WO2018048018A1 - 광학 장치 - Google Patents

광학 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2018048018A1
WO2018048018A1 PCT/KR2016/013097 KR2016013097W WO2018048018A1 WO 2018048018 A1 WO2018048018 A1 WO 2018048018A1 KR 2016013097 W KR2016013097 W KR 2016013097W WO 2018048018 A1 WO2018048018 A1 WO 2018048018A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reflector
unit
image
display unit
optical
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/013097
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
하정훈
Original Assignee
하정훈
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 하정훈 filed Critical 하정훈
Priority to CN201680018213.4A priority Critical patent/CN108064351B/zh
Priority to US15/557,805 priority patent/US10571694B2/en
Priority to JP2019512261A priority patent/JP6959981B2/ja
Publication of WO2018048018A1 publication Critical patent/WO2018048018A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/34—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers
    • G02B30/35—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers using reflective optical elements in the optical path between the images and the observer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T19/006—Mixed reality
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/006—Systems in which light light is reflected on a plurality of parallel surfaces, e.g. louvre mirrors, total internal reflection [TIR] lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0127—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the depth of field
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0185—Displaying image at variable distance
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0075—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for altering, e.g. increasing, the depth of field or depth of focus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features

Definitions

  • the present invention relates to an optical device using reflection, refraction or diffraction, and more particularly to an optical device having a wide range of available optical modules for providing a deep image to a user and constituting the optical device.
  • Augmented Reality is a technology that superimposes a virtual screen (virtual world) on the real world that the user sees with eyes.Augmented reality is initially mixed because it shows a virtual world with additional information in real time. It was called reality.
  • augmented reality began to be studied based on the development of see-through HMD (Head Mounted Display), which has a different meaning from virtual reality.
  • Virtual reality allows the user to immerse in the virtual environment, so that the user cannot see the real environment, while augmented reality has a form in which the user can see the real environment and a mixture of real environment and virtual objects.
  • virtual reality is shown to the user as a substitute for the real world, but augmented reality is different in that it is supplemented to the real world and shown to the user by superimposing virtual objects in the real world.
  • the HMD is mainly used to implement such augmented reality, and the lens module (optical system module) of the HMD has a problem that it is very difficult to manufacture due to its complex structure, and the size and weight of the lens module are large due to the complicated structure. There is a problem that must be heavy.
  • Patent Document 1 discloses a head mounted display device having a goggle rotating structure.
  • the head mounted display device having the goggle rotating structure of Patent Document 1 has a technical feature in that it has a hinge structure so that a virtual screen can be viewed only by vertical movement of the eyeball while ensuring an external view.
  • Patent Document 2 discloses an optical system device and a head mounted display device for implementing augmented reality, an optical system device and a head mounted display device for implementing augmented reality of Patent Document 2
  • the first reflector for transmitting a first image of a part of the real image and changing the optical path of the second image of the remaining part to minimize the error when the virtual image (virtual screen) and the real image (external view) is matched;
  • a second reflector for changing the optical path of the second image again;
  • a controller configured to generate the virtual image based on the second image and allow the virtual image to be emitted from a display panel;
  • An enlarged lens unit for enlarging the virtual image emitted from the display panel;
  • a third reflector configured to form the virtual image enlarged through the enlarged lens unit on the retina of the user.
  • the device for implementing the conventional augmented reality has a problem that does not provide a clear virtual screen at all to the user, as well as the above problems, despite the complicated structure.
  • Augmented reality is a technology that allows the user to simultaneously recognize the real world by overlapping the virtual screen when the user perceives the real world. If you focus on where you want-changing the focal length-the virtualization screen can appear blurred or sharp. In other words, because the lens module providing the virtual screen (reflection) is in focus, the user can see the clear virtual screen only when the user changes the focal length and is in focus. I can't see the virtualization side.
  • the optical system module for HMD that can adjust the focus of 'Patent Document 3' includes a screen transfer lens that receives the virtual screen from the display panel and totally internally reflects it and then sends the virtual screen to the next optical system;
  • An adjusting prism that receives the virtual screen sent from the screen transmission lens and adjusts an angle by reflecting the virtual screen to adjust the focus and send it to the next optical system;
  • a configuration is disclosed that includes a coupler that reflects the virtual screen sent from the adjusting prism and combines the reality screen from outside to the wearer's eye.
  • the optical system module for HMD that can adjust the focus of the 'Patent Document 3' is capable of focusing, where the focusing is to adjust the focus of the user to focus on any one of his or her main fields of view-any one By fixing the focus, the above-mentioned user has not solved the problem of acquiring an inaccurate virtual screen when changing the focal length while staring at the real world.
  • Patent Document 4 discloses an augmented reality system and improved focus providing method.
  • the augmented reality system and improved focus providing method of Patent Document 4 includes a processor for determining a current user focus area under the control of software; A configuration is disclosed that includes a focus area adjustment unit for focusing a variable focus lens within a current user focus area under the control of a processor.
  • the augmented reality system and the improved focus providing method do not solve the above problems at all by physical methods, and a separate processor is currently required to determine the focus area of the user. Since a separate software is required for control, there is a problem in that malfunctions and errors of the software and the processor may occur, as well as an expensive manufacturing cost because a separate processor and software are installed.
  • the present invention has been made to solve the above problems and necessity, the present invention is to reduce the size of the reflecting portion for reflecting the image output from the display portion to expand the available range of the number and arrangement of the reflecting portion, It is an object of the present invention to provide an optical device capable of providing an image, an image, or an image having a deep depth of field to a user.
  • An optical apparatus includes a display unit for outputting an image; At least one reflector reflecting an image output from the display unit and having a size of 4 mm or less; Technical features include a frame unit to which the display unit and the at least one reflector are fixed.
  • the display apparatus may further include an auxiliary optical unit provided with the at least one reflector, and the auxiliary optical unit may be fixed to the frame unit.
  • the auxiliary optical unit may be formed of a transparent optical element for transmitting visible light, and the at least one reflecting unit may be installed outside or inside the auxiliary optical unit.
  • the display unit is fixed to the frame unit, it may be installed on the side of the auxiliary optical unit.
  • the at least one reflector may be embedded in the auxiliary optical unit.
  • the auxiliary optical unit may be formed of an opaque optical element to prevent visible light from being transmitted, and the at least one reflecting unit may be installed outside or inside the auxiliary optical unit.
  • the display apparatus may further include at least one of a refractive optical element that refracts the image output from the display unit, a reflective optical element that reflects the image output from the display unit, and a diffraction optical element that diffracts the image output from the display unit.
  • a refractive optical element that refracts the image output from the display unit
  • a reflective optical element that reflects the image output from the display unit
  • a diffraction optical element that diffracts the image output from the display unit.
  • the side surface of the auxiliary optical unit may be formed to have a curved surface so that the image output from the display unit is refracted from the side of the auxiliary optical unit.
  • the at least one reflector may be formed of a metal.
  • the at least one reflector may be formed of an optical element.
  • the at least one reflector may be formed without a corner.
  • the at least one reflector may be formed in a circular or elliptical shape.
  • the surface of the at least one reflector may be formed in a curved surface.
  • the reflecting portion can be miniaturized by the above configuration, so that the available range of the number and arrangement of the reflecting portions can be expanded, and the available range of the number and arrangement of the display portions can be expanded. That is, the present invention has a very high degree of freedom with respect to the number of installation and the installation position of the reflector and the display.
  • the optical device according to the present invention is very simple configuration of the overall optical device by the above configuration.
  • the weight of the optical device is reduced, the volume is reduced and the manufacturing cost is reduced.
  • the optical device according to the present invention can provide a deep image to the user. Therefore, even when the user adjusts the focal length when looking at the real world, the user can always obtain a clear image regardless of the focal length.
  • the optical device according to the present invention allows the user to obtain a clear image regardless of his or her eyesight by the above configuration.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a configuration according to an embodiment of an optical device according to the present invention
  • 3 and 4 are views for explaining the effect of the optical device according to the present invention.
  • 5 to 9 schematically show a configuration according to another embodiment of an optical device according to the present invention.
  • 10 is a view for explaining the principle of viewing a clear image when viewing the image through a pinhole lens
  • FIG. 11 is a view for explaining the pinhole effect of the optical device according to the present invention.
  • 12 to 14 is a view comparing the image obtained using the optical device according to the present invention and the image obtained using a conventional optical device
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • an optical apparatus includes a display unit 100 for outputting an image; At least one reflector 200 reflecting an image output from the display unit 100 and having a size of 4 mm or less; Display unit 200; And a frame unit 300 to which at least one reflector 200 is fixed, and may further include an auxiliary optical unit 400 on which at least one reflector 200 is installed. have.
  • the display unit 100 and the reflector 200 are somewhat different from the ratio according to the actual size.
  • the reflector 200 is formed to have a size of 4 mm or less, the size of the reflector 200 is very small.
  • the reflector 200 may be formed so small that it is difficult to visually identify it, if necessary. As such, in the present invention, the drawings are somewhat exaggerated in size to reflect the invention.
  • the display unit 100 is an element that outputs an image.
  • the display unit 100 may output various types of images-a concept that includes all visual elements and includes both an image and an image. There is no limit to the kind and shape. Rather, according to the present invention, the size of the display unit 100 or a location (arrangement) of the display unit 100 can be set very freely by the characteristics of the reflector 200 to be described later.
  • the reflector 200 reflects an image output from the display unit 100, and is preferably configured to allow the reflected image to reach the eyes of a user.
  • the reflector 200 preferably has a size of 4 mm or less.
  • the size of the reflector 200 is smaller than the size of a human pupil, and the size of a human pupil is generally known to be 2 to 6 mm. Since the size of a human pupil may be different, the average is preferably 4 mm or less.
  • the reflector 200 may have a size of 2 mm or less. Since the size of a human pupil is generally known to be 2 to 6 mm, whenever the size of the reflector 200 is 2 mm or less, It can be formed smaller than a human pupil.
  • the reflectance of the reflector 200 is preferably configured to be 100%, for this purpose, the reflector 200 may be formed of a metal.
  • the reflector 200 may be made of aluminum (Al) or silver (Ag), and various kinds of metals, alloys, or synthetic resins may be used.
  • the reflector 200 may be formed of an optical element made of various materials.
  • the reflector 200 is formed of a holographic optical element to allow diffraction grating reflection. Can be. At this time, the image obtained by the user has a holographic form.
  • other types of devices besides the holographic optical device may be used and configured to enable diffraction grating reflection.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a configuration according to another embodiment of the optical device according to the present invention.
  • the optical device according to the present invention may include at least one reflector 200 having the above characteristics.
  • . 2 shows a state in which the reflecting unit 100 is installed in the auxiliary optical unit 400, and a state viewed from the upper side of the auxiliary optical unit 400 is shown in FIG. 2 (a), and the auxiliary unit in FIG. 2 (b). The state seen from the front of the optical part 400 is shown.
  • the reflector 200 may be configured as one and two or more reflectors as necessary.
  • each reflector 200 reflects each image from the display 100 (in this case, the display 100 may be composed of two or more).
  • the user can acquire various images.
  • a plurality of reflecting units 200 may be configured to form a cluster, and may be configured as a plurality of such clusters as necessary.
  • Such a reflector 200 may be installed inside or outside the auxiliary optical unit 400.
  • the reflector 200 is embedded in the auxiliary optical unit 400.
  • the recess 200 may be installed in a recessed manner, and the reflector 200 may be attached to the front or rear surface of the auxiliary optical unit 400.
  • the frame part 300 is a component that fixes the at least one reflector 200.
  • the frame part 300 may be directly connected to the reflector 200 to fix the reflector 200.
  • the frame unit 300 further includes the frame unit 300 to fix the auxiliary optical unit 400 and the reflector unit 200 is installed on the auxiliary optical unit 400. 200 may be indirectly fixed.
  • the frame part 300 may have a shape of glasses or various head mounts that a user can wear, and may have various shapes in addition to the shape.
  • the auxiliary optical unit 400 is a component in which at least one reflector 200 is installed, and the auxiliary optical unit 400 may be fixed to the frame unit 300.
  • the auxiliary optical unit 400 may be made of a transparent optical element to transmit visible light, or may be made of an opaque optical element to prevent visible light from being transmitted.
  • the optical device according to the present invention may be used as an optical device for augmented reality.
  • Augmented reality is a technology that superimposes the virtual screen on the real world as seen by the user as described above, the user of the optical device using the reflective lens module according to the present invention recognizes the real world through the transparent auxiliary optical unit 400 At the same time, an image (virtual screen) reflected by the reflector 200 may be recognized (see-through).
  • the optical device according to the present invention may be virtualized. See-closed as an optical device for reality.
  • a separate display unit 300 may be installed in the auxiliary optical unit 400 to output a separate image.
  • the auxiliary optical unit 400 preferably has a visible light transmittance of 100% when the user can see the real world well, depending on the state of the user's eyes (eyes) or the intended use.
  • the auxiliary optical unit 400 may be configured by selecting the transmittance of the line.
  • the auxiliary optical unit 400 may be configured to transmit visible light while blocking ultraviolet rays when the ultraviolet ray (UV) is required to be blocked, or an eye correcting lens may be used when eyesight needs to be corrected because the user's eyes are bad. .
  • UV ultraviolet ray
  • the auxiliary optical unit 400 may be formed by using glass as a representative, and may be formed of various kinds of plastics in addition to glass.
  • FIGS. 3 and 4 are views for explaining the effect of the optical device according to the present invention.
  • FIG. 3 shows a path of an image leaving the display unit 100 from the auxiliary optical unit 400.
  • 4 illustrates a path of an image leaving the display unit 100 in front of the auxiliary optical unit 400.
  • the expression of the reflector 200 is omitted to help understand the invention.
  • the installation angle of the reflector 200 becomes very free in the optical device according to the present invention.
  • FIG. 3 and FIG. 4 paths of various images can be confirmed.
  • the installation position of the display unit 100 may be very free.
  • the reflector 200 reflects the image to the user's eyes. You can see what you can do.
  • the 'side' of the auxiliary optical unit 400 means all sides of the top, bottom, left and right, and does not mean the left and right sides on the drawing.
  • FIGS. 5 and 6 are views illustrating a brief configuration according to another embodiment of the optical device according to the present invention.
  • the display unit 100 is installed at various positions of the frame unit 300. You can see what can be done.
  • the optical device according to the present invention includes a refractive optical element 500 for refracting an image output from the display unit 100. ), A reflective optical element 600 for reflecting the image output from the display unit 100, and a diffractive optical element (not shown) for diffracting the image output from the display unit 100. Can be.
  • the refractive optical element 500 may be interposed between the display 100 and the reflector 200, and as illustrated in FIG. 8, the image output from the display 100 may be reflected.
  • the optical device 600 may be first reflected, and then the reflected image may be reflected by the reflector 200 again.
  • the side surface of the auxiliary optical unit 400 may be formed as a curved surface. As illustrated in FIG. 9, the image output from the display unit 500 is displayed on the side of the auxiliary optical unit 400. Can be refracted.
  • the reflecting unit 200 may be miniaturized, and thus the available range of the number and arrangement of the display unit 100 may be increased, and the available range of the reflecting unit 200 may be expanded. This can be seen that the degree of freedom of the installation number and the installation position of the display unit 100 and the reflector 200 is very high.
  • augmented reality changes its focal length while the user gazes at the real world in order to ensure that the user always recognizes a clear image because of its technical feature-a technical feature for superimposing the virtual world with the virtual world. It is necessary to change the focal length of the image as well.
  • Depth of field refers to a range in which an image is perceived to be in focus in an image acquired by the naked eye. Therefore, when the depth is low, the range that is recognized as the focus is narrow, and when the depth is deep, the range that is recognized as the focus is wide.
  • the user provides a deep image to the user, even if the user changes the focal length while staring at the real world, a clear image can be obtained within the range in which the provided image is recognized to be in focus.
  • the deeper the depth the wider the perceived range of focus is, because within the above range, the focus is recognized even if the focal length is changed, so that the user can obtain a clear image even if the focal length is changed to some extent. do.
  • the range recognized as being in focus is near infinity, so that even if the user adjusts the focal length freely, a clear virtual screen can be obtained at any time.
  • the image reflected by the reflector 200 Since the size of the image reflected by the reflector 200 is smaller than the size of the pupil, the image may be accurately formed on the retina regardless of the shape or thickness of the lens. Therefore, the user can always obtain a clear image—an image reflected by the reflector 200—regardless of his or her vision.
  • the reflective part 200 also acts as an element causing the pinhole effect.
  • 10 is a view for explaining the principle of viewing a clear image when viewing an image through a pinhole lens.
  • Fig. 10 (a) shows a reason why a person with myopia looks blurry when looking at an object with the naked eye.
  • the lens is thick so that the focal point is formed in front of the retina. Because the object looks blurry.
  • light A originating from an object is spread and formed in the retina as A1, A2, and A3.
  • Fig. 10 (b) shows the reason why the object looks more sharp when a person with near vision wears a pinhole lens. Since the light originating from the object is restricted while passing through the pinhole, it is formed in a relatively narrow area of the retina. The object looks sharper than ever. Referring to FIG. 10 (b), the light A originating from the object is relatively narrowly formed on the retina (A ′). Considering this phenomenon alone, the conventional problem may be solved by passing the virtual screen output from the display unit 100 through the pinhole to reach the eye, but in the case of the pinhole, another problem occurs. Another problem here is the diffraction phenomenon, which is limited in making a clear image because the light passing through the pinhole is diffused by the diffraction. And the degree of image sharpening due to the pinhole effect increases as the pinhole is smaller, but the pinhole is limited because the pinhole is smaller as the diffraction degree becomes larger.
  • the purpose of the present invention is to prevent the diffraction phenomenon while limiting the width of the light, such as a pinhole, to the reflector 200 having a small size-less than 4 mm in size.
  • 11 is a view for explaining that the image of the virtual screen is formed on the retina through the optical device using the lens module for virtual reality implementation according to the present invention.
  • light A originating from an object in the real world forms A ′ on the retina
  • light B originating from the display 100 is reflected by the reflector 200 and then B ′ on the retina. Condensation is shown.
  • a 'and B' are formed at one point of the retina, the real world image and the virtual image can be clearly seen without having to focus the eyes separately.
  • the light A originated from the object may change the position where the image is formed on the retina as the user adjusts the focal length. This is because the thickness of the lens changes as the user adjusts the focal length.
  • the light B, which starts from the display unit 100 is always made B ′ constantly even if the thickness of the lens is changed by the user adjusting the focal length, so that the user can always obtain a clear virtual screen.
  • the reflector 200 according to the present invention has a size of 4 mm or less, the user can always obtain a clear virtual screen, which means that the depth of the virtual screen provided to the user is very deep.
  • 12 to 14 are views comparing images obtained using the optical device according to the present invention and images obtained using a conventional optical device.
  • 12 to 14 are images obtained using the optical device according to the present invention, and the right images are obtained using the optical device using a conventional reflective lens module.
  • 12 to 14 the virtual screen output from the display unit 100 is displayed.
  • FIG. 12 illustrates a case where the focus is far away
  • FIG. 13 illustrates a case where the focus is located in the middle
  • FIG. 14 illustrates a case where the focus is located near. 12 to 14, it can be seen that as the left and right sides of the image change in the far, middle, and near areas, only the portion where the focus is matched is clearly visible, and the portion that is not in focus is blurred. .
  • the virtual screen in the square of the image acquired using the right conventional optical device becomes clear only when the focus is far away, and the virtual screen in the square becomes gradually blurred as the focus moves closer.
  • the virtual screen in the square can be seen to be clear even when located in a distant, middle, or near place.
  • the optical apparatus according to the present invention may provide a deep virtual screen to the user, and thus, the user may always obtain a clear virtual screen regardless of the focal length, even if the user adjusts the focal length when looking at the real world. .
  • the reflector 200 according to the present invention has a size of 2 mm or less, the above result can be obtained. However, in order to be more effective, the reflector 200 preferably has a size of 50 to 700 ⁇ m.
  • the reflector 200 is preferably formed in a circular shape, in this case may be formed in an elliptical shape if necessary in addition to the complete circular.
  • the reflector 200 is preferably formed in a circular or elliptical shape, and may be applied in a modified form as necessary. For example, when a cylindrical shape is cut diagonally, it may have an elliptical shape, and thus may have an elliptical shape that does not completely match the mathematically defined ellipse.
  • the reflector 200 in the present invention may have a variety of forms as long as it does not have a corner, any shape that can achieve the purpose of preventing the diffraction phenomenon while achieving the pinhole effect described above. Do. For example, if the edge does not exist, the diffraction phenomenon can be prevented while achieving the pinhole effect.
  • the surface of the reflector 200 may be formed as a curved surface, the curved surface may have a concave shape, if necessary, may have a convex curved surface.
  • the optical device according to the present invention may be configured such that the reflector 200 is stacked on a base part (not shown) formed of a hard material.
  • the base portion may be a material having a certain degree of hardness in order to stack the reflecting portions 200.
  • glass may be a representative example, various kinds of synthetic resins may be used in addition to glass.
  • the reflector 200 may use aluminum (Al) or silver (Ag) having excellent reflectance to reflect the virtual screen output from the display unit 100, and various kinds of metals, alloys, or synthetic resins may be used. It may be.
  • the reflector 200 may be formed in a curved surface as necessary.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

본 발명은 심도가 깊은 화상을 제공하고 렌즈 모듈의 가용 범위가 넓은 광학 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 광학 장치는 화상을 출력하는 디스플레이부; 상기 디스플레이부에서 출력되는 화상을 반사시키며, 크기가 4mm 이하인 적어도 하나의 반사부; 상기 디스플레이부 및 상기 적어도 하나의 반사부가 고정되는 프레임부를 포함하는 것에 기술적 특징이 있다.

Description

광학 장치
본 발명은 반사, 굴절 또는 회절을 이용하는 광학 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자에게 심도가 깊은 화상을 제공하고 광학 장치를 구성하는 광학 모듈의 가용 범위가 넓은 광학 장치에 관한 것이다.
증강현실(Augmeted Reality)이란 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 가상화면(가상세계)을 겹쳐 보여주는 기술로서, 현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상을 보여주기 때문에 초기에는 혼합현실로 불리기도 했다.
이러한 증강현실은 see-through HMD(Head Mounted Display)를 발전시킨 것을 시초로 하여 연구되기 시작하였는데 가상현실(Virtual Reality)과는 다른 의미를 가진다. 가상현실은 사용자가 가상의 환경에 몰입하게 하므로 사용자는 실제의 환경을 볼 수 없는 반면, 증강현실은 사용자가 실제의 환경을 볼 수 있으며, 실제의 환경과 가상의 객체가 혼합된 형태를 띤다. 다시 말해, 가상현실은 현실세계를 대체하여 사용자에게 보여주지만 증강현실은 현실세계에 가상의 물체를 중첩함으로써 현실세계를 보충하여 사용자에게 보여주는 점에서 차이가 있다.
이와 같은 증강현실을 구현하기 위해 주로 HMD가 이용되는데, 이러한 HMD의 렌즈 모듈(광학계 모듈)은 대부분 그 구조가 복잡하여 제작이 매우 힘든 문제점이 있고, 복잡한 구조에 의해 렌즈 모듈의 크기도 크고 무게도 무거울 수밖에 없는 문제점이 있다.
이러한 종래의 증강현실을 구현하기 위한 장치 중 하나로, '특허문헌 1(KR 10-1646873 B1)'에는 고글부 회전 구조를 갖는 헤드마운트 디스플레이 장치가 개시되어 있다. '특허문헌 1'의 고글부 회전 구조를 갖는 헤드마운트 디스플레이 장치는 외부시야를 온전히 확보하면서도 안구의 상하 이동만으로 가상화면의 시청이 가능하도록, 힌지 구조를 갖는 것에 기술적 특징이 있다.
'특허문헌 2(KR 10-1524933 B1)'에는 증강현실 구현을 위한 광학시스템장치 및 헤드마운트 디스플레이장치가 개시되어 있는데, '특허문헌 2'의 증강현실 구현을 위한 광학시스템장치 및 헤드마운트 디스플레이장치는 가상영상(가상화면)과 실재영상(외부시야)가 정합될 때 오차를 극소화하기 위해 실재영상 중 일부인 제1 영상을 투과시키고 나머지 일부인 제2 영상의 광경로를 변경시키는 제1 반사부; 상기 제2 영상의 광경로를 재변경시키는 제2 반사부; 상기 제2 영상이 수집되는 영상수집부; 상기 제2 영상을 기초로 상기 가상영상을 생성하고, 상기 가상영상이 디스플레이 패널에서 출사되도록 하는 제어부; 상기디스플레이 패널에서 출사된 가상영상을 확대하기 위한 확대렌즈부; 및 상기 확대렌즈부를 통해 확대된 상기 가상영상이 사용자의 망막에 결상되도록 하는 제3 반사부;를 포함하는 것에 기술적 특징이 있다.
'특허문헌 1' 및 '특허문헌 2'를 포함한 종래의 종래의 증강현실을 구현하기 위한 장치는 위와 같은 구조적인 문제점으로 인해 렌즈 모듈의 개수, 렌즈 모듈의 배치 형태, 디스플레이 모듈(기기)의 배치 형태가 매우 제한적일 수밖에 없는 문제점이 발생한다.
또한 종래의 증강현실을 구현하기 위한 장치는 복잡한 구조를 가짐에도 불구하고 위와 같은 문제점뿐만 아니라 사용자에게 일정하게 선명한 가상화면을 전혀 제공하고 있지 못하는 문제점이 있다.
증강현실은 앞서 살펴본 바와 같이 사용자가 현실세계를 인식할 때 가상화면까지 중첩하여 동시에 인식할 수 있도록 하는 기술인데, 사용자가 현실시계를 인식할 때-바라볼 때- 초점을 멀리 두거나 가까이 두는 등 사용자 자신이 원하는 곳에 초점을 두면-초점거리를 변경하면- 가상화면이 흐리게 보이거나 선명하게 보이거나 할 수 있다. 다시 말해, 가상화면을 제공(반사)하는 렌즈모듈의 초점이 정해져 있기 때문에 사용자가 초점거리를 변경하다 초점이 맞는 경우에만 사용자가 선명한 가상화면을 볼 수 있고, 초점이 맞지 않은 경우에는 흐린-선명하지 못한- 가상화면을 보게 되는 것이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술의 하나로 '특허문헌 3(KR 10-2015-0116142 A)'에 초점조절이 가능한 HMD용 광학계 모듈이 개시되어 있다. 구체적으로 '특허문헌 3'의 초점조절이 가능한 HMD용 광학계 모듈은 디스플레이패널에서 나온 가상화면을 받아 내부 전반사 시킨 후 다음 광학계로 가상화면을 보내주는 화면 전달 렌즈; 화면 전달 렌즈에서 보내준 가상화면을 받아 각도를 조절하여 가상화면을 반사시킴으로 초점을 조절하여 다음 광학계로 보내주는 조절 프리즘; 조절 프리즘에서 보내준 가상화면을 반사시키고 외부로부터 오는 현실화면을 합쳐 착용자의 눈으로 보내주는 결합기를 포함하는 구성이 개시되어 있다.
이러한 '특허문헌 3'의 초점조절이 가능한 HMD용 광학계 모듈은 초점조절이 가능하긴 하나, 여기서 초점조절은 사용자가 초점을 조절하여 자기가 주로 보는 시야에 어느 하나의 초점을 맞추는 것-어느 하나의 초점을 고정하는 것-을 의미하는 것으로 위에서 지적한 사용자가 현실세계를 응시하면서 초점거리를 변경할 때에 선명하지 못한 가상화면을 획득하는 문제점을 전혀 해결하고 있지 못하고 있다.
또한 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술의 하나로 '특허문헌 4(KR 10-2013-0126623 A)'에 증강 현실 시스템 및 개선된 초점 제공 방법이 개시되어 있다. 구체적으로 '특허문헌 4'의 증강 현실 시스템 및 개선된 초점 제공 방법은 소프트웨어의 제어 하에서 현재 사용자 초점 영역을 결정하기 위한 프로세서; 프로세서의 제어 하에서 현재 사용자 초점 영역 내에 가변 초점 렌즈의 초점을 맞추기 위한 초점 영역 조정 유닛을 포함하는 구성이 개시되어 있다. '특허문헌 4'에 증강 현실 시스템 및 개선된 초점 제공 방법은 물리적인 방법으로 전혀 위와 같은 문제점을 해결하고 있지 못하고 있고, 현재 사용자의 초점 영역을 결정하기 위해 별도의 프로세서가 필요하며, 이러한 프로세서의 제어를 위해 별도의 소프트웨어가 필요하기 때문에 소프트웨어 및 프로세서의 오작동 및 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있을 뿐만 아니라 별도의 프로세서 및 소프트웨어가 설치되기 때문에 제작비용이 비싼 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점 및 필요성을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 디스플레이부에서 출력되는 화상을 반사시키는 반사부가 소형화되어 반사 부의 개수 및 배치의 가용범위가 확대되고, 디스플레이부의 개수 및 배치의 가용범위가 확대되며, 이와 동시에 사용자에게 심도(Depth of Field)가 깊은 화상-영상 또는 이미지-을 제공할 수 있는 광학 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명에 따른 광학 장치는 화상을 출력하는 디스플레이부; 상기 디스플레이부에서 출력되는 화상을 반사시키며, 크기가 4mm 이하인 적어도 하나의 반사부; 상기 디스플레이부 및 상기 적어도 하나의 반사부가 고정되는 프레임부를 포함하는 것에 기술적 특징이 있다.
또한 상기 적어도 하나의 반사부가 설치되는 보조 광학부를 더 포함하고, 상기 보조 광학부가 상기 프레임부에 고정될 수 있다.
또한 상기 보조 광학부는 가시광선이 투과되도록 하는 투명 광학 소자로 이루어지고, 상기 적어도 하나의 반사부가 상기 보조 광학부 외부 또는 내부에 설치될 수 있다.
또한 상기 디스플레이부가 상기 프레임부에 고정되되, 상기 보조 광학부의 측면 쪽에 설치될 수 있다.
또한 상기 적어도 하나의 반사부가 상기 보조 광학부의 내부에 매립되어 설치될 수 있다.
또한 상기 보조 광학부는 가시광선이 투과되지 않도록 하는 불투명 광학 소자로 이루어지고, 상기 적어도 하나의 반사부가 상기 보조 광학부 외부 또는 내부에 설치될 수 있다.
또한 상기 디스플레이부에서 출력된 화상을 굴절시키는 굴절 광학 소자, 상기 디스플레이부에서 출력된 화상을 반사시키는 반사 광학 소자, 상기 디스플레이부에서 출력된 화상을 회절시키는 회절 광학 소자 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 디스플레이부에서 출력된 화상이 상기 보조 광학부의 측면에서 굴절되도록, 상기 보조 광학부의 측면이 곡면으로 형성될 수 있다.
또한 상기 적어도 하나의 반사부가 금속으로 형성될 수 있다.
또한 상기 적어도 하나의 반사부가 광학 소자(Optical Element)로 형성될 수 있다.
또한 상기 적어도 하나의 반사부는 모서리가 없는 형태로 형성될 수 있다.
또한 상기 적어도 하나의 반사부는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.
또한 상기 적어도 하나의 반사부의 표면이 곡면으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 광학 장치는 위와 같은 구성에 의해 반사부가 소형화되어 반사부의 개수 및 배치의 가용범위가 확대되고, 디스플레이부의 개수 및 배치의 가용범위가 확대될 수 있다. 즉, 본 발명은 반사부 및 디스플레이부의 설치 개수 및 설치 위치에 대한 자유도가 매우 높아진다.
또한 본 발명에 따른 광학 장치는 위와 같은 구성에 의해 전체적인 광학 장치의 구성이 매우 단순해 진다. 또한 광학 장치의 무게가 가벼지고 부피가 작아지며 제작비용이 절감되는 효과가 발생한다.
또한 본 발명에 따른 광학 장치는 사용자에게 심도가 깊은 화상을 제공할 수 있다. 따라서 사용자는 현실세계를 바라볼 때 초점거리를 조절하더라도 초점거리에 상관없이 항상 선명한 화상을 획득할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 광학 장치는 위와 같은 구성에 의해 사용자가 자신의 시력에 관계없이 선명한 화상을 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 장치의 일 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 광학 장치의 다른 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 도면
도 3 및 4는 본 발명에 따른 광학 장치의 효과를 설명하기 위한 도면
도 5 내지 9는 본 발명에 따른 광학 장치의 또 다른 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 도면
도 10는 핀홀 렌즈를 통해 영상을 보는 경우 선명한 영상을 볼 수 있는 원리를 설명하기 위한 도면
도 11은 본 발명에 따른 광학 장치의 핀홀 효과를 설명하기 위한 도면
도 12 내지 도 14은 본 발명에 따른 광학 장치를 사용하여 획득한 이미지 및 종래의 광학 장치를 사용하여 획득한 이미지를 비교한 도면
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
한편, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 장치의 일 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1 참조하면, 본 발명에 따른 광학 장치는 화상을 출력하는 디스플레이부(100); 디스플레이부(100)에서 출력되는 화상을 반사시키며, 크기가 4mm 이하인 적어도 하나의 반사부(200); 디스플레이부(200); 및 적어도 하나의 반사부(200)가 고정되는 프레임부(300)를 포함하여 구성되고, 필요에 따라 적어도 하나의 반사부(200)가 설치되는 보조 광학부(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 디스플레이부(100) 및 반사부(200)는 실제의 크기에 따른 비율과는 다소 다르게 표현되어 있다. 예를 들어 반사부(200)는 그 크기가 4mm 이하로 형성되기 때문에 육안으로 식별할 때는 그 크기가 매우 작다. 또한 반사부(200)는 필요에 따라 육안으로 식별하기 힘들 정도로 작게 형성될 수도 있다. 이처럼 본 발명에서 도면은 발명의 이해를 돕기 위해 반사부(200)의 크기를 다소 과장하여 표현했다.
디스플레이부(100)는 화상을 출력하는 구성요소로, 다양한 종류의 화상-모든 시각적 요소를 포함하는 것으로 이미지와 영상을 모두 포함하는 개념-을 출력할 수 있으면 될 뿐 디스플레이부(100)의 크기나 종류 모양에 한정이 있는 것은 아니다. 오히려 본 발명에서는 이어서 살펴볼 반사부(200)의 특징에 의해 디스플레이부(100)의 크기나 설치되는 위치(배치)를 매우 자유롭게 설정할 수 있다.
반사부(200)는 디스플레이부(100)로부터 출력되는 화상을 반사시키는데, 반사된 화상이 사용자의 눈에 도달할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한 반사부(200)는 그 크기가 4mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 반사부(200)의 크기는 사람의 동공의 크기보다 작게 형성시키기 위한 것으로 사람의 동공의 크기는 일반적으로 2 내지 6mm 인 것으로 알려져 있다. 사람의 동공의 크기가 다를 수 있으므로 그 평균인 4mm 이하인 것이 바람직하다.
또한 반사부(200)는 그 크기가 2mm 이하로 형성될 수 있는데, 사람의 동공의 크기는 일반적으로 2 내지 6mm 인 것으로 알려져 있기 때문에, 반사부(200)의 크기를 2mm 이하로 형성시킨 다면 언제든지 사람의 동공보다 작게 형성될 수 있다.
또한 반사부(200)의 반사율은 100%가 되도록 구성되는 것이 바람직한데, 이를 위해 반사부(200)가 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 반사부(200)가 구성될 수 있고, 이외 에도 다양한 종류의 금속, 합금 또는 합성수지 등이 이용될 수도 있다.
또한 반사부(200)는 다양한 소재의 광학 소자(Optical Element)로 형성될 수 있는데, 예를 들어 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Element)로 반사부(200)가 형성되어 회절 격자 반사가 가능하도록 구성될 수 있다. 이때 사용자가 얻게 되는 화상은 홀로그래픽 형태를 갖게 된다. 또한 홀로그래픽 광학 소자 이외에 다른 종류의 소자가 사용되어 회절 격자 반사가 가능하도록 구성될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 광학 장치의 다른 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로, 본 발명에 따른 광학 장치는 위와 같은 특징의 반사부(200)가 적어도 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 도 2는 보조 광학부(400)에 반사부(100)가 설치된 상태가 나타나 있는데, 도 2(a)에 보조 광학부(400)의 상측에서 바라본 상태가 나타나 있고, 도 2(b)에 보조 광학부(400)의 정면에서 바라본 상태가 나타나 있다.
즉, 본 발명에서는 반사부(200)가 하나로 구성될 수 있고 필요에 따라 두 개 이상으로 구성될 수 있다. 반사부(200)가 두 개 이상으로 구성 되는 경우 각각의 반사부(200)가 디스플레이부(100)로부터 각각의 화상{이때 디스플레이부(100)가 두 개 이상으로 구성될 수도 있다.}을 반사시켜 사용자가 다양한 화상을 획득하도록 할 수 있다. 또한 여러 개의 반사부(200)가 군집을 이루도록 구성될 수 있고, 필요에 따라 이러한 군집을 여러 개로 구성될 수도 있다.
이와 같은 반사부(200)는 보조 광학부(400)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있는데, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 반사부(200)가 보조 광학부(400)의 내부에 매립(함몰)되어 설치될 수 있고, 이와 달리 반사부(200)가 보조 광학부(400)의 전면 또는 후면에 부착될 수 있다.
프레임부(300)는 적어도 하나의 반사부(200)를 고정시키는 구성요소로서, 프레임부(300)가 반사부(200)와 직접적으로 연결되어 반사부(200)를 고정시킬 수 있고, 보조 광학부(400)를 더 포함하는 경우 프레임부(300)가 보조 광학부(400)를 고정하고, 보조 광학부(400)에 반사부(200)가 설치되는 형태로 프레임부(300)가 반사부(200)를 간접적으로 고정할 수도 있다.
이때 프레임부(300)는 사용자가 착용할 수 있는 안경형태 또는 다양한 헤드마운트 형태를 가질 수 있고, 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있다.
보조 광학부(400)는 적어도 하나의 반사부(200)가 설치되는 구성요소로, 보조 광학부(400)가 프레임부(300)에 고정될 수 있다. 이러한 보조 광학부(400)는 가시광선이 투과되도록 투명 광학 소자로 이루어질 수 있고, 가시광선이 투과되지 않도록 하는 불투명 광학 소자로 이루어질 수도 있다.
보조 광학부(400)가 투명 광학 소자로 이루어지면, 본 발명에 따른 광학 장치를 증강현실용 광학 장치로 사용할 수 있다. 증강현실이란 앞서 살펴본 바와 같이 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 가상화면을 겹쳐 보여주는 기술인데, 본 발명에 따른 반사 렌즈 모듈을 이용한 광학 장치의 사용자는 투명한 보조 광학부(400)를 통해 현실세계를 인식함과 동시에 반사부(200)에서 반사되는 화상(가상화면)을 인식할 수 있다(see-through).
이와 달리 보조 광학부(400)가 불투명 광학 소자로 이루어지거나, 보조 광학부(400)가 사용자의 외부 시야를 감소시키거나 차단시키는 광학 소자로 이루어지면, 본 발명에 따른 광학 장치를 가상현실(Virtual Reality)용 광학 장치로 사용할 수 있다(see-closed). 물론 이 경우에는 보조 광학부(400)에 별도의 디스플레이부(300)가 설치되어 별도의 화상을 출력할 수도 있다.
이처럼 본 발명에 따른 보조 광학부(400)는 사용자가 현실세계를 잘 볼 수 있도록 할 때에는 가시광선의 투과율이 100%인 것이 바람직하나, 사용자의 눈(안구)의 상태 또는 사용하고자 하는 용도에 따라 가시광선의 투과율을 선택하여 보조 광학부(400)를 구성할 수 있다.
또한 보조 광학부(400)는 자외선(UV)의 차단이 필요한 경우 자외선은 차단하면서도 가시광선은 투과시킬 수 있도록 구성될 수 있고, 사용자의 눈이 나빠 시력 교정이 필요한 경우 시력 교정 렌즈가 사용될 수도 있다.
이러한 보조 광학부(400)는 대표적으로 유리가 사용되어 형성될 수 있는데, 유리 이외에 다양한 종류의 플라스틱으로도 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 광학 장치의 효과를 설명하기 위한 도면으로, 도 3에는 보조 광학부(400)의 위에서 디스플레이부(100)를 출발한 화상의 경로를 도시한 것이 나타나 있고, 도 4에는 보조 광학부(400)의 정면에서 디스플레이부(100)를 출발한 화상의 경로를 도시한 것이 나타나 있다. 도 3 및 도 4에서는 발명의 이해를 돕기 위해 반사부(200)의 표현을 생략했다.
위와 같은 반사부(200)의 특징 의해 본 발명에 따른 광학 장치는 반사부(200)의 설치 각도가 매우 자유로워지는데, 도 3 및 도 4에서 다양한 화상의 경로를 확인할 수 있다.
이로 인해 본 발명에 따른 광학 장치는 디스플레이부(100)의 설치 위치가 매우 자유로워질 수 있다. 우선 도 1을 참조하면, 보조 광학부(400)의 측면에서도 디스플레이부(100)를 통해 반사부(200)로 빛(화상)을 쏘아주더라도 반사부(200)가 화상을 사용자의 눈으로 반사시킬 수 있는 것을 확인할 수 있다. 이때 보조 광학부(400)의 '측면'은 상하좌우의 모든 측면을 의미하는 것으로 도면 상에서 좌우 측면을 의미하는 것은 아니다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 광학 장치의 또 다른 실시예에 따른 간략한 구성을 나타낸 도면으로, 도 5 및 도 6을 참조하면 프레임부(300)의 다양한 위치에 디스플레이부(100)가 설치될 수 있는 것을 확인할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 광학 장치의 또 다른 실시예에 따른 간략한 구성을 나타낸 도면으로, 본 발명에 따른 광학 장치는 디스플레이부(100)에서 출력된 화상을 굴절시키는 굴절 광학 소자(500), 디스플레이부(100)에서 출력된 화상을 반사시키는 반사 광학 소자(600), 디스플레이부(100)에서 출력된 화상을 회절시키는 회절 광학 소자(미도시) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 굴절 광학 소자(500)가 디스플레이부(100)와 반사부(200) 사이에 개재될 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 디스플레이부(100)에서 출력된 화상이 반사 광학 소자(600)가 먼저 반사된 다음, 반사된 화상이 반사부(200)에서 다시 반사될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 광학 장치는 보조 광학부(400)의 측면이 곡면으로 형성될 수 있는데, 도 9에 도시된 바와 같이 보조 광학부(400)의 측면으로 디스플레이부(500)에서 출력된 화상이 굴절될 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 광학 장치는 반사부(200)가 소형화됨으로써 디스플레이부(100)의 개수 및 배치의 가용범위가 확대되고, 반사부(200)의 개수 및 배치의 가용범위가 확대될 수 있는데, 이는 디스플레이부(100) 및 반사부(200)의 설치 개수 및 설치 위치에 대한 자유도가 매우 높아지는 것으로 볼 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이 증강현실은 그 기술적 특징-현실세계와 가상화면을 중첩시켜 사용자가 인식하도록 하기 위한 기술적 특징- 때문에 사용자에게 항상 선명한 화상을 인식되도록 하기 위해 사용자가 현실세계를 응시하면서 초점거리를 변경하는 것에 따라 화상의 초점거리 역시 변경시켜줄 필요성이 있다.
이러한 초점거리의 문제들은 심도가 깊은 화상을 제공함으로써 해결이 가능해진다. 심도란 어느 한 화상-사용자가 육안으로 획득하는 화상-에서 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위를 일컫는다. 따라서 심도가 낮은 경우에는 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위가 좁고, 심도가 깊은 경우에는 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위가 넓다.
그러므로 심도가 깊은 화상을 사용자에게 제공하면, 사용자가 현실세계를 응시하면서 초점거리를 변경하더라도 제공된 화상의 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위 안에서는 선명한 화상을 획득할 수 있다. 다시 말해, 심도가 깊어지면 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위가 넓기 때문에-상기 범위 안에서는 초점거리를 변경하더라도 초점이 맞는 것으로 인식되기 때문에- 사용자가 어느 정도 초점거리를 변경하더라도 선명한 화상을 획득할 수 있게 된다.
이때 만일 심도가 무한대로 깊어진다면, 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위가 무한대에 가까워지기 때문에 사용자가 자유롭게 초점거리를 조절하더라도 언제든지 선명한 가상화면을 획득할 수 있게 된다.
위와 같은 반사부(200)에 반사된 화상의 크기는 동공의 크기보다 작기 때문에 수정체의 모양이나 두께에 관계없이 망막에 상이 정확하게 맺힐 수 있다. 따라서 사용자는 자신의 시력에 관계없이 언제나 선명한 화상-반사부(200)에 반사된 화상-을 획득할 수 있다.
이러한 특징의 반사부(200)를 다른 측면에서 살펴보면, 본 발명에 따른 반사부(200)는 핀홀 효과를 일으키는 요소로 작용하기도 한다. 도 10은 핀홀 렌즈를 통해 영상을 보는 경우 선명한 영상을 볼 수 있는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10(a)는 근시인 사람이 맨눈으로 물체를 볼 때 흐릿하게 보이는 이유를 도시하고 있는데, 근시인 경우 수정체가 두꺼워 초점이 망막의 앞에 맺히므로 물체의 상이 망막의 한 점에 맺히지 않고 퍼져서 맺히기 때문에 물체가 흐리게 보인다. 도 10(a)로 설명하면, 물체에서 출발한 빛(A)이 망막에 A1, A2, A3로 퍼져서 맺히는 것이다.
도 10(b)는 근시인 사람이 핀홀 렌즈를 착용하였을 때 물체가 보다 선명하게 보이는 이유를 도시하고 있는데, 물체에서 출발한 빛이 핀홀을 통과하면서 제한되어 망막의 비교적 좁은 영역에 맺히기 때문에 나안일 때보다 물체가 선명하게 보인다. 도 10(b)로 설명하면, 물체에서 출발한 빛(A)이 망막에 비교적 좁게(A′) 맺히는 것이다. 이러한 현상만 고려하면 디스플레이부(100)에서 출력되는 가상화면을 핀홀을 통과시켜 눈에 도달하게 하는 것으로 종래의 문제를 해결할 수 있겠으나, 핀홀의 경우 다른 문제가 발생한다. 여기서 다른 문제란 회절 현상인데, 회절에 의해 핀홀을 통과한 빛이 퍼지기 때문에 선명한 상을 만드는데 제한이 있다. 그리고 핀홀 효과에 의해 상이 선명해지는 정도는 핀홀이 작을수록 커지는데 회절도 핀홀이 작을수록 커지기 때문에 핀홀을 이용하는 것은 한계가 있을 수밖에 없다.
본 발명에서 사람의 크기가 작은-크기가 4mm 이하의- 반사부(200)를 핀홀과 같이 빛의 폭은 제한하면서도 회절 현상을 발생시키지 않도록 하기 위함이다. 도 11은 본 발명에 따른 가상현실 구현용 렌즈 모듈을 이용한 광학 장치를 통해 가상화면의 상이 망막에 맺히는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 경우에는 현실세계의 물체에서 출발한 빛(A)이 망막에 A'로 맺히고, 디스플레이부(100)에서 출발한 빛(B)이 반사부(200)에 반사된 다음 망막에 B'으로 맺히는 것이 도시되어 있다. 이러한 도 11의 경우에는 A'과 B'가 망막의 한 점에 맺히기 때문에 눈의 초점을 따로 맞출 필요 없이 현실세계의 영상과 가상 영상이 또렷하게 보이게 된다.
이때 물체에서 출발한 빛(A)은 사용자가 초점거리를 조절함에 따라 망막에 상이 맺히는 위치가 달라질 수 있다. 이는 사용자가 초점거리를 조절함에 따라 수정체의 두께가 달라지기 때문이다. 그러나 디스플레이부(100)에서 출발한 빛(B)은 사용자가 초점거리를 조절하여 수정체의 두께가 달라지더라도 항상 일정하게 B'맺히게 되므로 사용자는 언제나 선명한 가상화면을 획득할 수 있게 된다.
이처럼 본 발명에 따른 반사부(200)는 그 크기가 4mm 이하로 형성됨으로써 사용자가 사용자는 언제나 선명한 가상화면을 획득할 수 있게 되는데, 이는 사용자에게 제공되는 가상화면의 심도가 매우 깊은 것을 의미한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 광학 장치를 사용하여 획득한 이미지 및 종래의 광학 장치를 사용하여 획득한 이미지를 비교한 도면이다. 도 12 내지 도 14의 왼쪽이 본 발명에 따른 광학 장치를 사용하여 획득한 이미지이고 오른쪽이 종래의 반사 렌즈 모듈을 사용한 광학 장치를 이용하여 획득한 이미지이다. 도 12 내지 14의 네모 칸 안에는 디스플레이부(100)에서 출력된 가상화면이 표시되어 있다.
도 12는 초점이 먼 곳에 위치한 경우이고, 도 13은 초점이 중간에 위치한 경우이며, 도 14는 초점이 가까운 곳에 위치한 경우이다. 도 12 내지 14를 살펴보면 왼쪽과 오른쪽 모두 초점이 먼 곳, 중간, 가까운 곳으로 변할수록 현실세계의 이미지는 초점이 일치하는 부분만 선명하게 보이고, 초점이 일치하지 않는 부분에서는 흐리게 보이는 것을 확인할 수 있다.
이때 오른쪽 종래의 광학 장치를 사용하여 획득한 이미지 중 네모 칸 안의 가상화면은 초점이 먼 곳일 때에만 선명하고 초점이 가까운 곳으로 이동할수록 네모 칸 안의 가상화면이 점점 흐려지는 것을 확인할 수 있다. 이와 달리 왼쪽의 본 발명에 따른 광학 장치를 사용하여 획득한 이미지 중 중 네모 칸 안의 가상화면은 먼 곳, 중간, 가까운 곳 어디에 위치하는 경우라도 선명한 것을 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 광학 장치는 사용자에게 심도가 깊은 가상화면을 제공할 수 있고, 이로 인해 사용자는 현실세계를 바라볼 때 초점거리를 조절하더라도 초점거리에 상관없이 항상 선명한 가상화면을 획득할 수 있다.
본 발명에 따른 반사부(200)는 크기가 2mm 이하이면 위와 같은 결과를 얻을 수 있지만, 더욱 효과적이기 위해서는 반사부(200)의 크기가 50 내지 700㎛ 인 것이 바람직하다.
또한 반사부(200)는 그 형태가 원형으로 형성되는 것이 바람직한데, 이때 완전한 원형 이외에도 필요에 따라 타원형으로 형성될 수도 있다. 이처럼 반사부(200)는 원형 또는 타원형으로 형성되는 것이 바람직한데, 필요에 따라 그 모양을 변형한 형태로 적용할 수 있다. 예를 들어 원통 형태의 모양을 사선으로 절단하였을 때 타원형태를 가질 수 있는데, 이처럼 수학적으로 정의되는 타원과 완전히 일치되지 않는 타원형태의 모양을 가질 수도 있다.
즉, 본 발명에서의 반사부(200)는 모서리를 가지지 않는 형태라면 다양한 형태를 가질 수 있는데, 앞서 살펴본 핀홀효과를 달성하면서 회절현상을 방지할 수 있는 목적을 달성할 수 있는 형태는 무엇이든 가능하다. 예를 들어 어떠한 모서리(Edge)가 존재하지 않는 형태라면 핀홀효과를 달성하면서 회절현상을 방지할 수 있다.
또한 반사부(200)는 그 표면이 곡면으로 형성될 수 있는데, 곡면이 오목한 형태를 가질 수 있고, 필요에 따라 볼록한 형태의 곡면을 가질 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 광학 장치는 경질의 소재로 형성되는 베이스부(미도시)에 반사부(200)가 적층되는 형태로 구성될 수 있다.
베이스부는 반사부(200)를 적층하기 위해 어느 정도의 경도를 갖는 소재이면 충분하다. 유리를 대표적인 예로 들 수 있으나, 유리 이외에도 다양한 종류의 합성수지가 사용될 수 있다. 반사부(200)는 디스플레이부(100)로부터 출력되는 가상화면을 반사하기 위해 반사율이 우수한 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)이 사용될 수 있고, 이외 에도 다양한 종류의 금속, 합금 또는 합성수지 등이 사용될 수도 있다. 또한 반사부(200)는 필요에 따라 그 표면이 곡면으로 형성될 수 있다.
이상 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 화상을 출력하는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부에서 출력되는 화상을 반사시키며, 크기가 4mm 이하인 적어도 하나의 반사부;
    상기 디스플레이부 및 상기 적어도 하나의 반사부가 고정되는 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사부가 설치되는 보조 광학부를 더 포함하고,
    상기 보조 광학부가 상기 프레임부에 고정되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조 광학부는
    가시광선이 투과되도록 하는 투명 광학 소자로 이루어지고,
    상기 적어도 하나의 반사부가 상기 보조 광학부 외부 또는 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 디스플레이부가 상기 프레임부에 고정되되, 상기 보조 광학부의 측면 쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  5. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사부가 상기 보조 광학부의 내부에 매립되어 설치되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조 광학부는
    사용자의 외부 시야를 감소시키거나 차단시키는 광학 소자로 이루어 지고,
    상기 적어도 하나의 반사부가 상기 보조 광학부 외부 또는 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이부에서 출력된 화상을 굴절시키는 굴절 광학 소자, 상기 디스플레이부에서 출력된 화상을 반사시키는 반사 광학 소자, 상기 디스플레이부에서 출력된 화상을 회절시키는 회절 광학 소자 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  8. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이부에서 출력된 화상이 상기 보조 광학부의 측면에서 굴절되도록, 상기 보조 광학부의 측면이 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사부가 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사부가 광학 소자로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사부는 모서리가 없는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사부가 원형 또는 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사부의 표면이 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
PCT/KR2016/013097 2016-09-08 2016-11-14 광학 장치 WO2018048018A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680018213.4A CN108064351B (zh) 2016-09-08 2016-11-14 光学装置
US15/557,805 US10571694B2 (en) 2016-09-08 2016-11-14 Optical apparatus
JP2019512261A JP6959981B2 (ja) 2016-09-08 2016-11-14 光学装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160115900A KR101894556B1 (ko) 2016-09-08 2016-09-08 광학 장치
KR10-2016-0115900 2016-09-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018048018A1 true WO2018048018A1 (ko) 2018-03-15

Family

ID=61562086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/013097 WO2018048018A1 (ko) 2016-09-08 2016-11-14 광학 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10571694B2 (ko)
JP (1) JP6959981B2 (ko)
KR (1) KR101894556B1 (ko)
CN (1) CN108064351B (ko)
WO (1) WO2018048018A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022512216A (ja) * 2018-12-10 2022-02-02 フェイスブック・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 光学過焦点反射システムおよび方法、ならびに、それを組み込む拡張および／または仮想現実ディスプレイ
JP2022521301A (ja) * 2019-02-22 2022-04-06 レティノル カンパニー リミテッド コンパクト型拡張現実用光学装置
US12013556B2 (en) 2019-02-22 2024-06-18 Letinar Co., Ltd Compact optical device for augmented reality

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10989921B2 (en) * 2017-12-29 2021-04-27 Letinar Co., Ltd. Augmented reality optics system with pinpoint mirror
US11822082B2 (en) * 2018-01-09 2023-11-21 Goer Optical Technology Co., Ltd. AR display method, apparatus and device provided micro mirror array
KR102634595B1 (ko) 2018-07-18 2024-02-07 삼성디스플레이 주식회사 증강 현실 제공 장치 및 그 제조방법
KR102663396B1 (ko) 2018-07-18 2024-05-08 삼성디스플레이 주식회사 광학 장치
KR102605397B1 (ko) 2018-08-20 2023-11-24 삼성디스플레이 주식회사 증강 현실 제공 장치
KR102637412B1 (ko) * 2018-10-23 2024-02-16 엘지전자 주식회사 광학 장치
KR102140733B1 (ko) * 2018-11-06 2020-08-03 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치
KR102099785B1 (ko) 2018-11-06 2020-04-10 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치
KR102099786B1 (ko) * 2018-11-08 2020-04-10 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치
US11514828B1 (en) * 2018-12-10 2022-11-29 Auroratech Company AR headset with an improved display
US11221486B2 (en) * 2018-12-10 2022-01-11 Auroratech Company AR headsets with improved pinhole mirror arrays
KR102688077B1 (ko) * 2018-12-12 2024-07-25 삼성디스플레이 주식회사 증강 현실 제공 장치
KR102303641B1 (ko) * 2018-12-26 2021-09-17 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치
KR102099231B1 (ko) * 2019-02-13 2020-04-08 주식회사 레티널 근접 거리의 증강 현실용 화상을 제공할 수 있는 증강 현실용 광학 장치
KR102706133B1 (ko) * 2019-02-28 2024-09-12 삼성디스플레이 주식회사 증강 현실 제공 장치
KR20200107027A (ko) * 2019-03-05 2020-09-16 삼성디스플레이 주식회사 증강 현실 제공 장치
US11506896B2 (en) * 2019-03-14 2022-11-22 Samsung Display Co., Ltd. Optical device and method for driving the same
KR102192941B1 (ko) * 2019-03-26 2020-12-18 주식회사 레티널 복수개의 증강 현실용 화상을 이용한 증강 현실용 광학 장치
KR102302159B1 (ko) 2019-04-26 2021-09-14 주식회사 레티널 외부 빛샘 방지 기능을 갖는 증강 현실용 광학 장치
KR102153616B1 (ko) * 2019-05-16 2020-09-08 주식회사 레티널 광 투과율을 개선한 증강 현실용 광학 장치
KR102353010B1 (ko) * 2019-08-21 2022-01-20 주식회사 레티널 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치
KR102386259B1 (ko) * 2019-08-21 2022-04-18 주식회사 레티널 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치
KR20210025937A (ko) * 2019-08-28 2021-03-10 엘지전자 주식회사 전자 디바이스
KR20190106878A (ko) 2019-08-28 2019-09-18 엘지전자 주식회사 전자 디바이스
WO2021049693A1 (ko) 2019-09-11 2021-03-18 엘지전자 주식회사 전자 디바이스
KR102192942B1 (ko) * 2019-09-18 2020-12-18 주식회사 레티널 광 효율을 개선한 증강 현실용 광학 장치
KR102323201B1 (ko) * 2019-12-24 2021-11-09 주식회사 레티널 광 효율 개선을 위한 곡선 배치 반사 구조를 갖는 증강 현실용 광학 장치
CN114341708B (zh) 2019-09-18 2024-09-24 株式会社籁天那 改善光效率的增强现实用光学装置
KR102334813B1 (ko) * 2019-10-24 2021-12-03 주식회사 레티널 고스트 이미지 차단 기능을 갖는 증강 현실용 광학 장치
KR102216587B1 (ko) * 2019-10-24 2021-02-17 주식회사 레티널 고스트 이미지 차단 기능을 갖는 증강 현실용 광학 장치
KR102248606B1 (ko) * 2019-12-26 2021-05-06 주식회사 레티널 곡선 배치 반사 구조를 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치
CN117872592A (zh) 2019-11-01 2024-04-12 株式会社籁天那 增强现实用光学装置
CN112764217A (zh) * 2019-11-01 2021-05-07 重庆爱奇艺智能科技有限公司 一种近眼显示系统
CN111624768A (zh) * 2019-11-01 2020-09-04 重庆爱奇艺智能科技有限公司 一种反射折叠波导显示系统
KR102310804B1 (ko) * 2019-12-26 2021-10-08 주식회사 레티널 곡선 배치 반사 구조를 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치
CN114830013A (zh) * 2020-01-08 2022-07-29 株式会社籁天那 利用全反射的增强现实用光学装置
US20230023525A1 (en) * 2020-01-08 2023-01-26 Letinar Co., Ltd Optical device for augmented reality using total internal reflection
KR20210095766A (ko) 2020-01-23 2021-08-03 한국전자통신연구원 표시 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치
KR102158108B1 (ko) * 2020-02-03 2020-09-21 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치
KR102216588B1 (ko) * 2020-02-27 2021-02-17 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치
CN111766653B (zh) * 2020-06-02 2022-03-11 北京梦想绽放科技有限公司 一种波导反射面及显示系统
KR102248623B1 (ko) * 2020-06-11 2021-05-06 주식회사 레티널 광 투과율을 개선한 증강 현실용 광학 장치
CN111751988B (zh) * 2020-06-16 2023-03-28 深圳珑璟光电科技有限公司 一种景深调节方法、装置及双目近眼显示设备
KR102631786B1 (ko) * 2020-06-24 2024-01-31 주식회사 레티널 상태 변환 광학 소자를 이용한 경량 증강 현실용 광학 장치
KR102423857B1 (ko) * 2020-07-17 2022-07-21 주식회사 레티널 전반사를 이용한 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치
KR102436597B1 (ko) * 2020-09-09 2022-08-26 주식회사 레티널 직선 배치 광학 구조를 갖는 증강 현실용 광학 장치 및 광학 수단의 제조 방법
TWI751705B (zh) 2020-09-16 2022-01-01 宏碁股份有限公司 擴增實境眼鏡
KR102345319B1 (ko) * 2021-02-01 2021-12-31 주식회사 레티널 고스트 이미지 차단 기능을 갖는 증강 현실용 광학 장치
KR102470650B1 (ko) * 2021-03-04 2022-11-25 주식회사 레티널 곡선 배치 반사 구조를 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치
KR102709140B1 (ko) 2021-11-26 2024-09-24 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치의 기판에 반사부를 형성하는 방법
KR20230095504A (ko) 2021-12-22 2023-06-29 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치의 기판 제조 장치 및 제조 방법
KR102687259B1 (ko) 2021-12-28 2024-07-22 주식회사 레티널 내장 콜리메이터 및 음굴절 광학 소자를 이용한 컴팩트 증강 현실용 광학 장치
KR20220017455A (ko) 2022-01-25 2022-02-11 주식회사 레티널 편광 광학 소자를 이용한 증강 현실용 광학 장치
KR20230127737A (ko) 2022-02-25 2023-09-01 주식회사 레티널 편광판을 구비하는 증강 현실용 광학 장치
KR20230146897A (ko) 2022-04-13 2023-10-20 주식회사 레티널 확장된 아이박스를 갖는 증강 현실용 광학 장치
KR20240013445A (ko) 2022-07-22 2024-01-30 주식회사 레티널 회절 광학 소자를 이용한 아이박스 확장형 증강 현실용 광학 장치
WO2024010285A1 (ko) * 2022-07-04 2024-01-11 주식회사 레티널 확장된 아이박스를 제공하는 증강 현실용 광학 장치
KR20240004035A (ko) 2022-07-04 2024-01-11 주식회사 레티널 확장된 아이박스를 갖는 컴팩트 증강 현실용 광학 장치
KR20240032437A (ko) 2022-09-02 2024-03-12 주식회사 레티널 편광을 이용하여 아이박스를 확장한 증강 현실용 광학 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080048936A1 (en) * 2006-08-10 2008-02-28 Karlton Powell Display and display screen configured for wavelength conversion
WO2013188464A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-19 Magic Leap, Inc. Multiple depth plane three-dimensional display using a wave guide reflector array projector
WO2014009717A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Light Blue Optics Ltd Head up displays
US20140347252A1 (en) * 2010-04-08 2014-11-27 Sony Corporation Head mounted display and optical position adjustment method of the same
WO2014209244A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Koc Universitesi Image display device in the form of a pair of eye glasses

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027685A2 (en) * 1999-10-14 2001-04-19 Stratos Product Development Company Llc Virtual imaging system
US6867753B2 (en) * 2002-10-28 2005-03-15 University Of Washington Virtual image registration in augmented display field
ATE434200T1 (de) * 2005-12-29 2009-07-15 Fiat Ricerche Optisches system zur bildübertragung, besonders für projektionsgeräte der kopfmontierten art
JP4411547B2 (ja) * 2006-03-20 2010-02-10 ソニー株式会社 画像表示装置
JP4830653B2 (ja) * 2006-06-12 2011-12-07 ソニー株式会社 画像表示装置
US10488660B2 (en) * 2008-03-13 2019-11-26 Everysight Ltd. Wearable optical display system for unobstructed viewing
DE102009010537B4 (de) * 2009-02-25 2018-03-01 Carl Zeiss Smart Optics Gmbh Strahlvereiniger und Verwendung eines solchen in einer Anzeigevorrichtung
JP5290092B2 (ja) * 2009-08-31 2013-09-18 オリンパス株式会社 眼鏡型画像表示装置
JP2011059444A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Olympus Corp 眼鏡型画像表示装置
US8503087B1 (en) * 2010-11-02 2013-08-06 Google Inc. Structured optical surface
US9304319B2 (en) * 2010-11-18 2016-04-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Automatic focus improvement for augmented reality displays
JP5496166B2 (ja) * 2011-11-02 2014-05-21 三菱電機株式会社 表示装置
JP5780129B2 (ja) * 2011-11-22 2015-09-16 ソニー株式会社 光ビーム伸長装置、画像表示装置及び光学装置
KR101524933B1 (ko) 2013-09-24 2015-06-01 박수원 증강현실 구현을 위한 광학시스템장치 및 헤드마운트 디스플레이장치
KR20150116142A (ko) 2014-04-07 2015-10-15 이준희 초점조절이 가능한 HMD(Head Mounted Display)용 광학계 모듈
JP2018040818A (ja) * 2015-01-26 2018-03-15 株式会社日立エルジーデータストレージ ヘッドマウントディスプレイ
KR101646873B1 (ko) 2015-04-30 2016-08-16 (주)그린광학 고글부 회전 구조를 갖는 헤드마운트 디스플레이 장치
EP3104215A1 (en) * 2015-06-09 2016-12-14 Nokia Technologies Oy Apparatus and method for near eye display

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080048936A1 (en) * 2006-08-10 2008-02-28 Karlton Powell Display and display screen configured for wavelength conversion
US20140347252A1 (en) * 2010-04-08 2014-11-27 Sony Corporation Head mounted display and optical position adjustment method of the same
WO2013188464A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-19 Magic Leap, Inc. Multiple depth plane three-dimensional display using a wave guide reflector array projector
WO2014009717A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Light Blue Optics Ltd Head up displays
WO2014209244A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Koc Universitesi Image display device in the form of a pair of eye glasses

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022512216A (ja) * 2018-12-10 2022-02-02 フェイスブック・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 光学過焦点反射システムおよび方法、ならびに、それを組み込む拡張および／または仮想現実ディスプレイ
JP7404368B2 (ja) 2018-12-10 2023-12-25 メタ プラットフォームズ テクノロジーズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー 光学過焦点反射システムおよび方法、ならびに、それを組み込む拡張および／または仮想現実ディスプレイ
JP2022521301A (ja) * 2019-02-22 2022-04-06 レティノル カンパニー リミテッド コンパクト型拡張現実用光学装置
JP7202740B2 (ja) 2019-02-22 2023-01-12 レティノル カンパニー リミテッド コンパクト型拡張現実用光学装置
US12013556B2 (en) 2019-02-22 2024-06-18 Letinar Co., Ltd Compact optical device for augmented reality

Also Published As

Publication number Publication date
US20180292652A1 (en) 2018-10-11
JP6959981B2 (ja) 2021-11-05
KR20180028339A (ko) 2018-03-16
CN108064351B (zh) 2020-08-11
US10571694B2 (en) 2020-02-25
CN108064351A (zh) 2018-05-22
KR101894556B1 (ko) 2018-10-04
JP2019529981A (ja) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018048018A1 (ko) 광학 장치
WO2018048017A1 (ko) 반사 렌즈 모듈
US10782453B2 (en) Display devices with reflectors
US7992996B2 (en) Spectacles-type image display device
US8337015B2 (en) Spectacles-mounted display device
US12013556B2 (en) Compact optical device for augmented reality
EP4033288A1 (en) Augmented-reality optical device having improved optical efficiency
WO2022014967A1 (ko) 증강 현실 표시 장치
CN111381377A (zh) 一种近眼显示设备
KR102620615B1 (ko) 가상 화상 생성용 광학 시스템, 및 스마트글라스
US20220171191A1 (en) Optical device for augmented reality using a plurality of images for augmented reality
WO2020166785A1 (ko) 근접 거리의 증강 현실용 화상을 제공할 수 있는 증강 현실용 광학 장치
CN106226906B (zh) 一种图像显示装置及头戴式显示设备
CN218917840U (zh) 一种离焦显示眼镜
WO2015111944A1 (ko) 복안형 표시장치
EP3916469B1 (en) Compact optical device for augmented reality
WO2020138669A1 (ko) 증강 현실용 광학 장치
WO2020218790A1 (ko) 외부 빛샘 방지 기능을 갖는 증강 현실용 광학 장치
EP3958042A1 (en) Optical device for augmented reality with improved light transmittance
WO2023277495A1 (ko) 원편광을 이용한 착용형 디스플레이
US12125153B2 (en) Augmented reality optical device having ghost image blocking function
KR20010081303A (ko) 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템
WO2021080342A1 (ko) 고스트 이미지 차단 기능을 갖는 증강 현실용 광학 장치
WO2024019583A1 (ko) 사람의 시각 체계에 기초한 렌즈, 이를 채용한 비디오 시스루 장치 및 렌즈의 설계 방법
Rolland et al. Displays: head-mounted

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15557805

Country of ref document: US

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

Ref document number: 16915813

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019512261

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16915813

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1