WO2016117879A1 - 착용형 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2016117879A1
WO2016117879A1 PCT/KR2016/000432 KR2016000432W WO2016117879A1 WO 2016117879 A1 WO2016117879 A1 WO 2016117879A1 KR 2016000432 W KR2016000432 W KR 2016000432W WO 2016117879 A1 WO2016117879 A1 WO 2016117879A1
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prism
base
display device
light
adhesive
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PCT/KR2016/000432
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English (en)
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이상훈
김광일
최용복
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엘지이노텍(주)
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Publication date
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Priority claimed from KR1020150011029A external-priority patent/KR102451090B1/ko
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    • G02B27/286—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising for controlling or changing the state of polarisation, e.g. transforming one polarisation state into another

Definitions

  • An embodiment relates to a wearable display device.
  • Wearable display devices such as a head mounted display (HMD) are devices designed to allow pilots to know flight information such as altitude and speed of an airplane.
  • HMD head mounted display
  • the wearable display device is a device that is worn on the head like a pair of glasses so that an enlarged image is placed in front of the user's eyes, and the user can view it.
  • the display used here generally has a size of 1 inch or less and is advanced. With optical technology, you can see a magnified view nearly 100 times.
  • wearable display devices have been mainly developed to enjoy movies and games, but recently, with the rapid development of display devices and video communication technologies represented by high performance, miniaturization, LCD, LED, etc. of computer systems, research and development as wearable monitors have been made. And commercially available products have been released.
  • the wearable display device market has suffered a lot of difficulties in the past due to the relatively high price, but it is expected that the market will grow significantly by riding on the wearable computer industry.
  • the wearable display device is expected to be extended to the field of sports entertainment such as automobile racing, as well as maintenance sites of large equipment such as industrial sites, automobiles, aircrafts, ships, and warehouses.
  • the wearable display device In the wearable display device, light reaching the eye of the user forms a predetermined path, and maintaining such a light path stably affects the performance of the product.
  • the prism through which the light incident to the user's eye finally passes is coupled to the base, and the prism is not fixedly coupled to the base. I can move it.
  • the optical path is not stably maintained, and thus there is a concern that the quality of the wearable display device may be deteriorated.
  • the base and the prism may be fixedly bonded using an adhesive material, but in this case, the adhesive material may flow down to contaminate the wearable display device, thereby degrading operation performance and image quality.
  • the adhesive material may not secure sufficient bonding strength by itself, there is still a problem that the prism may move relative to the base.
  • the prism through which the light incident to the user's eye finally passes may be formed of a plurality of sub-prisms to be bonded to each other by an adhesive.
  • the components through which light passes need to be firmly coupled with each other so that the light is not distorted by shaking.
  • an embodiment is to provide a wearable display device having a structure capable of significantly limiting a phenomenon in which a prism moves relative to a base.
  • Embodiments aim to provide a wearable display device having a structure that facilitates adhesion between sub-prisms and does not adversely affect the path of light through which the adhesive passes through the prism.
  • An embodiment is to provide a wearable display device having a structure in which the light passing components are firmly coupled to each other so that the light is not distorted by shaking.
  • Embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art to which the embodiments belong.
  • One embodiment of a wearable display device includes a base in which an accommodation space is formed; A prism positioned in front of the eyeball of the user and adjusting at least a part of the incident light to reach the virtual image displayed on the eyeball; A portion of the prism and a portion of the base may be coupled to each other may include a fastening unit for limiting the movement of the prism relative to the base.
  • Another embodiment of the wearable display device includes: a first prism positioned in front of a user's eyeball and adjusting a path of light reaching the eyeball to reach an image displayed on the eyeball; And a second prism coupled to the first prism, and an adhesive groove portion into which an adhesive is introduced may be formed on at least one surface of each surface to which the first prism and the second prism are coupled to each other.
  • Another embodiment of the wearable display device includes: a first prism positioned in front of a user's eyeball and adjusting a path of light reaching the eyeball to reach an image displayed on the eyeball; And a second prism coupled with the first prism to reduce the distortion of the image reaching the eye of the user, wherein the first prism has a first surface coupled with the second prism, and the second prism A second surface coupled to the first prism may be formed, and at least one of the first surface and the second surface may be formed with an adhesive groove in which an adhesive is introduced.
  • Yet another embodiment of the wearable display device includes a polarizer; A lens through which light that forms an image incident from the polarizer is transmitted; A prism to which light that forms an image passing through the lens is incident; A base to which the lens and the prism are respectively coupled; And a coupling part configured to engage at least one of the lens and the prism with the base at an inner bottom surface of the base as viewed in a user's eye direction.
  • Yet another embodiment of the wearable display device includes a polarizer; A lens through which light that forms an image incident from the polarizer is transmitted; A prism to which light that forms an image passing through the lens is incident; And a base to which the lens and the prism are coupled to each other, and a boss for engaging with the lens or the prism is formed at an inner bottom surface of the base in the user's eye direction, and with the boss of the lens or the prism.
  • the corresponding portion may be an insertion groove into which the boss is inserted.
  • the fastening unit may move such that the prism coupled to the base rotates with respect to the base, thereby significantly reducing the distortion and distortion of the optical path passing through each component and the prism accommodated in the receiving space of the base. Therefore, the fastening unit maintains the optical path stably, thereby improving the performance of the wearable display device.
  • the adhesive groove is formed on the surface of the first prism or the second prism, the first prism and the second prism can be easily and firmly bonded to each other with an adhesive.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a wearable display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a wearable display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a path of light forming a virtual image in the wearable display device according to an exemplary embodiment.
  • 4A and 4B are diagrams for describing a coupling state between a first prism and a base, according to an exemplary embodiment.
  • 5A and 5B are views for explaining a coupling state between a first prism and a base according to another embodiment.
  • 6A and 6B are views for explaining a coupling state between a first prism and a base according to another embodiment.
  • FIG. 7A and 7B are views for explaining a coupling state between a first prism and a base according to another embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for describing a coupling state between a first prism and a base according to another embodiment.
  • 9A and 9B are diagrams for describing a coupling state between a first prism and a base according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a bonding groove formed in a first prism according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a bonding groove formed on a first prism according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a bonding groove formed on a second prism according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a front view illustrating a bonding groove formed on a second prism according to another embodiment.
  • FIG. 14 is a front view illustrating a bonding groove formed on a second prism according to another embodiment.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a part of a wearable display device having an adhesive groove part according to an exemplary embodiment.
  • 16 is a perspective view illustrating a part of a wearable display device having an adhesive groove part according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 17 is a perspective view illustrating a part of a wearable display device having an adhesive groove part according to still another embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a display screen formed according to an embodiment.
  • 19 is a plan view illustrating the boss and the insertion groove according to an embodiment.
  • 20 is a perspective view illustrating a boss formed on a base according to an embodiment.
  • 21 is a perspective view showing a state in which the insertion groove is formed in the base according to an embodiment.
  • FIG. 22 is a perspective view illustrating a shape of an insertion groove formed on a bottom surface of a lens according to an embodiment.
  • FIG. 23 is a perspective view illustrating a boss formed on a bottom surface of a lens according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 24 is a perspective view illustrating an insertion groove formed on a bottom surface of the first prism according to an embodiment.
  • 25 is a perspective view illustrating a boss formed on a bottom surface of a first prism according to an exemplary embodiment.
  • 26 is a diagram illustrating a display screen formed according to another embodiment.
  • a rectangular coordinate system (x, y, z) can be used.
  • the x-axis and the y-axis mean planes perpendicular to the optical axis.
  • the optical axis direction (z-axis direction) may be referred to as a first direction, the x-axis direction as a second direction, and the y-axis direction as a third direction. .
  • the wearable display device is a device that can be worn like a pair of glasses in a human body and that a human being can see an image received from an external device in a relatively unlimited place.
  • the device that is a source for transmitting an image may be a smartphone or other mobile device, and may be connected to the wearable display device by wire or wirelessly.
  • the wearable display device may be detachably coupled to the glasses in order to wear the display device, or a separate wear mechanism may be coupled to allow the user to wear it like the glasses.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a wearable display device according to an exemplary embodiment.
  • 2 is an exploded perspective view illustrating a wearable display device according to an exemplary embodiment.
  • 3 is a plan view illustrating an optical path of light that forms a virtual image in the wearable display device according to an exemplary embodiment.
  • the wearable display device includes a light source unit 10, a light guide unit 11, a beam spray unit 12, a display unit 13, a polarizing plate 14, a lens 15, a first prism 16, and a second prism. (17) may be included.
  • the wearable display device of the embodiment may include a base 18, a cover member 19, the fastening portion 22 to combine in a bundle of the above components.
  • the wearable display device may include a printed circuit board 20 and a connector 21 to be electrically connected to an external device and to receive an image to be played back from the external device.
  • the light source unit 10 is electrically connected to the printed circuit board 20, and serves to irradiate an image, which is a reproduction target, received from an external device through the printed circuit board 20 in the form of light for the first time.
  • the light source unit 10 is a device for irradiating light, and may be configured in various ways.
  • the light source unit 10 may be configured using an LED having excellent durability, low heat generation, and small size.
  • the light guide unit 11 may serve to adjust an optical path so that the image irradiated from the light source unit 10 is directed to the beam injection unit 12. As shown in FIG. 3, the light source unit 10 and the beam injection unit 12 are positioned at approximately right angles to each other. Therefore, in order to direct the light that forms the image irradiated from the light source unit 10 to the beam injection unit 12, the light guide 11 may be formed with a plurality of gratings provided at appropriate angles at appropriate positions therein. have.
  • the light guide part 11 may serve to uniformly distribute the light emitted from the light source part 10 to the beam injection part 12 because the grating is formed. Therefore, the light uniformly irradiated from the light guide portion 11 may be uniformly incident on the surface of the beam injection portion 12 adjacent to the light guide portion 11.
  • the beam ejection unit 12 irradiates the light incident from the light guide unit 11 to the display unit 13, and receives the image reproduced to be viewed by the user with the naked eye on the display unit 13. We can play role to investigate in (15).
  • the beam injector 12 transmits light to the display unit 13 or receives light that forms an image reproduced from the display unit 13, and the reproduced image received from the display unit 13.
  • the path of the light forming the image may be adjusted.
  • the beam injector 12 may be formed of, for example, a polarizing beam splitter (PBS).
  • the polarizing beam injector may be formed by combining a plurality of gratings, and each grating may be manufactured by forming a thin film capable of reflecting and / or diffracting light.
  • the display unit 13 plays a role of reproducing the light incident from the beam injector 12 into an image in which the user can specifically detect the shape with the naked eye.
  • a reflective display that irradiates the reproduced image back to the beam injector 12 may be used.
  • Such a reflective display is, for example, the Lcos method.
  • the Lcos method is a reflection type display that reproduces an image by reflecting incident light.
  • a silicon substrate is mainly used as a display element, and a high resolution image can be displayed on a small display screen.
  • the polarizer 14 may serve to polarize light forming an image incident from the display unit 13.
  • the polarizing plate 14 may transmit the p-wave light and absorb the s-wave among the components of the light forming the incident image.
  • the p wave is an optical wave oscillating in a direction parallel to the plane of incidence of light
  • the s wave is an optical wave oscillating in a direction perpendicular to the plane of incidence of light.
  • the incident plane refers to a plane formed by incident waves, reflected waves, and transmitted waves in a medium into which light is incident.
  • the polarizing plate 14 transmits only the light of the p wave of the incident light, the light passing through the polarizing plate 14 and incident on the lens 15 has only the p wave component.
  • the light incident on the lens 15 through the polarizing plate 14 using another kind of polarizing plate 14 may have only the s-wave component.
  • the polarizer 14 Since the polarizer 14 has light having the p-wave component and the s-wave component at the same time, the light of the p-wave component and the light of the s-wave component interfere with each other, thereby degrading the image quality. You can prevent it.
  • the light guide portion 11 also has a function of polarization similar to the polarizing plate 14, and polarizes the light incident from the light source unit 10 so that the light of the p-wave component and the light of the s-wave component interfere with each other. It can also prevent the image quality from deteriorating.
  • the lens 15 may serve to enlarge an image by receiving light that forms an image incident from the polarizer 14. That is, the image formed by the light incident from the polarizing plate 14 is very small, which is inconvenient for the user to see the image as it is. Therefore, the lens 15 serves to enlarge the image to a size suitable for the user's naked eye.
  • a refractive portion may be formed in a part of the lens 15 if necessary.
  • Such refractive portions can be formed, for example, by combining media having different densities with other portions of the lens 15.
  • the first prism 16 may serve to reach the user's eyeball E with the image transmitted from the lens 15. For this purpose, the path of the light forming the image incident from the lens 15 should be properly adjusted.
  • the adjustment of the optical path uses a total reflection phenomenon in the first prism 16, and in order to adjust the final optical path incident on the user's eyeball E, a reflection layer (not shown) reflecting light is described below. It may be formed on the first prism 16.
  • the image transmitted through the first prism 16 from the lens 15 and incident on the eyeball E of the user is a virtual image. That is, unlike the actual image that refers to the real image located in front of the user's eyeball E, the image is reproduced by the display unit 13 not located in front of the user's eyeball E as described above. As the furnace is adjusted, it is a virtual image that the user visually recognizes as if it is located in front of the user's eyeball E.
  • the light source unit 10 receives the information of the image to be reproduced from the external device through the printed circuit board 20 in the light source unit 10 electrically connected to the printed circuit board 20 to guide the light containing the image ( 11).
  • the light irradiated from the light source unit 10 may contain an RGB signal.
  • the light guide part 11 directs the light incident from the light source part 10 toward the beam injection part 12 by adjusting the light path.
  • the light guide part 11 may serve to uniformly distribute the light emitted from the light source part 10 to the beam injection part 12 because the grating is formed.
  • the light guide part 11 has a function of polarization, and polarizes the light incident from the light source part 10 so that the light of the p-wave component and the light of the s-wave component interfere with each other, thereby degrading the image quality of the image. It can also be prevented.
  • the beam spraying unit 12 may irradiate the light incident from the light guide unit 11 to the display unit 13 so that the user can recognize the light incident by the display unit 13 with the naked eye. To play the video.
  • the display unit 13 reproduces the light incident from the beam injector 12 into a specific image, and the light forming the reproduced image is irradiated to the beam injector 12 again.
  • the beam injector 12 injects light, which forms an image incident from the display unit 13, into the polarizing plate 14.
  • the beam injector 12 may be formed as a polarized beam injector as described above for adjusting the various optical paths.
  • the polarizing plate 14 polarizes the light forming the image incident from the beam injector 12. At this time, since the light transmits only one of p-wave or s-wave and absorbs the remaining waves, the light transmitted through the polarizing plate 14 is polarized to have only one of p-wave and s-wave. This is to prevent deterioration of the image quality due to interference between the p-wave and the s-wave as described above.
  • the lens 15 receives light that forms an image incident from the polarizing plate 14 and enlarges the lens 15 to a size suitable for the naked eye.
  • a refraction portion may be formed in a part of the lens 15 to adjust the optical path, and the light passing through the refraction portion is incident at the incident angle set in the first prism 16.
  • the first prism 16 may serve to irradiate the eyeball E of the user with the light that finally forms the image by adjusting the optical path of the image transmitted from the lens 15.
  • the adjustment of the optical path may be implemented by using the total reflection phenomenon of the first prism 16 and the reflective layer formed on the first prism 16.
  • the second prism 17 may be combined with the first prism 16 to reduce distortion of the actual image reaching the eyeball E of the user.
  • the user may simultaneously view a real image of an object in front of the user's eyeball E together with the virtual image which is an image reproduced by the display unit 13 through the first prism 16.
  • the shape reaching the user's eyeball E may be distorted due to the shape of the end of the first prism 16. This is because, due to the end shape of the first prism 16, refraction, diffraction, etc. of light showing a real image may occur.
  • the distortion of the actual image due to the end shape of the first prism 16 may be reduced.
  • the base 18 has a receiving space S formed therein, and serves to accommodate the light guide portion 11, the beam spraying portion 12, the display portion 13, the polarizing plate 14, the lens 15, and the like. Can be.
  • the base 18 accommodates the various components of the embodiment so that the shape can be complex. Therefore, the base 18 may be manufactured by a method that can be manufactured in such a complicated shape, for example, injection molding.
  • the cover member 19 closes at least a part of the upper portion of the base 18 so that each component accommodated in the base 18 can be stably received in the base 18.
  • the cover member 19 may be coupled to the base 18 by a fastening portion 22.
  • a protrusion 171 is formed on an upper surface of the cover member 19 so that a groove or a hole formed in the printed circuit board 20 is coupled to the protrusion 171 to the cover member 19.
  • the upper part of 20 can be combined.
  • the upper and lower portions of the printed circuit board 20 may be combined with the base 18 and the cover member 19, and may be electrically connected to the light source unit 10 and the display unit 13. As a result, the printed circuit board 20 may transmit an image signal to be reproduced to the light source unit 10, and supply power to the light source unit 10 and the display unit 13.
  • the printed circuit board 20 may have grooves or holes formed in upper and lower portions thereof. Therefore, the upper and lower portions of the printed circuit board 20 may be coupled to the protrusion 171 formed on the upper surface of the cover member 19 and the protrusion 171 formed under the base 18, respectively.
  • the connector 21 may serve to connect the printed circuit board 20 and an external device.
  • the external device may be configured as a control device for controlling the wearable display device of the embodiment, a storage device for recording an image to be reproduced, a communication device for interlocking a mobile device such as a smartphone and the wearable display device with each other. .
  • the fastening part 22 may serve to couple the cover member 19 and the base 18 to each other. Therefore, the fastening part 22 is inserted into a hole or a groove formed in each of the cover member 19 and the base 18 so that the cover member 19 and the base 18 can be detachably coupled. You can use either. For example, bolts, screws, coupling pins, etc. can be used as the fastening part 22.
  • FIGS. 4A and 4B are views for explaining a coupling state between the first prism 16 and the base 18 according to an embodiment.
  • the prism is coupled to the base 18.
  • the first prism 16 is coupled to the base 18, and a fastening unit for coupling the first prism 16 and the base 18 may be provided. .
  • the fastening unit may limit the movement of the prism with respect to the base 18 by allowing a part of the prism and a part of the base 18 to be fastened to each other. That is, in the embodiment, the fastening unit passes through each component and prism accommodated in the accommodation space S of the base 18 by the movement of the prism coupled to the base 18 to rotate relative to the base 18. It is possible to remarkably reduce the distortion and distortion of the optical path. Therefore, the fastening unit maintains the optical path stably, thereby improving the performance of the wearable display device.
  • the fastening unit includes a plurality of coupling protrusions 110 formed at an end portion of the prism and a portion corresponding to the coupling protrusion 110 at the end portion of the base 18. It may include an insertion unit 120 formed as. At this time, the insertion part 120 may be formed as a hole or a groove so that the coupling protrusion 110 is inserted in one embodiment.
  • the coupling protrusion 110 is illustrated in FIG. 4A in a circular shape, but is not limited thereto.
  • the coupling protrusion 110 may be formed in various shapes such as polygons, ellipses, and the like.
  • the engaging projection 110 is formed to protrude to the bottom surface 16a of the first prism 16, the insertion portion 120 ) May be formed at a position corresponding to the coupling protrusion 110 under the base 18.
  • the coupling protrusion 110 may be provided in plurality in order to limit the rotation of the first prism 16 coupled to the base 18 with respect to the base 18.
  • the coupling protrusion 110 is plural, and the number and position of the coupling protrusion 110 may be arbitrarily selected at the end of the bottom surface 16a of the first prism 16 within the limitation of the base 18 and the coupling portion. .
  • FIG. 5A and 5B are views for explaining a coupling state between the first prism 16 and the base 18 according to another embodiment.
  • the engaging projection 110 is formed to protrude on one side (16b-1) of the first prism 16, the insertion portion 120 ) May be formed at a position corresponding to the coupling protrusion 110 at one side of the base 18.
  • a light transmitting surface 163 is formed at an end of the first prism 16. As shown in FIG. However, the present invention is not limited thereto and may be formed perpendicular to the longitudinal direction of the first prism 16. The light transmitting surface 163 is a portion at which light transmitted through the lens 15 is incident on the first prism 16.
  • FIGS. 6A and 6B are views for explaining a coupling state between the first prism 16 and the base 18 according to another embodiment.
  • the engaging projection 110 is formed to protrude to the other side (16b-2) of the first prism 16
  • the insertion portion ( 120 may be formed at a position corresponding to the coupling protrusion 110 on the other side of the base 18.
  • the other side 16b-2 of the first prism 16 refers to the side opposite to the one side 16b-1 shown in FIG. 5A of both sides of the first prism 16, and the other side of the base 18.
  • the side portion refers to a portion facing the side portion where the insertion portion 120 of the base 18 shown in FIG. 5B is formed.
  • the coupling protrusion 110 described in each of the above embodiments may be coupled to the inserting portion 120 described in each of the embodiments by an interference fit and / or an adhesive material.
  • the coupling protrusion 110 is the bottom surface 16a and both sides of the first prism 16, that is, one side (16b-1) of the first prism 16 and the other side of the first prism 16
  • Each of the insertion portions 120 protrudes from the base portion 16b-2, and the insertion portion 120 is provided at the bottom and both sides of the base 18, that is, one side portion of the base 18 and the other portion of the base 18. It may be formed at a position corresponding to the 110, respectively.
  • the insertion part 120 has a bottom surface 16a and both sides of the first prism 16, that is, one side 16b-1 of the first prism 16 and the other side of the first prism 16. Holes or grooves are formed in the holes 16b-2, respectively, and the coupling protrusions 110 are inserted into the lower side and both sides of the base 18, that is, one side of the base 18 and the other side of the base 18. It may be formed to protrude at a position corresponding to the portion 120, respectively.
  • 7A and 7B are views for explaining a coupling state between the first prism 16 and the base 18 according to another embodiment.
  • the shapes of the first concave-convex portion 130 and the second concave-convex portion 140 are illustrated as quadrangles in FIGS. 7A and 8A, but are not limited thereto and may be formed in various shapes such as triangles and wavy shapes.
  • the first uneven portion 130 is formed on the bottom surface 16a of the first prism 16, and the second unevenness.
  • the part 140 may be formed to be joined to the first uneven portion 130 at a portion corresponding to the first uneven portion 130 under the base 18.
  • the first concave-convex portion 130 appropriately selects the length, width, position, number of concave portions or convex portions, etc., at the end portion of the bottom surface 16a of the first prism 16 at the engaging portion with the base 18. Can be.
  • FIGS. 8A and 8B are views for explaining a coupling state between the first prism 16 and the base 18 according to another embodiment.
  • the first concave-convex portion 130 is formed on one side (16b-1) of the first prism 16, the second concave-convex
  • the part 140 may be formed to be joined to the first uneven portion 130 at a portion corresponding to the first uneven portion 130 at one side of the base 18.
  • a light transmitting surface 163 is formed at an end of the first prism 16. As illustrated in FIG. 8A, the light emitting surface 163 is formed in the embodiment.
  • the first prism 16 is formed to be inclined in the longitudinal direction, but is not limited thereto, and may be formed to be perpendicular to the longitudinal direction of the first prism 16.
  • FIGS. 9A and 9B are views for explaining a coupling state between the first prism 16 and the base 18 according to another embodiment.
  • the first uneven portion 130 is formed on the other side (16b-2) of the first prism 16, the second uneven The part 140 may be formed to be joined to the first uneven portion 130 at a portion corresponding to the first uneven portion 130 at the other side of the base 18.
  • the other side 16b-2 of the first prism 16 refers to the side opposite to the one side 16b-1 shown in FIG. 8A of both sides of the first prism 16, and the other side of the base 18.
  • the side portion refers to a portion facing the one side portion on which the second uneven portion 140 of the base 18 shown in FIG. 8B is formed.
  • the first concave-convex portion 130 and the second concave-convex portion 140 described in the above embodiments may be coupled to each other by an interference fit and / or an adhesive material.
  • the first uneven portion 130 has a bottom surface 16a and both sides of the prism, that is, one side 16b-1 of the first prism 16 and the other side 16b-2 of the first prism 16. Respectively formed in the second uneven portion 140 and the first uneven portion 130 at the lower side and both sides of the base 18, that is, one side of the base 18 and the other side of the base 18. It may be formed to be joined to the first concave-convex portion 130 in a corresponding portion.
  • the adhesive material when the prism is coupled to the base 18, the adhesive material is not used, or the coupling protrusion 110 and the insertion portion formed on the coupling unit, that is, the first prism 16 and the base 18. 120, the adhesive material is applied only to the first uneven portion 130 or the second uneven portion 140 can significantly reduce the use of the adhesive material. Therefore, it is possible to prevent the degradation of the image quality of the reproduced image by the adhesive material of the wearable display device, and to simplify the assembly process of the wearable display device.
  • 10 is a perspective view illustrating a bonding groove 500 formed in the first prism 16 according to an exemplary embodiment.
  • 11 is a perspective view illustrating a bonding groove 500 formed on the first prism 16 according to another embodiment.
  • the adhesive groove 500 is a portion at which the adhesive is introduced into at least one surface of each surface to which the first prism 16 and the second prism 17 are coupled to each other.
  • the adhesive introduced into the adhesive groove 500 may be hardened to bond the first prism 16 and the second prism 17 to each other.
  • An embodiment of the adhesive groove 500 may be formed on the surface of the first prism 16, as shown in FIGS. 10 and 11. Specifically, the adhesive groove 500 has an edge 562 of the first surface 560 where the first prism 16 engages with the second surface 570 (see FIG. 12) of the second prism 17. Can be formed on.
  • the adhesive groove 500 may be formed in the longitudinal direction of the first surface 560 inclined direction. have.
  • the central portion 561 of the first surface 560 is an optical path through which the light forming the image passes
  • the central portion 561 may be disposed on the central portion 561 so as not to affect the path, characteristics, etc. of the light passing through the central portion 561. This is because it is appropriate not to apply the adhesive.
  • adhesive grooves 500 are provided on both side edges 562 of the first surface 560, but the present invention is not limited thereto. For example, only one side of each side edge 562 may be provided. May be
  • one embodiment of the adhesive groove 500 may be formed as a continuous groove in which one side is opened in the longitudinal direction and the other side is closed.
  • one side of the opening may be formed with a groove in a part of the step so that one side of the adhesive groove 500 may be opened.
  • the open side of the adhesive groove 500 may be formed at either the front surface or the rear surface of the first prism 16 on the first surface 560 based on the eyeball E direction.
  • an open side of the adhesive groove 500 may be formed on the front surface of the first prism 16 based on the eyeline E direction.
  • an open side of the adhesive groove 500 may be formed on the rear surface of the first prism 16.
  • the adhesive used for bonding the first prism 16 and the second prism 17 may use various kinds of properties.
  • an epoxy, a thermosetting adhesive, a photocurable adhesive, etc. can be used, and in the case of a photocurable adhesive agent, a UV curable adhesive agent can also be used.
  • the adhesive groove 500 may be formed on the second surface 570 of the second prism 17.
  • the second surface 570 is formed in the front direction of the eyeball E, and the adhesive groove 500 has a longitudinal direction thereof inclined direction of the second surface 570. It can be formed as.
  • incident light for implementing an image displayed on the eyeball E is totally reflected on the second surface 570, and the adhesive groove 500 may be formed at a portion that avoids the total reflection portion of the incident light.
  • the adhesive grooves 500 are provided at both edges 572 of the second surface 570, but the present invention is not limited thereto.
  • only one adhesive groove 500 may be provided at either side of the edges 572. .
  • the adhesive groove 500 may be formed as a continuous groove, one side is opened in the longitudinal direction, the other side is closed, as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 12, when one side of the opening is formed, a groove may be formed in a part of the step so that one side of the adhesive groove 500 may be opened.
  • one side of the adhesive groove 500 is opened on the second surface 570 of the second prism 17 on the basis of the direction of the eyeball (E). It can be formed on either the front or the back.
  • an opening side of the adhesive groove 500 is formed on the rear surface of the second prism 17 based on the eyeline direction of the eyeball E, but may be formed on the front surface of the second prism 17. .
  • the adhesive groove 500 may be formed on the first surface 560 and the second surface 570 in the same or extremely similar structure, another embodiment of the adhesive groove 500 in FIGS. These show by way of example the second surface 570 of the second prism 17.
  • FIG. 13 is a front view illustrating a bonding groove 500 formed on the second prism 17 according to another embodiment.
  • Another embodiment of the adhesive groove 500 is formed with a plurality of grooves that are not in communication with each other on the first surface 560 or the second surface 570, as shown in Figure 13, the plurality of grooves
  • the first surface 560 or the second surface 570 may be disposed in an inclined direction at intervals from each other. At this time, both ends of the adhesive groove 500 may be formed in a closed form.
  • Adhesive is introduced into each of the plurality of grooves forming the adhesive groove 500, the first prism 16 and the second when the adhesive is cured after contacting the first surface 560 and the second surface 570 with each other.
  • the prisms 17 may be fixed to each other by an adhesive.
  • the shape of the adhesive groove 500 is not limited thereto and may be provided to have a polygonal, curved or other cross-section.
  • the adhesive groove 500 may include a first adhesive groove 500-1 and a second adhesive groove 500-2.
  • the first adhesive groove 500-1 is formed as a continuous groove in which one side is opened in the longitudinal direction and the other is closed, and the second adhesive groove 500-2 is the first surface 560 or the first agent. It is formed in a plurality of grooves that are not in communication with each other on the two surface 570, the plurality of grooves are provided to be disposed in the inclined direction of the first surface 560 or the second surface 570 at intervals from each other. Can be.
  • the adhesive groove 500 may be formed by combining the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 12 and 13. In the case of the embodiment shown in Figs. 13 and 14, as described above, it is appropriate to be formed at the edges 572 of the first surface 560 or the second surface 570, respectively.
  • the adhesive groove 500 is provided at both edges 572 of the second surface 570, but is not limited thereto.
  • only one of the adhesive grooves 500 may be provided at either side of the edges 572. May be
  • the adhesive groove 500 may be formed on the first surface 560 of the second prism 17.
  • the adhesive groove 500 has a shape as shown in Figure 12, that is, the longitudinal direction is formed in the inclined direction of the second surface 570, one side is opened in the longitudinal direction and the other side
  • the first prism 16 and the second prism 17 can be easily coupled to each other.
  • an adhesive is introduced into the open opening of the adhesive groove 500, and when the introduced adhesive is cured, the first prism 16 and the second prism 16 are in contact with each other.
  • the prisms 17 can be fixed to each other by an adhesive. At this time, since the opposite side of the opening is in a closed state, the adhesive flowing into the adhesive groove may not flow out to the opposite side of the opening.
  • 16 is a perspective view illustrating a part of a wearable display device in which an adhesive groove 500 is formed, according to another exemplary embodiment.
  • 17 is a perspective view illustrating a part of the wearable display device in which the adhesive groove 500 is formed, according to another exemplary embodiment.
  • the adhesive groove 500 may be formed on the first surface 560 of the first prism 16, and the specific shape thereof is as described above. Also in this case, as described above in the embodiment of FIG. 15, when the adhesive groove 500 has the shape as shown in FIG. 17, the first prism 16 and the second prism 17 are formed by using an adhesive. It can be easily bonded to each other.
  • the adhesive groove 500 is formed in each of the first prism 16 and the second prism 17, and each of the adhesive groove 500 is disposed to face each other. Can be. Similarly, when the adhesive groove 500 has a shape as shown in FIGS. 11 and 12, an adhesive may be used to easily couple the first prism 16 and the second prism 17 to each other.
  • each of the adhesive groove 500 may be disposed to face each other.
  • the cross-section of the adhesive groove 500 in each of the drawings is shown in a rectangular shape with one side open, the cross-sectional shape is not limited to this. That is, the cross-section of the adhesive groove 500 may be formed in a V-shaped, curved or other various shapes in addition to the rectangular shape of one side open.
  • the adhesive groove 500 when the adhesive groove 500 is formed in a shape in which both sides are closed, the adhesive groove 500 is one side as shown in Figs. It may not be formed.
  • the adhesive groove is formed on the surface of the first prism or the second prism, the first prism and the second prism can be easily and firmly bonded to each other with an adhesive.
  • the adhesive groove portion may improve the screen resolution and sharpness of the wearable display device by preventing the adhesive from flowing down to the center portion of each surface where the first prism and the second prism, which form an optical path or cause total reflection, are bonded to each other. have.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a display screen 600 formed according to an exemplary embodiment.
  • the display screen 600 may implement an image that a user can see through the eyeball E.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a display screen 600 formed according to an exemplary embodiment.
  • the display screen 600 may implement an image that a user can see through the eyeball E.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a display screen 600 formed according to an exemplary embodiment.
  • the display screen 600 may implement an image that a user can see through the eyeball E.
  • the display screen 600 may be formed at the central portion 571 of the second surface 570 of the second prism 17. That is, the adhesive groove 500 is formed at the edge 572 of the second surface 570, and the adhesive flows into the adhesive groove 500 to cure the first prism 16 and the second prism 17.
  • the incident light which is coupled to each other and implements an image displayed on the eyeball E at the central portion 571 of the second surface 570, is totally reflected to reach the eyeball E.
  • the display screen 600 may be formed at the central portion 571 of the second surface 570, which is a total reflection portion.
  • total reflection is clearly generated at the central portion 571 of the second surface 570 at the central portion 571 of the coupling portion between the first surface 560 and the second surface 570, and thus, the display screen 600 of the display screen 600.
  • the space R may be formed to increase resolution, image quality, and the like.
  • the wearable display device of the embodiment may include a coupling portion.
  • the coupling part may serve to engage at least one of the lens 15 and the prism with the base 18 at the inner lower surface 1810 of the base 18 as viewed in a user's eye direction.
  • the prism may include a first prism 16 and a second prism 17, and in an embodiment, the prism coupling with the base 18 may be the first prism 16.
  • the coupling part may include a boss 1000 protruding from each other and an insertion groove 2000 formed at a position corresponding to the boss 1000 to insert the boss 1000 therein.
  • the boss 1000 may be provided in plurality, and the insertion grooves 2000 may be provided in the same number as the number of the bosses 1000.
  • the boss 1000 may be formed integrally with the base 18, the lens 15, or the prism in consideration of the ease of operation and the necessity of a firm coupling.
  • the boss 1000 may be integrally formed with the base 18, the lens 15, or the prism through injection molding or the like.
  • the plurality of bosses 1000 may have different cross-sectional areas, and the cross-sections of the plurality of insertion grooves 2000 may each correspond to the size of the cross-sectional area of the boss 1000 or may be larger. It may be formed to have an area.
  • the boss 1000 is suitable to form a large area of the cross section in order to improve the coupling force between the lens 15 or the prism and the base 18 and to prevent shaking, but the lens 15 or the prism and the base 18
  • the size of the area of the cross section can be appropriately adjusted according to the structure of ().
  • the area of the cross section of the boss 1000 is large, and the coupling In areas where the surface area of the site is small, the area of the cross-sectional area of the boss 1000 may be relatively small.
  • two bosses 1000 are formed at the site where the prism is coupled, and two are formed at the site where the lens 15 is coupled.
  • the present invention is not limited thereto, and three or more are formed at each site.
  • the number of the insertion grooves 2000 may also be formed in three or more in each of the portions corresponding to the number of the boss (1000).
  • a structure in which two bosses 1000 or insertion grooves 2000 are formed in the respective portions will be described as an example.
  • the boss 1000 may be inserted into the insertion groove 2000 by an interference fit method, for example.
  • This interference fit allows the prism or lens 15 to be firmly coupled to the base 18.
  • the boss 1000 is fixed to the insertion groove (2000) with an adhesive, so that the prism or the lens 15 can be more firmly coupled to the base (18).
  • the adhesive can use a variety of properties.
  • an epoxy, a thermosetting adhesive, a photocurable adhesive, etc. can be used, and in the case of a photocurable adhesive agent, a UV curable adhesive agent can also be used.
  • the cross section of the boss 1000 is formed in a circular shape in FIG. 19, the present invention is not limited thereto. That is, the boss 1000 may be provided in a circular, elliptical, polygonal or other various shapes in cross section.
  • the boss 1000 may be formed on the inner lower surface 1810 of the base 18.
  • the insertion groove 2000 may be formed at a position corresponding to the boss 1000 of the base 18 on the lower surface of the lens 15 or the prism.
  • the boss 1000 is inserted into the first boss 1100 inserted into the insertion groove 2000 formed in the lens 15 and the insertion groove 2000 formed in the first prism 16. It includes a second boss 1200, the first boss 1100 and the second boss 1200 may be provided in plurality as shown in FIG.
  • the plurality of first bosses 1100 may include the first prism 16 connected to the base 18 when the first prism 16 is fixed to the base 18. In order to minimize shaking, it is appropriate to be arranged at appropriate distances from each other. The separation distance may be appropriately selected in consideration of the number of the first bosses 1100 and the respective cross-sectional areas.
  • an arrangement position of each of the first bosses 1100 may be appropriately selected so that the first prism 16 may minimize shaking with respect to the base 18.
  • first bosses 1100 may be similarly applied to the second bosses 1200 inserted into the insertion grooves 2000 of the first prism 16.
  • FIG. 21 is a perspective view showing a state in which the insertion groove 2000 is formed in the base 18 according to an embodiment.
  • the insertion groove 2000 may be formed on the inner lower surface 1810 of the base 18.
  • the boss 1000 may be formed at a position corresponding to the boss 1000 of the base 18 on the lower surface of the lens 15 or the prism.
  • the third boss 1300 (see FIG. 23) formed on the bottom surface 1510 of the lens 15 is coupled to the insertion groove 2000 formed at the coupling position of the lens 15, and A fourth boss 1400 (see FIG. 25) formed on the lower surface 1610 of the first prism 16 may be coupled to the insertion groove 2000 formed at the coupling position of the first prism 16. .
  • FIG. 22 is a perspective view illustrating an insertion groove 2000 formed on a bottom surface 1510 of the lens 15, according to an exemplary embodiment.
  • the insertion groove 2000 may be formed on the bottom surface 1510 of the lens 15, and the boss 1000 coupled to the insertion groove 2000 may be the base 18.
  • the inner bottom surface 1810 may be formed.
  • the boss 1000 may be a first boss 1100 formed at a portion where the lens 15 is coupled to the lower surface 1810 of the base 18.
  • FIG. 23 is a perspective view illustrating a boss 1000 formed on a bottom surface 1510 of a lens 15, according to an exemplary embodiment.
  • a third boss 1300 may be formed on the lower surface 1510 of the lens 15, and at this time, the lens 15 may be formed on the inner lower surface 1810 of the base 18.
  • the insertion groove 2000 into which the third boss 1300 is inserted may be formed at a portion to which the third coupling unit 1 is coupled.
  • FIG. 24 is a perspective view illustrating a state in which the insertion groove 2000 is formed on the bottom surface 1610 of the first prism 16, according to an exemplary embodiment.
  • the insertion groove 2000 may be formed on the bottom surface 1610 of the first prism 16
  • the boss 1000 coupled to the insertion groove 2000 may be formed on the base (). 18 may be formed on the bottom surface 1610.
  • the boss 1000 may be a second boss 1200 formed at a portion where the first prism 16 is coupled to the inner lower surface 1810 of the base 18.
  • the insertion groove 2000 may be formed on the bottom surface 1610 of the portion of the first prism 16 to which the first prism 16 is coupled to the base 18.
  • FIG. 25 is a perspective view illustrating a boss 1000 formed on a bottom surface 1610 of the first prism 16, according to an exemplary embodiment.
  • a fourth boss 1400 may be formed on a bottom surface 1610 of the first prism 16, and at this time, the first boss may be formed on the inner bottom surface 1810 of the base 18.
  • An insertion groove 2000 into which the fourth boss 1400 is inserted may be formed at a portion where the prism 16 is coupled.
  • the fourth boss 1400 may be formed on the bottom surface 1610 of the portion of the first prism 16 to which the first prism 16 is coupled to the base 18.
  • the second boss 1200, the third boss 1300, and the fourth boss 1400 may also be provided in plural.
  • FIG. 26 is a view illustrating a display screen N formed according to another embodiment.
  • the prism may comprise a first prism 16 and a second prism 17, the first prism 16 and the second prism 17 being bonded to the adhesive P with each other at the edge portions of each end facing each other. Can be combined.
  • the adhesive P can use a thing of various characteristics.
  • an epoxy, a thermosetting adhesive, a photocurable adhesive, etc. can be used, and in the case of a photocurable adhesive agent, a UV curable adhesive agent can also be used.
  • An end center portion of the first prism 16 is an optical path through which light forming an image incident from the lens 15 passes, and an end center portion of the second prism 17 is separated from the first prism 16. It is a site where total reflection of light forming an incident image occurs.
  • the adhesive P is applied to the edge portions of the respective ends of the first prism 16 and the second prism 17 facing each other so as not to adversely affect the light forming the image for the above reason. It is appropriate to couple the first prism 16 and the second prism 17 to each other.
  • a display screen N may be formed at the central portion of the end portion at which total reflection of the second prism 17 occurs.
  • An image that the user can see through the eyeball E may be implemented on the display screen N.
  • the space may be formed to increase the resolution, image quality, and the like.
  • the lower surface 1510 of the lens 15, the lower surface of the prism, and the insertion groove 2000 disposed to face the boss 1000 are formed on the inner lower surface 1810 of the base 18 to be coupled to each other.
  • the boss 1000 and the insertion groove 2000 may be formed in plural to be coupled between the lens 15 and the base 18 and firmly coupled between the prism and the base 18.
  • the shaking of the lens 15 and the prism can be suppressed to increase the resolution and the image quality of the image implemented in the wearable display device.
  • the wearable display device can be implemented in a slim shape as a whole.
  • the fastening unit has the effect of improving the performance of the wearable display device by maintaining a stable light path, there is industrial applicability.

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Abstract

착용형 디스플레이 장치의 일 실시예는, 수용공간이 형성되는 베이스; 사용자의 안구 전방에 위치하고, 적어도 일부가 입사되는 광의 경로를 조절하여 상기 안구에 디스플레이되는 허상이 도달하도록 하는 프리즘; 상기 프리즘의 일부분과 상기 베이스의 일부분이 서로 체결되도록 하여 상기 프리즘의 상기 베이스에 대한 움직임을 제한하는 체결유닛을 포함할 수 있다.

Description

착용형 디스플레이 장치
실시예는 착용형 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
HMD(Head Mounted Display) 등의 착용형 디스플레이 장치는 비행기의 고도, 속도 등의 비행 정보를 조종사가 알 수 있게 하기 위해 탄생한 장치이다. 일반 상업용 제품은 1990년대에 개발되었으며, 1997년 이후로 상용화 제품이 나오면서 많은 주목을 받고 있다.
착용형 디스플레이 장치는 안경처럼 머리에 착용하여 사용자의 눈의 전방에 대형화된 영상이 놓이고, 이를 사용자가 볼 수 있도록 한 장치로서 여기에 사용되는 디스플레이는 1인치 이하의 크기를 가지는 것이 일반적이며 고급 광학 기술이 적용되어 약 100배에 가까운 확대화면을 볼 수 있다.
착용형 디스플레이 장치와 같은 주변기기의 기술 개발 및 상용화로 웨어러블(wearable) 컴퓨팅 산업의 성장도 기대되고 있다. 현재까지의 착용형 디스플레이 장치는 주로 영화나 게임을 즐기기 위해 개발되었지만 최근에는 컴퓨터 시스템의 고성능화, 소형화, LCD, LED 등으로 대표되는 디스플레이 장치 및 영상 통신 기술의 급속한 발전으로 웨어러블 모니터로서의 연구 개발이 이루어지고 있으며 상용화된 제품도 출시되었다.
착용형 디스플레이 장치 시장은 과거 상대적으로 높은 가격으로 인해 시장에서 많은 어려움을 겪었으나 웨어러블 컴퓨터 산업에 편승해 시장이 크게 성장할 것으로 기대된다. 착용형 디스플레이 장치는 산업현장, 자동차, 항공기, 선박 등 대형기기의 정비 현장, 물류 창고 등은 물론 자동차 경주와 같은 스포츠 엔터테인먼트 분야로까지 확장될 것으로 기대된다.
특히, 프로세서 및 소프트웨어 기술의 발전은 컴퓨팅 장치의 소형화를 가능하게 하고 있으며, 착용형 디스플레이 장치는 단순히 영상을 디스플레이해주는 장치에 그치지 않고 스마트폰과 같은 개인용 컴퓨팅 장치로 발전될 것으로 예상되고 있다.
착용형 디스플레이 장치에 있어서, 사용자의 안구에 도달하는 광은 소정의 경로를 형성하는데, 이러한 광경로를 안정적으로 유지하는 것이 제품의 성능에 큰 영향을 미친다. 각각의 부품을 결합하여 착용형 디스플레이 장치를 제작함에 있어서 특히 사용자의 안구로 입사하는 광이 최종적으로 통과하는 프리즘은 베이스에 결합하게 되는데, 상기 프리즘이 상기 베이스에 고정적으로 결합하지 않고 상기 베이스에 대해 움직일 수 있다.
이러한 베이스에 대한 프리즘의 움직임이 발생하면 광경로가 안정적으로 유지되지 않게 되고, 따라서 착용형 디스플레이 장치의 품질저하의 우려가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 접착물질을 사용하여 베이스와 프리즘을 고정적으로 결합할 수 있으나, 이 경우 접착물질이 흘러내려 착용형 디스플레이장치를 오염시켜 작동성능, 화질 등을 저하시킬 수 있다. 또한, 접착물질은 그 자체로 충분한 결합강도를 확보할 수 없으므로, 여전히 상기 프리즘이 상기 베이스에 대해 움직임이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
각각의 부품을 결합하여 착용형 디스플레이 장치를 제작함에 있어서 특히 사용자의 안구로 입사하는 광이 최종적으로 통과하는 프리즘은 복수의 서브 프리즘으로 형성되어 서로 접착제에 의해 결합할 수 있다.
접착제에 의한 서브 프리즘 간 결합시 요구되는 접착부위 이외의 부위에 접착제가 흘러내리는 경우 프리즘을 통과하는 광이 영향을 받을 수 있고, 이는 결국 착용형 디스플레이 장치의 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
착용형 디스플레이 장치에서 각 구성품들이 서로 결합한 경우, 광이 통과하는 구성품들은 흔들림에 의해 상기 광이 왜곡되지 않도록 서로 견고하게 결합할 필요가 있다.
따라서, 실시예는, 프리즘이 베이스에 대해 움직이는 현상을 현저히 제한할 수 있는 구조의 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
실시예는, 서브 프리즘 간 접착을 용이하게 하고 접착제가 프리즘을 통과하는 광의 경로에 악영향을 미치지 않는 구조의 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
실시예는, 광이 통과하는 구성품들이 흔들림에 의해 상기 광이 왜곡되지 않도록 서로 견고하게 결합하는 구조의 착용형 디스플레이 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
착용형 디스플레이 장치의 일 실시예는, 수용공간이 형성되는 베이스; 사용자의 안구 전방에 위치하고, 적어도 일부가 입사되는 광의 경로를 조절하여 상기 안구에 디스플레이되는 허상이 도달하도록 하는 프리즘; 상기 프리즘의 일부분과 상기 베이스의 일부분이 서로 체결되도록 하여 상기 프리즘의 상기 베이스에 대한 움직임을 제한하는 체결유닛을 포함할 수 있다.
착용형 디스플레이 장치의 다른 실시예는, 사용자의 안구 전방에 위치하고, 상기 안구에 도달하는 광의 경로를 조절하여 상기 안구에 디스플레이되는 영상이 도달하도록 하는 제1프리즘; 및 상기 제1프리즘과 결합하는 제2프리즘을 포함하고, 상기 제1프리즘과 상기 제2프리즘이 서로 결합하는 각각의 표면 중 적어도 하나의 표면에는 접착제가 유입되는 접착홈부가 형성되는 것일 수 있다.
착용형 디스플레이 장치의 또 다른 실시예는, 사용자의 안구 전방에 위치하고, 상기 안구에 도달하는 광의 경로를 조절하여 상기 안구에 디스플레이되는 영상이 도달하도록 하는 제1프리즘; 및 상기 제1프리즘과 결합하여 사용자의 안구에 도달하는 실상의 왜곡을 줄이는 제2프리즘을 포함하고, 상기 제1프리즘은 상기 제2프리즘과 결합하는 제1표면이 구비되고, 상기 제2프리즘은 상기 제1프리즘과 결합하는 제2표면이 형성되며, 상기 제1표면 또는 상기 제2표면 중 적어도 하나의 표면에는 접착제가 유입되는 접착홈부가 형성되는 것일 수 있다.
착용형 디스플레이 장치의 또 다른 실시예는, 편광판; 상기 편광판으로부터 입사하는 영상을 형성하는 광이 투과되는 렌즈; 상기 렌즈를 투과한 영상을 형성하는 광이 입사되는 프리즘; 상기 렌즈와 상기 프리즘이 각각 결합하는 베이스; 및 상기 렌즈 및 상기 프리즘 중 적어도 하나가 사용자의 시선방향으로 보아 상기 베이스의 내측 하면에서 상기 베이스와 결합하도록 하는 결합부를 포함할 수 있다.
착용형 디스플레이 장치의 또 다른 실시예는, 편광판; 상기 편광판으로부터 입사하는 영상을 형성하는 광이 투과되는 렌즈; 상기 렌즈를 투과한 영상을 형성하는 광이 입사되는 프리즘; 및 상기 렌즈와 상기 프리즘이 각각 결합하는 베이스를 포함하고, 사용자의 시선방향으로 보아 상기 베이스의 내측 하면에는 상기 렌즈 또는 상기 프리즘과 결합을 위한 보스가 형성되며, 상기 렌즈 또는 상기 프리즘의 상기 보스와 대응되는 부위에는 상기 보스가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 것일 수 있다.
실시예에서, 체결유닛은 베이스에 결합한 프리즘이 베이스에 대해 회전하는 등의 움직임이 발생하여 베이스의 수용공간에 수용되는 각 구성부품과 프리즘을 통과하는 광경로의 변경, 왜곡을 현저히 줄일 수 있다. 따라서, 체결유닛은 상기 광경로를 안정적으로 유지하여 착용형 디스프레이 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
실시예에서, 제1프리즘 또는 제2프리즘의 표면에 접착홈부가 형성됨으로 인해 제1프리즘과 제2프리즘 서로를 용이하고 견고하게 접착제로 결합할 수 있는 효과가 있다.
실시예에서, 렌즈의 하면, 프리즘의 하면, 베이스의 내측 하면에 보스와 이에 대향 하도록 배치되는 삽입홈을 형성하여 서로 결합하고, 상기 보스와 삽입홈을 복수로 형성하여 렌즈와 베이스 간 결합 및 프리즘과 베이스 간 견고하게 결합할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 착용형 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 착용형 디스플레이 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 착용형 디스플레이 장치에서 허상을 형성하는 광의 경로를 나타낸 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 제1프리즘과 베이스의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 다른 실시예에 따른 제1프리즘과 베이스의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 제1프리즘과 베이스의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 또 다른 실시예에 따른 제1프리즘과 베이스의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 제1프리즘과 베이스의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 또 다른 실시예에 따른 제1프리즘과 베이스의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제1프리즘에 접착홈부가 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 제1프리즘에 접착홈부가 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제2프리즘에 접착홈부가 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 제2프리즘에 접착홈부가 형성된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 제2프리즘에 접착홈부가 형성된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 접착홈부가 형성된 착용형 디스플레이 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 접착홈부가 형성된 착용형 디스플레이 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 접착홈부가 형성된 착용형 디스플레이 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 디스플레이 스크린이 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 보스와 삽입홈을 나타낸 평면도이다.
도 20은 일 실시예에 따른 보스가 베이스에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 21은 일 실시예에 따른 삽입홈이 베이스에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 22는 일 실시예에 따른 삽입홈이 렌즈의 하면에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 보스가 렌즈의 하면에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 24는 일 실시예에 따른 삽입홈이 제1프리즘의 하면에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 25는 일 실시예에 따른 보스가 제1프리즘의 하면에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 26은 다른 실시예에 따른 디스플레이 스크린이 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
또한, 도면에서는 직교 좌표계(x, y, z)를 사용할 수 있다. 도면에서 x축과 y축은 광축에 대하여 수직한 평면을 의미하는 것으로 편의상 광축 방향(z축 방향)은 제1방향, x축 방향은 제2방향, y축 방향은 제3방향이라고 지칭할 수 있다.
실시예의 착용형 디스플레이 장치는 인간의 신체 중 안경처럼 착용이 가능하고, 외부의 장치로부터 전송받는 영상을 인간이 장소에 비교적 제한 없이 볼 수 있는 장치이다. 영상을 전송하는 소스가 되는 장치는 스마트폰 기타 모바일 기기 등이 될 수 있으며, 상기 착용형 디스플레이 장치와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
이때, 실시예의 착용형 디스플레이 장치를 착용하기 위해 안경에 탈착식으로 결합하거나, 안경처럼 사용자가 착용할 수 있도록 하는 별도의 착용기구가 결합할 수도 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 착용형 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 착용형 디스플레이 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 착용형 디스플레이 장치에서 허상을 형성하는 광의 광경로를 나타낸 평면도이다.
실시예의 착용형 디스플레이 장치는 광원부(10), 도광부(11), 빔분사부(12), 디스플레이부(13), 편광판(14), 렌즈(15), 제1프리즘(16), 제2프리즘(17)을 포함할 수 있다.
또한, 실시예의 착용형 디스플레이 장치는 상기의 각 구성 하나의 묶음으로 결합하기 위해 베이스(18), 커버부재(19), 체결부(22)를 포함할 수 있다. 또한, 실시예의 착용형 디스플레이 장치는 외부의 장치와 전기적으로 연결하고, 상기 외부의 장치로부터 재생할 영상을 전송받을 수 있도록 인쇄회로기판(20), 커넥터(21)를 포함할 수 있다.
광원부(10)는 인쇄회로기판(20)과 전기적으로 연결되고, 상기 인쇄회로기판(20)을 통해 외부장치로부터 전송받은 재생의 대상인 영상을 최초로 광의 형태로 조사하는 역할을 한다. 광원부(10)는 광을 조사하는 장치로 다양한 것으로 구성할 수 있고, 예를 들어 내구성이 뛰어나고, 발열이 적으며, 크기가 작은 LED를 사용하여 구성할 수 있다.
도광부(11)는 상기 광원부(10)로부터 조사되는 영상을 빔분사부(12)로 향하도록 광경로를 조절하는 역할을 할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 도광부(11)를 중심으로 보면 광원부(10)와 빔분사부(12)는 서로 대략적으로 직각방향으로 위치한다. 따라서, 광원부(10)로부터 조사되는 영상을 형성하는 광이 빔분사부(12)로 향하도록 하기 위해, 도광부(11)는 그 내부의 적절한 위치에 적절한 각도로 구비되는 복수의 격자가 형성될 수 있다.
또한, 상기 도광부(11)는 상기 격자가 형성됨으로 인해 광원부(10)로부터 조사되는 광을 빔분사부(12)에 균일하게 분포시키는 역할을 할 수 있다. 따라서 도광부(11)로부터 균일하게 조사되는 광은 상기 도광부(11)와 인접한 상기 빔분사부(12)의 면에 균일하게 입사될 수 있다.
빔분사부(12)는 상기 도광부(11)로부터 입사되는 광을 상기 디스플레이부(13)에 조사하고, 상기 디스플레이부(13)에서 사용자가 육안으로 구체적으로 볼 수 있도록 재생되는 영상을 다시 받아 렌즈(15)로 조사하는 역할을 할 수 있다.
즉, 상기 빔분사부(12)는 상기 디스플레이부(13)로 광을 전송하거나 상기 디스플레이부(13)로부터 재생된 영상을 형성하는 광을 전송받고, 상기 디스플레이부(13)로부터 전송받는 상기 재생된 영상을 형성하는 광의 경로를 조절할 수 있다.
이러한 광경로를 형성하기 위해 빔분사부(12)는 예를 들어 분극 빔분사기(PBS, Polarizing Beam Splitter)로 형성될 수 있다. 상기 분극 빔분사기는 복수의 격자를 결합하여 형성하고, 각 격자에는 광을 반사 및/또는 회절시킬 수 있는 박막을 형성하여 제작할 수 있다.
디스플레이부(13)는 상기 빔분사부(12)로부터 입사되는 광을 사용자가 육안으로 그 형체를 구체적으로 감지할 수 있는 영상으로 재생하는 역할을 한다. 상기 디스플레이부(13)는 예를 들어, 재생된 영상을 다시 빔분사부(12)로 조사하는 반사형 디스플레이가 사용될 수 있다.
이러한 반사형 디스플레이는 예를 들어, Lcos 방식이 있다. Lcos 방식은 반사형 디스플레이로서 입사되는 광을 반사시켜 영상를 재생하는 방식이다. Lcos 방식에서 디스플레이 소자로는 실리콘 기판을 주로 사용하며 소형의 디스플레이 화면에 고해상도의 이미지 표시가 가능하다.
편광판(14)은 상기 디스플레이부(13)로부터 입사되는 영상을 형성하는 광을 편광시키는 역할을 할 수 있다. 편광판(14)은 입사되는 영상을 형성하는 광의 성분 중 p파의 광을 투과시키고, s파를 흡수하는 역할을 할 수 있다.
이때, p파는 광의 입사평면에 수평한 방향으로 진동하는 광파이고, s파는 광의 입사평면에 수직한 방향으로 진동하는 광파이다. 이 경우, 입사평면은 광이 입사하는 매질에서 입사파, 반사파 및 투과파가 형성하는 평면을 말한다.
상기 편광판(14)은 입사하는 광 중 p파의 광만을 투과시키므로 편광판(14)을 투과하여 렌즈(15)로 입사하는 광은 p파 성분만을 가지게 된다. 물론, 반대로 다른 종류의 편광판(14)을 사용하여 편광판(14)을 투과하여 렌즈(15)로 입사하는 광이 s파 성분만을 가지게 할 수도 있다.
이러한 편광판(14)은 입사하는 영상을 형성하는 광이 p파 성분과 s파 성분을 동시에 가짐으로 인해, p파 성분의 광과 s파 성분의 광이 서로 간섭을 일으켜 영상의 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기의 도광부(11)도 상기 편광판(14)과 마찬가지로 편광의 기능을 구비하여, 광원부(10)로부터 입사하는 광을 편광시켜 p파 성분의 광과 s파 성분의 광이 서로 간섭을 일으켜 영상의 화질이 저하되는 것을 방지할 수도 있다.
렌즈(15)는 상기 편광판(14)으로부터 입사하는 영상을 형성하는 광을 전송받아 영상을 확대하는 역할을 할 수 있다. 즉, 편광판(14)으로부터 입사되는 광이 형성하는 영상은 크기가 매우 작아 그 영상을 사용자가 그대로 보기에는 불편하다. 따라서, 렌즈(15)는 이러한 영상을 사용자가 육안으로 보기에 적절한 크기로 확대하는 역할을 한다.
렌즈(15)를 투과하면서 확대된 영상을 형성하는 광은 제1프리즘(16)으로 입사된다. 이때, 렌즈(15)로부터 제1프리즘(16)으로 입사되는 광경로를 적절히 조절하기 위해, 필요한 경우 렌즈(15)의 일부에 굴절부를 형성할 수도 있다. 이러한 굴절부는 예를 들어 렌즈(15)의 다른 부위와 밀도가 다른 매질을 결합함으로써 형성할 수 있다.
제1프리즘(16)은 상기 렌즈(15)로부터 전송되는 영상을 사용자의 안구(E)에 도달시키는 역할을 할 수 있다. 이를 위해 렌즈(15)로부터 입사되는 영상을 형성하는 광은 그 경로가 적절하게 조절되어야 한다. 이러한 광경로의 조절은 제1프리즘(16)에서의 전반사 현상을 이용하고, 또한 사용자의 안구(E)에 입사하는 최종의 광경로를 조절하기 위해서는 하기에서 광을 반사하는 반사층(미도시)을 상기 제1프리즘(16)에 형성할 수도 있다.
이때, 상기 렌즈(15)로부터 제1프리즘(16)을 투과하여 사용자의 안구(E)에 입사되는 영상은 허상이다. 즉, 사용자의 안구(E) 전방에 위치하는 실물의 상을 말하는 실상과 달리, 이러한 영상은 사용자의 안구(E) 전방에 위치하지 않는 디스플레이부(13)에서 재생되는 영상이 상기한 바와 같이 광경로가 조절됨으로 인해, 마치 사용자의 안구(E) 전방에 위치하는 것처럼 사용자가 시각적 인식하는 허상이다.
실시예의 착용형 디스플레이 장치에서 허상을 형성하는 광경로는 도 3에 도시된 바와 같다. 구체적으로, 먼저, 인쇄회로기판(20)에 전기적으로 연결된 광원부(10)에서 인쇄회로기판(20)을 통해 외부장치로부터 재생의 대상이 되는 영상의 정보를 받아 상기 영상을 담은 광을 도광부(11)로 조사한다. 이때, 광원부(10)로부터 조사되는 광은 RGB신호를 담은 것일 수 있다.
다음으로, 도광부(11)는 광원부(10)로부터 입사되는 광을 그 광경로를 조절하여 빔분사부(12)로 향하도록 한다. 이때, 상기 도광부(11)는 상기 격자가 형성됨으로 인해 광원부(10)로부터 조사되는 광을 빔분사부(12)에 균일하게 분포시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 도광부(11)는 편광의 기능을 구비하여, 광원부(10)로부터 입사하는 광을 편광시켜 p파 성분의 광과 s파 성분의 광이 서로 간섭을 일으켜 영상의 화질이 저하되는 것을 방지할 수도 있다.
다음으로, 빔분사부(12)는 상기 도광부(11)로부터 입사되는 광을 상기 디스플레이부(13)에 조사하여, 상기 디스플레이부(13)가 입사되는 광을 사용자가 육안으로 구체적으로 인식할 수 있는 영상으로 재생할 수 있도록 한다.
다음으로, 디스플레이부(13)는 상기 빔분사부(12)로부터 입사되는 광을 구체적인 영상으로 재생하고, 재생된 영상을 형성하는 광은 다시 빔분사부(12)로 조사된다.
다음으로, 빔분사부(12)는 디스플레이부(13)로부터 입사되는 영상을 형성하는 광을 편광판(14)으로 입사시킨다. 이때, 빔분사부(12)는 상기의 다양한 광경로 조절을 위해 상기한 바와 같이, 분극 빔분사기로 형성될 수 있다.
다음으로 편광판(14)은 상기 빔분사부(12)로부터 입사되는 영상을 형성하는 광을 편광시킨다. 이때, 광은 p파 또는 s파 중 어느 하나의 파만을 투과시키고 나머지 파는 흡수하므로 편광판(14)을 투과한 광은 p파 또는 s파 중 어느 하나의 파만을 가지도록 편광된다. 이는 상기한 바와 같이, p파와 s파 서로 간 간섭으로 인한 영상의 화질저하를 방지하기 위함이다.
다음으로, 렌즈(15)는 상기 편광판(14)으로부터 입사하는 영상을 형성하는 광을 전송받아 사용자가 육안으로 보기에 적절한 크기로 확대하는 역할을 한다. 이때, 상기한 바와 같이, 광경로 조절을 위해 렌즈(15)의 일부에 굴절부가 형성될 수 있고, 굴절부를 투과하는 광은 상기 제1프리즘(16)에 설정된 입사각으로 입사한다.
다음으로, 제1프리즘(16)은 상기 렌즈(15)로부터 전송되는 영상의 광경로를 조절하여 최종적으로 영상을 형성하는 광을 사용자의 안구(E)에 조사하는 역할을 할 수 있다. 이때, 광경로의 조절은 제1프리즘(16)의 전반사 현상, 제1프리즘(16)에 형성되는 상기 반사층을 이용하여 구현할 수 있다.
제2프리즘(17)은 상기 제1프리즘(16)과 결합하여 사용자의 안구(E)에 도달하는 실상의 왜곡을 줄이는 역할을 할 수 있다. 사용자는 제1프리즘(16)을 통해 상기 디스플레이부(13)에서 재생되는 영상인 허상과 함께 사용자의 안구(E) 전방에 실제하는 사물의 실상을 동시에 볼 수 있다.
그러나, 사용자의 안구(E)와 제1프리즘(16)의 단부가 인접하여 있는 경우 제1프리즘(16)의 단부의 형상으로 인해 사용자의 안구(E)에 도달하는 실상은 왜곡될 수 있다. 이는 제1프리즘(16)의 단부 형상으로 인해 실상을 보여주는 광의 굴절, 회절 등이 발생할 수 있기 때문이다.
따라서, 제1프리즘(16)의 단부에 제2프리즘(17)을 결합하여 전체 프리즘을 연장형성하면 제1프리즘(16)의 단부 형상으로 인한 실상의 왜곡현상을 줄일 수 있다.
베이스(18)는 수용공간(S)이 형성되고, 여기에 도광부(11), 빔분사부(12), 디스플레이부(13), 편광판(14), 렌즈(15) 등을 수용하는 역할을 할 수 있다. 베이스(18)는 실시예의 여러 구성요소를 수용하므로 그 형상이 복잡하게 형성될 수 있다. 따라서 베이스(18)는 이러한 복잡한 형상으로 제작될 수 있는 방법 예를 들어, 사출성형 등으로 제작될 수 있다.
커버부재(19)는 상기 베이스(18)의 상부의 적어도 일부를 폐쇄하여 상기 베이스(18)에 수용되는 각 구성요소들이 상기 베이스(18)에 안정적으로 수용될 수 있도록 한다. 또한, 상기 커버부재(19)는 체결부(22)에 의해 상기 베이스(18)와 결합할 수 있다.
또한, 커버부재(19)의 상면에는 돌출부(171)가 형성되어 상기 돌출부(171)에 인쇄회로기판(20)에 형성되는 홈 또는 홀이 결합함으로써 상기 커버부재(19)에 상기 인쇄회로기판(20)의 상부가 결합할 수 있다.
인쇄회로기판(20) 상부와 하부가 상기 베이스(18) 및 상기 커버부재(19)와 결합할 수 있고, 상기 광원부(10) 및 상기 디스플레이부(13)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이로 인해 인쇄회로기판(20)은 광원부(10)에 재생의 대상인 영상신호를 전송할 수 있고, 광원부(10)와 디스플레이부(13)에 필요한 전력을 공급할 수 있다.
한편, 인쇄회로기판(20)은 상부 및 하부에 홈 또는 홀이 형성될 수 있다. 따라서 커버부재(19)의 상면에 형성되는 돌출부(171)와, 베이스(18)의 하부에 형성되는 돌출부(171)에 각각 인쇄회로기판(20)의 상부 및 하부가 결합할 수 있다.
커넥터(21)는 상기 인쇄회로기판(20)과 외부장치를 연결하는 역할을 할 수 있다. 이때, 외부장치는 실시예의 착용형 디스플레이 장치를 제어하는 제어장치, 재생할 영상을 수록하는 저장장치, 스마트폰 등의 모바일 기기와 착용형 디스플레이 장치를 서로 연동시킬 수 있는 통신장치 등으로 구성될 수 있다.
체결부(22)는 커버부재(19)와 베이스(18)를 서로 결합시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 체결부(22)는 상기 커버부재(19)와 상기 베이스(18) 각각에 형성되는 홀 또는 홈에 삽입되어 상기 커버부재(19)와 상기 베이스(18)를 탈착식으로 결합할 수 있는 것이라면 어느 것을 사용해도 무방하다. 예를 들어 볼트, 나사못, 결합핀 등을 체결부(22)로 사용할 수 있다.
도 4a 및 도4b는 일 실시예에 따른 제1프리즘(16)과 베이스(18)의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다. 프리즘은 베이스(18)와 결합하는데, 실시예에서는 제1프리즘(16)이 베이스(18)와 결합하고, 제1프리즘(16)과 베이스(18)의 결합을 위한 체결유닛이 구비될 수 있다.
이때, 체결유닛은 상기 프리즘의 일부분과 상기 베이스(18)의 일부분이 서로 체결되도록 하여 상기 프리즘의 상기 베이스(18)에 대한 움직임을 제한할 수 있다. 즉, 실시예에서 체결유닛은 베이스(18)에 결합한 프리즘이 베이스(18)에 대해 회전하는 등의 움직임이 발생하여 베이스(18)의 수용공간(S)에 수용되는 각 구성부품과 프리즘을 통과하는 광경로의 변경, 왜곡을 현저히 줄일 수 있다. 따라서, 체결유닛은 상기 광경로를 안정적으로 유지하여 착용형 디스프레이 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
체결유닛은 일 실시예로 상기 프리즘의 단부에 복수로 형성되는 결합돌부(110)와 상기 베이스(18)의 단부의 상기 결합돌부(110)에 대응되는 부위에 상기 결합돌부(110)와 동일 개수로 형성되는 삽입부(120)를 포함할 수 있다. 이때, 삽입부(120)는 일 실시예로, 상기 결합돌부(110)가 삽입되도록 홀 또는 홈으로 형성될 수 있다.
이때, 결합돌부(110)는 도 4a에서는 평면형상이 원형으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 삼각형, 사각형 등의 다각형, 타원형 기타 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 체결유닛의 일 실시예는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 결합돌부(110)는 상기 제1프리즘(16)의 저면(16a)에 돌출되어 형성되고, 상기 삽입부(120)는 상기 베이스(18) 하부에 상기 결합돌부(110)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
이때, 결합돌부(110)는 베이스(18)에 결합되는 제1프리즘(16)이 베이스(18)에 대해 회전하는 것을 제한하기 위해 복수로 구비되는 것이 적절하다. 또한, 결합돌부(110)는 복수이고, 제1프리즘(16)의 저면(16a) 단부에 상기 베이스(18)와 결합부위라는 제한 내에서 결합돌부(110)의 개수 및 위치는 임의로 선택할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 다른 실시예에 따른 제1프리즘(16)과 베이스(18)의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다. 체결유닛의 다른 실시예는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 결합돌부(110)는 제1프리즘(16)의 일측면(16b-1)에 돌출되어 형성되고, 상기 삽입부(120)는 상기 베이스(18)의 일측부에 상기 결합돌부(110)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1프리즘(16)의 단부에는 투광면(163)이 형성되는데, 도 5a에 도시된 바와 같이, 실시예에서는 투광면(163)이 제1프리즘(16)의 길이방향에 경사지게 형성되었으나, 이에 한정되지 않으며, 제1프리즘(16)의 길이방향에 수직하게 형성될 수도 있다. 투광면(163)은 렌즈(15)를 투과한 광이 상기 제1프리즘(16)으로 입사하는 부위이다.
도 6a 및 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 제1프리즘(16)과 베이스(18)의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다. 체결유닛의 또 다른 실시예는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 결합돌부(110)는 제1프리즘(16)의 타측면(16b-2)에 돌출되어 형성되고, 상기 삽입부(120)는 상기 베이스(18)의 타측부에 상기 결합돌부(110)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
제1프리즘(16)의 타측면(16b-2)은 제1프리즘(16)의 양 측면 중 도 5a에 도시된 일측면(16b-1)의 반대측 면을 의미하고, 베이스(18)의 타측부는 도 5b에 도시된 베이스(18)의 삽입부(120)가 형성되는 일측부와 마주보는 부위를 의미한다.
상기 각 실시예들에서 설명된 상기 결합돌부(110)는 상기 각 실시예들에서 설명된 상기 삽입부(120)에 억지 끼워맞춤 및/또는 접착물질에 의해 결합할 수 있다.
접착물질은 다양한 종류의 것이 사용될 수 있으나, 접착력이 좋은 에폭시 계열의 재질을 사용하는 것이 적절하다. 또한, 작업을 용이하게 하기 위해 자외선(UV) 경화성 에폭시를 사용하는 것이 보다 적절하다.
한편, 상기 결합돌부(110)는 상기 제1프리즘(16)의 저면(16a) 및 양 측면 즉, 제1프리즘(16)의 일측면(16b-1) 및 제1프리즘(16)의 타측면(16b-2)에 각각 돌출되어 형성되고, 상기 삽입부(120)는 상기 베이스(18) 하부 및 양 측부 즉, 베이스(18)의 일측부 및 베이스(18)의 타측부에 상기 결합돌부(110)와 대응하는 위치에 각각 형성될 수도 있다.
또한, 상기 삽입부(120)는 상기 제1프리즘(16)의 저면(16a) 및 양 측면 즉, 제1프리즘(16)의 일측면(16b-1) 및 제1프리즘(16)의 타측면(16b-2)에 각각 홀 또는 홈으로 형성되고, 상기 결합돌부(110)는 상기 베이스(18) 하부 및 양 측부 즉, 베이스(18)의 일측부 및 베이스(18)의 타측부에 상기 삽입부(120)와 대응하는 위치에 각각 돌출되어 형성될 수도 있다.
도 7a 및 도 7b는 또 다른 실시예에 따른 제1프리즘(16)과 베이스(18)의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다.
체결유닛의 또 다른 실시예로 상기 제1프리즘(16)의 단부에 형성되는 제1요철부(130)와 상기 베이스(18)의 단부의 상기 제1요철부(130)에 대응되는 부위에 상기 제1요철부(130)와 형합되도록 형성되는 제2요철부(140)를 포함할 수 있다.
이때, 제1요철부(130)와 제2요철부(140)의 형상은 도 7a 및 도 8a에서는 사각형으로 도시되었으나 이에 제한되지 않으며, 삼각형, 물결형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 체결유닛의 또 다른 실시예는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 제1요철부(130)는 상기 제1프리즘(16)의 저면(16a)에 형성되고, 상기 제2요철부(140)는 상기 베이스(18) 하부에 상기 제1요철부(130)에 대응되는 부위에 상기 제1요철부(130)와 형합되도록 형성될 수 있다.
이때, 제1요철부(130)는 제1프리즘(16)의 저면(16a) 단부에 상기 베이스(18)와 결합부위에서, 그 길이, 폭, 위치, 요부 또는 철부의 개수 등을 적절하게 선택할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 제1프리즘(16)과 베이스(18)의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다. 체결유닛의 또 다른 실시예는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 제1요철부(130)는 제1프리즘(16)의 일측면(16b-1)에 형성되고, 상기 제2요철부(140)는 상기 베이스(18)의 일측부에 상기 제1요철부(130)와 대응하는 부위에 상기 제1요철부(130)와 형합되도록 형성될 수 있다.
이때, 도 5a를 참조하여 상기에서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 제1프리즘(16)의 단부에는 투광면(163)이 형성되는데, 도 8a에 도시된 바와 같이, 실시예에서는 투광면(163)이 제1프리즘(16)의 길이방향에 경사지게 형성되었으나, 이에 한정되지 않으며, 제1프리즘(16)의 길이방향에 수직하게 형성될 수도 있다.
도 9a 및 도 9b는 또 다른 실시예에 따른 제1프리즘(16)과 베이스(18)의 결합상태를 설명하기 위한 도면이다. 체결유닛의 또 다른 실시예는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 제1요철부(130)는 제1프리즘(16)의 타측면(16b-2)에 형성되고, 상기 제2요철부(140)는 상기 베이스(18)의 타측부에 상기 제1요철부(130)와 대응하는 부위에 상기 제1요철부(130)와 형합되도록 형성될 수 있다.
제1프리즘(16)의 타측면(16b-2)은 제1프리즘(16)의 양 측면 중 도 8a에 도시된 일측면(16b-1)의 반대측 면을 의미하고, 베이스(18)의 타측부는 도 8b에 도시된 베이스(18)의 제2요철부(140)가 형성되는 일측부와 마주보는 부위를 의미한다.
상기 각 실시예들에서 설명된 상기 제1요철부(130)와 상기 제2요철부(140)는 서로 억지 끼워맞춤 및/또는 접착물질에 의해 결합할 수 있다.
상기 제1요철부(130)는 상기 프리즘의 저면(16a) 및 양 측면 즉, 제1프리즘(16)의 일측면(16b-1) 및 제1프리즘(16)의 타측면(16b-2)에 각각 형성되고, 상기 제2요철부(140)는 상기 베이스(18) 하부 및 양 측부 즉, 베이스(18)의 일측부 및 베이스(18)의 타측부에 상기 제1요철부(130)와 대응하는 부위에 상기 제1요철부(130)와 형합되도록 형성될 수 있다.
실시예에 의하면, 프리즘을 베이스(18)에 결합하는 경우, 접착물질을 사용하지 않거나, 결합유닛 즉, 제1프리즘(16)과 베이스(18)에 형성되는 결합돌부(110), 삽입부(120), 제1요철부(130) 또는 제2요철부(140)에만 접착물질이 도포되어 접착물질의 사용을 현저히 줄일 수 있다. 따라서, 착용형 디스플레이 장치의 접착물질에 의한 재생 영상의 화질저하를 방지할 수 있고, 착용형 디스플레이 장치의 조립공정을 간소화할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 제1프리즘(16)에 접착홈부(500)가 형성된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 11은 다른 실시예에 따른 제1프리즘(16)에 접착홈부(500)가 형성된 모습을 나타낸 사시도이다.
접착홈부(500)는 상기 제1프리즘(16)과 상기 제2프리즘(17)이 서로 결합하는 각각의 표면 중 적어도 하나의 표면에 접착제가 유입되는 부위이다. 접착홈부(500)에 유입된 접착제는 경화되어 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)을 서로 결합시킬 수 있다.
접착홈부(500)의 일 실시예는 도 10, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제1프리즘(16)의 표면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 접착홈부(500)는 상기 제1프리즘(16)이 상기 제2프리즘(17)의 제2표면(570, 도 12참조)과 결합하는 제1표면(560)의 가장자리(562)에 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1표면(560)은 사용자의 상기 안구(E) 전방방향으로 경사지게 형성되고, 상기 접착홈부(500)는 그 길이방향이 상기 제1표면(560)의 경사진 방향으로 형성될 수 있다.
이는 제1표면(560)의 중앙부(561)는 영상을 형성하는 광이 통과하는 광경로 이므로, 상기 중앙부(561)를 통과하는 상기 광의 경로, 특성 등에 영향을 주지 않기 위해 상기 중앙부(561)에는 접착제를 도포하지 않는 것이 적절하기 때문이다.
한편, 도 10, 도 11에서는 접착홈부(500)가 제1표면(560)의 양측 가장자리(562)에 각각 구비되었으나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 양측 가장자리(562)의 어느 한쪽에 하나만 구비될 수도 있다.
또한, 접착홈부(500)의 일 실시예는 도 10, 도 11에 도시된 바와 같이, 그 길이방향으로 일측이 개방되고, 타측이 폐쇄되는 연속된 홈으로 형성될 수 있다. 이때, 개방되는 일측이 도 10, 도 11에 도시된 바와 같이, 단턱이 형성되는 경우 상기 단턱의 일부에도 홈을 형성하여 접착홈부(500)의 일측이 개방되도록 할 수 있다.
한편, 상기 접착홈부(500)의 개방되는 일측은 상기 제1표면(560)에서 상기 안구(E)의 시선방향을 기준으로 상기 제1프리즘(16)의 전면 또는 후면 어느 쪽에도 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 접착홈부(500)의 개방되는 일측은 상기 안구(E)의 시선방향을 기준으로 제1프리즘(16)의 전면에 형성될 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 접착홈부(500)의 개방되는 일측은 상기 제1프리즘(16)의 후면에 형성될 수도 있다.
제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)의 접착에 사용되는 접착제는 다양한 특성의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 에폭시, 열 경화성 접착제, 광 경화성 접착제 등을 사용할 수 있고, 광 경화성 접착제의 경우 UV 경화성 접착제를 사용할 수도 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 제2프리즘(17)에 접착홈부(500)가 형성된 모습을 나타낸 사시도이다. 접착홈부(500)는 도 12에 도시된 바와 같이, 제2프리즘(17)의 제2표면(570)에 형성될 수 있다. 상기 제2표면(570)은 제1표면(560)과 마찬가지로, 상기 안구(E) 전방방향으로 형성되고, 상기 접착홈부(500)는 그 길이방향이 상기 제2표면(570)의 경사진 방향으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2표면(570)에는 상기 안구(E)에 디스플레이되는 영상을 구현하는 입사광이 전반사되고, 상기 접착홈부(500)는 상기 입사광의 전반사 부위를 회피하는 부위에 형성될 수 있다.
이때, 상기 입사광의 전반사는 상기 제2프리즘(17)의 상기 제2표면(570)의 중앙부(571)에서 발생하고, 따라서 상기 접착홈부(500)는 전반사가 일어나는 상기 제2표면(570)의 중앙부(571)를 회피하는 제2표면(570)의 가장자리(572) 부위에 형성될 수 있다.
한편, 도 12에서는 접착홈부(500)가 제2표면(570)의 양측 가장자리(572)에 각각 구비되었으나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 양측 가장자리(572)의 어느 한쪽에 하나만 구비될 수도 있다.
또한, 접착홈부(500)는 도 12에 도시된 바와 같이, 그 길이방향으로 일측이 개방되고, 타측이 폐쇄되는 연속된 홈으로 형성될 수 있다. 이때, 개방되는 일측이 도 12에 도시된 바와 같이, 단턱이 형성되는 경우 상기 단턱의 일부에도 홈을 형성하여 접착홈부(500)의 일측이 개방되도록 할 수 있다.
한편, 제1프리즘(16)에서와 마찬가지로, 상기 접착홈부(500)의 개방되는 일측은 상기 제2표면(570)에서 상기 안구(E)의 시선방향을 기준으로 상기 제2프리즘(17)의 전면 또는 후면 어느 쪽에도 형성될 수 있다. 도 12에서는 상기 접착홈부(500)의 개방되는 일측이 상기 안구(E)의 시선방향을 기준으로 제2프리즘(17)의 후면에 형성되었으나, 제2프리즘(17)의 전면에 형성될 수도 있다.
접착홈부(500)는 상기 제1표면(560)과 제2표면(570)에 서로 동일하거나 극히 유사한 구조로 형성될 수 있으므로, 이하 도 13, 도 14에서 상기 접착홈부(500)의 다른 실시예들은 제2프리즘(17)의 제2표면(570)을 예를 들어 도시한다.
도 13은 다른 실시예에 따른 제2프리즘(17)에 접착홈부(500)가 형성된 모습을 나타낸 정면도이다.
접착홈부(500)의 다른 실시예는 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제1표면(560) 또는 상기 제2표면(570)에 서로 연통되지 않는 복수의 홈들로 형성되고, 상기 복수의 홈들은 서로 간격을 두고 상기 제1표면(560) 또는 상기 제2표면(570)의 경사진 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 접착홈부(500)의 양측 단부는 모두 폐쇄되는 형태로 형성될 수 있다.
접착홈부(500)를 형성하는 복수의 홈들 각각에는 접착제가 유입되고, 제1표면(560)과 제2표면(570)을 서로 맞댄 후 접착제가 경화되면 상기 제1프리즘(16)과 상기 제2프리즘(17)은 서로 접착제에 의해 고정될 수 있다.
도 13에서는 직사각형의 평면을 가진 접착홈부(500)들이 도시되었으나, 접착홈부(500)들의 형상은 이에 한정되지 않고, 다각형, 곡선형 기타 다양한 형태의 단면을 가지도록 구비될 수 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 제2프리즘(17)에 접착홈부(500)가 형성된 모습을 나타낸 정면도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 실시예에서 접착홈부(500)는 제1접착홈부(500-1) 및 제2접착홈부(500-2)를 포함할 수 있다.
상기 제1접착홈부(500-1)는 길이방향으로 일측이 개방되고, 타측이 폐쇄되는 연속된 홈으로 형성되고, 제2접착홈부(500-2)는 상기 제1표면(560) 또는 상기 제2표면(570)에 서로 연통되지 않는 복수의 홈들로 형성되고, 상기 복수의 홈들은 서로 간격을 두고 상기 제1표면(560) 또는 상기 제2표면(570)의 경사진 방향으로 배치되도록 구비될 수 있다.
즉, 도 14의 실시예에서는 도 12 및 도 13에 도시된 실시예를 조합한 접착홈부(500)를 형성할 수 있다. 도 13, 도 14에 도시된 실시예의 경우에도, 상기한 바와 같이 이유로, 상기 제1표면(560) 또는 상기 제2표면(570)의 가장자리(572) 부위에 각각 형성되는 적절하다.
한편, 도 13, 도 14에서는 접착홈부(500)가 제2표면(570)의 양측 가장자리(572)에 각각 구비되었으나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 양측 가장자리(572)의 어느 한쪽에 하나만 구비될 수도 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 접착홈부(500)가 형성된 착용형 디스플레이 장치의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 접착홈부(500)는 상기 제2프리즘(17)의 제1표면(560)에 형성될 수 있다.
이때, 상기 접착홈부(500)가 도 12에 도시된 바와 같은 형상을 가지는 경우 즉, 그 길이방향이 상기 제2표면(570)의 경사진 방향으로 형성되고, 그 길이방향으로 일측이 개방되고 타측이 폐쇄되는 연속된 홈으로 형성되는 경우 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)을 용이하게 서로 결합시킬 수 있다.
즉, 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)을 서로 접촉시킨 후 접착홈부(500)의 개방된 개구에 접착제를 유입시키고, 유입된 접착제가 경화되면 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)은 접착제에 의해 서로 고정될 수 있다. 이때, 상기 개구의 반대쪽은 폐쇄된 상태이므로 접착홈에 유입된 접착제는 상기 개구의 반대쪽으로 유출될 우려가 없다.
도 16은 다른 실시예에 따른 접착홈부(500)가 형성된 착용형 디스플레이 장치의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 17은 또 다른 실시예에 따른 접착홈부(500)가 형성된 착용형 디스플레이 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 16에 도시된 바와 같이 접착홈부(500)는 상기 제1프리즘(16)의 제1표면(560)에 형성될 수 있고, 그 구체적인 형상은 상기한 바와 같다. 이 경우에도 도 15의 실시예에서 상기한 바와 마찬가지로, 상기 접착홈부(500)가 도 17에 도시된 바와 같은 형상을 가지는 경우 접착제를 사용하여 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)을 용이하게 서로 결합시킬 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상기 접착홈부(500)는, 상기 제1프리즘(16) 및 상기 제2프리즘(17) 각각에 형성되고, 각각의 상기 접착홈부(500)는 서로 대향되도록 배치될 수 있다. 마찬가지로, 상기 접착홈부(500)가 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같은 형상을 가지는 경우 접착제를 사용하여 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)을 용이하게 서로 결합시킬 수 있다.
또한, 도 13 및 도 14에 도시된 형상으로 상기 접착홈부(500)가 형성되는 경우에도 상기 복수의 홈들 특히, 도 14의 경우 제1접착홈부(500-1)와 제2접착홈부(500-2)는 상기 제1프리즘(16) 및 상기 제2프리즘(17) 각각에 형성되고, 각각의 상기 접착홈부(500)는 서로 대향되도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 각 도면에서 상기 접착홈부(500)의 단면은 일측이 개방된 사각형 형상으로 도시되었으나, 단면 형상은 이에 한정되지 않는다. 즉, 접착홈부(500)의 단면은 일측이 개방된 사각형 형상 이외에 V자형, 곡선형 기타 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 접착홈부(500)가 양측이 폐쇄된 형상으로 형성되는 경우, 상기 접착홈부(500)는 도 15 내지 도 16에 도시된 바와 같은 일측이 개방된 형태로 형성되지 않을 수 있다.
실시예에서, 제1프리즘 또는 제2프리즘의 표면에 접착홈부가 형성됨으로 인해 제1프리즘과 제2프리즘 서로를 용이하고 견고하게 접착제로 결합할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 접착홈부는 접착제가 광경로를 형성하거나 전반사가 일어나는 제1프리즘과 제2프리즘이 서로 결합하는 각각의 표면의 중앙부로 흘러내리지 않도록 함으로써 착용형 디스플레이 장치의 스크린 해상도, 선명도를 향상시킬 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 디스플레이 스크린(600)이 형성된 모습을 나타낸 도면이다. 디스플레이 스크린(600)에는 사용자가 안구(E)를 통해 볼 수 있는 영상이 구현될 수 있다.
디스플레이 스크린(600)은 상기 제2프리즘(17)의 제2표면(570)의 중앙부(571)에 형성될 수 있다. 즉, 제2표면(570)의 가장자리(572) 부위에는 접착홈부(500)가 형성되고, 접착홈부(500)에 접착제가 유입되어 경화되어 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)은 서로 결합하고, 상기 제2표면(570)의 중앙부(571)에서 상기 안구(E)에 디스플레이되는 영상을 구현하는 입사광이 전반사되어 상기 안구(E)에 도달한다.
따라서, 전반사 부위인 상기 제2표면(570)의 중앙부(571)에 디스플레이 스크린(600)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1표면(560)과 상기 제2표면(570)의 결합부위의 중앙부(571)에는 상기 제2표면(570)의 중앙부(571)에 전반사가 뚜렷하게 발생하여 디스플레이 스크린(600)의 해상도, 화질 등을 높이기 위해 공간(R)이 형성될 수도 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 보스(1000)와 삽입홈(2000)을 나타낸 평면도이다. 실시예의 착용형 디스플레이 장치는 결합부를 포함할 수 있다. 결합부는 상기 렌즈(15) 및 상기 프리즘 중 적어도 하나가 사용자의 시선방향으로 보아 상기 베이스(18)의 내측 하면(1810)에서 상기 베이스(18)와 결합하도록 하는 역할을 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 프리즘은 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)을 포함할 수 있고, 실시예에서는 상기 베이스(18)와 결합하는 프리즘은 제1프리즘(16)일 수 있다.
상기 결합부는, 돌출형성되는 보스(1000)와, 상기 보스(1000)에 대응되는 위치에 형성되어 상기 보스(1000)가 삽입되는 삽입홈(2000)을 포함할 수 있다. 상기 보스(1000)는 복수로 구비되고, 상기 삽입홈(2000)은 상기 보스(1000)의 개수와 동일한 개수로 구비될 수 있다.
상기 보스(1000)는 작업의 용이성, 견고한 결합의 필요성을 고려하면, 상기 베이스(18), 상기 렌즈(15) 또는 상기 프리즘에 일체로 형성되는 것이 적절하다. 사출성형 등의 방법을 통해 상기 보스(1000)는 상기 베이스(18), 상기 렌즈(15) 또는 상기 프리즘에 일체로 형성될 수 있다.
이때, 상기 복수의 보스(1000) 중 적어도 일부는 단면의 면적이 서로 다르게 형성되고, 상기 복수의 삽입홈(2000)의 단면은 각각 상기 보스(1000)의 단면의 면적의 크기에 대응하거나, 큰 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
보스(1000)는 상기 렌즈(15) 또는 프리즘과 베이스(18) 사이의 결합력을 향상시키고 흔들림을 방지하기 위해 그 단면의 면적을 크게 형성하는 것이 적절하지만, 렌즈(15) 또는 프리즘과 베이스(18)의 구조에 따라 상기 단면의 면적의 크기는 적절하게 조절될 수 있다.
예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이, 프리즘 또는 렌즈(15)가 베이스(18)와 결합하는 부위의 표면적이 큰 부분에서는 상기 보스(1000)의 단면의 면적을 크게 형성하고, 상기 결합하는 부위의 표면적이 작은 부분에서는 상기 보스(1000)의 단면적의 면적을 상대적으로 작게 형성할 수 있다.
한편, 도 19에서는 보스(1000)가 프리즘이 결합하는 부위에 2개, 렌즈(15)가 결합하는 부위에 2개 총 4개가 형성되었지만 이에 한정되지 않으며, 상기 각각의 부위에 3개 이상이 형성될 수도 있고, 삽입홈(2000)의 개수도 상기 보스(1000)의 개수에 대응하여 상기 각각의 부위에 3개 이상이 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 각각의 부위에 2개의 보스(1000) 또는 삽입홈(2000)이 형성되는 구조를 예를 들어 설명한다.
이때, 상기 보스(1000)는 상기 삽입홈(2000)에 예를 들어, 억지 끼워맞춤 방식으로 삽입될 수 있다. 이러한 억지 끼워맞춤에 의해 상기 프리즘 또는 상기 렌즈(15)가 상기 베이스(18)와 견고하게 결합할 수 있다.
한편, 상기 보스(1000)는 상기 삽입홈(2000)에 접착제로 고정되어 상기 프리즘 또는 상기 렌즈(15)가 상기 베이스(18)와 더욱 견고하게 결합할 수 있다. 이때, 접착제는 다양한 특성의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 에폭시, 열 경화성 접착제, 광 경화성 접착제 등을 사용할 수 있고, 광 경화성 접착제의 경우 UV 경화성 접착제를 사용할 수도 있다.
또한, 도 19에서는 상기 보스(1000)의 단면이 원형으로 형성되었으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 보스(1000)는 단면이 원형, 타원형, 다각형 기타 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
도 20은 일 실시예에 따른 보스(1000)가 베이스(18)에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 보스(1000)는 상기 베이스(18)의 내측 하면(1810)에 형성될 수 있다. 이때, 상기 삽입홈(2000)은 상기 렌즈(15) 또는 상기 프리즘의 하면에 상기 베이스(18)의 보스(1000)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 보스(1000)는 상기 렌즈(15)에 형성되는 삽입홈(2000)에 삽입되는 제1보스(1100)와, 상기 제1프리즘(16)에 형성되는 삽입홈(2000)에 삽입되는 제2보스(1200)를 포함하고, 상기 제1보스(1100)와 제2보스(1200)는 도 20에 도시된 바와 같이 각각 복수로 구비될 수 있다.
이때, 예를 들어, 복수의 상기 제1보스(1100)는, 상기 제1프리즘(16)이 상기 베이스(18)와 결합하여 고정되는 경우 상기 제1프리즘(16)이 상기 베이스(18)에 대하여 흔들림을 최소화할 수 있도록, 서로 적절한 이격거리를 두고 배치되는 것이 적절하다. 이러한 이격거리는 상기 제1보스(1100)의 개수, 각각의 단면면적 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.
또한, 상기 제1보스(1100)들의 각각의 배치위치도 상기 제1프리즘(16)이 상기 베이스(18)에 대하여 흔들림을 최소화할 수 있도록 적절히 선택할 수 있다.
한편, 상기한 제1보스(1100)들에 대한 설명은 상기 제1프리즘(16)의 삽입홈(2000)에 삽입되는 제2보스(1200)에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 삽입홈(2000)이 베이스(18)에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 삽입홈(2000)은 상기 베이스(18)의 내측 하면(1810)에 형성될 수 있다. 이때, 상기 보스(1000)는 상기 렌즈(15) 또는 상기 프리즘의 하면에 상기 베이스(18)의 보스(1000)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 렌즈(15)의 결합위치에 형성되는 상기 삽입홈(2000)에는 상기 렌즈(15)의 하면(1510)에 형성되는 제3보스(1300)(도 23 참조)가 결합하고, 상기 제1프리즘(16)의 결합위치에 형성되는 상기 삽입홈(2000)에는 상기 제1프리즘(16)의 하면(1610)에 형성되는 제4보스(1400)(도 25 참조)가 결합할 수 있다.
도 22는 일 실시예에 따른 삽입홈(2000)이 렌즈(15)의 하면(1510)에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 삽입홈(2000)은 상기 렌즈(15)의 하면(1510)에 형성될 수 있고, 상기 삽입홈(2000)에 결합하는 보스(1000)는 상기 베이스(18)의 내측 하면(1810)에 형성될 수 있다. 이때, 상기 보스(1000)는 상기 베이스(18)의 하면(1810)에 상기 렌즈(15)가 결합하는 부위에 형성되는 제1보스(1100)일 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 보스(1000)가 렌즈(15)의 하면(1510)에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈(15)의 하면(1510)에는 제3보스(1300)가 형성될 수 있고, 이때, 상기 베이스(18)의 내측 하면(1810)에 상기 렌즈(15)가 결합하는 부위에는 상기 제3보스(1300)가 삽입되는 삽입홈(2000)이 형성될 수 있다.
도 24는 일 실시예에 따른 삽입홈(2000)이 제1프리즘(16)의 하면(1610)에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 삽입홈(2000)은 상기 제1프리즘(16)의 하면(1610)에 형성될 수 있고, 상기 삽입홈(2000)에 결합하는 보스(1000)는 상기 베이스(18)의 하면(1610)에 형성될 수 있다. 이때, 상기 보스(1000)는 상기 베이스(18)의 내측 하면(1810)에 상기 제1프리즘(16)이 결합하는 부위에 형성되는 제2보스(1200)일 수 있다.
특히, 상기 삽입홈(2000)은 상기 제1프리즘(16) 중 상기 제1프리즘(16)이 상기 베이스(18)와 결합하는 부위의 하면(1610)에 형성될 수 있다.
도 25는 일 실시예에 따른 보스(1000)가 제1프리즘(16)의 하면(1610)에 형성된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 25에 도시된 바와 같이, 상기 제1프리즘(16)의 하면(1610)에는 제4보스(1400)가 형성될 수 있고, 이때, 상기 베이스(18)의 내측 하면(1810)에 상기 제1프리즘(16)이 결합하는 부위에는 상기 제4보스(1400)가 삽입되는 삽입홈(2000)이 형성될 수 있다.
특히, 상기 제4보스(1400)는 상기 제1프리즘(16) 중 상기 제1프리즘(16)이 상기 베이스(18)와 결합하는 부위의 하면(1610)에 형성될 수 있다.
한편, 제1보스(1100)와 마찬가지로 상기 제2보스(1200), 제3보스(1300) 및 제4보스(1400)도 복수로 구비될 수 있다.
도 26은 다른 실시예에 따른 디스플레이 스크린(N)이 형성된 모습을 나타낸 도면이다. 프리즘은 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)을 포함할 수 있고, 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)은 서로 대면하는 각 단부의 가장자리 부위에서 서로 접착제(P)에 의해 결합할 수 있다.
이때, 접착제(P)는 다양한 특성의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 에폭시, 열 경화성 접착제, 광 경화성 접착제 등을 사용할 수 있고, 광 경화성 접착제의 경우 UV 경화성 접착제를 사용할 수도 있다.
상기 제1프리즘(16)의 단부 중앙부는 상기 렌즈(15)로부터 입사하는 영상을 형성하는 광이 통과하는 광경로이고, 상기 제2프리즘(17)의 단부 중앙부는 상기 제1프리즘(16)으로부터 입사하는 영상을 형성하는 광의 전반사가 발생하는 부위이다.
따라서, 접착제(P)는 상기한 이유로 영상을 형성하는 광에 악역향을 미치지 않도록 하기 위해 상기 제1프리즘(16)과 상기 제2프리즘(17)의 서로 대면하는 각 단부의 가장자리 부위에 도포되어 상기 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)을 서로 결합시키는 것이 적절하다.
상기 제2프리즘(17)의 전반사가 발생하는 상기 단부의 중앙부에는 디스플레이 스크린(N)이 형성될 수 있다. 디스플레이 스크린(N)에는 사용자가 안구(E)를 통해 볼 수 있는 영상이 구현될 수 있다.
이때, 상기 제1프리즘(16)과 제2프리즘(17)의 각각의 단부가 서로 대면하는 부위의 중앙부 사이에는 상기 제2프리즘(17)의 단부 중앙부에 전반사가 뚜렷하게 발생하여 상기 디스플레이 스크린(N)의 해상도, 화질 등을 높이기 위해 공간이 형성될 수도 있다.
실시예에서, 렌즈(15)의 하면(1510), 프리즘의 하면, 베이스(18)의 내측 하면(1810)에 보스(1000)와 이에 대향 하도록 배치되는 삽입홈(2000)을 형성하여 서로 결합하고, 상기 보스(1000)와 삽입홈(2000)을 복수로 형성하여 렌즈(15)와 베이스(18) 간 결합 및 프리즘과 베이스(18) 간 견고하게 결합할 수 있다.
또한, 상기 렌즈(15) 또는 프리즘과 베이스(18) 간 견고한 결합으로 인해 렌즈(15)와 프리즘의 흔들림을 억제하여 착용형 디스플레이 장치에서 구현되는 화상의 해상도 및 화질을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 베이스(18)의 내측 측면이 아닌 내측 하면(1810)에 상기 렌즈(15) 및 프리즘이 고정되므로 베이스(18)의 내측 측면에 렌즈(15), 프리즘의 결합을 위한 별도의 구조를 형성할 필요가 없어 착용형 디스플레이 장치를 전체적으로 슬림한 형상으로 구현할 수 있는 효과가 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
실시예에서, 체결유닛은 광경로를 안정적으로 유지하여 착용형 디스프레이 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있으므로, 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (20)

  1. 수용공간이 형성되는 베이스;
    사용자의 안구 전방에 위치하고, 적어도 일부가 입사되는 광의 경로를 조절하여 상기 안구에 디스플레이되는 허상이 도달하도록 하는 프리즘; 및
    상기 프리즘의 일부분과 상기 베이스의 일부분이 서로 체결되도록 하여 상기 프리즘의 상기 베이스에 대한 움직임을 제한하는 체결유닛
    을 포함하는 착용형 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체결유닛은,
    상기 프리즘의 단부에 복수로 형성되는 결합돌부; 및
    상기 베이스의 단부의 상기 결합돌부에 대응되는 부위에 상기 결합돌부와 동일 개수로 형성되는 삽입부
    를 포함하는 착용형 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 결합돌부가 삽입되도록 홀 또는 홈으로 형성되고, 상기 결합돌부는 상기 삽입부에 억지 끼워맞춤 및/또는 접착물질에 의해 결합하는 착용형 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 결합돌부는 상기 프리즘의 저면에 돌출되어 형성되고, 상기 삽입부는 상기 베이스 하부에 상기 결합돌부와 대응하는 위치에 형성되는 착용형 디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 결합돌부는 상기 프리즘의 양 측면 중 적어도 하나에 돌출되어 형성되고, 상기 삽입부는 상기 베이스 양 측부 중 적어도 하나에 상기 결합돌부와 대응하는 위치에 형성되는 착용형 디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 결합돌부는 상기 프리즘의 저면 및 양 측면에 각각 돌출되어 형성되고, 상기 삽입부는 상기 베이스 하부 및 양 측부에 상기 결합돌부와 대응하는 위치에 각각 형성되는 착용형 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 체결유닛은,
    상기 프리즘의 단부에 형성되는 제1요철부; 및
    상기 베이스의 단부의 상기 제1요철부에 대응되는 부위에 상기 제1요철부와 형합되도록 형성되는 제2요철부
    를 포함하는 착용형 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 체결유닛은,
    상기 베이스의 단부에 복수로 형성되는 결합돌부; 및
    상기 프리즘의 단부에 상기 결합돌부에 대응되는 부위에 상기 결합돌부와 동일 개수로 형성되고 상기 결합돌부가 삽입되는 삽입부
    를 포함하는 착용형 디스플레이 장치.
  9. 사용자의 안구 전방에 위치하고, 상기 안구에 도달하는 광의 경로를 조절하여 상기 안구에 디스플레이되는 영상이 도달하도록 하는 제1프리즘; 및
    상기 제1프리즘과 결합하는 제2프리즘을 포함하고,
    상기 제1프리즘과 상기 제2프리즘이 서로 결합하는 각각의 표면 중 적어도 하나의 표면에는 접착제가 유입되는 접착홈부가 형성되는 착용형 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접착홈부는 상기 제1프리즘의 표면에 또는 상기 제2프리즘의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 착용형 디스플레이 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 접착홈부는,
    상기 제1프리즘 및 상기 제2프리즘 각각에 형성되고, 각각의 상기 접착홈부는 서로 대향되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 착용형 디스플레이 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1프리즘과 상기 제2프리즘이 서로 결합하는 부위의 상기 제2프리즘에 형성되는 제2표면에는 상기 안구에 디스플레이되는 영상을 구현하는 입사광이 전반사되고,
    상기 접착홈부는 상기 입사광의 전반사 부위를 회피하는 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 착용형 디스플레이 장치.
  13. 사용자의 안구 전방에 위치하고, 상기 안구에 도달하는 광의 경로를 조절하여 상기 안구에 디스플레이되는 영상이 도달하도록 하는 제1프리즘; 및
    상기 제1프리즘과 결합하여 사용자의 안구에 도달하는 실상의 왜곡을 줄이는 제2프리즘을 포함하고,
    상기 제1프리즘은 상기 제2프리즘과 결합하는 제1표면이 구비되고, 상기 제2프리즘은 상기 제1프리즘과 결합하는 제2표면이 형성되며,
    상기 제1표면 또는 상기 제2표면 중 적어도 하나의 표면에는 접착제가 유입되는 접착홈부가 형성되는 착용형 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 접착홈부는,
    상기 제1표면 및 상기 제2표면 각각에 형성되고, 각각의 상기 접착홈부는 서로 대향되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 착용형 디스플레이 장치.
  15. 편광판;
    상기 편광판으로부터 입사하는 영상을 형성하는 광이 투과되는 렌즈;
    상기 렌즈를 투과한 영상을 형성하는 광이 입사되는 프리즘;
    상기 렌즈와 상기 프리즘이 각각 결합하는 베이스; 및
    상기 렌즈 및 상기 프리즘 중 적어도 하나가 사용자의 시선방향으로 보아 상기 베이스의 내측 하면에서 상기 베이스와 결합하도록 하는 결합부
    를 포함하는 착용형 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 결합부는,
    돌출형성되는 보스와, 상기 보스에 대응되는 위치에 형성되어 상기 보스가 삽입되는 삽입홈을 포함하는 착용형 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 보스 중 적어도 일부는 단면의 면적이 서로 다르게 형성되고, 상기 복수의 삽입홈의 단면은 각각 상기 보스의 단면의 면적의 크기에 대응하거나 큰 면적을 가지도록 형성되는 착용형 디스플레이 장치.
  18. 편광판;
    상기 편광판으로부터 입사하는 영상을 형성하는 광이 투과되는 렌즈;
    상기 렌즈를 투과한 영상을 형성하는 광이 입사되는 프리즘;
    상기 렌즈와 상기 프리즘이 각각 결합하는 베이스를 포함하고,
    사용자의 시선방향으로 보아 상기 베이스의 내측 하면에는 상기 렌즈 또는 상기 프리즘과 결합을 위한 보스가 형성되며, 상기 렌즈 또는 상기 프리즘의 상기 보스와 대응되는 부위에는 상기 보스가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 착용형 디스플레이 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프리즘은,
    상기 렌즈를 투과한 영상을 형성하는 광이 입사되는 제1프리즘; 및
    상기 제1프리즘의 일단과 결합하여 상기 제1프리즘을 투과한 영상을 형성하는 광을 전반사하여 사용자의 안구에 도달하게 하는 제2프리즘
    을 포함하는 착용형 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1프리즘에 상기 베이스에 형성되는 상기 보스가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 착용형 디스플레이 장치.
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