WO2016137033A1 - Head mounted display device - Google Patents

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WO2016137033A1
WO2016137033A1 PCT/KR2015/001857 KR2015001857W WO2016137033A1 WO 2016137033 A1 WO2016137033 A1 WO 2016137033A1 KR 2015001857 W KR2015001857 W KR 2015001857W WO 2016137033 A1 WO2016137033 A1 WO 2016137033A1
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WO
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prism
normal direction
degrees
image light
user
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/001857
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
박수원
Original Assignee
주식회사 테라클
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 주식회사 테라클 filed Critical 주식회사 테라클
Priority to PCT/KR2015/001857 priority Critical patent/WO2016137033A1/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays

Definitions

  • the present invention relates to a head mounted display device capable of viewing an image generated in a display panel while a user wears it on a head or face.
  • the head mounted display device refers to a device that magnifies image light formed in a display panel by an optical system and then forms an image on a user's eyes. These head mounted display devices require precise optical design that focuses on short distances because display panels are located close to the user's eyes. Research is underway to reduce the rejection of the city.
  • an object of the present invention is to use a plurality of polyhedral prism to change the optical path, to ensure a wide FOV to volume and to simplify the structure according to the display type
  • the present invention provides a head mounted display device which can be changed and minimizes errors in the manufacturing process.
  • a head mounted display device includes: a display panel; An enlarged lens unit for enlarging the image light emitted from the display panel; And a light path changing unit for changing the path of the image light enlarged by the magnification lens unit to form an image in a user's eye through a plurality of polyhedral prisms, wherein the light path changing unit is configured to receive the enlarged image light.
  • All surfaces other than the surface are formed to be partially or partially transmissive such that an external image on the user's eyes together with the enlarged image light is formed in the eyes of the user, and the at least one additional prism is When the angle between the direction in which the image light is emitted and the direction of the line of sight of the user is an angle other than 90 degrees, the light path is further changed so that the enlarged image light and the external image are formed in the eyes of the user. Then, the scale of the image light emitted from the second prism is adjusted.
  • the first prism or the second prism may have a field of view (FOV) of the image light emitted from the optical path changing unit so as to widen or a distance from the optical path changing unit to the eye of the user. It may be formed of a glass or plastic material having a refractive index greater than that of vacuum or air.
  • the eye line direction of the user and the normal line direction of the display panel may have angles other than 0 degrees and 180 degrees.
  • the normal direction of the first surface of the first prism and the normal direction of the display panel have angles other than 0 degrees and 90 degrees, and the normal direction of the second surface of the first prism and the normal of the display panel.
  • the direction may have an angle of 0 degrees or 90 degrees, and the normal direction of the third surface of the first prism and the normal direction of the second surface of the first prism may have an angle of 90 degrees.
  • the first surface of the second prism is formed to face the first surface of the first prism so that the normal direction of the first surface of the second prism and the normal direction of the first surface of the first prism are coincident with each other.
  • the normal direction of the second surface of the second prism and the normal direction of the display panel have an angle of 0 degrees or 90 degrees, and the normal direction of the third surface of the second prism and the second of the second prism.
  • the normal direction of the face may have an angle of 90 degrees.
  • the magnifying lens unit enlarges the image light.
  • the first image light is transmitted through a third surface of the first prism, the normal direction of which has a 0 degree angle with the normal direction of the display panel;
  • the third surface of the second prism may be formed as a concave curved surface so that the FOV of the image light is widened or the distance from the second prism to the user's eye is shortened.
  • the magnifying lens unit enlarges the image light.
  • the first image light is transmitted through a second surface of the second prism or a third surface of the second prism, the normal direction of which has a 0 degree angle with the normal direction of the display panel;
  • the structure is simplified and the error in the manufacturing process can be reduced. Since the refractive index enters the user's eyes by entering a vacuum or air with a small refractive index, it is possible to implement a wide field of view (FOV), and to reduce the distance from the prism to the user's eyes. Miniaturization can be achieved.
  • FOV wide field of view
  • FIG. 1 is a view provided to explain a head mounted display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view provided to explain a head mounted display device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a perspective view of a first prism used in the second embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a perspective view of a second prism used in the second embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram provided to explain an optical path based on the second embodiment.
  • 6 is a view provided to explain an example in which the optical path is changed by using an additional prism.
  • FIG. 7 is a diagram provided to explain another example of changing an optical path using an additional prism.
  • FIG. 8 is a diagram provided to explain another example of changing an optical path using an additional prism.
  • FIG. 1 a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, and a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.
  • FIG. 3 the processing state and role of each side of the first prism will be described with reference to FIG. 3
  • FIG. 4 the processing state and role of each side of the second prism will be described with reference to FIG. 4.
  • an optical path based on the second embodiment will be described with reference to FIG. 5, and an example of changing an optical path using an additional prism will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
  • HMD head mounted display
  • the head mounted display device refers to a device that is worn on the user's head or face to allow image light to form on the user's eyes.
  • a wide field of view is secured by using a plurality of prisms without using a reflecting mirror or a transmitting mirror, and a light path change and between a light path changing unit and a user's eyes are used.
  • the device can be miniaturized.
  • the head mounted display device includes a display panel 100, an enlarged lens unit 200, a first prism 300, and a second prism 400.
  • the display panel 100 may be implemented as various devices or devices, such as a liquid crystal display (LCD), organic light emitting diodes (OLED), liquid crystal on silicon (LCoS), and the like.
  • a separate light source may be disposed around the display panel 100, and may be provided in a small size for miniaturization, ultra-thinness, and lightweight of the head mounted display device.
  • the image light emitted from the display panel 100 is incident to the magnifying lens unit 200.
  • the magnification lens unit 200 is used for the purpose of enlarging the image light emitted from the small size display panel 100.
  • the enlarged lens unit 200 may be formed of two or more lens groups, and each lens forming the lens group may include a single-sided concave lens, a single-sided convex lens, a double-sided concave lens, and a double-sided convex lens.
  • the image light magnified by the magnification lens unit 200 is changed in a path and finally formed in the user's eye 500.
  • An optical path changing unit is used to change the path.
  • the light path changing unit includes a first prism 300 and a second prism 400.
  • the light path changing unit may further configure an additional prism.
  • the first prism 300 is a polyhedron formed of a glass material or a plastic material, and the image light is reflected, transmitted, partially reflected, or partially transmitted from each surface of the first prism 300.
  • the first prism 300 is characterized by having one convex surface and one oblique surface, a detailed description of each surface will be described later.
  • the second prism 400 is also a polyhedron formed of a glass material or a plastic material, and image light is reflected, transmitted, partially reflected, or partially transmitted from each surface of the second prism 400.
  • the second prism 400 is characterized by having one concave surface and one oblique surface, a detailed description of each surface will be described later.
  • first prism 300 and the second prism 400 are formed to be in close contact with each other such that the bevel angle ( ⁇ ') is equal to each other, so that the normal direction of the faces that are formed to face the opposite contact is 0 degrees Will have an angle.
  • the oblique surface of the second prism 400 is surface-treated to have a light transmittance of 50% to partially reflect or partially transmit the incident image light. Accordingly, the image light emitted from the display panel 100 and incident on the first prism 300 through the magnification lens unit 200 is partially reflected to change from the light path of R11 to the light path of R12, and the rest The light is transmitted to change from the optical path of R11 to the optical path of R13.
  • the convex surface of the first prism 300 is surface-treated to have a light reflectance of 50% to partially reflect or partially transmit incident image light. Accordingly, the light incident on the convex surface along the light path of R12 is partially reflected to be changed to the light path of R14.
  • the oblique side of the second prism 400 is surface-treated to have a light transmittance of 50%, the optical path will be changed to be reflected toward the display panel 100.
  • the optical path changing unit is formed such that all the surfaces except for the concave surface of the first prism 300 and the one concave surface of the second prism 400 are partially or partially transmissive so that an external image is visible to the user. It is possible to implement a see-through head mounted display device by allowing the user to form an image.
  • the image light changed to the light path of R14 passes through the concave surface of the second prism 400, and the concave surface of the second prism 400 at this time may be implemented to allow transmission.
  • the user can view the image light.
  • all of the concave surfaces of the second prism 400 may be transmitted, some of the bevel surfaces of the second prism 400 may be transmitted, and all of the bevel surfaces of the first prism 300 may be transmitted. Since the convex surface of the prism 300 is partially permeable, it is possible to observe objects on the user's gaze beyond the worn head mounted display device. This enables the implementation of a see-through head mounted display device.
  • FIG. 2 is a view provided to explain a head mounted display device according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, a description will be given of a part that is distinguished from the head mounted display device described with reference to FIG. 1.
  • the head mounted display device also secures a wide FOV by using a plurality of prisms without using a reflecting mirror or a transmitting mirror, and reduces the distance between the light path changing unit and the distance between the light path changing unit and the user's eyes. Miniaturization can be achieved.
  • the head mounted display device like the head mounted display device according to the first embodiment, has the display panel 100, the magnification lens unit 200, the first prism 300, and the second prism 400. It consists of. However, the positions of the first prism 300 and the second prism 400 have been changed, and the convex surfaces of the first prism 300 are all reflected and there is no concave surface of the second prism 400. It is distinguished from the first embodiment in that respect.
  • the head mounted display device according to the present embodiment may further configure an additional prism similarly to the head mounted display device according to the first embodiment.
  • the first prism 300 has one convex surface and one oblique surface
  • the second prism 400 has one oblique surface
  • the light path changing unit is formed such that all but part of the block except for the concave surface of the first prism 300 and one oblique surface of the second prism 400 may be partially or partially transmitted to the external image in the line of sight of the user. It is possible to implement a see-through head mounted display device by allowing the user to form an image.
  • first prism 300 and the second prism 400 are also formed in close contact with each other such that the bevel angles ( ⁇ '') are equal to each other, so that the normal directions of the oppositely formed surfaces are mutually zero. It will have a degree angle.
  • the oblique surface of the second prism 400 is surface-treated to have a light transmittance of 50% to partially reflect or partially transmit the incident image light. Accordingly, the image light emitted from the display panel 100 and incident on the second prism 400 through the magnifying lens part 200 is partially reflected to change from the light path of R21 to the light path of R22, and the rest It is transmitted to change from the optical path of R21 to the optical path of R23.
  • the convex surface of the first prism 300 is surface treated to have a light reflectance of 100% to reflect all incident image light. Accordingly, all the light incident on the convex surface along the light path of R23 is reflected to be changed to the light path of R24.
  • the image light changed to the light path of R24 is partially reflected from the oblique side of the second prism 400 to have an optical path of R25 and to be imaged on the user's eye 500.
  • the oblique side of the second prism 400 is surface-treated to have a light transmittance of 50%, the optical path will be changed to be partially transmitted toward the display panel 100.
  • the image light is formed in the user's eye 500 through the optical path of R25
  • the user can view the image light.
  • the surface of the first prism 300 penetrated by the light path of R25 and the surface of the second prism 400 penetrated by the light path of R22 are both permeable and oblique of the second prism 400. Since the surface is partially permeable and all the oblique surfaces of the first prism 300 are permeable, observation of objects on the user's line of sight over the worn head mounted display device is also possible. This enables the implementation of a see-through head mounted display device.
  • FIG 3 is a view showing a perspective view of the first prism 300 used in the second embodiment
  • Figure 4 is a view showing a perspective view of the second prism 400 used in the second embodiment
  • processing states and roles of the first prism 300 and the second prism 400 will be described.
  • the processing states and roles of the first prism 300 and the second prism 400 used in the first embodiment may be inferred from the parts described below with reference to the second embodiment.
  • S11 refers to the oblique side of the first prism 300 described above
  • S21 refers to the oblique side of the second prism 400 described above.
  • S11 and S21 are formed to face each other and face each other. That is, the normal direction of S11 and the normal direction of S21 have an angle of 0 degrees.
  • S11 is not subjected to a special surface treatment or processed to have a transmittance of 100% to be used in the same manner as in the first or second embodiment described above, S21 is surface-treated to have a transmittance of 50% Again, the same can be used in the above-described first or second embodiment.
  • S11 has a transmittance of 100% and S21 has a transmittance of 50%, but it is merely an example for convenience of explanation, and both have 62.5% transmittance and 80% transmittance, respectively. Even if it is surface-treated so that it has a total transmittance of 50% can be equally applied.
  • the transmittance of the portion where S11 and S21 are in close contact is set to a value other than 50%, and further, the first prism 300 and the second prism 400 are integrated. And it may be assumed that the implementation to insert a material that reduces the transmittance therein.
  • S12 may be surface-treated with a different transmittance depending on the embodiment.
  • S12 is surface treated to have a transmittance of 50% for the implementation of the see-through head mounted display device, while in the second embodiment, more sufficient image light is provided to the eyes 500 of the user. It can be surface treated to be totally reflective in order to be able to be.
  • the normal direction of S12 has an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the first embodiment, and has an angle of 0 degree with the normal direction of the display panel 100 in the second embodiment.
  • S13 and S22 may be treated as flat surfaces having a transmittance of 100%, while in the first embodiment, S23 is treated as a concave surface having a 100% transmittance. In a second embodiment, S23 may be treated with a flat surface having 100% transmittance.
  • the normal direction of S13 has an angle of 0 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the first embodiment, and has an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the second embodiment.
  • the normal direction of S22 has an angle of 0 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the first embodiment, and has an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the second embodiment.
  • the normal direction of S23 has an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the first embodiment, and has an angle of 0 degree with the normal direction of the display panel 100 in the second embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram provided to explain an optical path based on the second embodiment.
  • the image light generated by the display panel 100 is magnified through the magnification lens unit 200 consisting of two lenses, and the image light is refracted by the two prisms 300 and 400 to the user's eye 500. It is missing.
  • a phenomenon occurs in which the incident light is incident at the incident angle ⁇ and refracted at the refractive angle ⁇ between the first prism 300 using glass or plastic as a medium and the outside using vacuum or air as a medium. Done. This is because the refractive index of the medium of the first prism 300 is larger than the external refractive flow.
  • the refractive angle ⁇ becomes larger than the incident angle ⁇ , which results in a wide field of view (FOV).
  • FOV wide field of view
  • 6 through 8 are views provided to explain examples of changing an optical path by utilizing an additional prism.
  • two or more prisms may be used to freely change an optical path transmitted from the display panel 100 to the user's eye 500.
  • FIG. 6 illustrates the direction of the eye of the user's eye 500 when the normal direction of the display panel 100 is parallel to the X axis, using the prism A 610, the prism B 620, and the prism C 630.
  • 7 is an example in which the axis is parallel to each other, and FIG. 7 illustrates the use of the prism D 640, the prism E 650, and the prism F 660, when the normal direction of the display panel 100 is parallel to the Z axis.
  • the eye line 500 is an example in which the eye direction is parallel to the Y axis
  • FIG. 8 illustrates the normal direction of the display panel 100 using the prism G 670, the prism H 680, and the prism I 690.
  • the eye gaze direction of the user 500 is an example implemented to be parallel to the Y-axis.
  • the present invention includes an additional prism so that the light path is further changed when the angle between the direction in which the image light is emitted and the direction of the user's trial is other than 90 degrees so that the image light is emitted and the user
  • the enlarged image light and the external image can be formed in the eyes of the user without being limited to the angle between the directions of the trials.
  • the present invention can adjust the scale of the image light emitted through the second prism through the additional prism.
  • the present invention by changing the optical path by using an additional prism without changing the optical path by using the transmission or reflecting mirror, the structure is simplified and the error in the manufacturing process can be reduced, the light has a large refractive index Since the inside of the prism enters a vacuum or air with a small refractive index and enters the user's eyes, the field of view (FOW) can be implemented, and the distance from the prism to the user's eyes can be reduced, thereby providing a head mounted display.
  • the device can be miniaturized, and an external image on the user's eyes can be formed in the eyes of the user, thereby enabling the implementation of a see-through head display device.
  • the enlarged image light may be formed on the eyes of the user regardless of the direction of the line of sight.

Abstract

A head mounted display device is disclosed. The head mounted display device comprises: a display panel; a magnifying lens unit for magnifying image light emitted from the display panel; and an optical path modification unit for modifying the path of the image light, which has been magnified by the magnifying lens unit, through a plurality of polyhedron prisms such that the same is imaged on the user's eyes, wherein the optical path modification unit comprises: a first prism having a first surface treated with a convexly curved surface, which is capable of reflection, so as to image the magnified image light on the user's eyes; and a second prism having a second surface treated with a partially reflecting surface such that the image light, which has been magnified by the magnifying lens unit, is reflected, or the image light, which has been reflected by the first surface of the first prism, is transmitted. Accordingly, the optical path is modified using polyhedron prisms, instead of modifying the optical path using a transmitting mirror or a reflecting mirror; as a result, the structure of the head mounted display device is simplified, and errors during the manufacturing process can be reduced; light enters a vacuum state, which has a small refractive index, or air from inside a prism, which has a large refractive index, and then enters the user's eyes; and, as a result, it is possible to implement a wide FOV (field of view), to reduce the distance from the prisms to the user's eyes, and to make the head mounted display device compact.

Description

헤드 마운트 디스플레이 장치Head mounted display devices
본 발명은 사용자가 머리 또는 얼굴에 착용한 상태에서 디스플레이 패널에서 생성되는 영상을 시청할 수 있는 헤드 마운트 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a head mounted display device capable of viewing an image generated in a display panel while a user wears it on a head or face.
헤드 마운트 디스플레이 장치는 디스플레이 패널에서 형성되는 화상광을 광학계에 의해 확대한 후 사용자의 눈에 결상시키는 장치를 의미한다. 이러한 헤드 마운트 디스플레이 장치는 사용자의 눈과 가까운 위치에 디스플레이 패널이 위치하기 때문에 짧은 거리에 초점을 맞추는 정밀한 광학 설계가 요구되고, 이러한 요구사항을 해결하기 위한 연구와 더불어 사용자 눈의 피로감을 감소시키고 착용시의 거부감을 저감시키기 위한 연구들이 진행되고 있다.The head mounted display device refers to a device that magnifies image light formed in a display panel by an optical system and then forms an image on a user's eyes. These head mounted display devices require precise optical design that focuses on short distances because display panels are located close to the user's eyes. Research is underway to reduce the rejection of the city.
그러나, 종래의 헤드 마운트 디스플레이 장치는 디스플레이 패널과 광학계가 일직선상의 광축에 위치하게 됨으로 인해 구성부품들이 시선 방향으로 돌출되는 형태로 되며, 이로 인해 무게 중심이 얼굴에서 앞쪽으로 상당부분 이탈되어 착용한 사용자에게 피로감 및 거부감을 제공한 것이 사실이다.However, in the conventional head-mounted display device, since the display panel and the optical system are positioned on the optical axis in a straight line, components are protruded in the line of sight, and as a result, a user who wears the center of gravity is largely separated from the face to the front. It was true that it provided fatigue and rejection.
이러한 문제를 해결하기 위해 디스플레이 패널과 광학계가 일직선 상에 위치하지 않도록 광경로를 변경하는 기술들이 제안되고 있으나, 대부분 투과경 및 오목반사경을 이용해 광경로를 변경하는 방법으로 구현되어, 구조가 복잡해지고 제작 공정상에서 오차가 많아 품질 확보가 어려우며 무엇보다 광경로 상의 매질이 공기로 되어 있기 때문에 광학설계상 넓은 FOV(Field Of View)에 대한 확보가 어렵다는 문제가 있었다.In order to solve this problem, techniques for changing the optical path such that the display panel and the optical system are not positioned in a straight line have been proposed, but most of them are implemented by changing the optical path using transmission and concave reflecting mirrors, resulting in complicated structure. There are many errors in the manufacturing process, making it difficult to secure quality, and most of all, it is difficult to secure a wide field of view (FOV) in the optical design because the medium on the optical path is air.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 다면체 프리즘을 사용하여 광경로가 변경되도록 함으로써, 부피 대비 넓은 FOV가 확보되도록 하고 디스플레이 종류에 따라 구조를 간단하게 변경할 수 있으며 제작공정 상에서의 오차를 극소화시킬 수 있도록 하기 위한 헤드 마운트 디스플레이 장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to use a plurality of polyhedral prism to change the optical path, to ensure a wide FOV to volume and to simplify the structure according to the display type The present invention provides a head mounted display device which can be changed and minimizes errors in the manufacturing process.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널에서 출사된 화상광을 확대하기 위한 확대렌즈부; 및 복수의 다면체 프리즘을 통해, 상기 확대렌즈부에서 확대된 화상광의 경로가 변경되어 사용자의 눈에 결상되도록 하기 위한 광경로 변경부;를 포함하고, 상기 광경로 변경부는, 상기 확대된 화상광을 상기 사용자의 눈에 결상시키기 위해 제1면이 부분반사 가능한 볼록 곡면으로 처리된 제1 프리즘; 상기 확대렌즈부에 의해 확대된 화상광이 반사되거나 상기 제1 프리즘의 제1면에 의해 반사된 화상광이 투과하도록, 제2면이 부분반사면으로 처리된 제2 프리즘; 및 적어도 하나의 추가 프리즘;을 포함하며, 상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘은, 서로 대향되게 밀착 형성되어 밀착 형성된 면들의 법선 방향이 서로 0도 각도를 가지며, 상기 제1면 및 상기 제2면을 제외한 나머지 모든 면이 전부 또는 일부 투과가능하도록 형성됨으로써 상기 확대된 화상광과 함께 상기 사용자의 시선 상에 있는 외부 영상이 상기 사용자의 눈에 결상되도록 하고, 상기 적어도 하나의 추가 프리즘은, 상기 화상광이 출사되는 방향과 상기 사용자의 시선의 방향 간의 각도가 90도 이외의 각도인 경우에 상기 광경로가 추가 변경되도록 사용되어 상기 확대된 화상광 및 상기 외부 영상이 상기 사용자의 눈에 결상되도록 하고, 상기 제2 프리즘에서 출사된 화상광의 스케일이 조정되도록 한다.According to one or more exemplary embodiments, a head mounted display device includes: a display panel; An enlarged lens unit for enlarging the image light emitted from the display panel; And a light path changing unit for changing the path of the image light enlarged by the magnification lens unit to form an image in a user's eye through a plurality of polyhedral prisms, wherein the light path changing unit is configured to receive the enlarged image light. A first prism with a first surface treated with a convex curved surface that is partially reflective to form an image in the eye of the user; A second prism on which a second surface is treated as a partial reflection surface so that the image light enlarged by the magnifying lens unit is reflected or the image light reflected by the first surface of the first prism is transmitted; And at least one additional prism, wherein the first prism and the second prism are formed in close contact with each other so that the normal directions of the closely formed surfaces have an angle of 0 degrees to each other, and the first surface and the second prism. All surfaces other than the surface are formed to be partially or partially transmissive such that an external image on the user's eyes together with the enlarged image light is formed in the eyes of the user, and the at least one additional prism is When the angle between the direction in which the image light is emitted and the direction of the line of sight of the user is an angle other than 90 degrees, the light path is further changed so that the enlarged image light and the external image are formed in the eyes of the user. Then, the scale of the image light emitted from the second prism is adjusted.
여기서, 상기 제1 프리즘 또는 상기 제2 프리즘은, 상기 광경로 변경부에서 출사되는 화상광의 FOV(Field Of View)가 넓어지거나 상기 광경로 변경부로부터 상기 사용자의 눈까지의 거리가 짧아지도록 하기 위해, 진공 상태 또는 공기보다 굴절률이 큰 유리 또는 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.Herein, the first prism or the second prism may have a field of view (FOV) of the image light emitted from the optical path changing unit so as to widen or a distance from the optical path changing unit to the eye of the user. It may be formed of a glass or plastic material having a refractive index greater than that of vacuum or air.
또한, 상기 광경로 변경부가 상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘 만으로 구성된 경우, 상기 사용자의 눈의 시선 방향과 상기 디스플레이 패널의 법선 방향은 0도 및 180도 이외의 각도를 가질 수 있다.In addition, when the light path changing unit includes only the first prism and the second prism, the eye line direction of the user and the normal line direction of the display panel may have angles other than 0 degrees and 180 degrees.
그리고, 상기 제1 프리즘의 제1면의 법선 방향과 상기 디스플레이 패널의 법선 방향은, 0도 및 90도 이외의 각도를 가지고, 상기 제1 프리즘의 제2면의 법선 방향과 상기 디스플레이 패널의 법선 방향은, 0도 또는 90도의 각도를 가지며, 상기 제1 프리즘의 제3면의 법선 방향과 상기 제1 프리즘의 제2면의 법선 방향은, 90도의 각도를 가질 수 있다.The normal direction of the first surface of the first prism and the normal direction of the display panel have angles other than 0 degrees and 90 degrees, and the normal direction of the second surface of the first prism and the normal of the display panel. The direction may have an angle of 0 degrees or 90 degrees, and the normal direction of the third surface of the first prism and the normal direction of the second surface of the first prism may have an angle of 90 degrees.
또한, 상기 제2 프리즘의 제1면은, 상기 제2 프리즘의 제1면의 법선 방향과 상기 제1 프리즘의 제1면의 법선 방향이 일치하도록 상기 제1 프리즘의 제1면에 대향되도록 형성되며, 상기 제2 프리즘의 제2면의 법선 방향과 상기 디스플레이 패널의 법선 방향은, 0도 또는 90도의 각도를 가지고, 상기 제2 프리즘의 제3면의 법선 방향과 상기 제2 프리즘의 제2면의 법선 방향은, 90도의 각도를 가질 수 있다.The first surface of the second prism is formed to face the first surface of the first prism so that the normal direction of the first surface of the second prism and the normal direction of the first surface of the first prism are coincident with each other. The normal direction of the second surface of the second prism and the normal direction of the display panel have an angle of 0 degrees or 90 degrees, and the normal direction of the third surface of the second prism and the second of the second prism. The normal direction of the face may have an angle of 90 degrees.
그리고, 상기 확대렌즈부에서 확대된 화상광이 상기 제1 프리즘으로 진입한 후 상기 제2 프리즘으로 진입하여 최종적으로 상기 사용자의 눈에 결상되도록 상기 광경로 변경부가 설계된 경우, 상기 확대렌즈부에서 확대된 화상광은, 법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 0도 각도를 가지는, 상기 제1 프리즘의 제3면을 투과하는 제1 과정; 상기 제1 프리즘의 제1면에 대향되게 밀착되어 있는 상기 제2 프리즘의 제1면에서 반사되는 제2 과정; 법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 90도 각도를 가지는, 상기 제1 프리즘의 제2면에서 반사되는 제3 과정; 상기 제1 프리즘의 제1면 및 상기 제2 프리즘의 제1면을 투과하는 제4 과정; 및 법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 90도의 각도를 가지는, 상기 제2 프리즘의 제3면을 투과하는 제5 과정;를 통해 상기 사용자의 눈에 결상될 수 있다.When the light path changing unit is designed such that the image light enlarged by the magnifying lens unit enters the first prism and then enters the second prism and is finally formed in the user's eyes, the magnifying lens unit enlarges the image light. The first image light is transmitted through a third surface of the first prism, the normal direction of which has a 0 degree angle with the normal direction of the display panel; A second process reflected from the first surface of the second prism in close contact with the first surface of the first prism; A third process of reflecting from the second surface of the first prism, the normal direction having an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel; A fourth process of transmitting the first surface of the first prism and the first surface of the second prism; And a fifth process of transmitting a third surface of the second prism having a normal direction having an angle of 90 degrees with a normal direction of the display panel.
여기서, 상기 제2 프리즘의 제3면은, 상기 화상광의 FOV가 넓어지거나 상기 제2 프리즘으로부터 상기 사용자의 눈까지의 거리가 짧아지도록 하기 위해 오목 곡면으로 형성될 수 있다.The third surface of the second prism may be formed as a concave curved surface so that the FOV of the image light is widened or the distance from the second prism to the user's eye is shortened.
또한, 상기 확대렌즈부에서 확대된 화상광이 상기 제2 프리즘으로 진입한 후 상기 제1 프리즘으로 진입하여 최종적으로 상기 사용자의 눈에 결상되도록 상기 광경로 변경부가 설계된 경우, 상기확대렌즈부에서 확대된 화상광은, 법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 0도 각도를 가지는, 상기 제2 프리즘의 제2면 또는 상기 제2 프리즘의 제3면을 투과하는 제1 과정; 상기 제1 프리즘의 제1면 및 상기 제1 프리즘의 제1면에 대향되게 밀착되어 있는 상기 제2 프리즘의 제1면을 투과하는 제2 과정; 법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 0도의 각도를 가지는, 상기 제1 프리즘의 제2면에서 반사되는 제3 과정; 상기 제2 프리즘의 제1면에서 반사되는 제4 과정; 및 법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 90도의 각도를 가지는, 상기 제1 프리즘의 제3면을 투과하는 제5 과정;를 통해 상기 사용자의 눈에 결상될 수 있다.In addition, when the optical path changing unit is designed such that the image light enlarged by the magnifying lens unit enters the second prism and then enters the first prism and is finally formed in the user's eye, the magnifying lens unit enlarges the image light. The first image light is transmitted through a second surface of the second prism or a third surface of the second prism, the normal direction of which has a 0 degree angle with the normal direction of the display panel; A second process of transmitting the first surface of the second prism in close contact with the first surface of the first prism and the first surface of the first prism; A third process of reflecting from the second surface of the first prism having a normal direction having an angle of 0 degrees with the normal direction of the display panel; A fourth process reflected from the first surface of the second prism; And a fifth process of transmitting a third surface of the first prism having a normal direction having an angle of 90 degrees with a normal direction of the display panel.
이와 같이 투과경이나 반사경을 이용하여 광경로를 변경시키지 않고 다면체 프리즘을 사용하여 광경로를 변경함으로 인해, 구조가 단순해지고 제작 공정상에서의 오차를 줄일 수 있게 되며, 광이 굴절률이 큰 프리즘 내부에서 굴절률이 작은 진공 상태 또는 공기로 진입하여 사용자의 눈으로 진입하기 때문에 넓은 FOV(Field Of View)에 대한 구현이 가능하게 되고, 프리즘으로부터 사용자의 눈까지의 거리를 축소시킬 수 있어 헤드 마운트 디스플레이 장치의 소형화를 도모할 수 있게 된다.Thus, by changing the optical path using a polyhedral prism without changing the optical path using the transmission or reflecting mirror, the structure is simplified and the error in the manufacturing process can be reduced. Since the refractive index enters the user's eyes by entering a vacuum or air with a small refractive index, it is possible to implement a wide field of view (FOV), and to reduce the distance from the prism to the user's eyes. Miniaturization can be achieved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다. 1 is a view provided to explain a head mounted display device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.2 is a view provided to explain a head mounted display device according to another embodiment of the present invention.
도 3은 제2 실시예에서 사용되는 제1 프리즘의 사시도를 도시한 도면이다.3 is a view showing a perspective view of a first prism used in the second embodiment.
도 4는 제2 실시예에서 사용되는 제2 프리즘의 사시도를 도시한 도면이다.4 is a diagram showing a perspective view of a second prism used in the second embodiment.
도 5는 제2 실시예를 기준으로 한 광경로에 대한 설명을 위해 제공되는 도면이다.FIG. 5 is a diagram provided to explain an optical path based on the second embodiment.
도 6은 추가 프리즘을 활용하여 광경로를 변경시킨 예를 설명하기 위해 제공되는 도면이다. 6 is a view provided to explain an example in which the optical path is changed by using an additional prism.
도 7은 추가 프리즘을 활용하여 광경로를 변경시킨 다른 예를 설명하기 위해 제공되는 도면이다. FIG. 7 is a diagram provided to explain another example of changing an optical path using an additional prism.
도 8은 추가 프리즘을 활용하여 광경로를 변경시킨 또 다른 예를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.FIG. 8 is a diagram provided to explain another example of changing an optical path using an additional prism.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에서 설명될 내용들은 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail with respect to the present invention. Details to be described below are as follows.
우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 대해 설명하고, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명하기로 한다. 다음으로, 도 3을 참조하여 제1 프리즘의 각 면의 처리상태 및 역할에 대해 설명하고, 도 4를 참조하여 제2 프리즘의 각 면의 처리상태 및 역할에 대해 설명하기로 한다. 이후, 도 5를 참조하여 제2 실시예를 기준으로 한 광경로에 대해 설명하기로 하고, 도 6 내지 도 8을 참조하여 추가 프리즘을 활용한 광경로 변경예에 대해 설명하기로 한다.First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, and a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. Next, the processing state and role of each side of the first prism will be described with reference to FIG. 3, and the processing state and role of each side of the second prism will be described with reference to FIG. 4. Hereinafter, an optical path based on the second embodiment will be described with reference to FIG. 5, and an example of changing an optical path using an additional prism will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
<제1 실시예><First Embodiment>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이(HMD : Head Mount Display) 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다. 1 is a view provided to explain a head mounted display (HMD) device according to an embodiment of the present invention.
주지된 바와 같이 헤드 마운트 디스플레이 장치는, 사용자의 머리 또는 얼굴에 착용되어 화상광이 사용자의 눈에 결상되도록 하는 장치를 의미한다.As is well known, the head mounted display device refers to a device that is worn on the user's head or face to allow image light to form on the user's eyes.
본 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치에 따르면, 반사경이나 투과경을 사용하지 않고 복수의 프리즘을 사용함으로써 넓은 FOV(Field Of View)를 확보하고, 광경로 변경 및 광경로 변경부와 사용자의 눈 간의 거리 축소를 통해 장치의 소형화를 도모할 수 있게 한다.According to the head mounted display device according to the present embodiment, a wide field of view (FOV) is secured by using a plurality of prisms without using a reflecting mirror or a transmitting mirror, and a light path change and between a light path changing unit and a user's eyes are used. By reducing the distance, the device can be miniaturized.
이를 위한 본 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널(100), 확대렌즈부(200), 제1 프리즘(300) 및 제2 프리즘(400)으로 구성된다.The head mounted display device according to the present exemplary embodiment includes a display panel 100, an enlarged lens unit 200, a first prism 300, and a second prism 400.
디스플레이 패널(100)은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 등과 같은 다양한 장치 또는 소자로 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(100)의 주변에 별도의 광원이 배치되도록 할 수 있으며, 헤드 마운트 디스플레이 장치의 소형화, 초박화, 경량화 등을 위해 작은 사이즈로 마련될 수 있다.The display panel 100 may be implemented as various devices or devices, such as a liquid crystal display (LCD), organic light emitting diodes (OLED), liquid crystal on silicon (LCoS), and the like. In addition, a separate light source may be disposed around the display panel 100, and may be provided in a small size for miniaturization, ultra-thinness, and lightweight of the head mounted display device.
디스플레이 패널(100)에서 출사된 화상광은 확대렌즈부(200)로 입사된다.The image light emitted from the display panel 100 is incident to the magnifying lens unit 200.
확대렌즈부(200)는 전술한 바와 같이 작은 사이즈의 디스플레이 패널(100)에서 출사되는 화상광을 확대하기 위한 목적으로 사용된다. 이를 위해 확대렌즈부(200)는 둘 이상이 렌즈군으로 형성될 수 있으며, 렌즈군을 형성하는 각 렌즈는 단면 오목렌즈, 단면 볼록렌즈, 양면 오목렌즈, 양면 볼록렌즈 등으로 이루어질 수 있다.As described above, the magnification lens unit 200 is used for the purpose of enlarging the image light emitted from the small size display panel 100. To this end, the enlarged lens unit 200 may be formed of two or more lens groups, and each lens forming the lens group may include a single-sided concave lens, a single-sided convex lens, a double-sided concave lens, and a double-sided convex lens.
확대렌즈부(200)에서 확대된 화상광은 경로가 변경되어 최종적으로 사용자의 눈(500)에 결상되게 되며, 이러한 경로 변경을 위해 광경로 변경부가 사용된다. 광경로 변경부는 제1 프리즘(300) 및 제2 프리즘(400)으로 구성된다.The image light magnified by the magnification lens unit 200 is changed in a path and finally formed in the user's eye 500. An optical path changing unit is used to change the path. The light path changing unit includes a first prism 300 and a second prism 400.
또한, 광경로 변경부는 추가적으로 추가 프리즘을 더 구성할 수 있다.In addition, the light path changing unit may further configure an additional prism.
제1 프리즘(300)은 유리 소재 또는 플라스틱 소재로 형성된 다면체로서, 제1 프리즘(300)의 각 면에서 화상광이 반사되거나 투과되거나 일부 반사되거나 일부 투과되게 된다. 또한, 제1 프리즘(300)은 하나의 볼록한 면과 하나의 비스듬한 면을 가지는 것을 특징으로 하며, 각 면에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.The first prism 300 is a polyhedron formed of a glass material or a plastic material, and the image light is reflected, transmitted, partially reflected, or partially transmitted from each surface of the first prism 300. In addition, the first prism 300 is characterized by having one convex surface and one oblique surface, a detailed description of each surface will be described later.
제2 프리즘(400)도 유리 소재 또는 플라스틱 소재로 형성된 다면체로서, 제2 프리즘(400)의 각 면에서 화상광이 반사되거나 투과되거나 일부 반사되거나 일부 투과되게 된다. 또한, 제2 프리즘(400)은 하나의 오목한 면과 하나의 비스듬한 면을 가지는 것을 특징으로 하며, 각 면에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.The second prism 400 is also a polyhedron formed of a glass material or a plastic material, and image light is reflected, transmitted, partially reflected, or partially transmitted from each surface of the second prism 400. In addition, the second prism 400 is characterized by having one concave surface and one oblique surface, a detailed description of each surface will be described later.
한편, 이러한 제1 프리즘(300)과 제2 프리즘(400)은 맞꼭지 각(θ')이 서로 동일하도록 비스듬한 면이 서로 대향되게 밀착 형성되어, 대향되게 밀착 형성된 면들의 법선 방향이 서로 0도 각도를 가지게 된다.On the other hand, the first prism 300 and the second prism 400 are formed to be in close contact with each other such that the bevel angle (θ ') is equal to each other, so that the normal direction of the faces that are formed to face the opposite contact is 0 degrees Will have an angle.
제2 프리즘(400)의 비스듬한 면은 50%의 광투과율을 가지도록 표면처리되어 입사되는 화상광을 일부 반사하거나 일부 투과하게 된다. 이에 따라 디스플레이 패널(100)에서 출사되어 확대렌즈부(200)를 통해 제1 프리즘(300)으로 입사되는 화상광은, 일부 반사되어 R11의 광경로에서 R12의 광경로로 변경되게 되고, 나머지는 투과되어 R11의 광경로에서 R13의 광경로로 변경되게 된다.The oblique surface of the second prism 400 is surface-treated to have a light transmittance of 50% to partially reflect or partially transmit the incident image light. Accordingly, the image light emitted from the display panel 100 and incident on the first prism 300 through the magnification lens unit 200 is partially reflected to change from the light path of R11 to the light path of R12, and the rest The light is transmitted to change from the optical path of R11 to the optical path of R13.
제1 프리즘(300)의 볼록한 면은 50%의 광반사율을 가지도록 표면처리되어 입사되는 화상광을 일부 반사하거나 일부 투과하게 된다. 이에 따라 R12의 광경로를 따라 볼록한 면으로 입사된 광은 일부 반사되어 R14의 광경로로 변경되게 된다. 물론, 이 경우에도 제2 프리즘(400)의 비스듬한 면이 50%의 광투과율을 가지도록 표면처리되어 있기 때문에, 일부는 디스플레이 패널(100) 쪽으로 반사되도록 광경로가 변경되게 될 것이다.The convex surface of the first prism 300 is surface-treated to have a light reflectance of 50% to partially reflect or partially transmit incident image light. Accordingly, the light incident on the convex surface along the light path of R12 is partially reflected to be changed to the light path of R14. Of course, even in this case, since the oblique side of the second prism 400 is surface-treated to have a light transmittance of 50%, the optical path will be changed to be reflected toward the display panel 100.
정리하면, 광경로 변경부는 제1 프리즘(300)의 불록한 면과 제2 프리즘(400)의 하나의 오목한 면을 제외한 나머지 면이 전부 또는 일부 투과가능하도록 형성되어 사용자의 시선상에 있는 외부 영상이 사용자의 눈에 결상될 수 있도록 함으로써 투시형(See-through) 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구현이 가능하다.In summary, the optical path changing unit is formed such that all the surfaces except for the concave surface of the first prism 300 and the one concave surface of the second prism 400 are partially or partially transmissive so that an external image is visible to the user. It is possible to implement a see-through head mounted display device by allowing the user to form an image.
R14의 광경로로 변경된 화상광은 제2 프리즘(400)의 오목한 면을 관통하게 되며, 이 때의 제2 프리즘(400)의 오목한 면은 전부 투과가 가능하도록 구현될 수 있다.The image light changed to the light path of R14 passes through the concave surface of the second prism 400, and the concave surface of the second prism 400 at this time may be implemented to allow transmission.
한편, 화상광이 R14의 광경로를 통해 사용자의 눈(500)에 결상되면, 사용자는 결상된 화상광에 대한 시청이 가능하게 된다. 뿐만 아니라, 제2 프리즘(400)의 오목한 면이 전부 투과 가능하고, 제2 프리즘(400)의 비스듬한 면이 일부 투과 가능하며, 제1 프리즘(300)의 비스듬한 면이 전부 투과 가능하고, 제1 프리즘(300)의 볼록한 면이 일부 투과 가능하기 때문에, 착용한 헤드 마운트 디스플레이 장치 너머에서 사용자의 시선 상에 있는 물체들에 대한 관찰도 가능하게 된다. 이에 의해 투시형(See-through) 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구현이 가능하다.On the other hand, when the image light is formed in the user's eye 500 through the light path of R14, the user can view the image light. In addition, all of the concave surfaces of the second prism 400 may be transmitted, some of the bevel surfaces of the second prism 400 may be transmitted, and all of the bevel surfaces of the first prism 300 may be transmitted. Since the convex surface of the prism 300 is partially permeable, it is possible to observe objects on the user's gaze beyond the worn head mounted display device. This enables the implementation of a see-through head mounted display device.
<제2 실시예>Second Embodiment
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다. 이하에서는 도 1에서 설명된 헤드 마운트 디스플레이 장치와 구별되는 부분을 중점으로 설명하기로 한다.2 is a view provided to explain a head mounted display device according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, a description will be given of a part that is distinguished from the head mounted display device described with reference to FIG. 1.
본 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치도, 반사경이나 투과경을 사용하지 않고 복수의 프리즘을 사용함으로써 넓은 FOV를 확보하고, 광경로 변경 및 광경로 변경부와 사용자의 눈 간의 거리 축소를 통해 장치의 소형화를 도모할 수 있게 한다.The head mounted display device according to the present embodiment also secures a wide FOV by using a plurality of prisms without using a reflecting mirror or a transmitting mirror, and reduces the distance between the light path changing unit and the distance between the light path changing unit and the user's eyes. Miniaturization can be achieved.
본 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는, 제1 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치와 마찬가지로, 디스플레이 패널(100), 확대렌즈부(200), 제1 프리즘(300) 및 제2 프리즘(400)으로 구성된다. 다만, 제1 프리즘(300) 및 제2 프리즘(400)의 위치가 변경되었고, 제1 프리즘(300)의 볼록한 면이 전부 반사되는 면이라는 것과 제2 프리즘(400)의 오목한 면이 존재하지 않는다는 점에서 제1 실시예와 구별된다.The head mounted display device according to the present embodiment, like the head mounted display device according to the first embodiment, has the display panel 100, the magnification lens unit 200, the first prism 300, and the second prism 400. It consists of. However, the positions of the first prism 300 and the second prism 400 have been changed, and the convex surfaces of the first prism 300 are all reflected and there is no concave surface of the second prism 400. It is distinguished from the first embodiment in that respect.
그리고, 본 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는, 제1 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치와 마찬가지로, 추가적으로 추가 프리즘을 더 구성할 수 있다.The head mounted display device according to the present embodiment may further configure an additional prism similarly to the head mounted display device according to the first embodiment.
즉, 제1 프리즘(300)은 하나의 볼록한 면과 하나의 비스듬한 면을 가지는 것을 특징으로 하며, 제2 프리즘(400)은 하나의 비스듬한 면을 가지는 것을 특징으로 한다.That is, the first prism 300 has one convex surface and one oblique surface, and the second prism 400 has one oblique surface.
또한, 적어도 하나의 추가 프리즘을 포함할 수 있다. It may also include at least one additional prism.
이를 통해, 광경로 변경부는 제1 프리즘(300)의 불록한 면과 제2 프리즘(400)의 하나의 비스듬한 면을 제외한 나머지 면이 전부 또는 일부 투과가능하도록 형성되어 사용자의 시선상에 있는 외부 영상이 사용자의 눈에 결상될 수 있도록 함으로써 투시형(See-through) 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구현이 가능하다. Through this, the light path changing unit is formed such that all but part of the block except for the concave surface of the first prism 300 and one oblique surface of the second prism 400 may be partially or partially transmitted to the external image in the line of sight of the user. It is possible to implement a see-through head mounted display device by allowing the user to form an image.
한편, 이러한 제1 프리즘(300)과 제2 프리즘(400)도 맞꼭지 각(θ'')이 서로 동일하도록 비스듬한 면이 서로 대향되게 밀착 형성되어, 대향되게 밀착 형성된 면들의 법선 방향이 서로 0도 각도를 가지게 된다.On the other hand, the first prism 300 and the second prism 400 are also formed in close contact with each other such that the bevel angles (θ '') are equal to each other, so that the normal directions of the oppositely formed surfaces are mutually zero. It will have a degree angle.
제2 프리즘(400)의 비스듬한 면은 50%의 광투과율을 가지도록 표면처리되어 입사되는 화상광을 일부 반사하거나 일부 투과하게 된다. 이에 따라 디스플레이 패널(100)에서 출사되어 확대렌즈부(200)를 통해 제2 프리즘(400)으로 입사되는 화상광은, 일부 반사되어 R21의 광경로에서 R22의 광경로로 변경되게 되고, 나머지는 투과되어 R21의 광경로에서 R23의 광경로로 변경되게 된다.The oblique surface of the second prism 400 is surface-treated to have a light transmittance of 50% to partially reflect or partially transmit the incident image light. Accordingly, the image light emitted from the display panel 100 and incident on the second prism 400 through the magnifying lens part 200 is partially reflected to change from the light path of R21 to the light path of R22, and the rest It is transmitted to change from the optical path of R21 to the optical path of R23.
제1 프리즘(300)의 볼록한 면은 100%의 광반사율을 가지도록 표면처리되어 입사되는 화상광을 전부 반사하게 된다. 이에 따라 R23의 광경로를 따라 볼록한 면으로 입사된 광은 전부 반사되어 R24의 광경로로 변경되게 된다. The convex surface of the first prism 300 is surface treated to have a light reflectance of 100% to reflect all incident image light. Accordingly, all the light incident on the convex surface along the light path of R23 is reflected to be changed to the light path of R24.
R24의 광경로로 변경된 화상광은 제2 프리즘(400)의 비스듬한 면에서 일부 반사되어 R25의 광경로를 가지며 사용자의 눈(500)에 결상되게 된다. 물론, 이 경우에도 제2 프리즘(400)의 비스듬한 면이 50%의 광투과율을 가지도록 표면처리되어 있기 때문에, 일부는 디스플레이 패널(100) 쪽으로 투과되도록 광경로가 변경되게 될 것이다.The image light changed to the light path of R24 is partially reflected from the oblique side of the second prism 400 to have an optical path of R25 and to be imaged on the user's eye 500. Of course, in this case, since the oblique side of the second prism 400 is surface-treated to have a light transmittance of 50%, the optical path will be changed to be partially transmitted toward the display panel 100.
한편, 화상광이 R25의 광경로를 통해 사용자의 눈(500)에 결상되면, 사용자는 결상된 화상광에 대한 시청이 가능하게 된다. 뿐만 아니라, R25의 광경로에 의해 관통되는 제1 프리즘(300)의 면과 R22의 광경로에 의해 관통되는 제2 프리즘(400)의 면이 전부 투과 가능하고, 제2 프리즘(400)의 비스듬한 면이 일부 투과 가능하며, 제1 프리즘(300)의 비스듬한 면이 전부 투과 가능하기 때문에, 착용한 헤드 마운트 디스플레이 장치 너머에서 사용자의 시선 상에 있는 물체들에 대한 관찰도 가능하게 된다. 이에 의해 투시형 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구현이 가능하다.On the other hand, when the image light is formed in the user's eye 500 through the optical path of R25, the user can view the image light. In addition, the surface of the first prism 300 penetrated by the light path of R25 and the surface of the second prism 400 penetrated by the light path of R22 are both permeable and oblique of the second prism 400. Since the surface is partially permeable and all the oblique surfaces of the first prism 300 are permeable, observation of objects on the user's line of sight over the worn head mounted display device is also possible. This enables the implementation of a see-through head mounted display device.
<제1 프리즘 및 제2 프리즘에서 각 면의 처리상태 및 역할><Processing status and role of each surface in the first prism and the second prism>
도 3은 제2 실시예에서 사용되는 제1 프리즘(300)의 사시도를 도시한 도면이고, 도 4는 제2 실시예에서 사용되는 제2 프리즘(400)의 사시도를 도시한 도면으로서, 이하에서 제2 실시예를 기준으로 제1 프리즘(300) 및 제2 프리즘(400)의 처리상태 및 역할에 대해 설명하기로 한다. 제1 실시예에서 사용되는 제1 프리즘(300)및 제2 프리즘(400)의 처리상태 및 역할은, 이하의 제2 실시예 기준으로 설명되는 부분으로부터 유추가능할 것이다.3 is a view showing a perspective view of the first prism 300 used in the second embodiment, Figure 4 is a view showing a perspective view of the second prism 400 used in the second embodiment, Based on the second embodiment, processing states and roles of the first prism 300 and the second prism 400 will be described. The processing states and roles of the first prism 300 and the second prism 400 used in the first embodiment may be inferred from the parts described below with reference to the second embodiment.
S11은 전술한 제1 프리즘(300)의 비스듬한 면을 의미하고, S21은 전술한 제2 프리즘(400)의 비스듬한 면을 의미한다. S11 refers to the oblique side of the first prism 300 described above, and S21 refers to the oblique side of the second prism 400 described above.
이러한 S11과 S21은 상호 대향되게 마주보고 밀착되도록 형성된다. 즉, S11의 법선 방향과 S21의 법선 방향은 0도의 각도를 가지게 된다. S11 and S21 are formed to face each other and face each other. That is, the normal direction of S11 and the normal direction of S21 have an angle of 0 degrees.
또한, S11은 특별한 표면처리가 되지 않거나 100%의 투과율을 가지도록 가공되어 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에서 동일하게 사용될 수 있게 되고, S21은 50%의 투과율을 가지도록 표면처리되어 역시 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에서 동일하게 사용될 수 있게 된다. In addition, S11 is not subjected to a special surface treatment or processed to have a transmittance of 100% to be used in the same manner as in the first or second embodiment described above, S21 is surface-treated to have a transmittance of 50% Again, the same can be used in the above-described first or second embodiment.
물론, 이상에서는 S11가 100%의 투과율을 가지고 S21이 50%의 투과율을 가지는 것으로 상정하였으나, 설명의 편의를 위한 예시적 사항에 불과하며, 양자가 각각 62.5%의 투과율과 80%의 투과율을 가지도록 표면처리된 경우에도 전체적으로 50%의 투과율을 가지기 때문에 동일하게 적용될 수 있게 된다. Of course, it is assumed above that S11 has a transmittance of 100% and S21 has a transmittance of 50%, but it is merely an example for convenience of explanation, and both have 62.5% transmittance and 80% transmittance, respectively. Even if it is surface-treated so that it has a total transmittance of 50% can be equally applied.
뿐만 아니라, S11과 S21이 밀착된 부분의 투과율이 50%가 아닌 다른 수치로 설정되로록 구현되는 경우도 상정할 수 있을 것이며, 나아가 제1 프리즘(300)과 제2 프리즘(400)이 일체화되고 내부에 투과율을 저감시키는 소재가 삽입되도록 구현하는 경우도 상정할 수 있을 것이다.In addition, it may be assumed that the transmittance of the portion where S11 and S21 are in close contact is set to a value other than 50%, and further, the first prism 300 and the second prism 400 are integrated. And it may be assumed that the implementation to insert a material that reduces the transmittance therein.
한편, S12는 실시예에 따라 투과율이 다르게 표면처리될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서는 투시형 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구현을 위해 S12가 50%의 투과율을 가지도록 표면처리되지만, 제2 실시예에서는 사용자의 눈(500)에 더 충분한 화상광이 제공될 수 있도록 하기 위해 전부 반사되도록 표면처리될 수 있다.On the other hand, S12 may be surface-treated with a different transmittance depending on the embodiment. For example, in the first embodiment, S12 is surface treated to have a transmittance of 50% for the implementation of the see-through head mounted display device, while in the second embodiment, more sufficient image light is provided to the eyes 500 of the user. It can be surface treated to be totally reflective in order to be able to be.
물론, 이 역시 예시적 사항에 불과하며, 제1 실시예에서도 50% 이외의 투과율을 가지도록 처리되고 제2 실시예에서도 0% 이외의 투과율을 가지도록 처리된 경우에도 본 발명의 기술적 사상이 그대로 적용될 수 있을 것이다.Of course, this is also merely illustrative, and the technical spirit of the present invention is maintained even when the first embodiment is treated to have a transmittance other than 50% and the second embodiment is treated to have a transmittance other than 0%. Could be applied.
또한, S12의 법선 방향은, 제1 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 법선 방향과 90도의 각도를 가지고, 제2 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 법선 방향과 0도의 각도를 가지게 된다.In addition, the normal direction of S12 has an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the first embodiment, and has an angle of 0 degree with the normal direction of the display panel 100 in the second embodiment.
이 외에도, 제1 실시예 및 제2 실시예에서 모두, S13 및 S22는 100%의 투과율을 가지는 평평한 면으로 처리될 수 있으며, 제1 실시예에서 S23은 100% 투과율을 가지는 오목한 면으로 처리되지만 제2 실시예에서 S23은 100% 투과율을 가지는 평평한 면으로 처리될 수 있다.In addition, in both the first embodiment and the second embodiment, S13 and S22 may be treated as flat surfaces having a transmittance of 100%, while in the first embodiment, S23 is treated as a concave surface having a 100% transmittance. In a second embodiment, S23 may be treated with a flat surface having 100% transmittance.
또한, S13의 법선 방향은, 제1 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 법선 방향과 0도의 각도를 가지고, 제2 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 법선 방향과 90도의 각도를 가지게 된다.In addition, the normal direction of S13 has an angle of 0 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the first embodiment, and has an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the second embodiment.
뿐만 아니라, S22의 법선 방향은, 제1 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 법선 방향과 0도의 각도를 가지고, 제2 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 법선 방향과 90도의 각도를 가지게 된다.In addition, the normal direction of S22 has an angle of 0 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the first embodiment, and has an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the second embodiment.
그리고, S23의 법선 방향은, 제1 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 법선 방향과 90도의 각도를 가지고, 제2 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 법선 방향과 0도의 각도를 가지게 된다.The normal direction of S23 has an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel 100 in the first embodiment, and has an angle of 0 degree with the normal direction of the display panel 100 in the second embodiment.
<광경로><Light path>
도 5는 제2 실시예를 기준으로 한 광경로에 대한 설명을 위해 제공되는 도면이다.FIG. 5 is a diagram provided to explain an optical path based on the second embodiment.
디스플레이 패널(100)에서 생성된 화상광은 2개의 렌즈로 구성된 확대렌즈부(200)를 통해 확대되고, 이러한 화상광은 2개의 프리즘(300, 400)에 의해 굴절되어 사용자의 눈(500)에 결상되게 된다. The image light generated by the display panel 100 is magnified through the magnification lens unit 200 consisting of two lenses, and the image light is refracted by the two prisms 300 and 400 to the user's eye 500. It is missing.
특히, 확대된 도면을 참조하면, 유리 또는 플리스틱을 매질로 하는 제1 프리즘(300)과 진공상태 또는 공기를 매질로 하는 외부의 사이에서는, 입사각 α로 입사되어 굴절각 β로 굴절되는 현상이 발생하게 된다. 이는 제1 프리즘(300)의 매질의 굴절률이 외부의 굴절류보다 크기 때문이다.In particular, referring to the enlarged drawing, a phenomenon occurs in which the incident light is incident at the incident angle α and refracted at the refractive angle β between the first prism 300 using glass or plastic as a medium and the outside using vacuum or air as a medium. Done. This is because the refractive index of the medium of the first prism 300 is larger than the external refractive flow.
이와 같이 투과경이나 반사경을 이용하여 광경로를 변경시키지 않고 프리즘(300, 400)을 사용하여 광경로를 변경함으로 인해, 굴절각 β이 입사각 α보다 커지게 되며, 이로 인해 넓은 FOV(Field Of View)에 대한 구현이 가능하게 되고, 프리즘(300, 400)으로부터 사용자의 눈까지의 거리를 축소시킬 수 있어 헤드 마운트 디스플레이 장치의 소형화를 도모할 수 있게 된다.As such, since the optical path is changed by using the prism 300 or 400 without changing the optical path by using the transmission or reflecting mirror, the refractive angle β becomes larger than the incident angle α, which results in a wide field of view (FOV). In this case, the distance from the prism 300 to the user's eyes can be reduced, thereby miniaturizing the head mounted display device.
<추가 프리즘 활용 예><Example of using additional prism>
도 6 내지 도 8은 추가 프리즘을 활용하여 광경로를 변경시킨 예들을 설명하기 위해 제공되는 도면이다. 6 through 8 are views provided to explain examples of changing an optical path by utilizing an additional prism.
도시된 예들과 같이, 2개의 프리즘이 아닌 그 이상의 프리즘들을 사용하여, 디스플레이 패널(100)에서 사용자의 눈(500)으로 전달되는 광경로를 자유자재로 변경할 수 있다.As shown in the illustrated examples, two or more prisms may be used to freely change an optical path transmitted from the display panel 100 to the user's eye 500.
도 6은 프리즘 A(610), 프리즘 B(620), 프리즘 C(630)을 사용하여, 디스플레이 패널(100)의 법선 방향이 X축과 평행한 경우 사용자의 눈(500)의 시선 방향이 Y축과 평행하도록 구현한 예이고, 도 7은 프리즘 D(640), 프리즘 E(650), 프리즘 F(660)을 사용하여, 디스플레이 패널(100)의 법선 방향이 Z축과 평행한 경우 사용자의 눈(500)의 시선 방향이 Y축과 평행하도록 구현한 예이며, 도 8은 프리즘 G(670), 프리즘 H(680), 프리즘 I(690)을 사용하여, 디스플레이 패널(100)의 법선 방향이 Y축과 평행한 경우 사용자의 눈(500)의 시선 방향이 Y축과 평행하도록 구현한 예이다.FIG. 6 illustrates the direction of the eye of the user's eye 500 when the normal direction of the display panel 100 is parallel to the X axis, using the prism A 610, the prism B 620, and the prism C 630. 7 is an example in which the axis is parallel to each other, and FIG. 7 illustrates the use of the prism D 640, the prism E 650, and the prism F 660, when the normal direction of the display panel 100 is parallel to the Z axis. The eye line 500 is an example in which the eye direction is parallel to the Y axis, and FIG. 8 illustrates the normal direction of the display panel 100 using the prism G 670, the prism H 680, and the prism I 690. In the case of parallel to the Y-axis, the eye gaze direction of the user 500 is an example implemented to be parallel to the Y-axis.
정리하면, 본 발명은 추가 프리즘을 포함하게 됨으로써 화상광이 출사되는 방향과 사용자의 시산의 방향 간의 각도가 90도 이외의 각도인 경우에 광경로가 추가 변경되도록 하여 화상광이 출사되는 방향과 사용자의 시산의 방향 간의 각도에 한정되지 않아도 확대된 화상광 및 외부 영상이 사용자의 눈에 결상될 수 있게 된다.In summary, the present invention includes an additional prism so that the light path is further changed when the angle between the direction in which the image light is emitted and the direction of the user's trial is other than 90 degrees so that the image light is emitted and the user The enlarged image light and the external image can be formed in the eyes of the user without being limited to the angle between the directions of the trials.
또한, 본 발명은 추가 프리즘을 통해 제2 프리즘을 통과하여 출사되는 화상광의 스케일이 조정될 수 있다.In addition, the present invention can adjust the scale of the image light emitted through the second prism through the additional prism.
그리고, 본 발명은 투과경이나 반사경을 이용하여 광경로를 변경시키지 않고 추가 프리즘을 활용하여 광경로를 변경시킴으로 인해, 구조가 단순해지고 제작 공정상에서의 오차를 줄일 수 있게 되며, 광이 굴절률이 큰 프리즘 내부에서 굴절률이 작은 진공 상태 또는 공기로 진입하여 사용자의 눈으로 진입하기 때문에 FOW(Field Of View)에 대한 구현이 가능하게 되고, 프리즘으로부터 사용자의 눈까지의 거리를 축소할 수 있어 헤드 마운트 디스플레이 장치의 소형화를 도모할 수 있음은 물론, 사용자의 시선 상에 있는 외부 영상이 사용자의 눈에 결상될 수 있도록 함으로써, 투시형 헤드 디스플레이 장치의 구현이 가능하며, 화상광이 출사되는 방향과 사용자의 시선 상의 방향에 관계없이 확대된 화상광이 사용자의 눈에 결상되도록 할수 있다.In addition, the present invention, by changing the optical path by using an additional prism without changing the optical path by using the transmission or reflecting mirror, the structure is simplified and the error in the manufacturing process can be reduced, the light has a large refractive index Since the inside of the prism enters a vacuum or air with a small refractive index and enters the user's eyes, the field of view (FOW) can be implemented, and the distance from the prism to the user's eyes can be reduced, thereby providing a head mounted display. The device can be miniaturized, and an external image on the user's eyes can be formed in the eyes of the user, thereby enabling the implementation of a see-through head display device. The enlarged image light may be formed on the eyes of the user regardless of the direction of the line of sight.
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 이해되어져서는 안될 것이다.While the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

Claims (8)

  1. 헤드 마운트 디스플레이 장치에 있어서,In the head mounted display device,
    디스플레이 패널;Display panel;
    상기 디스플레이 패널에서 출사된 화상광을 확대하기 위한 확대렌즈부; 및An enlarged lens unit for enlarging the image light emitted from the display panel; And
    복수의 다면체 프리즘을 통해, 상기 확대렌즈부에서 확대된 화상광의 경로가 변경되어 사용자의 눈에 결상되도록 하기 위한 광경로 변경부;를 포함하고,And a light path changing unit for changing the path of the image light enlarged by the magnification lens unit to form an image in a user's eye through a plurality of polyhedral prisms.
    상기 광경로 변경부는, The light path changing unit,
    상기 확대된 화상광을 상기 사용자의 눈에 결상시키기 위해 제1면이 부분반사 가능한 볼록 곡면으로 처리된 제1 프리즘;A first prism having a first surface treated with a convex curved surface that is partially reflective to form the enlarged image light in the eyes of the user;
    상기 확대렌즈부에 의해 확대된 화상광이 반사되거나 상기 제1 프리즘의 제1면에 의해 반사된 화상광이 투과하도록, 제2면이 부분반사면으로 처리된 제2 프리즘; 및 A second prism on which a second surface is treated as a partial reflection surface so that the image light enlarged by the magnifying lens unit is reflected or the image light reflected by the first surface of the first prism is transmitted; And
    적어도 하나의 추가 프리즘;을 포함하며, At least one additional prism;
    상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘은, 서로 대향되게 밀착 형성되어 밀착 형성된 면들의 법선 방향이 서로 0도 각도를 가지며, 상기 제1면 및 상기 제2면을 제외한 나머지 모든 면이 전부 또는 일부 투과가능하도록 형성됨으로써 상기 확대된 화상광과 함께 상기 사용자의 시선 상에 있는 외부 영상이 상기 사용자의 눈에 결상되도록 하고, The first prism and the second prism are formed in close contact with each other so that the normal directions of the closely formed surfaces have an angle of 0 degrees to each other, and all the surfaces except for the first and second surfaces are partially or partially transmitted. It is formed to enable the external image on the user's eyes with the magnified image light to form in the eyes of the user,
    상기 적어도 하나의 추가 프리즘은, The at least one additional prism,
    상기 화상광이 출사되는 방향과 상기 사용자의 시선의 방향 간의 각도가 90도 이외의 각도인 경우에 상기 광경로가 추가 변경되도록 사용되어 상기 확대된 화상광 및 상기 외부 영상이 상기 사용자의 눈에 결상되도록 하고, 상기 제2 프리즘에서 출사된 화상광의 스케일이 조정되도록 하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.When the angle between the direction in which the image light is emitted and the direction of the line of sight of the user is an angle other than 90 degrees, the light path is further changed so that the enlarged image light and the external image are imaged in the eyes of the user. And adjust the scale of the image light emitted from the second prism.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 프리즘 또는 상기 제2 프리즘은, The first prism or the second prism,
    상기 광경로 변경부에서 출사되는 화상광의 FOV(Field Of View)가 넓어지거나 상기 광경로 변경부로부터 상기 사용자의 눈까지의 거리가 짧아지도록 하기 위해, 진공 상태 또는 공기보다 굴절률이 큰 유리 또는 플라스틱 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.Glass or plastic material having a larger refractive index than vacuum or air in order to widen the field of view (FOV) of the image light emitted from the optical path changing unit or to shorten the distance from the optical path changing unit to the user's eyes. Head mounted display device, characterized in that formed.
  3. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광경로 변경부가 상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘 만으로 구성된 경우, 상기 사용자의 눈의 시선 방향과 상기 디스플레이 패널의 법선 방향은 0도 및 180도 이외의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.When the light path changing unit is composed of only the first prism and the second prism, the head-mount display of the eye of the user and the normal direction of the display panel have angles other than 0 degrees and 180 degrees. Device.
  4. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 프리즘의 제1면의 법선 방향과 상기 디스플레이 패널의 법선 방향은, 0도 및 90도 이외의 각도를 가지고,The normal direction of the first surface of the first prism and the normal direction of the display panel have angles other than 0 degrees and 90 degrees,
    상기 제1 프리즘의 제2면의 법선 방향과 상기 디스플레이 패널의 법선 방향은, 0도 또는 90도의 각도를 가지며,The normal direction of the second surface of the first prism and the normal direction of the display panel have an angle of 0 degrees or 90 degrees,
    상기 제1 프리즘의 제3면의 법선 방향과 상기 제1 프리즘의 제2면의 법선 방향은, 90도의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.The normal direction of the third surface of the first prism and the normal direction of the second surface of the first prism have an angle of 90 degrees.
  5. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 제2 프리즘의 제1면은, 상기 제2 프리즘의 제1면의 법선 방향과 상기 제1 프리즘의 제1면의 법선 방향이 일치하도록 상기 제1 프리즘의 제1면에 대향되도록 형성되며, The first surface of the second prism is formed to face the first surface of the first prism so that the normal direction of the first surface of the second prism coincides with the normal direction of the first surface of the first prism,
    상기 제2 프리즘의 제2면의 법선 방향과 상기 디스플레이 패널의 법선 방향은, 0도 또는 90도의 각도를 가지고,The normal direction of the second surface of the second prism and the normal direction of the display panel have an angle of 0 degrees or 90 degrees,
    상기 제2 프리즘의 제3면의 법선 방향과 상기 제2 프리즘의 제2면의 법선 방향은, 90도의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.The normal direction of the third surface of the second prism and the normal direction of the second surface of the second prism have an angle of 90 degrees.
  6. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 확대렌즈부에서 확대된 화상광이 상기 제1 프리즘으로 진입한 후 상기 제2 프리즘으로 진입하여 최종적으로 상기 사용자의 눈에 결상되도록 상기 광경로 변경부가 설계된 경우,When the optical path changing unit is designed such that the image light enlarged by the magnifying lens unit enters the first prism and then enters the second prism and finally forms an image on the eyes of the user,
    상기 확대렌즈부에서 확대된 화상광은,The image light enlarged by the magnifying lens unit,
    법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 0도 각도를 가지는, 상기 제1 프리즘의 제3면을 투과하는 제1 과정;A first process of transmitting a third surface of the first prism having a normal direction at an angle of 0 degrees to a normal direction of the display panel;
    상기 제1 프리즘의 제1면에 대향되게 밀착되어 있는 상기 제2 프리즘의 제1면에서 반사되는 제2 과정;A second process reflected from the first surface of the second prism in close contact with the first surface of the first prism;
    법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 90도 각도를 가지는, 상기 제1 프리즘의 제2면에서 반사되는 제3 과정;A third process of reflecting from the second surface of the first prism, the normal direction having an angle of 90 degrees with the normal direction of the display panel;
    상기 제1 프리즘의 제1면 및 상기 제2 프리즘의 제1면을 투과하는 제4 과정; 및A fourth process of transmitting the first surface of the first prism and the first surface of the second prism; And
    법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 90도의 각도를 가지는, 상기 제2 프리즘의 제3면을 투과하는 제5 과정;를 통해 상기 사용자의 눈에 결상되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.And a fifth process of transmitting the third surface of the second prism having a normal direction at an angle of 90 degrees to the normal direction of the display panel.
  7. 제 6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제2 프리즘의 제3면은, The third surface of the second prism,
    상기 화상광의 FOV가 넓어지거나 상기 제2 프리즘으로부터 상기 사용자의 눈까지의 거리가 짧아지도록 하기 위해 오목 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.And a concave curved surface so that the FOV of the image light is widened or the distance from the second prism to the user's eye is shortened.
  8. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 확대렌즈부에서 확대된 화상광이 상기 제2 프리즘으로 진입한 후 상기 제1 프리즘으로 진입하여 최종적으로 상기 사용자의 눈에 결상되도록 상기 광경로 변경부가 설계된 경우,When the light path changing unit is designed such that the image light enlarged by the magnifying lens unit enters the second prism and then enters the first prism and finally forms an image on the eyes of the user,
    상기확대렌즈부에서 확대된 화상광은,The image light magnified by the magnifying lens unit,
    법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 0도 각도를 가지는, 상기 제2 프리즘의 제2면 또는 상기 제2 프리즘의 제3면을 투과하는 제1 과정;A first process of transmitting a second surface of the second prism or a third surface of the second prism having a normal direction at an angle of 0 degrees to the normal direction of the display panel;
    상기 제1 프리즘의 제1면 및 상기 제1 프리즘의 제1면에 대향되게 밀착되어 있는 상기 제2 프리즘의 제1면을 투과하는 제2 과정;A second process of transmitting the first surface of the second prism in close contact with the first surface of the first prism and the first surface of the first prism;
    법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 0도의 각도를 가지는, 상기 제1 프리즘의 제2면에서 반사되는 제3 과정;A third process of reflecting from the second surface of the first prism having a normal direction having an angle of 0 degrees with the normal direction of the display panel;
    상기 제2 프리즘의 제1면에서 반사되는 제4 과정; 및A fourth process reflected from the first surface of the second prism; And
    법선 방향이 상기 디스플레이 패널의 법선 방향과 90도의 각도를 가지는, 상기 제1 프리즘의 제3면을 투과하는 제5 과정;를 통해 상기 사용자의 눈에 결상되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이 장치.And a fifth process of transmitting the third surface of the first prism having a normal direction at an angle of 90 degrees to the normal direction of the display panel.
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