어, 기판은, 사용자 눈을 마주보는 제 1 면과, 제 1 면에 반대되는 제 2 면을 포함하는데, 회절 영역은, 기판의 제 1 면에 형성되며, 광빔은 기판의 외부로부터 기판의 제 1 면으로 조사될 수 있다.
또한, 기판은, 사용자 눈을 마주보는 제 1 면과, 제 1 면에 반대되는 제 2 면을 포함하고, 회절 영역은, 기판의 제 2 면에 형성되며, 광빔은 기판 내부로부터 기판의 제 2 면으로 조사될 수 있다.
그리고, 기판은, 평면(Planar Surface) 또는 곡률을 가진 곡면일 수 있다.
여기서, 곡면인 기판은, 사용자 눈을 마주보는 면이 오목할 수 있다.
이어, 기판은, 유리 기판, 플라스틱 기판 및 메탈 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음, 광학 장치는, 안경 프레임(Eyeglasses Frame) 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 광학 장치에 의하면, 기판에 형성된 미세한 구조를 갖는 회절 영역을 통해 디스플레이 소스로부터 출사된 광을 집광하므로, 얇은 안경 구조이면서 시야각(FOV : Field Of View)이 넓고, 비주얼 패턴(visual pattern)이 보이지 않아 시각적으로 거슬림이 없는 착용용 디스플레이의 제작을 가능하게 한다.
도 1은 안경 형 착용용 디스플레이의 예들을 도시한 도면,
도 2는 평면 광 가이드(planar light guide) 방식의 착용용 디스플레이이의 예들을 도시한 도면,
도 3은 평면 광 가이드 방식의 착용용 디스플레이의 시야각(FOV : Field Of View)을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 광학 장치의 구조의 일실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 광학 장치의 회절 영역의 일실시예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 광학 장치의 회절 영역의 다른 실시예를 도시한 도면, 무늬
도 7은 본 발명에 따른 광학 장치의 회절 영역의 또 다른 실시예를 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 광학 장치의 회절 영역의 또 다른 실시예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 광학 장치의 구조의 다른 실시예를 도시한 도면, 그리고,
도 10은 본 발명에 따른 광학 장치의 구조의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 4는 본 발명에 따른 광학 장치의 구조의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 광학 장치(400)는 광조사부(410) 및 기판(450)을 포함할 수 있다.
광조사부(410)는 광빔을 기판(450)으로 조사한다. 상기 광빔을 2차원 영상 또는 3차원 영상을 생성하는 광빔일 수 있다. 3차원 영상은 스테레오 이미지 또는 다시점 영상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광조사부(410)는 기판(450)의 일면(451)에 광빔을 조사할 수 있다. 일부 실시예로, 광조사부(410)는 일면(451)에 포함된 회절 영역(460)에 광빔을 조사할 수 있다. 또한 광조사부(410)는 회절 영역(450) 범위 내로 광빔을 조사할 수 있다.
광조사부(410)는 디스플레이 소스(420) 및 렌즈부(430)를 포함할 수 있다. 디스플레이 소스(420)는 영상을 디스플레이하는 광빔을 생성한다.
렌즈부(430)는 디스플레이 소스(420)가 생성한 광빔을 기판(450)으로 입사시킨다. 일부 실시예로, 렌즈부(430)는 회절 영역(450) 범위 내로 광빔을 모아 일면(451)에 조사할 수 있다. 즉, 광빔은 일면(451) 중 회절 영역(450) 범위 내로 한정되어 입사될 수 있다.
렌즈부(430)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있고, 상기 렌즈는 유리 렌즈, 플라스틱 렌즈 및 액정 렌즈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 렌즈부(430)는 디스플레이 소스(420)와 기판(450) 사이에 위치할 수 있다.
기판(450)은 일면(451)에 반사형 회절 영역(460)을 포함한다. 일부 실시예로, 기판(450)은 외부 광경(external view)으로부터 입사된 광(407)이 기판(450)을 투과할 수 있도록, 적어도 일부분이 투명할 수 있다. 일부 실시예로, 기판(450)은 외부 광경으로부터 입사된 광(407)의 투과를 차단할 수 있도록, 불투명할 수 있다.
기판(450)은 평면(Planar Surface) 또는 곡률을 가진 면일 수 있다. 또한 기판(450)은 유리 기판, 플라스틱 기판 및 메탈 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
회절 영역(460)은 일면(451)으로 입사된 광빔을 회절시켜, 일면(451)의 상부 공간(401)에 회절된 광빔을 모은다. 상부 공간(901)에 사용자의 눈동자(405)가 위치할 수 있다.
회절 영역(460)의 범위(L)는 시야각(FOV)의 기준으로 결정될 수 있다. 렌즈부(430)는 광빔이 회절 영역(460)의 범위(L) 내로 한정되어 조사되도록 광빔의 광 경로를 조절할 수 있다.
경우에 따라, 회절 영역(460)의 면적은, 회절 영역(460)과 사용자의 눈동자(405) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다.
일 예로, 회절 영역(460)의 면적은, 회절 영역(460)과 사용자의 눈동자(405) 사이의 거리가 멀수록 더 넓어질 수 있다.
회절 영역(460)은 일면(451)에 코팅되어 형성된 것일 수 있다. 여기서 회절 영역(460)의 코팅 재질은 반사 가능한 재질일 수 있다. 또한, 회절 영역(460)은 부분 미러 코팅(Partial Mirror Coating) 또는 특수 파장대역의 코팅일 수 있다.
회절 영역(460)은 코팅 필름일 수 있다. 일면(451)에 코팅 필름이 부착되어 회절 영역(460)이 형성될 수 있다.
회절 영역(460)은 코팅이 된 코팅 영역(Coating Area) 및 코팅이 되지 않은 논 코팅 영역(Non Coating Area)을 포함할 수 있다. 상기 코팅 영역에는 HOE(Holographic Optical element) 또는 DOE(Diffractive Optical element) 형태의 반사각을 갖는 주기형 패턴이 형성될 수 있다.
여기서, 회절 영역(460)의 코팅 영역은, 광이 불투과되는 불투과 영역이고, 회절 영역(460)의 논 코팅 영역은, 광이 투과되는 투과 영역이다.
따라서, 회절 영역(460)의 전체 면적에서, 코팅 영역의 면적과 논 코팅 영역의 면적의 비율은 1:1일 수 있다.
경우에 따라, 회절 영역(460)의 전체 면적에서, 코팅 영역의 면적은, 논 코팅 영역의 면적보다 더 넓을 수도 있다.
또한, 회절 영역(460)에서, 코팅 영역과 논 코팅 영역은 서로 규칙적으로 배치될 수 있다.
하지만, 경우에 따라, 회절 영역(460)에서, 코팅 영역과 논 코팅 영역은 서로 불규칙적으로 배치될 수도 있다.
이어, 기판(450)은, 사용자의 눈동자(405)을 마주보는 제 1 면과, 제 1 면에 반대되는 제 2 면을 포함하는데, 회절 영역(460)은, 기판(450)의 제 1 면에 형성되며, 광빔은 기판(450)의 외부로부터 기판(450)의 제 1 면으로 조사될 수 있다.
이때, 기판은, 평면(Planar Surface) 또는 곡률을 가진 곡면일 수 있다.
여기서, 곡면인 기판은, 사용자 눈을 마주보는 면이 오목할 수 있다.
본 발명에 따른 착용용 디스플레이 장치는 디스플레이 소스(420), 렌즈부(430) 및 기판(450)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 광학 장치의 회절 영역의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 회절 영역(460)은 그물 구조(500)로 형성될 수 있다. 회절 영역(500)은 격자형 그물코(510)가 균일하게 형성된 것일 수 있다. 회절 영역(500)의 그물코(510)는 논 코팅 영역에 해당할 수 있고, 회절 영역(500)의 그물망(520)은 코팅 영역에 해당할 수 있다. 즉 회절 영역(500)은 코팅이 되지 않은 논 코팅 영역(510) 및 코팅이 된 코팅 영역(520)을 포함한다.
그물코(510)의 크기는 기판(450)과 눈(405)과의 거리, 동공사이즈 및 광원의 파장 대역 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
여기서, 회절 영역(460)의 그물망(520)은, 광이 불투과되는 불투과 영역이고, 회절 영역(460)의 그물코(510)는, 광이 투과되는 투과 영역이다.
따라서, 회절 영역(460)의 전체 면적에서, 그물망(520)의 면적은, 그물코(510)의 면적보다 더 넓을 수도 있다.
또한, 회절 영역(460)에서, 다수의 그물코(510)들은, 서로 규칙적으로 배치될 수 있다.
따라서, 서로 인접하는 그물코(510)들 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 광학 장치의 회절 영역의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 4에 도시된 회절 영역(460)은 다이아몬드 패턴 구조(600)로 형성될 수 있다. 회절 영역(600)은 논 코팅 영역에 포함되는 다이아몬드 격자(610) 및 코팅 영역에 포함되는 다이아몬드 격자(620)가 균일하게 형성된 것일 수 있다. 즉 회절 영역(600)은 코팅이 되지 않은 논 코팅 영역(610) 및 코팅이 된 코팅 영역(620)을 포함한다.
다이아몬드 격자(610)의 크기는 기판(450)과 눈(405)과의 거리, 동공사이즈 및 광원의 파장 대역 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
여기서, 회절 영역(600)의 다이아몬드 격자(620)는, 광이 불투과되는 불투과 영역이고, 회절 영역(600)의 논 코팅 영역(610)는, 광이 투과되는 투과 영역이다.
따라서, 회절 영역(600)의 전체 면적에서, 다이아몬드 격자(620)의 면적과 논 코팅 영역(610)의 면적 비율은, 1:1일 수 있다.
또한, 회절 영역(600)에서, 논 코팅 영역(610)들은, 서로 규칙적으로 배치될 수 있다.
따라서, 서로 인접하는 논 코팅 영역(610)들 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 광학 장치의 회절 영역의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 도 4에 도시된 회절 영역(460)은 체스판 구조(700)로 형성될 수 있다. 회절 영역(700)은 논 코팅 영역에 포함되는 격자(710) 및 코팅 영역에 포함되는 격자(720)가 균일하게 형성된 것일 수 있다. 즉 회절 영역(700)은 코팅이 되지 않은 논 코팅 영역(710) 및 코팅이 된 코팅 영역(720)을 포함한다.
격자(710)의 크기는 기판(450)과 눈(405)과의 거리, 동공사이즈 및 광원의 파장 대역 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
여기서, 회절 영역(700)의 코팅 영역(720)는, 광이 불투과되는 불투과 영역이고, 회절 영역(700)의 논 코팅 영역(710)는, 광이 투과되는 투과 영역이다.
따라서, 회절 영역(700)의 전체 면적에서, 코팅 영역(720)의 면적과 논 코팅 영역(710)의 면적 비율은, 1:1일 수 있다.
또한, 회절 영역(700)에서, 논 코팅 영역(710)들은, 서로 규칙적으로 배치될 수 있다.
따라서, 서로 인접하는 논 코팅 영역(710)들 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 광학 장치의 회절 영역의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 4에 도시된 회절 영역(460)은 스트라이프 패턴 구조(800)로 형성될 수 있다. 회절 영역(800)은 논 코팅 영역에 포함되는 스트라이프(810) 및 코팅 영역에 포함되는 스트라이프(820)가 균일하게 형성된 것일 수 있다. 즉 회절 영역(800)은 코팅이 되지 않은 논 코팅 영역(810) 및 코팅이 된 코팅 영역(820)을 포함한다.
스트라이프(810)의 간격의 크기는 기판(450)과 눈(405)과의 거리, 동공사이즈 및 광원의 파장 대역 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
여기서, 회절 영역(800)의 코팅 영역(820)는, 광이 불투과되는 불투과 영역이고, 회절 영역(800)의 논 코팅 영역(810)는, 광이 투과되는 투과 영역이다.
따라서, 회절 영역(800)의 전체 면적에서, 코팅 영역(820)의 면적과 논 코팅 영역(810)의 면적 비율은, 1:1일 수 있다.
또한, 회절 영역(800)에서, 논 코팅 영역(810)들은, 서로 규칙적으로 배치될 수 있다.
따라서, 서로 인접하는 논 코팅 영역(810)들 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 광학 장치의 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 광학 장치(900)는 도 4에 도시된 광학 장치(400)에서 기판(450)이 평면 광 가이드(planar light guide)(950)로 대체된 것이다. 광학 장치(900)는 광조사부(410) 및 평면 광 가이드(950)를 포함할 수 있다. 여기서 광조사부(410)는 광빔을 평면 광 가이드(950)로 조사한다.
평면 광 가이드(950)는 광조사부(410)로부터 조사된 광빔을 내부반사를 통해서 회절 영역(960)으로 가이드한다.
회절 영역(960)은 평면 광 가이드(950)의 내부면(951)에 형성된다. 회절 영역(960)은 도 4의 회절 영역(460)와 대응된다.
회절 영역(960)은 회절 영역(960)으로 가이드된 광빔을 회절시켜, 내부면(451)의 상부에 위치하는 외부 공간(901)에 회절된 광빔을 모은다. 외부 공간(901)에 사용자의 눈동자(905)가 위치할 수 있다.
회절 영역(960)의 범위(L)는 시야각(FOV)의 기준으로 결정될 수 있다.
회절 영역(960)은 내부면(951)에 코팅되어 형성된 것일 수 있다. 여기서 회절 영역(960)의 코팅 재질은 반사 가능한 재질일 수 있다. 또한, 회절 영역(960)은 부분 미러 코팅(Partial Mirror Coating) 또는 특수 파장대역의 코팅일 수 있다.
회절 영역(960)은 코팅 필름일 수 있다. 내부면(951)에 코팅 필름이 부착되어 회절 영역(960)이 형성될 수 있다.
회절 영역(960)은 코팅이 된 코팅 영역(Coating Area) 및 코팅이 되지 않은 논 코팅 영역(Non Coating Area)을 포함할 수 있다. 상기 코팅 영역에는 HOE(Holographic Optical element) 또는 DOE(Diffractive Optical element) 형태의 반사각을 갖는 주기형 패턴이 형성될 수 있다.
회절 영역(960)은 도 5에 도시된 그물 구조(500), 도 6에 도시된 다이아몬드 패턴 구조(600), 도 7에 도시된 체스판 구조(700) 및 도 8에 도시된 스트라이프 패턴 구조(800) 중 적어도 하나의 구조로 형성될 수 있다.
예를 들면, 광 가이드(950)는, 사용자의 눈동자(905)를 마주보는 제 1 면과, 제 1 면에 반대되는 제 2 면을 포함하는데, 회절 영역(960)은, 광 가이드(950)의 제 2 면에 형성되며, 광빔은 기판 내부로부터 광 가이드(950)의 제 2 면으로 조사될 수 있다.
그리고, 광 가이드(950)는, 평면(Planar Surface) 또는 곡률을 가진 곡면일 수 있다.
여기서, 곡면인 광 가이드(950)는, 사용자의 눈동자(905)를 마주보는 면이 오목할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 광학 장치의 구조의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 4에 도시된 기판(450)은 곡률로 가진 면(1050)일 수 있다. 즉, 기판(450)은 곡률을 갖도록 제작이 가능하다. 이에 따라 광학 장치(100)는 안경 프레임(Eyeglasses Frame) 구조로 구현될 수 있다. 즉 광학 장치(100)는 안경 프레임 구조를 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 착용용 디스플레이 장치는 도 10의 도시된 안경 프레임 구조를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명은 안경 착용자나 선글라스 사용자에게도 사용가능한 착용용 디스플레이를 제작할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 광학 장치 및 그 동작 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
본 발명은 허공에 영상을 구현할 수 있는 광학 장치에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (20)

  1. 일면에 그물 구조로 형성된 반사형 회절 영역을 포함하는 기판; 그리고,
    상기 기판의 일면으로 광빔을 조사하는 광조사부를 포함하고,
    상기 회절 영역은, 상기 기판의 일면으로 입사된 광빔을 회절시켜, 상기 기판의 일면의 상부 공간에서 상기 회절된 광빔을 모으는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광조사부는,
    영상을 형성하는 광빔을 생성하는 디스플레이 소스; 및
    상기 생성된 광빔을 상기 기판으로 조사하는 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은, 외부 광경(external view)으로부터 입사된 광이, 상기 기판을 투과할 수 있도록, 적어도 일부분이 투명한 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은, 광의 투과를 차단할 수 있도록, 불투명한 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 회절 영역은, 상기 기판의 일면에 코팅되어 형성된 것 또는 코팅 필름인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 회절 영역의 코팅 재질은, 반사 가능한 재질인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 회절 영역은, 부분 미러 코팅(Partial Mirror Coating) 또는 특수 파장대역의 코팅인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 회절 영역은, 격자형 그물코가 균일하게 형성된 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 회절 영역의 그물코의 크기는, 상기 기판과 사용자의 눈과의 거리, 동공 사이즈 및 광원의 파장 대역 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 회절 영역은, 코팅이 된 코팅 영역(Coating Area) 및 코팅이 되지 않은 논 코팅 영역(Non Coating Area)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 회절 영역의 그물코는, 상기 논 코팅 영역에 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 코팅 영역에는, HOE(Holographic Optical element) 또는 DOE(Diffractive Optical element) 형태의 반사각을 갖는 주기형 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 회절 영역의 전체 면적에서,
    상기 코팅 영역의 면적과 상기 논 코팅 영역의 면적의 비율은 1:1인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 회절 영역의 전체 면적에서,
    상기 코팅 영역의 면적은, 상기 논 코팅 영역의 면적보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은,
    사용자 눈을 마주보는 제 1 면과,
    상기 제 1 면에 반대되는 제 2 면을 포함하고,
    상기 회절 영역은, 상기 기판의 제 1 면에 형성되며, 상기 광빔은 상기 기판의 외부로부터 상기 기판의 제 1 면으로 조사되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은,
    사용자 눈을 마주보는 제 1 면과,
    상기 제 1 면에 반대되는 제 2 면을 포함하고,
    상기 회절 영역은, 상기 기판의 제 2 면에 형성되며, 상기 광빔은 상기 기판 내부로부터 상기 기판의 제 2 면으로 조사되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은, 평면(Planar Surface) 또는 곡률을 가진 곡면인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 곡면인 기판은,
    사용자 눈을 마주보는 면이 오목한 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은, 유리 기판, 플라스틱 기판 및 메탈 기판 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 장치는, 안경 프레임(Eyeglasses Frame) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
PCT/KR2013/008471 2012-10-18 2013-09-23 광학 장치 WO2014061920A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/436,800 US9658455B2 (en) 2012-10-18 2013-09-23 Optical device having a diffraction region
EP13847030.7A EP2910995B1 (en) 2012-10-18 2013-09-23 Optical device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0116220 2012-10-18
KR1020120116220A KR101969353B1 (ko) 2012-10-18 2012-10-18 광학 장치 및 착용용 디스플레이

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014061920A1 true WO2014061920A1 (ko) 2014-04-24

Family

ID=50488440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/008471 WO2014061920A1 (ko) 2012-10-18 2013-09-23 광학 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9658455B2 (ko)
EP (1) EP2910995B1 (ko)
KR (1) KR101969353B1 (ko)
WO (1) WO2014061920A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113703173A (zh) * 2020-05-20 2021-11-26 宏碁股份有限公司 结合眼镜功能与扩增实境功能的光学装置及扩增实境装置
US11698531B2 (en) 2020-04-23 2023-07-11 Acer Incorporated Optical device combining spectacle function with augmented reality function and augmented reality device

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI578022B (zh) * 2015-10-23 2017-04-11 中強光電股份有限公司 頭戴式顯示裝置
KR20180104056A (ko) 2016-01-22 2018-09-19 코닝 인코포레이티드 와이드 필드 개인 디스플레이
US10732414B2 (en) * 2016-08-17 2020-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Scanning in optical systems
WO2018112433A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 Ntt Docomo, Inc. Ghost image elimination of doe using fourier optics method
US10976551B2 (en) 2017-08-30 2021-04-13 Corning Incorporated Wide field personal display device
DE102017130344A1 (de) * 2017-12-18 2019-06-19 Carl Zeiss Ag Optisches System zum Übertragen eines Quellbildes
FI128837B (en) * 2018-03-28 2021-01-15 Dispelix Oy Outlet pupil dilator
KR20200002616A (ko) * 2018-06-29 2020-01-08 주식회사 페네시아 홀로그램 광학 소자를 이용한 웨어러블 스마트 광학시스템
WO2020204590A1 (ko) 2019-04-01 2020-10-08 주식회사 엘지화학 회절 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
EP3955045A4 (en) * 2019-09-30 2022-06-01 Lg Chem, Ltd. VISUAL HEADSET
WO2021066314A1 (ko) * 2019-09-30 2021-04-08 주식회사 엘지화학 헤드 마운티드 디스플레이
JP7341907B2 (ja) * 2020-01-10 2023-09-11 株式会社日立エルジーデータストレージ 画像表示素子および装置
JP7341906B2 (ja) * 2020-01-10 2023-09-11 株式会社日立エルジーデータストレージ 画像表示素子、画像表示装置および画像表示方法
KR102329612B1 (ko) * 2020-03-09 2021-11-22 주식회사 피앤씨솔루션 복수의 핀홀을 포함하는 광학 장치 및 이를 이용한 머리 착용형 디스플레이 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100206688B1 (ko) * 1996-09-07 1999-07-01 박원훈 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치
US20040257663A1 (en) * 2003-04-10 2004-12-23 Martin Edelmann Hybrid HMD device
US20070019264A1 (en) * 2005-07-25 2007-01-25 Konica Minolta Photo Imaging, Inc. Optical device, image display device and head mounted display
US7656585B1 (en) * 2008-08-19 2010-02-02 Microvision, Inc. Embedded relay lens for head-up displays or the like
US20100157433A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Sony Corporation Head mounted display

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3313122B2 (ja) * 1990-06-29 2002-08-12 富士通株式会社 表示装置
US5757544A (en) 1993-03-09 1998-05-26 Olympus Optical Co., Ltd. Image display apparatus
GB9310077D0 (en) * 1993-05-17 1993-06-30 Freeman Robin J Optical instrument
JP3623250B2 (ja) 1993-06-23 2005-02-23 オリンパス株式会社 映像表示装置
EP2506090B1 (en) * 2000-05-30 2016-12-07 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Computer-generated hologram, reflector using a computer-generated hologram, and reflective liquid crystal display
DE102008049407A1 (de) * 2008-09-29 2010-04-01 Carl Zeiss Ag Anzeigevorrichtung und Anzeigeverfahren
JP5321520B2 (ja) 2010-03-31 2013-10-23 ブラザー工業株式会社 直視型の画像表示装置
US8189263B1 (en) * 2011-04-01 2012-05-29 Google Inc. Image waveguide with mirror arrays
CN103424874B (zh) * 2013-08-19 2015-11-25 京东方科技集团股份有限公司 3d显示驱动方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100206688B1 (ko) * 1996-09-07 1999-07-01 박원훈 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치
US20040257663A1 (en) * 2003-04-10 2004-12-23 Martin Edelmann Hybrid HMD device
US20070019264A1 (en) * 2005-07-25 2007-01-25 Konica Minolta Photo Imaging, Inc. Optical device, image display device and head mounted display
US7656585B1 (en) * 2008-08-19 2010-02-02 Microvision, Inc. Embedded relay lens for head-up displays or the like
US20100157433A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Sony Corporation Head mounted display

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2910995A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11698531B2 (en) 2020-04-23 2023-07-11 Acer Incorporated Optical device combining spectacle function with augmented reality function and augmented reality device
CN113703173A (zh) * 2020-05-20 2021-11-26 宏碁股份有限公司 结合眼镜功能与扩增实境功能的光学装置及扩增实境装置
CN113703173B (zh) * 2020-05-20 2023-08-15 宏碁股份有限公司 结合眼镜功能与扩增实境功能的光学装置及扩增实境装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140049863A (ko) 2014-04-28
EP2910995A4 (en) 2016-06-01
US20150293357A1 (en) 2015-10-15
US9658455B2 (en) 2017-05-23
EP2910995A1 (en) 2015-08-26
KR101969353B1 (ko) 2019-04-16
EP2910995B1 (en) 2023-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014061920A1 (ko) 광학 장치
JP7212806B2 (ja) 仮想現実、拡張現実、および複合現実システムのための接眼レンズ
US11016306B2 (en) Optical device and method for producing the same, and display device
CN107111132A (zh) 通过超精细结构保护的紧凑型头戴式显示系统
CN106662685A (zh) 采用体布拉格光栅的波导眼睛跟踪
CN208092344U (zh) 一种单眼大视场近眼显示光学系统及头戴式显示设备
CN108027510A (zh) 衍射背光显示和系统
KR20020083737A (ko) 착용형 디스플레이 시스템
WO2017022998A1 (ko) 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템
TWI484219B (zh) 頭戴式顯示裝置
WO2022014967A1 (ko) 증강 현실 표시 장치
WO2021010603A1 (ko) 근안 디스플레이 장치, 이를 포함한 증강 현실 안경 및 그 작동 방법
WO2020251083A1 (ko) 전자 디바이스
JP2011145607A (ja) ヘッドマウントディスプレイ
TW201326908A (zh) 裸眼式立體顯示器
CN209784657U (zh) Ar显示设备
KR20210007818A (ko) 근안 디스플레이 장치, 이를 포함한 증강 현실 안경 및 그 작동 방법
WO2023128167A1 (ko) 음굴절 광학 소자를 이용한 컴팩트 증강 현실용 광학 장치
CN112578550A (zh) 一种目镜光学系统及头戴显示装置
WO2014106992A1 (ko) 고방사각 렌즈
KR101749443B1 (ko) 입체 표시 장치
JP2010185947A (ja) 表示装置
WO2021066335A1 (ko) 헤드 마운티드 디스플레이
JP2023526272A (ja) アイウェアデバイス及び方法
WO2020241909A1 (ko) 전자 디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13847030

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14436800

Country of ref document: US

Ref document number: 2013847030

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE