WO2024054078A1 - 광학 장치 및 이를 포함하는 웨어러블 장치 - Google Patents

광학 장치 및 이를 포함하는 웨어러블 장치 Download PDF

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WO2024054078A1
WO2024054078A1 PCT/KR2023/013463 KR2023013463W WO2024054078A1 WO 2024054078 A1 WO2024054078 A1 WO 2024054078A1 KR 2023013463 W KR2023013463 W KR 2023013463W WO 2024054078 A1 WO2024054078 A1 WO 2024054078A1
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WO
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area
straight line
pattern
center
optical device
Prior art date
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PCT/KR2023/013463
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English (en)
French (fr)
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박강열
김범진
주양현
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엘지이노텍 주식회사
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • 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
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect

Definitions

  • Embodiments relate to optical devices and wearable devices including same.
  • Augmented Reality (AR) devices are wearable devices in the form of glasses that are worn on the user's head.
  • the augmented reality device provides visual information through a display. By this, the user can be provided with augmented reality services.
  • Augmented Reality is a mixture of real world information and virtual images by inserting 3D images into the real environment.
  • Real world information includes information that users do not need.
  • real-world information may lack information needed by the user.
  • augmented reality systems combine the real world and the virtual world. This allows interaction between the real world and the virtual world in real time.
  • the augmented reality (AR) device does not block the view even during use. Additionally, the augmented reality (AR) device displays a wide-screen display in front of your eyes when worn like regular glasses. In addition, the augmented reality (AR) device can provide expanded reality that combines reality and AR content by utilizing a 360° space for the user. Additionally, the augmented reality (AR) device can provide an optimized display to the user with both hands free.
  • the augmented reality device includes an optical module.
  • the optical module provides augmented reality images to users.
  • the augmented reality device may be composed of wearable glasses, which are optical devices. Additionally, a projector that projects an image may be coupled to the wearable glass.
  • Light emitted from the projector passes through an optical device and enters the user's eyes. Thereby, the user recognizes the augmented reality display.
  • the optical device may include a diffraction pattern.
  • the size of the optical device may increase. Additionally, the diffraction pattern may be visible to the user. Accordingly, user visibility may be reduced.
  • An embodiment provides a small-sized optical device and a wearable device including the same.
  • Embodiments provide an optical device with improved fit and visibility and a wearable device including the same.
  • An optical device includes a first region that guides incident light, a second region that emits light guided from the first region, the first region includes a first pattern, and the second region
  • the region includes a second pattern of a different size or shape than the first pattern, and a first virtual straight line passing through the first center of the first region is defined, passing through the second center of the second region and 1
  • a virtual second straight line parallel to the straight line is defined, a third straight line connecting the first center and the second center is defined, and a fourth straight line connecting the first straight line and the second straight line is defined
  • the third straight line is perpendicular to the first straight line and the second straight line, the third straight line is longer than the fourth straight line, and a line perpendicular to the first straight line from the first center is defined as the X-axis.
  • the coordinates of the first center of the first area are (0,0), and the coordinates of the second center of the second area are (x, y),
  • the x is 30 mm or more and 45 mm or less
  • the y is -10 mm or more and 5 mm or less
  • the y does not include 0.
  • the size of the optical device according to the embodiment is reduced.
  • the optical device includes a second diffraction element that diffracts light in two directions. Therefore, no additional diffraction element is required to expand the angle of light.
  • the additional diffractive element is omitted, the size of the optical device is reduced. Additionally, user visibility is improved.
  • the incident area and exit area of the optical device are spaced apart in the X-axis direction. That is, the light incident on the incident area moves in the X-axis direction and is emitted into the emission area.
  • a light source member that emits light to the optical device is disposed in an area adjacent to the user's temple. Accordingly, the user can use the wearable device with the same wearing comfort as actual glasses.
  • the centers of the first area, which is the incident area, and the second area, which is the exit area, do not coincide in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the second area is disposed below the first area. Accordingly, the user can easily view the light containing image information emitted from the light source member.
  • An optical device includes a first diffractive element and a second diffractive element.
  • the pattern of the first diffractive element and the pattern of the second diffractive element are inclined with respect to the X-axis direction.
  • the diffraction efficiency of the first and second diffraction elements is improved. Accordingly, the area where light is emitted from the second area toward the user can be formed at an optimal location. Accordingly, the user's visibility is improved.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a display device including an optical device according to an embodiment.
  • FIGS. 2 and 3 are top views of a first side of an optical device according to an embodiment.
  • Figure 4 is an enlarged view of area A of Figure 2.
  • Figures 5 and 6 are enlarged views of area B in Figure 2.
  • FIG. 7 and 8 are different top views of a first side of an optical device according to an embodiment.
  • FIG 9 and 10 are diagrams for explaining the arrangement of diffractive elements of an optical device according to an embodiment.
  • 11 and 12 are diagrams for explaining the effect when the pattern of a diffractive element of an optical device according to an embodiment has directionality.
  • 13 and 14 are diagrams for explaining the period of a diffractive element of an optical device according to an embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a wearable device to which an optical device according to an embodiment is applied.
  • the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
  • the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A, B, and C,” it can be combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component.
  • a component when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to that other component, but also is connected to that component. It may also include cases where other components are 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between them.
  • “above” or “below” refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components.
  • top (above) or bottom (bottom), it can include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a portion of a wearable device including an optical device according to an embodiment.
  • the wearable device described below is an augmented reality (AR) device.
  • AR augmented reality
  • the wearable device includes an optical device 100, a light source member 200, and diffraction elements 410 and 420.
  • the optical device 100 includes a first surface 1S and a second surface 2S opposite to the first surface 1S.
  • Light is incident on the first surface 1S. Additionally, the light is emitted from the first surface 1S. In detail, the light emitted from the light source member 200 is emitted in the direction of the first surface 1S. Accordingly, the light is incident into the interior of the optical device 100 through the first surface 1S. Light incident on the inside of the optical device 100 is totally reflected inside the optical device 100. Additionally, the light is emitted to the outside of the optical device 100 through the first surface 1S. Accordingly, the light emitted through the first surface 1S is transmitted to the user.
  • the optical device 100 includes a material that transmits light.
  • the optical device 100 has a refractive index within a set range.
  • the optical device 100 includes a material having a refractive index of 1.82 or more.
  • the optical device 100 includes glass having a refractive index of 1.82 to 2.
  • the optical device 100 may include various shapes.
  • the optical device 100 may have a circular shape or an elliptical shape including a curved surface.
  • the optical device 100 may include a polygonal shape such as a triangle or square.
  • the optical device 100 guides light.
  • the optical device 100 may be a waveguide.
  • the light source member 200 may include a projector. Light emitted from the light source member 200 may include image information. That is, light incident on the optical device 100 includes image information. Accordingly, image information emitted from the light source member 200 is transmitted to the user through the optical device 200.
  • the optical device 100 includes a plurality of diffractive elements.
  • the optical device 100 includes a first diffractive element 410 and a second diffractive element 420.
  • the first diffractive element 410 is disposed between the optical device 100 and the light source member 200.
  • the second diffraction element 420 is disposed between the optical device 100 and the user.
  • the first diffraction element 410 is disposed between the optical device 100 and the light source member 200 based on the path of the light. Additionally, the second diffraction element 420 is disposed between the optical device 100 and the user based on the path of the light.
  • the light emitted from the light source member 100 passes through the first diffraction element 410 and enters the interior of the optical device 100. Additionally, the light emitted from the inside of the optical device 100 passes through the second diffraction element 420 and is delivered to the user.
  • the light moving from the light source member 200 in the direction of the first surface 1S is defined as the first light L1.
  • light passing through the first diffraction element 410 and incident into the interior of the optical device 100 is defined as second light L2.
  • the light that passes through the second diffraction element 420 and is emitted to the user is defined as third light L3.
  • the optical device 100 includes a plurality of regions.
  • the first surface 1S of the optical device 100 includes a first area 1A and a second area 2A.
  • the first area 1A is an area where the first diffractive element 410 is disposed.
  • the second area 2A is an area where the second diffraction element 420 is disposed.
  • the first area 1A guides light incident on the optical device 100.
  • the first area 1A is an area where light emitted from the light source member 200 is incident.
  • Light emitted from the light source member 200 includes image information.
  • the first area 1A guides the light emitted from the light source member 200. That is, the first area 1A guides the light into the interior of the optical device 100.
  • the light guided in the first area 1A is emitted to the outside of the optical device 100 by the second area 2A.
  • the light guided through the first area 1A and into the optical device 100 is emitted to the outside of the optical device 100 through the second area 2A. Accordingly, image information is delivered to the user.
  • the first light L1 is diffracted in one direction by the first diffraction element 410. As a result, the first light L1 is diffracted into the second light L2.
  • the second light L2 is guided into the optical device 100. Additionally, the second light L2 is totally reflected inside the optical device 100.
  • the second light L2 is diffracted into the third light L3 by the second diffraction element 420.
  • the second light L2 is diffracted in at least two directions.
  • the second light L2 diffracts into the third light L3. That is, the second light L2 is diffracted in two directions by the second diffraction element 420. Accordingly, the third light L3 diffracted from the first diffractive element 410 and the second diffractive element 420 is transmitted to the user. Accordingly, image information is delivered to the user.
  • the second area 2A includes a plurality of areas.
  • the second area 2A includes a 2-1 area 2-1A and a 2-2 area 2-2A.
  • the 2-1 area 2-1A is an inner area of the second area 2A.
  • the 2-2 area 2-2A is an edge area of the second area 2A. That is, the 2-2 area (2-2A) surrounds the 2-1 area (2-1A).
  • the 2-1 area 2-1A is defined as an effective area. That is, the 2-1 area 2-1A is an area where light is transmitted toward the user. Additionally, the 2-2 area (2-2A) is defined as an ineffective area. That is, the 2-2 area 2-2A is an area where light is not transmitted toward the user. That is, the light emitted from the 2-2 area 2-2A is not transmitted toward the user.
  • the 2-1 area 2-1A and the 2-2 area 2-2A are areas where the angle of the second light L2 expands.
  • the angle of the second light L2 is expanded by the second diffraction element 420. Accordingly, the light emitted from the 2-2 area 2-2A is emitted at an angle that exceeds the viewing angle of the display device. Accordingly, the light emitted from the 2-2 area 2-2A is not transmitted to the user.
  • Figure 4 is an enlarged view of area A of Figure 2.
  • the first area 1A includes a first pattern P1.
  • the first area 1A includes a plurality of first patterns P1.
  • the first diffractive element 410 is composed of the first pattern (P1).
  • the first pattern (P1) has a set size.
  • the first pattern P1 has an area and thickness within a set range.
  • the first pattern P1 is arranged in a stripe shape.
  • the first pattern P1 extends in one direction.
  • the first pattern P1 may be a line pattern.
  • the first light L1 is diffracted in one direction by the first diffraction element 410.
  • Figures 5 and 6 are enlarged views of area B in Figure 2.
  • the second area 2A includes a second pattern P2.
  • the second area 2A includes a plurality of second patterns P2.
  • the second diffraction element 420 is composed of the second pattern P2.
  • the second pattern (P2) is different from the first pattern (P1).
  • the first pattern (P1) and the second pattern (P2) have different sizes or shapes.
  • the first pattern P1 and the second pattern P2 may have different heights, shapes, and thicknesses.
  • the second pattern P2 is formed in a free form shape.
  • the second diffractive element 420 may include a unit unit pattern (UNP).
  • the unit unit pattern UNP includes a plurality of second patterns P2.
  • the second diffractive element 420 includes a plurality of unit unit patterns (UNP). That is, the second diffractive element 420 has a plurality of unit unit patterns (UNP) repeatedly arranged.
  • the unit unit pattern (UNP) is formed by N rows (N is a natural number) and M columns (M is a natural number).
  • the second area 2A includes a second pattern consisting of N*M rows and columns.
  • the spacing between pattern centers arranged in one of the N rows may be the same as the spacing between pattern centers arranged in another row.
  • the rows may be horizontal, and the columns may be vertical.
  • the pattern can be assumed to be the shape of the enlarged view of FIG. 5.
  • the pattern center (PC) can be defined as the center of the quadrangle (QU).
  • the rectangle may be a square or a rectangle.
  • the spacing between the pattern centers may be defined as the spacing between the pattern centers.
  • a plurality of patterns are disposed inside the unit unit pattern (UNP).
  • a plurality of patterns having different shapes or sizes are disposed inside the unit unit pattern (UNP).
  • the unit unit pattern (UNP) is formed by two rows and three columns, and includes the 2-1 pattern (P2-1), the 2-2 pattern (P2-2), and the 2-3 pattern. It is shown to include a pattern (P2-3), a 2-4th pattern (P2-4), a 2-5th pattern (P2-5), and a 2-6th pattern (P2-6).
  • the unit unit pattern may be formed by combining various numbers of rows and columns.
  • the second light L2 is diffracted in a plurality of directions by the second diffraction element 420.
  • the second light L2 diffracts in a first direction expanding the second light and in a second direction different from the first direction.
  • the first direction is a direction in which the second light L2 expands to 60° or 90° by the second diffraction element 420.
  • the second light L2 is diffracted in a plurality of directions by the second diffraction element 420. Accordingly, the number of diffractive elements of the optical device 100 is reduced.
  • a third diffractive element was disposed between the first diffractive element 410 and the second diffractive element 420. Light passing through the first diffraction element, the second diffraction element, and the third diffraction element was diffracted in one direction.
  • the size of the third diffraction element increases. Accordingly, the size of the optical device has increased.
  • the diffractive element was visible to the user.
  • the optical device can solve the above problems because the second diffraction element 420 diffracts light in multiple directions.
  • the centers of the first area 1A and the second area 2A are defined, respectively.
  • the first area 1A is defined by a first center C1.
  • the second area 2A is defined by a second center C2.
  • a plurality of virtual straight lines passing through the first center C1 and the second center C2 are defined.
  • a first virtual straight line VL1 passing through the first center C1 is defined.
  • a second virtual straight line VL2 passing through the second center C2 and parallel to the first straight line VL1 is defined.
  • a third virtual straight line VL3 connecting the first center C1 and the second center C2 is defined.
  • a virtual fourth straight line VL4 is defined, which is perpendicular to the first straight line VL1 and the second straight line VL2 and connects the first straight line VL1 and the second straight line VL2.
  • the fourth straight line VL4 may be a straight line connecting the first straight line VL1 and the second straight line VL2 in the shortest distance.
  • the third straight line VL3 and the fourth straight line VL4 may have different lengths.
  • the length of the third straight line VL3 may be longer than the length of the fourth straight line VL4.
  • a line perpendicular to the first straight line VL1 is defined as the X-axis. Additionally, the first straight line VL1 is defined as the Y-axis. Accordingly, the coordinates of the first center C1 and the second center C2 are set, respectively.
  • the first coordinate of the first center C1 is set to (0, 0). Additionally, the second coordinate of the second center C2 is set to (x, y).
  • the x and y have set sizes.
  • the x may be 30 mm or more and 45 mm or less. Additionally, y may be -10 mm or more to 5 mm or less. (y ⁇ 0)
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart by a first distance d1.
  • the first gap d1 may be 30 mm to 45 mm in the X-axis direction.
  • y may have a positive or negative value. That is, the second center C2 is disposed below or above the first center C1 based on the Y-axis direction.
  • the second center C2 is disposed below the first center C1 based on the Y-axis direction.
  • the y may be -10 mm to less than 0.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by a set range in the Y-axis direction.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from -10 mm to less than 0 mm in the Y-axis direction.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart by a second distance d2.
  • the second gap d2 may be less than -10 mm to 0 mm in the Y-axis direction.
  • the second area 2A is disposed lower than the first area 1A. Accordingly, the user can easily see the third light emitted from the second area 2A.
  • users who wear AR glasses use the lower part of the glasses more than the upper part.
  • the light source member 200 may be placed on the user's temple. That is, when the light source member 200 is disposed on the frame of AR glasses, the light emitted from the light source member 200 is incident on the upper part of the eyeglasses.
  • the second area from which the light is emitted is placed lower than the first area. Accordingly, the user can easily view image information transmitted through the optical device.
  • the second center C2 is disposed above the first center C1 based on the Y-axis direction.
  • the y may be greater than 0 and less than or equal to 5 mm. Accordingly, the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by a set range in the Y-axis direction. In detail, the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by more than 0 mm and less than 5 mm in the Y-axis direction. Accordingly, the first center C1 and the second center C2 are spaced apart by a second distance d2.
  • the second gap d2 may be greater than 0 mm and less than or equal to 5 mm in the Y-axis direction.
  • the second area 2A is disposed above the first area 1A. Accordingly, even when the 2-1 area 2-1A, from which light is emitted to the user, is disposed with a large bias toward the lower direction of the Y-axis of the second area 2A, the user cannot receive the image transmitted through the optical device. Information can be easily recognized.
  • the first center C1 and the second center C2 may be defined differently.
  • the optical device has an X-axis and a Y-axis defined.
  • a plurality of virtual straight lines passing through the first center C1 and the second center C2 are defined.
  • a fifth virtual straight line VL5 passing through the first center C1 and parallel to the X-axis is defined.
  • a sixth virtual straight line VL6 passing through the first center C1 and parallel to the Y axis is defined.
  • a seventh virtual straight line VL7 passing through the second center C2 and parallel to the X-axis is defined.
  • an eighth virtual straight line VL8 passing through the second center C2 and parallel to the Y axis is defined.
  • the first center C1 is defined as an area where the fifth straight line VL5 and the sixth straight line VL6 intersect. Additionally, the second center C2 is defined as an area where the seventh straight line VL7 and the eighth straight line VL8 intersect.
  • the coordinates of the first center C1 and the second center C2 are set respectively.
  • the first coordinate of the first center C1 is set to (0, 0). Additionally, the second coordinate of the second center C2 is set to (x, y).
  • the x and y may have set sizes.
  • the x may be 30 mm or more and 45 mm or less. Additionally, y may be -10 mm or more to 5 mm or less. (y ⁇ 0)
  • the x has a positive value. That is, the second center C2 is located to the right of the first center C1 based on the X-axis direction.
  • the x has a set range. In detail, x may be 30 mm or more. The x may be 45 mm or less. The x may be 30mm to 45mm. Accordingly, the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by a set range in the X-axis direction. In detail, the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by 30 mm to 45 mm in the X-axis direction. Accordingly, the first center C1 and the second center C2 are spaced apart by a first distance d1.
  • the first gap d1 may be 30 mm to 45 mm in the X-axis direction.
  • the y has a positive or negative value. That is, the second center C2 is disposed below or above the first center C1 based on the Y-axis direction.
  • the second center C2 is disposed below the first center C1 based on the Y-axis direction.
  • the y has a set range.
  • y may be -10 mm or more.
  • the y may be less than 0.
  • the y may be -10 mm to less than 0.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by a set range in the Y-axis direction.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from -10 mm to less than 0 mm in the Y-axis direction.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart by a second distance d2.
  • the second gap d2 may be less than -10 mm to 0 mm in the Y-axis direction.
  • the second area 2A is disposed lower than the first area 1A. Accordingly, the user can easily see the third light emitted from the second area 2A.
  • users who wear AR glasses use the lower part of the glasses more than the upper part.
  • the light source member 200 may be placed on the user's temple. That is, when the light source member 200 is disposed on the frame of AR glasses, the light emitted from the light source member 200 is incident on the upper part of the eyeglasses.
  • the second area from which the light is emitted is placed lower than the first area. Accordingly, the user can easily view image information transmitted through the optical device.
  • the second center C2 is disposed above the first center C1 based on the Y-axis direction.
  • the y has a set range. Specifically, y may be greater than 0.
  • the y may be 5 mm or less.
  • the y may be greater than 0 and less than or equal to 5 mm.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by a set range in the Y-axis direction.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by more than 0 mm and less than 5 mm in the Y-axis direction.
  • the first center C1 and the second center C2 are spaced apart by a second distance d2.
  • the second gap d2 may be greater than 0 mm and less than or equal to 5 mm in the Y-axis direction.
  • the second area 2A is disposed above the first area 1A. Therefore, even if the 2-1 area 2-1A, through which light is emitted to the user, is disposed with a large bias toward the lower direction of the Y-axis of the second area 2A, the user can easily receive image information transmitted through the optical device. I can admit it.
  • y is -10 mm to less than 0 and greater than 0 to 5 mm or less. Accordingly, the first center C1 and the second center C2 are spaced apart by -10 mm to less than 0 mm and more than 0 mm to less than 5 mm in the Y-axis direction.
  • first center C1 and the second center C2 are spaced apart from each other by a first distance d1 of 30 mm to 45 mm in the X-axis direction and -10 mm to 0 mm in the Y-axis direction. They are spaced apart at a second distance d2 of less than and greater than 0 mm and less than or equal to 5 mm.
  • a ninth straight line VL5 connecting the first center C1 and the second center C2 is defined.
  • the ninth straight line (VL9) is not parallel to the fifth straight line (VL5).
  • the ninth straight line VL9 is not parallel to the seventh straight line VL7. That is, the ninth straight line VL9 is not parallel to the X-axis direction.
  • the first center C1 and the second center C2 are inconsistent in both the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the first area 1A and the second area 2A are spaced apart from each other by a first distance d1 in the X-axis direction and by a second distance d2 in the Y-axis direction. At this time, the first gap d1 is larger than the second gap d2.
  • the incident area and the exit area of the optical device 100 are spaced apart in the X-axis direction. That is, the light incident on the first area 1A is guided in the X-axis direction and is emitted from the second area 2A.
  • the user can use the display device with the feeling of wearing actual glasses. That is, the light source member 200 is not placed over the user's eyes, but is placed adjacent to the user's temple. Accordingly, the user can use the display device as a portable glasses-type display device.
  • the pattern of the first diffractive element 410 and the pattern of the second diffractive element 420 may have a set directionality.
  • the first pattern P1 of the first diffractive element 410 is defined by a tenth straight line VL10 perpendicular to the longitudinal direction of the pattern.
  • the first pattern (P1) is a line pattern.
  • the tenth straight line VL10 is a line passing through the center C of the line pattern.
  • the tenth straight line VL10 is not parallel to the fourth straight line VL4. That is, the tenth straight line VL10 is inclined at an acute first angle ⁇ 1 with the fourth straight line VL4 or the fifth straight line VL5. That is, the line passing through the center (C) of the line pattern and the fourth straight line form an acute first angle.
  • the center (C) of the line pattern may be defined as an area having the same spacing as the outermost lines of the line pattern.
  • the second diffractive element 420 defines an 11th straight line VL11 extending in the row direction.
  • the eleventh straight line VL11 is not parallel to the fourth straight line VL4. That is, the 11th straight line VL11 is inclined at a second acute angle ⁇ 2 with the 4th straight line VL4 or the 7th straight line VL7.
  • the second angle ⁇ 2 is related to the first gap d1 and the second gap d2.
  • the second angle ⁇ 2 satisfies the following equation.
  • the position of the second area 2A is optimized. In other words, it is possible to prevent the 2-1 area 2-1A from being significantly biased in one direction based on the entire second area 2A. In other words, it is possible to prevent the 2-1 area 2-1A, through which light is emitted to the user, from being significantly biased in the X-axis or Y-axis direction.
  • FIG. 11 and 12 are diagrams for explaining the effect when the first pattern of the first diffractive element 410 and the second pattern of the second diffractive element 420 have a set directionality.
  • FIG. 11 is a diagram when the second light L2 expands to 60° by the second diffraction element 410.
  • FIG. 12 is a diagram when the second light L2 expands to 90° by the second diffraction element 410.
  • 11 and 12 (a) show a case where the first pattern of the first diffractive element 410 and the second pattern of the second diffractive element 420 have a set directionality.
  • 9 and 10(b) show a case where the first pattern of the first diffractive element 410 and the second pattern of the second diffractive element 420 do not have directionality.
  • the 2-2 area 2-2A is not biased to one side within the second area 2A. Accordingly, the area of the 2-2 area 2-2A where the user sees image information increases. Accordingly, the user's visibility is improved.
  • the 2-2 area 2-2A is very biased to one side within the second area 2A. Accordingly, the area of the 2-2 area 2-2A where the user sees image information decreases. Accordingly, the user's visibility is reduced.
  • the size of the optical device according to the embodiment is reduced.
  • the optical device includes a second diffraction element that diffracts light in two directions. Therefore, no additional diffraction element is required to expand the angle of light.
  • the additional diffractive element is omitted, the size of the optical device is reduced. Additionally, user visibility is improved.
  • the incident area and exit area of the optical device are spaced apart in the X-axis direction. That is, the light incident on the incident area moves in the X-axis direction and is emitted into the emission area.
  • a light source member that emits light to the optical device is disposed in an area adjacent to the user's temple. Accordingly, the user can use the wearable device with the same wearing comfort as actual glasses.
  • the centers of the first area, which is the incident area, and the second area, which is the exit area, do not coincide in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the second area is disposed below the first area. Accordingly, the user can easily view the light containing image information emitted from the light source member.
  • An optical device includes a first diffractive element and a second diffractive element.
  • the pattern of the first diffractive element and the pattern of the second diffractive element are inclined with respect to the X-axis direction.
  • the diffraction efficiency of the first and second diffraction elements is improved. Accordingly, the area where light is emitted from the second area toward the user can be formed at an optimal location. Accordingly, the user's visibility is improved.
  • the first pattern (P1) and the second pattern (P2) may have a period.
  • the period of the pattern is defined as the distance at which the first pattern (P1) and the second pattern (P2) are repeated.
  • the first pattern P1 may have a set first period PE1.
  • the first period PE1 is the distance between the first patterns P1.
  • the first patterns P1 are spaced apart by a distance of the first period PE1.
  • the first patterns P1 are spaced apart in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first pattern P1.
  • the first period (PE1) satisfies at least one of Equations 1 to 4 below.
  • ⁇ is the wavelength of light (nm).
  • the first period PE1 may vary depending on the wavelength of light emitted from the light source member 200, as shown in Equation 1 above.
  • the first period PE1 may be proportional to the wavelength of the light.
  • Equation 2 is the case where blue light is emitted from the light source member 200.
  • Equation 3 is a case where green light is emitted from the light source member 200.
  • Equation 4 is a case where red light is emitted from the light source member 200.
  • the first cycle PE1 when red light is emitted from the light source member 200 is the first cycle when green light and blue light are emitted from the light source member 200. It can be larger than (PE1). Additionally, the first period PE1 when green light is emitted from the light source member 200 may be greater than the first period PE1 when blue light is emitted from the light source member 200.
  • the diffraction efficiency of incident light incident on the optical device 100 is improved. That is, the diffraction efficiency of light diffracted by the first diffraction element 410 can be improved. Accordingly, light lost to the outside of the optical device 100 is reduced. Additionally, the total internal reflection efficiency of the optical device 100 is improved.
  • the second pattern P2 has a set second cycle.
  • the second period is the distance between unit unit patterns of the second diffraction element 420.
  • the second period is the distance between centers of the unit unit pattern.
  • the unit unit patterns are spaced apart by the distance of the second period.
  • the unit unit pattern may include a first unit unit pattern (UNP1), a second unit unit pattern (UNP2), and a third unit unit pattern (UNP3).
  • the first unit unit pattern UNP1 and the second unit unit pattern UNP2 face each other in the row direction. Additionally, the first unit unit pattern UNP1 and the third unit unit pattern UNP3 face each other in the column direction. Additionally, the second unit unit pattern UNP2 and the third unit unit pattern UNP3 face each other in a direction between the row direction and the column direction.
  • the first unit unit pattern UNP1, the second unit unit pattern UNP2, and the third unit unit pattern UNP3 have respective periods depending on the direction.
  • the second cycle is a 2-1 cycle (PE2-1) of the first unit unit pattern (UNP1) and the second unit unit pattern (UNP2), the first unit unit pattern (UNP1), and the third unit. It may include a 2-2nd cycle (PE2-2) of the unit pattern (UNP3) and a 2-3rd cycle (PE2-3) of the second unit pattern (UNP2) and the third unit unit pattern (UNP3). You can.
  • the 2-1st cycle (PE2-1) is a cycle in the row direction.
  • the 2-2nd cycle (PE2-2) is a cycle in the column direction.
  • the 2-3rd period (PE2-3) is a period between the row direction and the column direction. That is, the 2-3rd period (PE2-3) is a period of unit unit patterns facing each other diagonally.
  • the 2-1st cycle (PE2-1), the 2-2nd cycle (PE2-2), and the 2-3rd cycle (PE2-3) are at least one of the following equations 5 to 7: can be satisfied.
  • the second period varies depending on the size to which the second light L2 expands by the second diffraction pattern.
  • the second period may satisfy Equation 5 or Equation 6. That is, the 2-1st period (PE2-1) and the 2-2nd period (PE2-2) may be the same. Alternatively, the 2-1st cycle (PE2-1), the 2-2nd cycle (PE2-2), and the 2-3rd cycle (PE2-3) may be the same.
  • the second period PE2 may satisfy Equation 7. That is, the 2-1st period (PE2-1) and the 2-2nd period (PE2-2) may be different.
  • the second cycle may vary depending on the wavelength of light emitted from the light source member 200. That is, the second period is inversely proportional to the first period. Accordingly, the second period may be inversely proportional to the wavelength of the light.
  • the second cycle when blue light is emitted from the light source member 200 may be larger than the second cycle when green light and blue light are emitted from the light source member 200. Additionally, the second cycle when green light is emitted from the light source member 200 may be larger than the second cycle when red light is emitted from the light source member 200.
  • the diffraction efficiency of light emitted from the optical device 100 is improved. That is, the diffraction efficiency of light diffracted by the second diffraction element 420 is improved. Accordingly, the diffraction efficiency of light emitted to the outside of the optical device 100 is improved. Accordingly, the user can receive image information with improved brightness.
  • the optical device according to the embodiment may be reduced in size.
  • the optical device includes a second diffractive element that diffracts light in two directions, so that no additional diffractive element is required to expand the angle of light.
  • the size of the optical device can be reduced and the user's visibility can be improved.
  • the incident area and the exit area of the optical device are spaced apart from each other in the X-axis direction. That is, the light incident on the incident area of the optical device moves in the X-axis direction and is emitted to the exit area.
  • the light source member that emits light to the optical device is disposed in an area adjacent to the user's temple, the user can use the wearable device with a feeling of wearing like actual glasses.
  • the centers of the first area, which is the incident area, and the second area, which is the exit area do not coincide in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the second area may be disposed below the first area. Accordingly, the user can easily view the light containing image information emitted from the light source member.
  • the patterns of the first and second diffractive elements have a period of a set range.
  • the diffraction efficiency of the first and second diffraction elements is improved, so that an area where light is emitted from the second area toward the user can be formed at an optimal position, and light containing image information is generated. Because this improved luminance can be achieved, the user's visibility can be improved.
  • the patterns of the first and second diffractive elements have a period within a set range.
  • the diffraction efficiency of the first and second diffraction elements is improved. Accordingly, the area where light is emitted from the second area toward the user can be formed at an optimal location. Additionally, light containing image information has improved luminance. Therefore, user visibility is improved.
  • FIG. 15 An example of a display device including an optical device according to an embodiment will be described.
  • the optical device can be applied to a wearable display device.
  • the optical device can be applied to a wearable display device worn on the head or ear of the human body.
  • the display device 2000 may be an augmented reality device.
  • the display device 2000 includes a wearable unit 2100 and a display unit 2200.
  • the wearing portion 2100 extends in one direction.
  • the wearing unit 2100 is worn on the user's body.
  • the wearing unit 2100 is worn on the user's head or ear.
  • the display device 2000 is fixed to the user's body.
  • the wearing unit 2100 may be a glasses tail of the wearable display device.
  • the light source member 200 is disposed on the wearing part 2100.
  • the light source member 200 emits light in the direction of the display unit 2200.
  • the light source member 200 emits light containing image information in the direction of the display unit 2200.
  • the light source member 200 may be a projector.
  • the display unit 2200 may be the optical device described above. Alternatively, the display unit 2200 may be AR glasses including the optical device.
  • the user can receive light containing image information emitted from the light source member 200 through the display unit 2200. Accordingly, the user can view virtual reality and augmented reality of real reality through the optical device.

Landscapes

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Abstract

실시예에 따른 광학 장치는 입사되는 광을 가이드하는 제 1 영역, 상기 제 1 영역으로부터 가이드되는 광이 출사되는 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역은 제 1 패턴을 포함하고, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 패턴과 다른 크기 또는 형상의 제 2 패턴을 포함하고, 상기 제 1 영역의 제 1 중심을 지나는 가상의 제 1 직선이 정의되고, 상기 제 2 영역의 제 2 중심을 지나고 상기 제 1 직선과 평행한 가상의 제 2 직선이 정의되고, 상기 제 1 중심과 상기 제 2 중심을 연결하는 제 3 직선이 정의되고, 상기 제 1 직선과 상기 제 2 직선을 연결하는 제 4 직선이 정의되고, 상기 제 3 직선은 상기 제 1 직선 및 상기 제 2 직선과 수직하고, 상기 제 3 직선은 상기 제 4 직선보다 길고, 상기 제 1 중심에서 상기 제 1 직선과 수직한 선을 X축으로 정의하고, 상기 제 1 직선을 Y축으로 정의할 때, 상기 제 1 영역의 제 1 중심의 좌표는 (0,0)이고, 상기 제 2 영역의 제 2 중심의 좌표는 (x, y)이고, 상기 x는 30mm 이상 45mm 이하이고, 상기 y는 -10mm 이상 5mm 이하이고, 상기 y는 0을 포함하지 않는다.

Description

광학 장치 및 이를 포함하는 웨어러블 장치
실시예는 광학 장치 및 이를 포함하는 웨어러블 장치에 관한 것이다.
최근 기술의 발전에 의해 신체에 착용 가능한 다양한 형태의 웨어러블 장치가 나오고 있다. 그 중 증강현실(Augmented Reality, AR) 장치는 사용자의 머리에 착용하는 안경 형태의 웨어러블 장치이다. 상기 증강현실 장치는 디스플레이에 의해 시각적 정보를 제공한다. 이에 의해, 사용자는 증강현실 서비스를 제공받을 수 있다.
증강현실(Augmented Reality)은 실제 환경에 3차원 영상을 삽입하여 현실 세계 정보와 가상의 영상을 혼합한 것이다.
현실 세계 정보에는 사용자가 필요로 하지 않는 정보가 있다. 또는, 현실 세계 정보에는 사용자가 필요로 하는 정보가 부족할 수 있다. 그러나 증강현실 시스템은 현실 세계와 가상 세계를 결합한다. 이에 의해, 실시간으로 현실 세계와 가상세계의 상호 작용이 이루어진다.
상기 증강현실(AR) 장치는 시야를 가리는 가상현실(VR) 장치와 다르게 사용 도중에도 시야를 가리지 않는다. 또한, 상기 증강현실(AR) 장치는 일반 안경처럼 착용한 상태에서 눈앞에 와이드 스크린 화면 수준의 디스플레이를 표시한다. 또한, 상기 증강현실(AR) 장치는 사용자 기준으로 360° 공간을 활용하여 현실과 AR 콘텐츠를 결합한 확장현실을 제공할 수 있다. 또한, 상기 증강현실(AR) 장치는 양손이 자유로운 상태에서 사용자에게 최적화된 디스플레이를 제공할 수 있다.
상기 증강현실 장치는 광학 모듈을 포함한다. 상기 광학 모듈은 사용자들에게 증강현실 영상을 제공한다. 예를 들어, 상기 증강현실 장치는 광학 장치인 웨어러블 글라스로 구성될 수 있다. 또한, 상기 웨어러블 글라스에 영상을 투사하는 프로젝터가 결합될 수 있다.
상기 프로젝터에서 출사되는 광은 광학 장치를 통과하여 사용자의 눈으로 입사된다. 이에 의해 사용자는 증강현실 디스플레이를 시인한다.
상기 프로젝터에서 출사되는 광은 상기 광학 장치에서 회절된 후 사용자의 눈으로 입사된다. 이에 따라, 상기 광학 장치는 회절 패턴을 포함할 수 있다. 상기 회절 패턴의 크기가 커지는 경우 상기 광학 장치의 크기가 증가할 수 있다. 또한, 사용자에게 상기 회절 패턴이 시인될 수 있다. 이에 따라, 사용자의 시인성이 감소될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 광학 장치가 요구된다.
실시예는 작은 크기를 가지는 광학 장치 및 이를 포함하는 웨어러블 장치를 제공한다.
실시예는 향상된 착용감 및 시인성을 가지는 광학 장치 및 이를 포함하는 웨어러블 장치를 제공한다.
실시예에 따른 광학 장치는 입사되는 광을 가이드하는 제 1 영역, 상기 제 1 영역으로부터 가이드되는 광이 출사되는 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역은 제 1 패턴을 포함하고, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 패턴과 다른 크기 또는 형상의 제 2 패턴을 포함하고, 상기 제 1 영역의 제 1 중심을 지나는 가상의 제 1 직선이 정의되고, 상기 제 2 영역의 제 2 중심을 지나고 상기 제 1 직선과 평행한 가상의 제 2 직선이 정의되고, 상기 제 1 중심과 상기 제 2 중심을 연결하는 제 3 직선이 정의되고, 상기 제 1 직선과 상기 제 2 직선을 연결하는 제 4 직선이 정의되고, 상기 제 3 직선은 상기 제 1 직선 및 상기 제 2 직선과 수직하고, 상기 제 3 직선은 상기 제 4 직선보다 길고, 상기 제 1 중심에서 상기 제 1 직선과 수직한 선을 X축으로 정의하고, 상기 제 1 직선을 Y축으로 정의할 때, 상기 제 1 영역의 제 1 중심의 좌표는 (0,0)이고, 상기 제 2 영역의 제 2 중심의 좌표는 (x, y)이고, 상기 x는 30mm 이상 45mm 이하이고, 상기 y는 -10mm 이상 5mm 이하이고, 상기 y는 0을 포함하지 않는다.
실시예에 따른 광학 장치의 크기는 감소된다. 자세하게, 상기 광학 장치는 두 방향으로 광을 회절하는 제 2 회절 소자를 포함한다. 따라서, 광의 각도를 확장하기 위한 추가 회절 소자가 요구되지 않는다.
상기 추가 회절 소자가 생략되므로 상기 광학 장치의 크기가 감소된다. 또한, 사용자의 시인성이 향상된다.
상기 광학 장치의 입사 영역과 출사 영역은 X축 방향으로 이격한다. 즉, 상기 입사 영역으로 입사된 광은 X축 방향으로 이동하여 상기 출사 영역으로 출사된다.
상기 광학 장치로 광을 출사하는 광원 부재는 사용자의 관자놀이와 인접한 영역에 배치된다. 따라서, 사용자는 실제 안경과 같은 착용감으로 웨어러블 장치를 사용할 수 있다.
상기 입사 영역인 제 1 영역과 상기 출사 영역인 제 2 영역의 중심은 X축 방향 및 Y축 방향으로 일치하지 않는다.
이에 따라, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역의 하부에 배치된다. 따라서, 사용자는 상기 광원 부재에서 출사되는 이미지 정보를 포함하는 광을 용이하게 시인할 수 있다.
실시예에 따른 광학 장치는 제 1 회절 소자 및 제 2 회절 소자를 포함한다. 상기 제 1 회절 소자의 패턴 및 상기 제 2 회절 소자의 패턴은 X축 방향에 대해 경사진다.
이에 따라, 상기 제 1 회절 소자 및 상기 제 2 회절 소자의 회절 효율이 향상된다. 따라서, 상기 제 2 영역에서 사용자 방향으로 광이 출사되는 영역을 최적의 위치에 형성할 수 있다. 따라서, 사용자의 시인성이 향상된다.
도 1은 실시예에 따른 광학 장치를 포함하는 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 실시예에 따른 광학 장치의 제 1 면의 상면도들이다.
도 4는 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 B 영역의 확대도이다.
도 7 및 도 8은 실시예에 따른 광학 장치의 제 1 면의 다른 상면도들이다.
도 9 및 도 10은 실시예에 따른 광학 장치의 회절 소자의 배치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 및 도 12는 실시예에 따른 광학 장치의 회절 소자의 패턴이 방향성을 가질 때의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 실시예에 따른 광학 장치의 회절 소자의 주기를 설명하기 위한 도면들이다.
도 15는 실시예에 따른 광학 장치가 적용되는 웨어러블 장치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다.
또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 실시예에 따른 광학 장치를 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 광학 장치를 포함하는 웨어러블 장치의 일부를 도시한 도면이다. 이하에서 설명하는 웨어러블 장치는 증강현실(AR) 장치이다.
도 1을 참조하면, 상기 웨어러블 장치는 광학 장치(100), 광원 부재(200) 및 회절 소자(410, 420)를 포함한다.
상기 광학 장치(100)는 제 1 면(1S) 및 상기 제 1 면(1S)과 반대되는 제 2 면(2S)을 포함한다.
광은 상기 제 1 면(1S)으로 입사된다. 또한, 상기 제 1 면(1S)에서는 상기 광이 출사된다. 자세하게, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 상기 제 1 면(1S) 방향으로 출사된다. 이에 따라, 상기 광은 상기 제 1 면(1S)을 통해 상기 광학 장치(100)의 내부로 입사된다. 상기 광학 장치(100)의 내부로 입사된 광은 상기 광학 장치(100)의 내부에서 전반사된다. 또한, 상기 광은 상기 제 1 면(1S)을 통해 상기 광학 장치(100)의 외부로 출사된다. 이에 따라, 상기 제 1 면(1S)을 통해 출사되는 출사광이 사용자에게 전달된다.
상기 광학 장치(100)는 광을 투과하는 물질을 포함한다. 상기 광학 장치(100)는 설정된 범위의 굴절율을 가진다. 자세하게, 상기 광학 장치(100)는 1.82 이상의 굴절율을 가지는 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 광학 장치(100)는 1.82 내지 2의 굴절율을 가지는 유리를 포함한다.
상기 광학 장치(100)는 다양한 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 장치(100)는 곡면을 포함하는 원형 형상 또는 타원 형상을 포함할 수 있다. 또는, 상기 광학 장치(100)는 삼각형 또는 사각형과 같은 다각형 형상을 포함할 수 있다.
상기 광학 장치(100)는 광을 가이드한다. 예를 들어, 상기 광학 장치(100)는 웨이브가이드(waveguide)일 수 있다.
상기 광원 부재(200)는 프로젝터를 포함할 수 있다. 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 이미지 정보를 포함할 수 있다. 즉, 상기 광학 장치(100)로 입사되는 광은 이미지 정보를 포함한다. 이에 따라, 상기 광학 장치(200)를 통해 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 이미지 정보는 사용자에게 전달된다.
상기 광학 장치(100)는 복수의 회절 소자를 포함한다. 자세하게, 상기 광학 장치(100)는 제 1 회절 소자(410) 및 제 2 회절 소자(420)를 포함한다. 상기 제 1 회절 소자(410)는 상기 광학 장치(100)와 상기 광원 부재(200) 사이에 배치된다. 또한, 상기 제 2 회절 소자(420)는 상기 광학 장치(100)와 사용자 사이에 배치된다.
자세하게, 상기 제 1 회절 소자(410)는 상기 광의 경로를 기준으로 상기 광학 장치(100)와 상기 광원 부재(200) 사이에 배치된다. 또한, 상기 제 2 회절 소자(420)는 상기 광의 경로를 기준으로 상기 광학 장치(100)와 상기 사용자 사이에 배치된다.
이에 따라, 상기 광원 부재(100)에서 출사되는 광은 상기 제 1 회절 소자(410)를 통과하여 상기 광학 장치(100)의 내부로 입사된다. 또한, 상기 광학 장치(100)의 내부에서 출사되는 광은 상기 제 2 회절 소자(420)를 통과하여 상기 사용자에게 전달된다.
이하에서는, 상기 광원 부재(200)에서 상기 제 1 면(1S) 방향으로 이동하는 광은 제 1 광(L1)으로 정의한다. 또한, 상기 제 1 회절 소자(410)를 통과하여 상기 광학 장치(100)의 내부로 입사되는 광은 제 2 광(L2)으로 정의한다. 또한, 상기 제 2 회절 소자(420)를 통과하여 상기 사용자에게 출사되는 광은 제 3 광(L3)으로 정의한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 광학 장치(100)는 복수의 영역을 포함한다. 자세하게, 상기 광학 장치(100)의 제 1 면(1S)은 제 1 영역(1A) 및 제 2 영역(2A)을 포함한다.
상기 제 1 영역(1A)은 상기 제 1 회절 소자(410)가 배치되는 영역이다. 상기 제 2 영역(2A)은 상기 제 2 회절 소자(420)가 배치되는 영역이다.
상기 제 1 영역(1A)은 상기 광학 장치(100)로 입사되는 광을 가이드한다. 자세하게, 상기 제 1 영역(1A)은 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광이 입사되는 영역이다. 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 이미지 정보를 포함한다. 상기 제 1 영역(1A)은 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광을 가이드한다. 즉, 상기 제 1 영역(1A)은 상기 광을 상기 광학 장치(100)의 내부로 가이드한다.
또한, 상기 제 1 영역(1A)에서 가이드되는 광은 상기 제 2 영역(2A)에 의해 상기 광학 장치(100)의 외부로 출사된다.
이에 따라, 상기 제 1 영역(1A)을 통해 가이드되어 상기 광학 장치(100)의 내부로 가이드되는 광은 상기 제 2 영역(2A)을 통해 상기 광학 장치(100)의 외부로 출사된다. 이에 따라, 사용자에게 이미지 정보를 전달한다.
상기 제 1 광(L1)은 상기 제 1 회절 소자(410)에 의해 하나의 방향으로 회절한다. 이에 의해, 상기 제 1 광(L1)은 제 2 광(L2)으로 회절된다. 상기 제 2 광(L2)은 상기 광학 장치(100)의 내부로 가이드된다. 또한, 상기 제 2 광(L2)은 상기 광학 장치(100)의 내부에서 전반사된다. 상기 제 2 광(L2)은 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 제 3 광(L3)으로 회절한다. 상기 제 2 광(L2)은 적어도 2개의 방향으로 회절된다. 이에 의해, 상기 제 2 광(L2)은 상기 제 3 광(L3)으로 회절한다. 즉, 제 2 광(L2)은 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 두 방향으로 회절한다. 이에 따라, 상기 제 1 회절 소자(410) 및 상기 제 2 회절 소자(420)에서 회절된 제 3 광(L3)은 사용자에게 전달된다. 이에 따라, 사용자에게 이미지 정보를 전달한다.
상기 제 2 영역(2A)은 복수의 영역을 포함한다. 예를 들어, 상기 제 2 영역(2A)은 제 2-1 영역(2-1A) 및 제 2-2 영역(2-2A)을 포함한다. 상기 제 2-1 영역(2-1A)은 상기 제 2 영역(2A)의 내부 영역이다. 또한, 상기 제 2-2 영역(2-2A)은 상기 제 2 영역(2A)의 가장자리 영역이다. 즉, 상기 제 2-2 영역(2-2A)은 상기 제 2-1 영역(2-1A)을 둘러싼다.
상기 제 2-1 영역(2-1A)은 유효 영역으로 정의된다. 즉, 상기 제 2-1 영역(2-1A)은 상기 사용자 방향으로 광이 전달되는 영역이다. 또한, 상기 제 2-2 영역(2-2A)은 비유효 영역으로 정의된다. 즉, 상기 제 2-2 영역(2-2A)은 상기 사용자 방향으로 광이 전달되지 않는 영역이다. 즉, 상기 제 2-2 영역(2-2A)에서 출사되는 광은 상기 사용자 방향으로 전달되지 않는다.
상기 제 2-1 영역(2-1A) 및 상기 제 2-2 영역(2-2A)은 상기 제 2 광(L2)의 각도가 확장(expanding)되는 영역이다. 자세하게, 상기 제 2 광(L2)의 각도는 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 확장된다. 이에 따라, 상기 제 2-2 영역(2-2A)에서 출사되는 광은 디스플레이 장치의 화각을 초과하는 각도로 출사된다. 따라서, 상기 제 2-2 영역(2-2A)에서 출사되는 광은 상기 사용자에게 전달되지 않는다.
도 4는 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제 1 영역(1A)은 제 1 패턴(P1)을 포함한다. 자세하게, 상기 제 1 영역(1A)은 복수의 제 1 패턴(P1)을 포함한다. 상기 제 1 회절 소자(410)는 상기 제 1 패턴(P1)에 의해 구성된다. 상기 제 1 패턴(P1)은 설정된 크기를 가진다. 예를 들어, 상기 제 1 패턴(P1)은 설정된 범위의 면적 및 두께를 가진다. 상기 제 1 패턴(P1)은 스트라이프 형상으로 배치된다. 자세하게, 상기 제 1 패턴(P1)은 일 방향으로 연장한다. 예를 들어, 상기 제 1 패턴(P1)은 선 패턴일 수 있다.
상기 제 1 광(L1)은 상기 제 1 회절 소자(410)에 의해 하나의 방향으로 회절된다.
도 5 및 도 6은 도 2의 B 영역의 확대도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제 2 영역(2A)은 제 2 패턴(P2)을 포함한다. 자세하게, 상기 제 2 영역(2A)은 복수의 제 2 패턴(P2)을 포함한다. 상기 제 2 회절 소자(420)는 상기 제 2 패턴(P2)에 의해 구성된다. 상기 제 2 패턴(P2)은 상기 제 1 패턴(P1)과 다르다, 자세하게, 상기 제 1 패턴(P1)과 상기 제 2 패턴(P2)은 서로 다른 크기 또는 형상을 가진다. 예를 들어, 상기 제 1 패턴(P1)과 상기 제 2 패턴(P2)은 다른 높이, 형상 및 두께를 가질 수 있다.
상기 제 2 패턴(P2)은 프리폼(Free Form) 형상으로 형성된다. 상기 제 2 회절 소자(420)는 단위 유닛 패턴(UNP)을 포함할 수 있다. 상기 단위 유닛 패턴(UNP)은 복수의 제 2 패턴(P2)을 포함한다.
자세하게, 상기 제 2 회절 소자(420)는 복수의 단위 유닛 패턴(UNP)을 포함한다. 즉, 상기 제 2 회절 소자(420)는 복수의 단위 유닛 패턴(UNP)이 반복하여 배치된다. 상기 단위 유닛 패턴(UNP)은 N개의 행(N은 자연수) 및 M개의 열(M은 자연수)에 의해 형성된다. 따라서, 상기 제 2 영역(2A)은 N*M의 행열로 이루어지는 제 2 패턴을 포함한다. 상기 N행 중 어느 하나의 행에 배치된 패턴 중심 사이의 간격은 다른 하나의 행에 배치된 패턴 중심 사이의 간격과 동일할 수 있다. 상기 행은 가로 방향이고, 상기 열은 세로 방향일 수 있다.
상기 패턴은 도 5의 확대도의 형상이라고 가정할 수 있다. 상기 패턴의 최외곽 점을 모두 포함하는 가장 작은 사각형(QU)을 정의하였을 때, 패턴 중심(PC)은 상기 사각형(QU)의 중심으로 정의할 수 있다. 이때, 상기 사각형은 정사각형 또는 직사각형일 수 있다. 상기 패턴 중심 사이의 간격은 상기 패턴 중심들 사이의 간격으로 정의될 수 있다.
상기 단위 유닛 패턴(UNP)의 내부에는 복수의 패턴이 배치된다. 예를 들어, 상기 단위 유닛 패턴(UNP)의 내부에는 서로 다른 형상 또는 크기를 가지는 복수의 패턴이 배치된다. 도 5 및 도 6에서는 상기 단위 유닛 패턴(UNP)이 2개의 행 및 3개의 열에 의해 형성되어 제 2-1 패턴(P2-1), 제 2-2 패턴(P2-2), 제 2-3 패턴(P2-3), 제 2-4 패턴(P2-4), 제 2-5 패턴(P2-5) 및 제 2-6 패턴(P2-6)을 포함하는 것을 도시하였다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 상기 단위 유닛 패턴은 다양한 수의 행과 열의 조합으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 광(L2)은 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 복수의 방향으로 회절한다. 상기 제 2 광(L2)은 상기 제 2 광을 확장(expanding)하는 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 회절한다. 자세하게, 상기 제 1 방향은 상기 제 2 광(L2)이 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 60°또는 90°로 확장(expanding)하는 방향이다.
상기 제 2 광(L2)은 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 복수의 방향으로 회절한다. 따라서, 상기 광학 장치(100)의 회절 소자의 수가 감소한다. 종래에는, 상기 제 1 회절 소자(410)와 상기 제 2 회절 소자(420) 사이에 제 3 회절 소자가 배치되었다. 상기 제 1 회절 소자, 상기 제 2 회절 소자 및 상기 제 3 회절 소자를 통과하는 광은 하나의 방향으로 광을 회절하였다. 그러나, 상기 광학 장치의 화각이 증가하면서 상기 제 3 회절 소자의 크기가 증가하였다. 이에 따라, 상기 광학 장치의 크기가 증가하였다. 또는 상기 회절 소자가 사용자에게 시인되었다.
그러나, 상기 광학 장치는 상기 제 2 회절 소자(420)가 복수의 방향으로 광을 회절하므로 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제 1 영역(1A) 및 상기 제 2 영역(2A)은 각각 영역의 중심이 정의된다. 예를 들어, 상기 제 1 영역(1A)은 제 1 중심(C1)이 정의된다. 상기 제 2 영역(2A)은 제 2 중심(C2)이 정의된다.
또한, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)을 지나는 복수의 가상의 직선들이 정의된다.
예를 들어, 상기 제 1 중심(C1)을 지나는 가상의 제 1 직선(VL1)이 정의된다. 또한, 상기 제 2 중심(C2)을 지나고, 상기 제 1 직선(VL1)과 평행한 가상의 제 2 직선(VL2)이 정의된다. 또한, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)을 연결하는 가상의 제 3 직선(VL3)이 정의된다. 또한, 상기 제 1 직선(VL1) 및 상기 제 2 직선(VL2)과 수직하고, 상기 제 1 직선(VL1)과 상기 제 2 직선(VL2)을 연결하는 가상의 제 4 직선(VL4)이 정의된다. 자세하게, 상기 제 4 직선(VL4)은 상기 제 1 직선(VL1)과 상기 제 2 직선(VL2)을 최단거리로 연결하는 직선일 수 있다.
상기 제 3 직선(VL3)과 상기 제 4 직선(VL4)은 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 직선(VL3)의 길이는 상기 제 4 직선(VL4)의 길이보다 길 수 있다.
상기 제 1 직선(VL1)과 수직한 선을 X축으로 정의한다. 또한, 상기 제 1 직선(VL1)을 Y축으로 정의한다. 이에 따라, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 각각 좌표가 설정된다.
자세하게, 상기 제 1 중심(C1)의 제 1 좌표는 (0, 0)으로 설정된다. 또한, 상기 제 2 중심(C2)의 제 2 좌표는 (x, y)로 설정된다.
상기 x 및 상기 y는 설정된 크기를 가진다. 상기 x는 30mm 이상 내지 45mm 이하일 수 있다. 또한, 상기 y는 -10mm 이상 내지 5mm 이하일 수 있다. (y ≠ 0)
따라서, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 제 1 간격(d1)으로 이격한다. 상기 제 1 간격(d1)은 상기 X축 방향으로 30㎜ 내지 45㎜일 수 있다.
또한, 상기 y는 양 또는 음의 값을 가진다. 즉, 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향을 기준으로 상기 제 1 중심(C1)의 하부 또는 상부에 배치된다.
도 2를 참조하면, 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향을 기준으로 상기 제 1 중심(C1)의 하부에 배치된다. 상기 y는 -10mm 내지 0 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 설정 범위의 간격으로 이격한다. 자세하게, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 -10㎜ 내지 0㎜ 미만으로 이격한다. 따라서, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 제 2 간격(d2)로 이격한다. 상기 제 2 간격(d2)은 Y축 방향의 -10㎜ 내지 0㎜ 미만일 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 영역(2A)은 상기 제 1 영역(1A)보다 하부에 배치된다. 따라서, 사용자가 상기 제 2 영역(2A)에서 출사되는 제 3 광을 용이하게 시인할 수 있다. 일반적으로 AR 글래스를 착용하는 사용자는 안경알의 상부 부분보다 하부 부분을 더 많이 활용한다. 상기 광원 부재(200)는 사용자의 관자놀이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 광원 부재(200)가 AR 글래스의 안경테에 배치되는 경우, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 안경알의 상부 부분으로 입사된다. 상기 광이 출사되는 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 하부에 배치한다. 따라서, 사용자가 상기 광학 장치를 통해 전달되는 이미지 정보를 용이하게 시인할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향을 기준으로 상기 제 1 중심(C1)의 상부에 배치된다. 상기 y는 0 초과 내지 5mm 이하일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 설정 범위의 간격으로 이격한다. 자세하게, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 0㎜ 초과 내지 5㎜ 이하로 이격한다. 따라서, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)제 2 간격(d2)로 이격한다. 상기 제 2 간격(d2)은 Y축 방향의 0㎜ 초과 내지 5㎜ 이하일 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 영역(2A)은 상기 제 1 영역(1A)보다 상부에 배치된다. 따라서, 사용자에게 광이 출사되는 상기 제 2-1 영역(2-1A)이 상기 제 2 영역(2A)의 Y축의 하부 방향으로 많이 치우쳐서 배치되는 경우에도, 사용자는 상기 광학 장치를 통해 전달되는 이미지 정보를 용이하게 시인할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 다르게 정의될 수 있다.
먼저, 상기 광학 장치는 X축과 Y축이 정의된다.
또한, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)을 지나는 복수의 가상의 직선들이 정의된다.
예를 들어, 상기 제 1 중심(C1)을 지나고, X축과 평행한 가상의 제 5 직선(VL5)이 정의된다. 또한, 상기 제 1 중심(C1)을 지나고, Y축과 평행한 가상의 제 6 직선(VL6)이 정의된다. 또한, 상기 제 2 중심(C2)을 지나고, X축과 평행한 가상의 제 7 직선(VL7)이 정의된다. 또한, 상기 제 2 중심(C2)을 지나고, Y축과 평행한 가상의 제 8 직선(VL8)이 정의된다.
이에 따라, 상기 제 1 중심(C1)은 제 5 직선(VL5) 및 제 6 직선(VL6)이 교차하는 영역으로 정의된다. 또한, 상기 제 2 중심(C2)은 제 7 직선(VL7) 및 제 8 직선(VL8)이 교차하는 영역으로 정의된다.
상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 각각 좌표가 설정된다.
자세하게, 상기 제 1 중심(C1)의 제 1 좌표는 (0, 0)으로 설정된다. 또한, 상기 제 2 중심(C2)의 제 2 좌표는 (x, y)로 설정된다.
상기 x 및 상기 y는 설정된 크기를 가질 수 있다. 상기 x는 30mm 이상 내지 45mm 이하일 수 있다. 또한, 상기 y는 -10mm 이상 내지 5mm 이하일 수 있다. (y ≠ 0)
상기 x는 양의 값을 가진다. 즉, 상기 제 2 중심(C2)은 상기 X축 방향을 기준으로 상기 제 1 중심(C1)의 우측에 배치된다. 상기 x는 설정된 범위를 가진다. 자세하게, 상기 x는 30mm 이상일 수 있다. 상기 x는 45mm 이하일 수 있다. 상기 x는 30mm 내지 45mm일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 X축 방향의 설정 범위의 간격으로 이격한다. 자세하게, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 X축 방향으로 30㎜ 내지 45㎜로 이격한다. 따라서, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 제 1 간격(d1)으로 이격한다. 상기 제 1 간격(d1)은 X축 방향의 30㎜ 내지 45㎜일 수 있다.
상기 y는 양 또는 음의 값을 가진다. 즉, 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향을 기준으로 상기 제 1 중심(C1)의 하부 또는 상부에 배치된다.
도 7을 참조하면, 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향을 기준으로 상기 제 1 중심(C1)의 하부에 배치된다. 상기 y는 설정된 범위를 가진다. 자세하게, 상기 y는 -10mm 이상일 수 있다. 상기 y는 0 미만일 수 있다. 상기 y는 -10mm 내지 0 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 설정 범위의 간격으로 이격한다. 자세하게, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 -10㎜ 내지 0㎜ 미만으로 이격한다. 따라서, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 제 2 간격(d2)로 이격한다. 상기 제 2 간격(d2)은 Y축 방향의 -10㎜ 내지 0㎜ 미만일 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 영역(2A)은 상기 제 1 영역(1A)보다 하부에 배치된다. 따라서, 사용자가 상기 제 2 영역(2A)에서 출사되는 제 3 광을 용이하게 시인할 수 있다. 일반적으로 AR 글래스를 착용하는 사용자는 안경알의 상부 부분보다 하부 부분을 더 많이 활용한다. 상기 광원 부재(200)는 사용자의 관자놀이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 광원 부재(200)가 AR 글래스의 안경테에 배치되는 경우, 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광은 안경알의 상부 부분으로 입사된다. 상기 광이 출사되는 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 하부에 배치한다. 따라서, 사용자가 상기 광학 장치를 통해 전달되는 이미지 정보를 용이하게 시인할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향을 기준으로 상기 제 1 중심(C1)의 상부에 배치된다. 상기 y는 설정된 범위를 가진다. 자세하게, 상기 y는 0 초과일 수 있다. 상기 y는 5mm 이하일 수 있다. 상기 y는 0 초과 내지 5mm 이하일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 설정 범위의 간격으로 이격한다. 자세하게, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 0㎜ 초과 내지 5㎜ 이하로 이격한다. 따라서, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 제 2 간격(d2)로 이격한다. 상기 제 2 간격(d2)은 Y축 방향의 0㎜ 초과 내지 5㎜ 이하일 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 영역(2A)은 상기 제 1 영역(1A)보다 상부에 배치된다. 따라서, 사용자에게 광이 출사되는 상기 제 2-1 영역(2-1A)이 상기 제 2 영역(2A)의 Y축의 하부 방향으로 많이 치우쳐서 배치되어도 사용자는 상기 광학 장치를 통해 전달되는 이미지 정보를 용이하게 시인할 수 있다.
즉, 상기 y는 -10mm 내지 0 미만 및 0 초과 내지 5mm 이하이다. 이에 따라, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 Y축 방향의 -10㎜ 내지 0㎜ 미만 및 0㎜ 초과 내지 5㎜ 이하로 이격한다.
따라서, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 X축 방향의 30㎜ 내지 45㎜의 제 1 간격(d1)으로 이격하고, 상기 Y축 방향의 -10㎜ 내지 0㎜ 미만 및 0㎜ 초과 내지 5㎜ 이하의 제 2 간격(d2)으로 이격한다.
또한, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)을 연결하는 제 9 직선(VL5)이 정의된다. 상기 제 9 직선(VL9)은 상기 제 5 직선(VL5)과 평행하지 않다. 또한, 상기 제 9 직선(VL9)은 상기 제 7 직선(VL7)과 평행하지 않다. 즉, 상기 제 9 직선(VL9)은 상기 X축 방향과 평행하지 않다.
따라서, 상기 제 1 중심(C1)과 상기 제 2 중심(C2)은 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향으로 모두 불일치한다.
상기 제 1 영역(1A) 및 상기 제 2 영역(2A)은 상기 X축 방향의 제 1 간격(d1)으로 이격하고, 상기 Y축 방향의 제 2 간격(d2)으로 이격한다. 이때, 상기 제 1 간격(d1)은 상기 제 2 간격(d2)보다 크다.
이에 따라, 상기 광학 장치(100)의 입사 영역과 출사 영역은 상기 X축 방향으로 이격한다. 즉, 상기 제 1 영역(1A)에서 입사되는 광은 상기 X축 방향으로 가이드되어 상기 제 2 영역(2A)에서 출사된다.
이에 따라, 사용자는 실제 안경을 착용한 것과 같은 느낌으로 디스플레이 장치를 사용할 수 있다. 즉, 상기 광원 부재(200)는 사용자의 눈 위에 배치되지 않고, 사용자의 관자놀이와 인접한 위치에 배치된다. 따라서, 사용자는 상기 디스플레이 장치를 휴대에 적합한 안경형 디스플레이 장치로 사용할 수 있다.
한편, 상기 제 1 회절 소자(410)의 패턴과 상기 제 2 회절 소자(420)의 패턴은 설정된 방향성을 가질 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제 1 회절 소자(410)의 제 1 패턴(P1)은 상기 패턴의 길이 방향과 수직한 제 10 직선(VL10)이 정의된다. 자세하게, 상기 제 1 패턴(P1)은 선패턴이다. 또한, 상기 제 10 직선(VL10)은 상기 선 패턴의 중심(C)을 지나는 선이다.
상기 제 10 직선(VL10)은 상기 제 4 직선(VL4)과 평행하지 않다. 즉, 상기 제 10 직선(VL10)은 상기 제 4 직선(VL4) 또는 제 5 직선(VL5)과 예각의 제 1 각도(θ1)로 경사진다. 즉, 상기 선 패턴의 중심(C)을 지나는 선과 상기 제 4 직선은 예각의 제 1 각도를 이룬다. 상기 선 패턴의 중심(C)은 상기 선 패턴의 최외곽선들과 동일한 간격을 가지는 영역으로 정의될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제 2 회절 소자(420)는 행 방향으로 연장하는 제 11 직선(VL11)이 정의된다. 상기 제 11 직선(VL11)은 상기 제 4 직선(VL4)과 평행하지 않다. 즉, 상기 제 11 직선(VL11)은 상기 제 4 직선(VL4) 또는 제 7 직선(VL7)과 예각의 제 2 각도(θ2)로 경사진다.
자세하게, 상기 제 2 각도(θ2)는 상기 제 1 간격(d1) 및 상기 제 2 간격(d2)과 관계된다. 자세하게, 상기 제 2 각도(θ2)는 하기 수학식을 만족한다.
[수학식]
1/2 * arctan(d2/d1) < 제 2 각도(θ2) < 2/3 * arctan(d2/d1)
상기 제 2 각도(θ2)가 상기 수학식을 만족하므로, 상기 제 2 영역(2A)의 위치가 최적화된다. 즉, 상기 제 2-1 영역(2-1A)이 상기 제 2 영역(2A)의 전체를 기준으로 일 방향으로 크게 치우치는 것을 방지할 수 있다. 즉, 사용자에게 광이 출사되는 상기 제 2-1 영역(2-1A)이 X축 또는 Y축 방향으로 크게 치우치는 것을 방지할 수 있다.
도 11 및 도 12는 상기 제 1 회절 소자(410)의 제 1 패턴과 상기 제 2 회절 소자(420)의 제 2 패턴이 설정된 방향성을 가질 때의 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 상기 제 2 광(L2)이 상기 제 2 회절 소자(410)에 의해 60°로 확장(expanding)할 때의 도면이다. 도 12는 상기 제 2 광(L2)이 상기 제 2 회절 소자(410)에 의해 90°로 확장(expanding)할 때의 도면이다.
도 11 및 도 12의 (a)는 상기 제 1 회절 소자(410)의 제 1 패턴과 상기 제 2 회절 소자(420)의 제 2 패턴이 설정된 방향성을 가지는 경우이다. 도 9 및 도 10의 (b)는 상기 제 1 회절 소자(410)의 제 1 패턴과 상기 제 2 회절 소자(420)의 제 2 패턴이 방향성을 가지지 않는 경우이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴이 설정된 방향성을 가지면 상기 제 2-2 영역(2-2A)이 상기 제 2 영역(2A) 내부에서 한쪽으로 치우치지 않는다. 이에 따라, 상기 사용자가 이미지 정보를 시인하는 상기 제 2-2 영역(2-2A)의 면적이 증가한다. 따라서, 사용자의 시인성이 향상된다.
반면에, 상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴이 설정된 방향성을 가지지 않는 경우, 상기 제 2-2 영역(2-2A)이 상기 제 2 영역(2A) 내부에서 한쪽으로 매우 치우친다. 이에 따라, 상기 사용자가 이미지 정보를 시인하는 상기 제 2-2 영역(2-2A)의 면적이 감소한다. 따라서, 사용자의 시인성이 감소한다.
실시예에 따른 광학 장치의 크기는 감소된다. 자세하게, 상기 광학 장치는 두 방향으로 광을 회절하는 제 2 회절 소자를 포함한다. 따라서, 광의 각도를 확장하기 위한 추가 회절 소자가 요구되지 않는다.
상기 추가 회절 소자가 생략되므로 상기 광학 장치의 크기가 감소된다. 또한, 사용자의 시인성이 향상된다.
상기 광학 장치의 입사 영역과 출사 영역은 X축 방향으로 이격한다. 즉, 상기 입사 영역으로 입사된 광은 X축 방향으로 이동하여 상기 출사 영역으로 출사된다.
상기 광학 장치로 광을 출사하는 광원 부재는 사용자의 관자놀이와 인접한 영역에 배치된다. 따라서, 사용자는 실제 안경과 같은 착용감으로 웨어러블 장치를 사용할 수 있다.
상기 입사 영역인 제 1 영역과 상기 출사 영역인 제 2 영역의 중심은 X축 방향 및 Y축 방향으로 일치하지 않는다.
이에 따라, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역의 하부에 배치된다. 따라서, 사용자는 상기 광원 부재에서 출사되는 이미지 정보를 포함하는 광을 용이하게 시인할 수 있다.
실시예에 따른 광학 장치는 제 1 회절 소자 및 제 2 회절 소자를 포함한다. 상기 제 1 회절 소자의 패턴 및 상기 제 2 회절 소자의 패턴은 X축 방향에 대해 경사진다.
이에 따라, 상기 제 1 회절 소자 및 상기 제 2 회절 소자의 회절 효율이 향상된다. 따라서, 상기 제 2 영역에서 사용자 방향으로 광이 출사되는 영역을 최적의 위치에 형성할 수 있다. 따라서, 사용자의 시인성이 향상된다.
한편, 상기 제 1 패턴(P1) 및 상기 제 2 패턴(P2)은 주기를 가질 수 있다. 패턴의 주기는 상기 제 1 패턴(P1) 및 상기 제 2 패턴(P2)이 반복되는 거리로 정의된다.
도 13을 참조하면, 상기 제 1 패턴(P1)은 설정된 제 1 주기(PE1)를 가질 수 있다. 상기 제 1 주기(PE1)는 상기 제 1 패턴(P1)들 사이의 거리이다. 자세하게, 상기 제 1 패턴(P1)들은 상기 제 1 주기(PE1)의 거리로 이격한다. 상기 제 1 패턴(P1)들은 상기 제 1 패턴(P1)의 길이 방향과 수직한 방향으로 이격한다.
상기 제 1 주기(PE1)는 하기의 수학식 1 내지 수학식 4 중 적어도 하나의 수학식을 만족한다.
[수학식 1]
λ/1.75 < 제 1 주기 < λ/1.37
(수학식 1에서 λ는 광의 파장(㎚)이다.)
[수학식 2]
λ/1.75 < 제 1 주기 < λ/1.37
(수학식 2에서 λ는 450㎚ ≤ λ ≤ 490㎚을 만족한다.)
[수학식 3]
λ/1.75 < 제 1 주기 < λ/1.37
(수학식 3에서 λ는 490㎚ < λ ≤ 570㎚을 만족한다.)
[수학식 4]
λ/1.75 < 제 1 주기 < λ/1.37
(수학식 4에서 λ는 620㎚ ≤ λ ≤ 780㎚을 만족한다.)
상기 제 1 주기(PE1)는 상기 수학식 1과 같이 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광의 파장에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 주기(PE1)는 상기 광의 파장과 비례할 수 있다.
상기 수학식 2는 상기 광원 부재(200)에서 청색광이 출사되는 경우이다. 상기 수학식 3은 상기 광원 부재(200)에서 녹색광이 출사되는 경우이다. 상기 수학식 4는 상기 광원 부재(200)에서 적색광이 출사되는 경우이다.
상기 수학식 1 내지 수학식 4를 참조하면, 상기 광원 부재(200)에서 적색광이 출사되는 경우의 제 1 주기(PE1)는 상기 광원 부재(200)에서 녹색광 및 청색광이 출사되는 경우의 제 1 주기(PE1)보다 클 수 있다. 또한, 상기 광원 부재(200)에서 녹색광이 출사되는 경우의 제 1 주기(PE1)는 상기 광원 부재(200)에서 청색광이 출사되는 경우의 제 1 주기(PE1)보다 클 수 있다.
상기 제 1 주기(PE1)가 상기 수학식 1 내지 수학식 4 중 적어도 하나의 수학식을 만족하므로 상기 광학 장치(100)로 입사되는 입사광의 회절 효율이 향상된다. 즉, 상기 제 1 회절 소자(410)에 의해 회절되는 광의 회절 효율이 향상될 수 있다. 따라서, 상기 광학 장치(100)의 외부로 손실되는 광이 감소된다. 또한, 상기 광학 장치(100)의 내부 전반사 효율이 향상된다.
도 14를 참조하면, 상기 제 2 패턴(P2)은 설정된 제 2 주기를 가진다. 상기 제 2 주기는 상기 제 2 회절 소자(420)의 단위 유닛 패턴들 사이의 거리이다. 자세하게, 상기 제 2 주기는 상기 단위 유닛 패턴의 중심들 사이의 거리이다.
상기 단위 유닛 패턴들은 상기 제 2 주기의 거리로 이격한다. 예를 들어, 상기 단위 유닛 패턴은 제 1 단위 유닛 패턴(UNP1), 제 2 단위 유닛 패턴(UNP2) 및 제 3 단위 유닛 패턴(UNP3)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 단위 유닛 패턴(UNP1) 및 상기 제 2 단위 유닛 패턴(UNP2)은 행 방향으로 마주본다. 또한, 상기 제 1 단위 유닛 패턴(UNP1) 및 상기 제 3 단위 유닛 패턴(UNP3)은 열 방향으로 마주본다. 또한, 상기 제 2 단위 유닛 패턴(UNP2) 및 상기 제 3 단위 유닛 패턴(UNP3)은 행 방향과 열 방향 사이의 방향으로 마주본다.
이에 따라, 상기 제 1 단위 유닛 패턴(UNP1), 상기 제 2 단위 유닛 패턴(UNP2) 및 상기 제 3 단위 유닛 패턴(UNP3)은 방향에 따라서 각각의 주기를 가진다.
상기 제 2 주기는 상기 제 1 단위 유닛 패턴(UNP1) 및 상기 제 2 단위 유닛 패턴(UNP2)의 제 2-1 주기(PE2-1), 상기 제 1 단위 유닛 패턴(UNP1) 및 상기 제 3 단위 유닛 패턴(UNP3)의 제 2-2 주기(PE2-2) 및 상기 제 2 단위 유닛 패턴(UNP2) 및 상기 제 3 단위 유닛 패턴(UNP3)의 제 2-3 주기(PE2-3)를 포함할 수 있다.
상기 제 2-1 주기(PE2-1)는 행 방향의 주기이다. 상기 제 2-2 주기(PE2-2)는 열 방향의 주기이다. 상기 제 2-3 주기(PE2-3)는 행 방향과 열 방향 사이의 주기이다. 즉, 상기 제 2-3 주기(PE2-3)는 대각 방향으로 마주보는 단위 유닛 패턴들의 주기이다.
상기 제 2-1 주기(PE2-1), 상기 제 2-2 주기(PE2-2) 및 상기 제 2-3 주기(PE2-3)는 하기 수학식 5 내지 수학식 7 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다.
[수학식 5]
0.9 < 제 2-1 주기/제 1 주기 < 1.1 이고,
0.9 < 제 2-2 주기/제 1 주기 < 1.1
[수학식 6]
0.9 < 제 2-1 주기/제 1 주기 < 1.1 이고,
0.9 < 제 2-2 주기/제 1 주기 < 1.1 이고,
0.9 < 제 2-3 주기/제 1 주기 < 1.1
[수학식 7]
1.8 < 제 2-1 주기/제 1 주기 < 2.2
1.8*
Figure PCTKR2023013463-appb-img-000001
< 제 2-2 주기/제 1 주기 < 2.2*
Figure PCTKR2023013463-appb-img-000002
상기 제 2 주기는 상기 제 2 광(L2)이 상기 제 2 회절 패턴에 의해 확장하는 크기에 따라 달라진다.
상기 제 2 광(L2)이 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 90°확장(expanding)하는 경우, 상기 제 2 주기는 수학식 5 또는 수학식 6을 만족할 수 있다. 즉, 상기 제 2-1 주기(PE2-1) 및 상기 제 2-2 주기(PE2-2)는 동일할 수 있다. 또는, 상기 제 2-1 주기(PE2-1), 상기 제 2-2 주기(PE2-2) 및 상기 제 2-3 주기(PE2-3)는 동일할 수 있다.
또는, 상기 제 2 광(L2)이 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 60°확장(expanding)하는 경우, 상기 제 2 주기(PE2)는 수학식 7을 만족할 수 있다. 즉, 상기 제 2-1 주기(PE2-1)와 상기 제 2-2 주기(PE2-2)는 다를 수 있다.
또한, 상기 제 2 주기는 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 광의 파장에 따라서 달라질 수 있다. 즉, 상기 제 2 주기는 상기 제 1 주기와 반비례한다. 따라서, 상기 제 2 주기는 상기 광의 파장과 반비례할 수 있다.
따라서, 상기 광원 부재(200)에서 청색광이 출사되는 경우의 제 2 주기는 상기 광원 부재(200)에서 녹색광 및 청색광이 출사되는 경우의 제 2 주기보다 클 수 있다. 또한, 상기 광원 부재(200)에서 녹색광이 출사되는 경우의 제 2 주기는 상기 광원 부재(200)에서 적색광이 출사되는 경우의 제 2 주기보다 클 수 있다.
상기 제 2 주기가 상기 수학식 5 및수학식 6 중 중 적어도 하나의 수학식을 만족하므로, 상기 광학 장치(100)에서 출사되는 출사광의 회절 효율이 향상된다. 즉, 상기 제 2 회절 소자(420)에 의해 회절되는 광의 회절 효율이 향상된다. 따라서, 상기 광학 장치(100)의 외부로 출사되는 광의 회절 효율이 향상된다. 따라서, 사용자는 향상된 휘도의 이미지 정보를 전달받을 수 있다.
실시예에 따른 광학 장치는 크기가 감소될 수 있다.
자세하게, 상기 광학 장치는 두 방향으로 광을 회절시키는 제 2 회절 소자를 포함하므로, 광의 각도를 확장하기 위한 추가 회절 소자가 요구되지 않는다.
따라서, 추가 회절 소자가 생략되므로, 광학 장치의 크기를 감소할 수 있고, 사용자의 시인성이 향상될 수 있다.
실시예에 따른 광학 장치는 광학 장치의 입사 영역과 출사 영역이 X축 방향으로 이격한다. 즉, 상기 광학 장치의 입사 영역으로 입사된 광은 X축 방향으로 이동하여 출사 영역으로 출사된다.
즉, 광학 장치로 광을 출사하는 광원 부재가 사용자의 관자놀이와 인접한 영역에 배치되므로, 사용자는 실제 안경과 같은 착용감으로 웨어러블 장치를 사용할 수 있다.
실시예에 따른 광학 장치는 입사 영역인 제 1 영역과 출사 영역인 제 2 영역의 중심이 X축 방향 및 Y축 방향으로 일치하지 않는다.
이에 따라, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역의 하부에 배치될 수 있다. 따라서, 사용자가 상기 광원 부재에서 출사되는 이미지 정보를 포함하는 광을 용이하게 시인할 수 있다.
실시예에 따른 광학 장치는 제 1 회절 소자 및 제 2 회절 소자의 패턴이 설정된 범위의 주기를 가진다.
이에 따라, 상기 제 1 회절 소자 및 상기 제 2 회절 소자의 회절 효율이 향상되므로, 상기 제 2 영역에서 사용자 방향으로 광이 출사되는 영역을 최적의 위치에 형성할 수 있고, 이미지 정보를 포함하는 광이 향상된 휘도를 가질 수 있으므로, 사용자의 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 회절 소자 및 상기 제 2 회절 소자의 패턴은 설정된 범위의 주기를 가진다.
이에 따라, 상기 제 1 회절 소자 및 상기 제 2 회절 소자의 회절 효율이 향상된다. 따라서, 상기 제 2 영역에서 사용자 방향으로 광이 출사되는 영역을 최적의 위치에 형성할 수 있다. 또한, 이미지 정보를 포함하는 광이 향상된 휘도를 가진다. 따라서, 사용자의 시인성을 향상된다.
이하, 도 15를 참조하여. 실시예에 따른 광학 장치를 포함하는 디스플레이 장치의 일례를 설명한다.
도 15를 참조하면, 상기 광학 장치는 웨어러블 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 자세하게, 상기 광학 장치는 인체의 머리 또는 귀에 착용하는 웨어러블 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
일례로, 상기 디스플레이 장치(2000)는 증강현실 장치일 수 있다.
상기 디스플레이 장치(2000)는 착용부(2100) 및 디스플레이부(2200)를 포함한다.
상기 착용부(2100)는 일 방향으로 연장한다. 상기 착용부(2100)는 사용자의 신체에 착용된다. 예를 들어, 상기 착용부(2100)는 사용자의 머리 또는 귀에 착용된다. 이에 따라, 상기 디스플레이 장치(2000)는 사용자의 신체에 고정된다. 일례로, 상기 착용부(2100)는 상기 웨어러블 디스플레이 장치의 안경테일 수 있다.
상기 착용부(2100) 상에는 상기 광원 부재(200)가 배치된다. 상기 광원 부재(200)는 상기 디스플레이부(2200) 방향으로 광을 출사한다. 자세하게, 상기 광원 부재(200)는 상기 디스플레이부(2200) 방향으로 이미지 정보를 포함하는 광을 출사한다. 자세하게, 상기 광원 부재(200)는 프로젝터일 수 있다.
상기 디스플레이부(2200)는 앞서 설명한 광학 장치일 수 있다. 또는, 상기 디스플레이부(2200)는 상기 광학 장치를 포함하는 AR 글래스일 수 있다.
이에 의해, 사용자는 상기 디스플레이부(2200)를 통해 상기 광원 부재(200)에서 출사되는 이미지 정보를 포함하는 광을 전달받을 수 있다. 이에 따라, 사용자는 상기 광학 장치를 통해 가상 현실 및 실제 현실의 증강 현실을 시인할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 입사되는 광을 가이드하는 제 1 영역;
    상기 제 1 영역으로부터 가이드되는 광이 출사되는 제 2 영역을 포함하고,
    상기 제 1 영역은 제 1 패턴을 포함하고,
    상기 제 2 영역은 상기 제 1 패턴과 다른 크기 또는 형상의 제 2 패턴을 포함하고,
    상기 제 1 영역의 제 1 중심을 지나는 가상의 제 1 직선이 정의되고,
    상기 제 2 영역의 제 2 중심을 지나고 상기 제 1 직선과 평행한 가상의 제 2 직선이 정의되고,
    상기 제 1 중심과 상기 제 2 중심을 연결하는 제 3 직선이 정의되고,
    상기 제 1 직선과 상기 제 2 직선을 연결하는 제 4 직선이 정의되고,
    상기 제 3 직선은 상기 제 1 직선 및 상기 제 2 직선과 수직하고,
    상기 제 3 직선은 상기 제 4 직선보다 길고,
    상기 제 1 중심에서 상기 제 1 직선과 수직한 선을 X축으로 정의하고,
    상기 제 1 직선을 Y축으로 정의할 때,
    상기 제 1 영역의 제 1 중심의 좌표는 (0,0)이고,
    상기 제 2 영역의 제 2 중심의 좌표는 (x, y)이고,
    상기 x는 30mm 이상 45mm 이하이고, 상기 y는 -10mm 이상 5mm 이하이고,
    상기 y는 0을 포함하지 않는 광학 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은 선 패턴을 포함하고,
    상기 선 패턴의 중심을 지나는 선과 상기 제 4 직선은 예각의 제 1 각도를 이루는 광학 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 패턴은 서로 다른 형상을 가지는 적어도 두 개의 패턴을 포함하는 광학 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은 상기 광을 하나의 방향으로 회절하고,
    상기 제 2 패턴은 상기 광을 두개의 방향으로 회절하는 광학 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 영역은 상기 제 2 영역의 내부에 배치되는 제 2-1 영역 및 상기 제 2 영역의 가장자리에 배치되는 제 2-2 영역을 포함하고,
    상기 제 2-1 영역을 통해 사용자 방향으로 광이 출사하는 광학 장치.
  6. 입사되는 광을 가이드하는 제1 영역;
    상기 제 1 영역으로부터 가이드되는 광이 출사되는 제 2 영역을 포함하고,
    상기 제 1 영역은 제 1 패턴을 포함하고,
    상기 제 2 영역은 상기 제 1 패턴과 다른 크기 또는 형상의 제 2 패턴을 포함하고,
    상기 제 1 영역의 제 1 중심을 지나는 가상의 제 1 직선이 정의되고,
    상기 제 2 영역의 제 2 중심을 지나고 상기 제 1 직선과 평행한 가상의 제 2 직선이 정의되고,
    상기 제 1 중심과 상기 제 2 중심을 연결하는 제 3 직선이 정의되고,
    상기 제 1 직선과 상기 제 2 직선을 최단 거리로 연결하는 제 4 직선이 정의되고,
    상기 제 3 직선은 상기 제 4 직선보다 길고,
    상기 제 2 영역은 N*M의 행열로 이루어진 제 2 패턴을 포함하고.
    상기 제 4 직선과 N행은 예각의 제 2 각도를 이루는 광학 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 N*M의 행열에서, 상기 N행 중 어느 하나의 행에 배치된 패턴 중심 사이의 간격과 상기 N행 중 다른 하나의 행에 배치된 패턴 중심 사이의 간격은 동일한 광학 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은 선 패턴을 포함하고,
    상기 선 패턴과 상기 제 4 직선은 예각의 제 1 각도를 이루는 광학 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 패턴은 서로 다른 형상을 가지는 적어도 두 개의 패턴을 포함하는 광학 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 패턴은 n개의 행(n은 자연수) 및 m개의 열(m은 자연수)에 의해 형성되는 복수의 단위 유닛 패턴을 포함하는 광학 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190086220A (ko) * 2018-01-12 2019-07-22 주식회사 엘지화학 회절 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20200102954A (ko) * 2019-02-22 2020-09-01 주식회사 엘지화학 회절 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20220047159A (ko) * 2020-10-08 2022-04-15 삼성전자주식회사 증강현실장치용 도파로의 회절광학소자 아키텍처
KR20220052262A (ko) * 2020-10-20 2022-04-27 삼성전자주식회사 분할된 회절 광학 소자들을 갖는 웨이브가이드 및 이를 채용한 근안 디스플레이 장치
KR20220098214A (ko) * 2019-11-12 2022-07-11 페이스북 테크놀로지스, 엘엘씨 낮은 주기 아웃커플링 격자로 이미지들을 전달하기 위한 고굴절률 도파관

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190086220A (ko) * 2018-01-12 2019-07-22 주식회사 엘지화학 회절 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20200102954A (ko) * 2019-02-22 2020-09-01 주식회사 엘지화학 회절 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20220098214A (ko) * 2019-11-12 2022-07-11 페이스북 테크놀로지스, 엘엘씨 낮은 주기 아웃커플링 격자로 이미지들을 전달하기 위한 고굴절률 도파관
KR20220047159A (ko) * 2020-10-08 2022-04-15 삼성전자주식회사 증강현실장치용 도파로의 회절광학소자 아키텍처
KR20220052262A (ko) * 2020-10-20 2022-04-27 삼성전자주식회사 분할된 회절 광학 소자들을 갖는 웨이브가이드 및 이를 채용한 근안 디스플레이 장치

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