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KR102200144B1 - Compact type optical device for augmented reality which can prevent ghost images with wide field of view - Google Patents

Compact type optical device for augmented reality which can prevent ghost images with wide field of view Download PDF

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Publication number
KR102200144B1
KR102200144B1 KR1020190138757A KR20190138757A KR102200144B1 KR 102200144 B1 KR102200144 B1 KR 102200144B1 KR 1020190138757 A KR1020190138757 A KR 1020190138757A KR 20190138757 A KR20190138757 A KR 20190138757A KR 102200144 B1 KR102200144 B1 KR 102200144B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
augmented reality
reflecting
unit
image light
optical
Prior art date
Application number
KR1020190138757A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
하정훈
Original Assignee
주식회사 레티널
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
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Application filed by 주식회사 레티널 filed Critical 주식회사 레티널
Priority to CN202080076233.3A priority patent/CN114616506B/en
Priority to PCT/KR2020/014638 priority patent/WO2021085960A1/en
Priority to JP2022522914A priority patent/JP7291441B2/en
Priority to CN202410132097.5A priority patent/CN117872592A/en
Priority to EP20883366.5A priority patent/EP4053615A4/en
Priority to US17/086,939 priority patent/US11586044B2/en
Priority to KR1020200144206A priority patent/KR102282422B1/en
Application granted granted Critical
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/60Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images involving reflecting prisms and mirrors only

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

Abstract

The present invention relates to a compact optical device for augmented reality (AR) having a ghost image prevention function and a wide view angle to increase optical efficiency transferring AR image light to an eye box. According to the present invention, the compact optical device for AR comprises: an optical means transmitting at least a part of real object image light toward the pupil of the user′s eye; a first reflective unit transferring AR image light, which is image light corresponding to an AR image output from an image projection unit, to a second reflective unit; and the second reflective unit reflecting and transferring the AR reality image light transferred from the first reflective unit toward the pupil of the user′s eye to provide the augmented reality image to the user.

Description

고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치{COMPACT TYPE OPTICAL DEVICE FOR AUGMENTED REALITY WHICH CAN PREVENT GHOST IMAGES WITH WIDE FIELD OF VIEW}A compact augmented reality optical device with a ghost image blocking function and a wide viewing angle {COMPACT TYPE OPTICAL DEVICE FOR AUGMENTED REALITY WHICH CAN PREVENT GHOST IMAGES WITH WIDE FIELD OF VIEW}

본 발명은 증강 현실용 광학 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크기, 두께, 무게 및 부피를 현저하게 줄일 수 있으며 고스트 이미지를 효율적으로 차단함으로써 보다 선명한 증강 현실용 화상을 제공하는 동시에 넓은 시야각을 제공할 수 있는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical device for augmented reality, and more particularly, it is possible to significantly reduce the size, thickness, weight and volume, and provide a clearer image for augmented reality by effectively blocking ghost images and at the same time providing a wide viewing angle. It relates to a compact augmented reality optical device having a capable ghost image blocking function and a wide viewing angle.

증강 현실(AR, Augmented Reality)이라 함은, 주지된 바와 같이, 현실 세계의 실제 영상에 컴퓨터 등에 의해 제공되는 가상의 영상이나 이미지를 겹쳐서 제공하는 것을 의미한다. Augmented reality (AR) means providing a virtual image or image provided by a computer or the like superimposed on an actual image of the real world, as is well known.

이러한 증강 현실을 구현하기 위해서는, 컴퓨터와 같은 디바이스에 의해 생성되는 가상의 영상이나 이미지를 현실 세계의 영상에 겹쳐서 제공할 수 있도록 하는 광학계를 필요로 한다. 이러한 광학계로서는 HMD(Head Mounted Display)나 안경형의 장치를 이용하여 가상 영상을 반사 또는 굴절시키는 프리즘 등과 같은 광학 수단을 사용하는 기술이 알려져 있다.In order to implement such augmented reality, an optical system is required that allows a virtual image or image generated by a device such as a computer to be superimposed on an image of the real world and provided. As such an optical system, a technique using optical means such as a prism for reflecting or refracting a virtual image using a head mounted display (HMD) or a glasses-type device is known.

그러나, 이러한 종래의 광학계를 이용한 장치들은, 그 구성이 복잡하여 무게와 부피가 상당하므로 사용자가 착용하기에 불편함이 있고 제조 공정 또한 복잡하므로 제조 비용이 높다는 문제가 있다. However, devices using such conventional optical systems have a problem in that they are inconvenient for users to wear because their configuration is complex and thus their weight and volume are significant, and manufacturing processes are also complex, resulting in a high manufacturing cost.

또한, 종래의 장치들은, 사용자가 현실 세계를 응시할 때 초점 거리를 변경하는 경우 가상 영상의 초점이 맞지 않게 된다는 한계가 있다. 이를 해결하기 위하여 가상 영상에 대한 초점 거리를 조절할 수 있는 프리즘과 같은 구성을 이용하거나 초점 거리의 변경에 따라 가변형 초점 렌즈를 전기적으로 제어하는 등의 기술이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 기술 또한 초점 거리를 조절하기 위하여 사용자가 별도의 조작을 해야 하거나 초점 거리의 제어를 위한 별도의 프로세서 등과 같은 하드웨어 및 소프트웨어를 필요로 한다는 점에서 문제가 있다.In addition, conventional devices have a limitation in that the virtual image is out of focus when the user changes the focal length when gazing at the real world. To solve this problem, techniques such as using a configuration such as a prism capable of adjusting a focal length for a virtual image or electrically controlling a variable focal lens according to a change in a focal length have been proposed. However, this technology also has a problem in that a user must perform a separate operation in order to adjust the focal length or hardware and software such as a separate processor for controlling the focal length are required.

이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 사람의 동공보다 작은 크기의 반사부를 이용하여 가상 영상을 동공을 통해 망막에 투영함으로써 증강 현실을 구현할 수 있는 장치를 개발한 바 있다. In order to solve such a problem of the prior art, the applicant of the present invention is a device capable of implementing augmented reality by projecting a virtual image onto the retina through the pupil using a reflector having a size smaller than that of a human pupil, as described in Patent Document 1 Has been developed.

도 1은 상기 특허 문헌 1에 개시된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an optical device 100 for augmented reality as disclosed in Patent Document 1 above.

도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)는, 광학 수단(10), 반사부(30), 화상 출사부(40) 및 프레임부(60)를 포함한다.The optical device 100 for augmented reality of FIG. 1 includes an optical means 10, a reflective unit 30, an image output unit 40, and a frame unit 60.

광학 수단(10)은 실제 사물로부터 출사된 화상광인 실제 사물 화상광의 적어도 일부를 투과시키는 수단으로써 예컨대 안경 렌즈일 수 있으며, 그 내부에 반사부(30)가 매립되어 있다. 또한, 광학 수단(10)은 반사부(30)로부터 반사된 증강 현실 화상광을 동공으로 전달하도록 투과시키는 기능도 수행한다.The optical means 10 is a means for transmitting at least a part of the actual object image light, which is the image light emitted from the actual object, and may be, for example, a spectacle lens, and a reflective unit 30 is embedded therein. In addition, the optical means 10 transmits the augmented reality image light reflected from the reflecting unit 30 to the pupil.

프레임부(60)는 화상 출사부(40)와 광학 수단(10)을 고정 및 지지하는 수단으로서, 예컨대 안경 테와 같은 것일 수 있다.The frame portion 60 is a means for fixing and supporting the image output portion 40 and the optical means 10, and may be, for example, a frame.

화상 출사부(40)는 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광인 증강 현실 화상광을 출사하는 수단으로서 예컨대 증강 현실용 화상을 화면에 표시하여 증강 현실 화상광을 방사하는 소형 디스플레이 장치와 디스플레이 장치로부터 방사되는 화상광을 평행광으로 시준하기 위한 콜리메이터(collimator)를 구비할 수 있다.The image output unit 40 is a means for emitting augmented reality image light, which is an image light corresponding to an image for augmented reality. For example, an image for augmented reality is displayed on a screen to emit augmented reality image light. It may be provided with a collimator (collimator) for collimating the image light to be a parallel light.

반사부(30)는 화상 출사부(40)로부터 출사된 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광을 사용자의 동공을 향해 반사시킴으로써 증강 현실용 화상을 제공한다.The reflecting unit 30 provides an image for augmented reality by reflecting the image light corresponding to the image for augmented reality emitted from the image output unit 40 toward the pupil of the user.

도 1의 반사부(30)는, 사람의 동공 크기보다 작은 크기 즉, 8mm 이하로 형성되어 있는데, 이와 같이 반사부(30)를 동공 크기보다 작게 형성하면, 반사부(30)를 통해 동공으로 입사하는 빛에 대한 심도를 거의 무한대에 가깝게 즉, 심도를 매우 깊게 할 수 있다. 여기서, 심도(Depth of Field)라 함은, 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위를 말하는데, 심도가 깊어지게 되면 증강 현실용 화상에 대한 초점 거리도 깊어진다는 것을 의미하고 따라서 사용자가 실제 세계를 응시하면서 실제 세계에 대한 초점 거리를 변경하더라도 이와 관계없이 증강 현실용 화상의 초점은 항상 맞는 것으로 인식하게 된다. 이는 일종의 핀홀 효과(pin hole effect)라고 볼 수 있다. 따라서, 사용자가 실제 세계에 존재하는 실제 사물을 응시하면서 초점 거리를 변경하는 것과 상관없이 증강 현실용 화상에 대해서는 항상 선명한 가상 영상을 제공할 수 있다.The reflective part 30 of FIG. 1 is formed to have a size smaller than the size of a human pupil, that is, 8 mm or less. When the reflecting part 30 is formed to be smaller than the pupil size as described above, The depth of the incident light can be made almost infinite, that is, the depth of field can be made very deep. Here, the depth of field refers to the range in which the focus is recognized, and as the depth of field increases, the focal length of the image for augmented reality increases. Therefore, the user gazes at the real world. Even if the focal length for the world is changed, the focus of the image for augmented reality is always recognized as correct regardless of this. This can be seen as a kind of pin hole effect. Accordingly, a clear virtual image can always be provided for an image for augmented reality regardless of whether the user changes the focal length while gazing at a real object existing in the real world.

그러나, 이러한 기술은 화상 출사부(40)에 평행광을 위한 콜리메이터 등과 같은 추가적인 광학 수단이 필요하므로 장치의 크기, 두께 및 부피가 커진다는 한계가 있다.However, this technique has a limitation in that the size, thickness, and volume of the device increase because an additional optical means such as a collimator for parallel light is required in the image output unit 40.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 화상 출사부(40)에 콜리메이터를 사용하지 않고 광학 수단(10) 내부에 오목 거울과 같은 반사부를 매립하여 배치함으로써 콜리메이터의 기능을 수행하도록 하는 방법을 생각할 수 있는데, 이러한 구성에 의하면 화상 출사부(40)의 크기, 두께 및 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다.In order to solve this problem, a method of performing the function of a collimator by embedding and arranging a reflector such as a concave mirror inside the optical means 10 without using a collimator in the image output unit 40 can be considered. According to the configuration, there is an advantage in that the size, thickness, and volume of the image output unit 40 can be reduced.

도 2는 화상 출사부(40)에 콜리메이터가 구비된 도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)와 콜리메이터의 기능을 수행하는 보조 반사부(20)가 내부에 배치된 증강 현실용 광학 장치(100-1)의 측면도를 비교하여 나타낸 것이다.2 is an augmented reality optical device 100 in which an augmented reality optical device 100 of FIG. 1 is provided with a collimator in the image output unit 40 and an auxiliary reflector 20 that performs the function of a collimator. This is a comparison of the side view of -1).

도 2의 좌측에 도시된 도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)는 화상 출사부(40)가 디스플레이 장치(41)와 콜리메이터(42)로 구성되어 있으며, 도 2의 우측의 증강 현실용 광학 장치(100-1)는 화상 출사부(40)가 콜리메이터(42) 없이 디스플레이 장치(41)만으로 구성되어 있음을 알 수 있다.In the augmented reality optical device 100 of FIG. 1 shown on the left side of FIG. 2, the image output unit 40 is composed of a display device 41 and a collimator 42, and the augmented reality optics on the right side of FIG. It can be seen that the device 100-1 is configured with only the display device 41 without the image output unit 40 without the collimator 42.

도 2의 우측의 증강 현실용 광학 장치(100-1)는 화상 출사부(40)에 콜리메이터(42)를 사용하지 않는 대신 광학 수단(10) 내부에 콜리메이터의 기능을 수행할 수 있는 오목 거울 형태의 보조 반사부(20)가 배치되어 있으며, 화상 출사부(40)로부터 출사된 증강 현실 화상광은 보조 반사부(20)에 의해 반사된 후 반사부(30)로 전달되고, 반사부(30)는 전달된 증강 현실 화상광을 동공으로 전달하게 된다.The augmented reality optical device 100-1 on the right side of FIG. 2 does not use the collimator 42 for the image output unit 40, but in the form of a concave mirror that can perform the function of a collimator inside the optical means 10 The auxiliary reflection unit 20 of the is disposed, and the augmented reality image light emitted from the image output unit 40 is reflected by the auxiliary reflection unit 20 and then transmitted to the reflection unit 30, and the reflection unit 30 ) Transmits the transmitted augmented reality image light to the pupil.

이와 같이, 도 2의 우측에 나타낸 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100-1)는 도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)와 같은 기능을 수행하면서도, 화상 출사부(40)에 콜리메이터와 같은 구성을 사용하지 않기 때문에 도 2의 좌측에 나타낸 바와 같은 외장형 콜리메이터를 사용하는 증강 현실용 광학 장치(100)에 비해 크기, 부피, 두께, 무게 등의 폼 팩터를 현저하게 줄일 수 있는 장점이 있다.As such, the augmented reality optical device 100-1 as shown on the right side of FIG. 2 performs the same function as the augmented reality optical device 100 of FIG. 1, and provides a collimator to the image output unit 40. Since the configuration is not used, there is an advantage in that form factors such as size, volume, thickness, and weight can be significantly reduced compared to the augmented reality optical device 100 using an external collimator as shown in the left side of FIG. 2.

그러나, 도 2의 우측에 나타낸 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100-1)는 고스트 이미지를 발생시키는 의도치 않은 실제 사물 화상광도 동공으로 전달할 수 있다는 문제가 있다.However, the augmented reality optical device 100-1 as shown on the right side of FIG. 2 has a problem in that unintended real object image light that generates a ghost image can also be transmitted to the pupil.

도 3은 증강 현실용 광학 장치(100-1)에서 고스트 이미지의 발생 원리를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining the principle of generating a ghost image in the augmented reality optical device 100-1.

도 3을 참조하면, 실제 사물로부터의 화상광인 실제 사물 화상광은 광학 수단(10)을 거쳐 동공으로 직접 전달되는 한편, 보조 반사부(20)에 의해 반사되어 동공으로 전달되는 잡광이 존재하며, 잡광에 의해 동공으로 전달된 실제 사물 화상광은 광학 수단(10)을 거쳐 동공으로 직접 전달된 실제 사물 화상광과 다른 위치에 상이 형성되기 때문에 고스트 이미지를 발생시키게 된다.Referring to FIG. 3, the image light of an actual object, which is image light from an actual object, is directly transmitted to the pupil through the optical means 10, while miscellaneous light reflected by the auxiliary reflector 20 and transmitted to the pupil exists. The actual object image light transmitted to the pupil by the miscellaneous light is formed in a different position from the actual object image light transmitted directly to the pupil through the optical means 10, thereby generating a ghost image.

따라서, 폼 팩터를 줄이기 위하여 보조 반사부(20)를 사용한 도 2와 같은 내장형 콜리메이터를 사용하는 증강 현실용 광학 장치(100-1)에 있어서 발생할 수 있는 고스트 이미지 문제를 해결하는 동시에, 전술한 바와 같이 시야각(FOV, Field of View)을 확장시키고 장치의 크기, 두께, 무게 및 부피를 줄일 수 있으며 증강 현실 화상광에 대한 광 효율을 높일 수 있는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치가 요망되고 있다.Therefore, while solving the ghost image problem that may occur in the augmented reality optical device 100-1 using the built-in collimator as shown in FIG. 2 using the auxiliary reflector 20 to reduce the form factor, Likewise, there is a need for a compact augmented reality optical device capable of expanding the field of view (FOV), reducing the size, thickness, weight, and volume of the device, and increasing optical efficiency for augmented reality image light.

대한민국 등록특허공보 10-1660519호(2016.09.29 공고)Korean Registered Patent Publication No. 10-1660519 (announced on September 29, 2016)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 크기, 두께, 무게 및 부피를 현저하게 줄일 수 있으며 고스트 이미지를 효율적으로 차단하는 동시에 넓은 시야각을 제공할 수 있는 증강 현실용 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides an augmented reality optical device capable of remarkably reducing the size, thickness, weight and volume, effectively blocking ghost images and providing a wide viewing angle, as to solve the above-described problems. It is aimed at.

또한, 본 발명은, 고스트 이미지를 발생시킬 수 있는 실제 세계의 화상광이 사용자의 동공쪽으로 유출되는 것을 최소화함으로써 시스루(see-through)성을 보다 극대화하는 동시에 선명한 가상 이미지를 제공할 수 있으며, 증강 현실 화상광을 동공으로 반사시켜 전달하는 복수개의 반사 모듈들의 배치 구조를 이용함으로써 넓은 시야각을 제공하는 동시에 증강 현실 화상광이 아이박스로 전달되는 광 효율을 개선할 수 있는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치를 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a clear virtual image while maximizing see-through by minimizing the outflow of real world image light that can generate ghost images to the pupil of the user. A compact augmented reality optical device capable of improving the optical efficiency of the augmented reality image light transmitted to the eyebox while providing a wide viewing angle by using the arrangement structure of a plurality of reflection modules that reflect and transmit real image light to the pupil. Another purpose is to provide.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치로서, 실제 사물 화상광의 적어도 일부를 사용자의 눈의 동공을 향해 투과시키는 광학 수단; 상기 광학 수단의 내부에 배치되며, 화상 출사부로부터 출사되는 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광인 증강 현실 화상광을 제2 반사부로 전달하는 제1 반사부; 및 상기 광학 수단의 내부에 배치되며, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공을 향해 반사시켜 전달함으로써 사용자에게 증강 현실용 화상을 제공하는 제2 반사부를 포함하고, 상기 광학 수단은, 실제 사물 화상광이 입사하는 제1 면과 상기 제2 반사부를 통해 전달되는 증강 현실 화상광 및 실제 사물 화상광이 사용자의 눈의 동공을 향해 출사하는 제2 면을 가지고, 상기 화상 출사부로부터 출사된 증강 현실 화상광은 상기 광학 수단의 내부를 통해 상기 제1 반사부로 전달되거나 상기 광학 수단의 내면에서 전반사되어 제1 반사부로 전달되고, 상기 증강 현실 화상광을 반사시키는 제1 반사부의 반사면은, 실제 사물 화상광이 입사하는 광학 수단의 제1 면을 향하도록 배치되고, 상기 제2 반사부는, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 각각 반사시켜 사용자의 동공으로 전달할 수 있도록 상기 광학 수단의 내부에 배치되는 복수개의 반사 모듈로 구성되고, 상기 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들은, 상기 제1 반사부로부터의 거리가 멀수록 증강 현실 화상광이 동공을 향해 출사하는 광학 수단의 제2 면에 더 가깝도록 상기 광학 수단의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, comprising: an optical means for transmitting at least a part of image light of an actual object toward the pupil of the user's eye; A first reflecting unit disposed inside the optical means and transmitting an augmented reality image light corresponding to an augmented reality image emitted from the image output unit to a second reflecting unit; And a second reflecting unit disposed inside the optical means and providing an augmented reality image to the user by reflecting and transmitting the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit toward the pupil of the user's eye, The optical means has a first surface on which the actual object image light is incident, and a second surface through which the augmented reality image light and the actual object image light transmitted through the second reflector are emitted toward the pupil of the user's eye, and the The augmented reality image light emitted from the image output unit is transmitted to the first reflecting unit through the interior of the optical unit or is totally reflected on the inner surface of the optical unit to be transmitted to the first reflecting unit, and a first reflecting the augmented reality image light The reflecting surface of the reflecting unit is disposed to face the first surface of the optical means on which the image light of the object is incident, and the second reflecting unit reflects the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit to the pupil of the user. The augmented reality image light is composed of a plurality of reflection modules disposed inside the optical means so as to be transmitted to the plurality of reflection modules constituting the second reflection unit, as the distance from the first reflection unit increases. It provides a compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that disposed in the interior of the optical means so as to be closer to the second surface of the optical means emitting toward the.

여기에서, 상기 제1 반사부는 상기 제2 반사부를 사이에 두고 화상 출사부와 대향하며 상기 광학 수단의 제1 면을 향하도록 상기 광학 수단의 내부에 배치될 수 있다.Here, the first reflective portion may be disposed inside the optical means so as to face the image output portion with the second reflecting portion therebetween and face the first surface of the optical means.

또한, 상기 제1 반사부의 반사면은 곡면으로 형성될 수 있다.In addition, the reflective surface of the first reflector may be formed in a curved surface.

또한, 상기 제1 반사부의 반사면은 광학 수단의 제1 면쪽으로 오목하게 형성될 수 있다.In addition, the reflective surface of the first reflecting unit may be formed to be concave toward the first surface of the optical means.

또한, 상기 제1 반사부의 폭 방향의 길이는 4mm 이하인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the length of the first reflector in the width direction is 4 mm or less.

또한, 상기 제1 반사부는, 빛을 부분적으로 반사시키는 하프 미러(half mirror)이거나 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과시키는 노치 필터로 형성될 수 있다.In addition, the first reflector may be formed as a half mirror that partially reflects light or a notch filter that selectively transmits light according to a wavelength.

또한, 상기 제1 반사부는, 굴절 소자 또는 회절 소자로 형성될 수 있다.In addition, the first reflector may be formed of a refractive element or a diffractive element.

또한, 상기 제1 반사부의 증강 현실 화상광을 반사시키는 반사면의 반대면을 빛을 반사하지 않고 흡수하는 재질로 코팅한 것일 수 있다.In addition, a surface opposite to the reflective surface that reflects the augmented reality image light of the first reflector may be coated with a material that absorbs light without reflecting it.

또한, 상기 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들은, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 동공을 향해 반사시켜 전달할 수 있도록 상기 광학 수단의 제2 면에 대해 경사각을 가지도록 배치될 수 있다.In addition, a plurality of reflection modules constituting the second reflection unit are arranged to have an inclination angle with respect to the second surface of the optical means so that the augmented reality image light transmitted from the first reflection unit can be reflected toward the pupil and transmitted. Can be.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 각각은, 4mm 이하의 크기로 형성될 수 있다.In addition, each of the plurality of reflection modules may be formed to have a size of 4 mm or less.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 각각의 크기는, 각 반사 모듈의 가장자리 경계선 상의 임의의 두 점 간의 최대 길이일 수 있다.In addition, the size of each of the plurality of reflective modules may be a maximum length between any two points on an edge boundary of each reflective module.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 각각의 크기는, 사용자의 동공과 각 반사 모듈 사이의 직선에 수직하면서 동공의 중심을 포함하는 평면에 반사 모듈을 투영한 정사영의 가장자리 경계선 상의 임의의 두 점 간의 최대 길이일 수 있다.In addition, the size of each of the plurality of reflection modules is the maximum length between any two points on the edge boundary of the orthogonal projection projected on a plane including the center of the pupil while being perpendicular to a straight line between the user's pupil and each reflection module Can be

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 각각은, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광이 다른 반사 모듈에 의해 차단되지 않도록 배치될 수 있다.In addition, each of the plurality of reflection modules may be disposed so that the augmented reality image light transmitted from the first reflection unit is not blocked by other reflection modules.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 각각의 크기는 부분적으로 서로 다를 수 있다.In addition, sizes of each of the plurality of reflection modules may be partially different from each other.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부 반사 모듈의 간격을 다른 반사 모듈들의 간격과 다르게 배치할 수 있다.In addition, a spacing of at least some of the reflective modules may be different from that of other reflective modules.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부는 빛을 부분적으로 반사시키는 하프 미러이거나 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과시키는 노치 필터로 형성될 수 잇다.In addition, at least some of the plurality of reflection modules may be formed as a half mirror that partially reflects light or a notch filter that selectively transmits light according to a wavelength.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부는 굴절 소자 또는 회절 소자로 형성될 수 있다.In addition, at least some of the plurality of reflection modules may be formed of a refractive element or a diffractive element.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부에 대해서, 증강 현실 화상광을 반사시키는 면의 반대면을 빛을 반사하지 않고 흡수하는 재질로 코팅한 것일 수 있다.In addition, for at least some of the plurality of reflection modules, a surface opposite to a surface that reflects the augmented reality image light may be coated with a material that absorbs light without reflecting light.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부의 표면을 곡면으로 형성할 수 있다.In addition, at least a part of the surface of the plurality of reflective modules may be curved.

또한, 상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부의 상기 광학 수단에 대한 경사각은 다른 반사 모듈과 상이하게 형성할 수 있다.In addition, at least some of the plurality of reflection modules may have a different inclination angle with respect to the optical means than other reflection modules.

또한, 상기 제2 반사부는, 복수개로 구성되고, 상기 광학 수단을 사용자의 동공 정면에 두었을 때, 동공에서 정면 방향을 x축이라 하고, 화상 출사부와 x축 사이의 수직선과 x축을 따라 평행하면서 광학 수단의 내면 사이를 지나는 선분을 y축이라 하고, 상기 x축 및 y축과 직교하면서 광학 수단의 내면 사이를 지나는 선분을 z축이라 할 때, 상기 복수개의 제2 반사부는 상기 z축 방향을 따라 서로 평행하게 간격을 두고 배치될 수 있다.In addition, the second reflecting unit is composed of a plurality, and when the optical means is placed in front of the user's pupil, the front direction from the pupil is referred to as the x-axis, and a vertical line between the image output unit and the x-axis is parallel to the x-axis. While the line segment passing between the inner surfaces of the optical means is referred to as the y-axis, and the line segment that passes between the inner surfaces of the optical means while being perpendicular to the x-axis and the y-axis is referred to as the z-axis, the plurality of second reflectors are It can be arranged at intervals parallel to each other along the lines.

또한, 상기 제2 반사부 각각은, 각각의 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들 각각이, 인접하는 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들 중 어느 하나와 z축에 평행한 가상의 직선을 따라 위치하도록 나란하게 배치될 수 있다.In addition, each of the second reflection units, each of a plurality of reflection modules constituting each second reflection unit, one of a plurality of reflection modules constituting the adjacent second reflection unit and a virtual They can be arranged side by side to be positioned along a straight line.

또한, 상기 제2 반사부 각각은, 복수개의 제2 반사부 각각을 구성하는 복수개의 반사 모듈들 중 적어도 일부는, 인접하는 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들에 대해 z축에 평행한 가상의 직선 상에 나란하게 위치하지 않도록 배치될 수 있다.In addition, each of the second reflecting units, at least some of the plurality of reflecting modules constituting each of the plurality of second reflecting units, are parallel to the z-axis with respect to the plurality of reflecting modules constituting the adjacent second reflecting units. It can be arranged so that it is not positioned side by side on an imaginary straight line.

또한, 증강 현실용 광학 장치를 사용자의 동공 정면에 두었을 때, 동공에서 정면 방향을 x축이라 하고, 화상 출사부와 x축 사이의 수직선과 x축을 따라 평행하면서 광학 수단의 내면 사이를 지나는 선분을 y축이라 하고, 상기 x축 및 y축과 직교하면서 광학 수단의 내면 사이를 지나는 선분을 z축이라 할 때, 상기 복수개의 반사 모듈들은 상기 z축 방향을 따라 연장되는 바 형태로 형성될 수 있다.In addition, when the augmented reality optical device is placed in front of the user's pupil, the front direction from the pupil is referred to as the x-axis, and a line segment that passes between the inner surface of the optical means while being parallel along the x-axis and a vertical line between the image output unit and the x-axis Is referred to as a y-axis, and a line segment orthogonal to the x-axis and the y-axis and passing between the inner surfaces of the optical means is the z-axis, the plurality of reflection modules may be formed in a bar shape extending along the z-axis direction. have.

또한, 상기 제1 반사부는, 상기 x축 방향에서 보았을 때, 중앙 부분에서 좌우의 양 단부쪽으로 갈수록 제2 반사부에 더 가깝도록 연장되어 형성될 수 있다.In addition, the first reflecting part may be formed to extend closer to the second reflecting part from a central portion toward both left and right ends when viewed in the x-axis direction.

본 발명에 의하면, 크기, 두께, 무게 및 부피를 현저하게 줄일 수 있으며 고스트 이미지를 효율적으로 차단하는 동시에 넓은 시야각을 제공할 수 있는 증강 현실용 광학 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an optical device for augmented reality that can significantly reduce the size, thickness, weight, and volume, effectively block ghost images, and provide a wide viewing angle.

또한, 본 발명에 의하면, 고스트 이미지를 발생시킬 수 있는 실제 세계의 화상광이 사용자의 동공쪽으로 유출되는 것을 최소화함으로써 시스루(see-through)성을 보다 극대화하는 동시에 선명한 가상 이미지를 제공할 수 있으며, 증강 현실 화상광을 동공으로 반사시켜 전달하는 복수개의 반사 모듈들의 배치 구조를 이용함으로써 넓은 시야각을 제공하는 동시에 증강 현실 화상광이 아이박스로 전달되는 광 효율을 개선할 수 있는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a clear virtual image while maximizing see-through characteristics by minimizing the outflow of the real world image light that can generate a ghost image to the pupil of the user, Compact augmented reality optics that can improve the optical efficiency of augmented reality image light transmitted to the eyebox while providing a wide viewing angle by using an arrangement structure of a plurality of reflection modules that reflect and transmit augmented reality image light to the pupil. Device can be provided.

도 1은 상기 특허 문헌 1에 개시된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 2는 화상 출사부(40)에 콜리메이터가 구비된 도 1의 증강 현실용 광학 장치(100)와 콜리메이터의 기능을 수행하는 보조 반사부가 내부에 배치된 증강 현실용 광학 장치(100-1)의 측면도를 비교하여 나타낸 것이다.
도 3은 증강 현실용 광학 장치(100-1)에서 고스트 이미지의 발생 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치(200)의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4는 증강 현실용 광학 장치(200)의 측면도이고 도 5는 증강 현실용 광학 장치(200)의 사시도이다.
도 6은 제1 반사부(20)가 고스트 이미지를 차단하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(300)의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 7은 증강 현실용 광학 장치(300)의 사시도이고 도 8은 증강 현실용 광학 장치(300)의 정면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(400)의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 9는 증강 현실용 광학 장치(400)의 사시도이고, 도 10은 증강 현실용 광학 장치(400)의 정면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(500)의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 11은 증강 현실용 광학 장치(500)의 사시도이고, 도 12는 증강 현실용 광학 장치(500)의 정면도이다.
1 is a view showing an optical device 100 for augmented reality as disclosed in Patent Document 1 above.
2 is a view of the augmented reality optical device 100 of FIG. 1 in which a collimator is provided in the image output unit 40 and an augmented reality optical device 100-1 in which an auxiliary reflector performing the function of a collimator is disposed. It is shown by comparing the side view.
3 is a diagram for explaining the principle of generating a ghost image in the augmented reality optical device 100-1.
4 and 5 are views for explaining the configuration of a compact augmented reality optical device 200 having a ghost image blocking function and a wide viewing angle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an optical device for augmented reality It is a side view of 200 and FIG. 5 is a perspective view of the optical device 200 for augmented reality.
6 is a diagram for explaining a principle in which the first reflecting unit 20 blocks a ghost image.
7 and 8 are diagrams showing the configuration of an optical device 300 for augmented reality according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view of an optical device 300 for augmented reality, and FIG. 8 is an optical device for augmented reality. It is a front view of the device 300.
9 and 10 are views showing the configuration of an optical device 400 for augmented reality according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view of an optical device 400 for augmented reality, and FIG. 10 is It is a front view of the optical device 400 for use.
11 and 12 are diagrams showing the configuration of an augmented reality optical device 500 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a perspective view of an optical device 500 for augmented reality, and FIG. 12 is It is a front view of the optical device 500 for use.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치(200, 이하 간단히 "증강 현실용 광학 장치(200)"라 한다)의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4는 증강 현실용 광학 장치(200)의 측면도이고 도 5는 증강 현실용 광학 장치(200)의 사시도이다.4 and 5 are a configuration of a compact augmented reality optical device 200 (hereinafter simply referred to as "augmented reality optical device 200") having a ghost image blocking function and a wide viewing angle according to an embodiment of the present invention. As a view for explaining, FIG. 4 is a side view of the optical device 200 for augmented reality, and FIG. 5 is a perspective view of the optical device 200 for augmented reality.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예의 증강 현실용 광학 장치(200)는, 광학 수단(10), 제1 반사부(20), 제2 반사부(30)를 포함한다.Referring to FIGS. 4 and 5, the optical device 200 for augmented reality according to the present embodiment includes an optical means 10, a first reflecting unit 20, and a second reflecting unit 30.

광학 수단(10)은, 실제 사물로부터 출사된 화상광인 실제 사물 화상광의 적어도 일부를 사용자의 눈의 동공(50)을 향해 투과시키는 수단이다.The optical means 10 is a means for transmitting at least a part of the actual object image light, which is the image light emitted from the actual object, toward the pupil 50 of the user's eye.

여기에서, 실제 사물 화상광의 적어도 일부를 동공(50)을 향해 투과시킨다는 것은 실제 사물 화상광의 빛 투과율이 반드시 100%일 필요는 없다는 의미이다.Here, transmitting at least a part of the image light of an actual object toward the pupil 50 means that the light transmittance of the image light of an actual object does not necessarily have to be 100%.

광학 수단(10)은, 서로 대향하도록 배치된 제1 면(11)과 제2 면(12)을 구비한다. 제1 면(11)은 실제 사물 화상광이 입사하는 면이고, 제2 면(12)은 제2 반사부(30)에서 반사된 증강 현실 화상광 및 제1 면(11)을 통과한 실제 사물 화상광이 사용자의 눈의 동공(50)을 향해 출사하는 면이다.The optical means 10 includes a first surface 11 and a second surface 12 arranged so as to face each other. The first surface 11 is a surface on which the image light of an actual object is incident, and the second surface 12 is the augmented reality image light reflected from the second reflector 30 and the actual object passing through the first surface 11. It is the surface where the image light exits toward the pupil 50 of the user's eye.

도 4 및 도 5의 실시예에는, 화상 출사부(40)로부터 출사되는 증강 현실 화상광이 광학 수단(10)의 내면(제1 면(11))에서 전반사되어 제1 반사부(20)로 전달되는 전반사 구조를 나타낸 것이지만, 화상 출사부(40)로부터 출사되는 증강 현실 화상광은 전반사에 의하지 않고 광학 수단(10)의 내부를 통해 제1 반사부(20)로 전달될 수도 있다.In the embodiments of FIGS. 4 and 5, the augmented reality image light emitted from the image output unit 40 is totally reflected on the inner surface (the first surface 11) of the optical means 10 to the first reflection unit 20. Although the transmitted total reflection structure is shown, the augmented reality image light emitted from the image output unit 40 may be transmitted to the first reflection unit 20 through the interior of the optical means 10 without being based on total reflection.

전반사 구조를 사용하지 않는 경우, 즉, 화상 출사부(40)로부터 출사되는 증강 현실 화상광이 제1 반사부(20)로 전달되는 경우에는, 제1 반사부(20)의 각도를 고려하여 화상 출사부(40)를 적절한 위치(예컨대, 도 4에서 광학 수단(10) 외부의 제1 반사부(20)로 입사하는 화살표의 연장선상의 적절한 위치)에 배치하는 방식에 의해 이루어질 수 있다.When the total reflection structure is not used, that is, when the augmented reality image light emitted from the image output unit 40 is transmitted to the first reflection unit 20, an image is performed in consideration of the angle of the first reflection unit 20 The emission part 40 may be disposed at an appropriate position (eg, an appropriate position on an extension line of an arrow incident on the first reflective part 20 outside the optical means 10 in FIG. 4 ).

광학 수단(10)의 내면에서 전반사되는 전반사 구조를 사용하는 경우, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 화상 출사부(40)로부터 출사되는 증강 현실 화상광은 광학 수단(10)의 제1 면(11)에서 전반사되어 제1 반사부(20)로 전달되고, 제1 반사부(20)에서 반사된 증강 현실 화상광은 제2 반사부(30)에서 반사되어 제2 면(12)을 통해 동공(50)으로 출사한다.In the case of using a total reflection structure that is totally reflected from the inner surface of the optical means 10, as shown in Figs. 4 to 6, the augmented reality image light emitted from the image output unit 40 is the first side of the optical unit 10 The augmented reality image light reflected from the first reflecting unit 20 and reflected from the first reflecting unit 20 is reflected from the second reflecting unit 30 and is reflected through the second surface 12. It exits into the pupil (50).

여기에서, 제2 반사부(30)는 복수개의 반사 모듈(31~35)로 구성되며, 본 명세서에서 제2 반사부(30)는 복수개의 반사 모듈(31~35)을 통칭하는 것으로 한다. 제2 반사부(30)의 상세 구성에 대해서는 후술한다.Here, the second reflecting unit 30 is composed of a plurality of reflective modules 31 to 35, and in this specification, the second reflecting unit 30 is collectively referred to as a plurality of reflecting modules 31 to 35. The detailed configuration of the second reflecting unit 30 will be described later.

화상 출사부(40)는 증강 현실 화상광을 출사하는 수단이다. 화상 출사부(40)는, 전술한 바와 같이 증강 현실 화상광을 제1 반사부(20)로 출사하거나 광학 수단(10)의 제1 면(11) 쪽으로 출사하며, 예컨대 소형의 LCD와 같은 디스플레이 장치일 수 있다. 이러한 화상 출사부(40) 자체는 본 발명의 직접적인 목적이 아니며 종래 기술에 의해 알려져 있는 것이므로 여기에서는 상세 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예에서의 화상 출사부(40)는 앞서 발명의 배경이 되는 기술 부분에서 설명한 바와 같이 콜리메이터와 같은 구성은 포함하지 않는다The image output section 40 is a means for emitting augmented reality image light. The image output unit 40, as described above, emits the augmented reality image light to the first reflecting unit 20 or to the first surface 11 of the optical means 10, for example, a display such as a small LCD It can be a device. Since the image output unit 40 itself is not a direct object of the present invention and is known by the prior art, a detailed description thereof will be omitted here. However, the image output unit 40 in the present embodiment does not include a configuration such as a collimator as described in the description of the background of the present invention.

한편, 증강 현실용 화상이라 함은, 화상 출사부(40), 광학 수단(10), 제1 반사부(20) 및 제2 반사부(30)를 통해 사용자의 동공(50)으로 전달되는 가상 화상을 의미하며, 이미지 형태의 정지 영상이거나 동영상과 같은 것일 수 있다. Meanwhile, an image for augmented reality means a virtual image transmitted to the user's pupil 50 through the image output unit 40, the optical means 10, the first reflective unit 20, and the second reflective unit 30. It refers to an image, and may be a still image in the form of an image or a moving image.

이러한 증강 현실용 화상은 화상 출사부(40), 광학 수단(10), 제1 반사부(20) 및 제2 반사부(30)에 의해 사용자의 동공(50)으로 전달됨으로써 사용자에게 가상 화상으로서 제공되고, 이와 동시에 사용자는 실제 세계에 존재하는 실제 사물로부터 출사되는 실제 사물 화상광을 광학 수단(10)을 통해 전달받음으로써 증강 현실 서비스를 제공받을 수 있게 된다.The image for augmented reality is transmitted to the user's pupil 50 by the image output unit 40, the optical unit 10, the first reflection unit 20, and the second reflection unit 30, thereby providing a virtual image to the user. At the same time, the user can receive the augmented reality service by receiving the actual object image light emitted from the actual object existing in the real world through the optical means 10.

제1 반사부(20)는, 광학 수단(10)의 내부에 배치되며, 화상 출사부(40)로부터 출사된 증강 현실 화상광을 제2 반사부(30)로 전달하는 수단이다. The first reflecting unit 20 is disposed inside the optical unit 10 and is a means for transmitting the augmented reality image light emitted from the image emitting unit 40 to the second reflecting unit 30.

전술한 바와 같이, 화상 출사부(40)는 제1 반사부(20) 또는 광학 수단(10)의 제1 면(11)을 향해 증강 현실 화상광을 출사한다. 전반사 구조를 사용하는 경우, 광학 수단(10)의 제1 면(11)에서 전반사된 증강 현실 화상광은 제1 반사부(20)로 전달되며, 제1 반사부(20)에서 반사된 증강 현실 화상광은 제2 반사부(30)로 전달되고 제2 반사부(30)에서 다시 반사되어 동공(50)을 향해 출사된다. 전반사 구조가 아닌 경우, 화상 출사부(40)에서 출사된 증강 현실 화상광은 제1 반사부(20)로 직접 전달되고 제1 반사부(20)에서 반사된 증강 현실 화상광은 제2 반사부(30)로 전달된다. 제2 반사부(30)로 전달된 증강 현실 화상광은 제2 반사부(30)에서 다시 반사되어 동공(50)을 향해 출사한다.As described above, the image output unit 40 emits the augmented reality image light toward the first reflecting unit 20 or the first surface 11 of the optical means 10. In the case of using the total reflection structure, the augmented reality image light totally reflected from the first surface 11 of the optical means 10 is transmitted to the first reflecting unit 20, and the augmented reality reflected by the first reflecting unit 20 The image light is transmitted to the second reflecting unit 30, reflected again by the second reflecting unit 30, and emitted toward the pupil 50. In the case of not having a total reflection structure, the augmented reality image light emitted from the image output unit 40 is directly transmitted to the first reflection unit 20, and the augmented reality image light reflected from the first reflection unit 20 is a second reflection unit. It is delivered to (30). The augmented reality image light transmitted to the second reflecting unit 30 is reflected again by the second reflecting unit 30 and emitted toward the pupil 50.

제1 반사부(20)는, 전반사 구조를 사용하는 경우, 제2 반사부(30)를 사이에 두고 화상 출사부(40)와 대향하도록 광학 수단(10)의 내부에 배치된다. When using the total reflection structure, the 1st reflection part 20 is arrange|positioned inside the optical means 10 so that it may face the image output part 40 with the 2nd reflection part 30 interposed therebetween.

또한, 제1 반사부(20)는 제2 반사부(30)를 향해 증강 현실용 화상광을 반사시킬 수 있도록 광학 수단(10)의 제1 면(11)과 제2 면(12) 사이의 내부에 배치된다. 즉, 제1 반사부(20)는 화상 출사부(40)로부터 출사된 증강 현실 화상광 또는 광학 수단(10)의 제1 면(11)에서 반사되어 전달되는 증강 현실 화상광을 제2 반사부(30)로 반사시켜 전달할 수 있도록 제1 면(11)과 제2 면(12) 사이의 광학 수단(10)의 내부에 배치된다.In addition, the first reflecting unit 20 is between the first side 11 and the second side 12 of the optical means 10 so as to reflect the image light for augmented reality toward the second reflecting unit 30 It is placed inside. That is, the first reflecting unit 20 may transmit the augmented reality image light emitted from the image output unit 40 or the augmented reality image light reflected from the first surface 11 of the optical means 10 and transmitted to the second reflecting unit. It is disposed inside the optical means 10 between the first side 11 and the second side 12 so that it can be reflected and transmitted to 30.

또한, 제1 반사부(20)는, 증강 현실 화상광을 반사시키는 제1 반사부(20)의 반사면(21)이 실제 사물 화상광이 입사하는 광학 수단(10)의 제1 면(11)을 향하도록 광학 수단(10)의 내부에 배치된다. 이러한 구성에 의하여, 제1 반사부(20)는, 증강 현실 화상광을 제2 반사부(30)로 전달하는 한편, 실제 사물로부터 출사되는 실제 사물 화상광 중에서 고스트 이미지를 발생시키는 잡광이 제2 반사부(30) 또는 광학 수단(10)의 제2 면(12)을 통해 동공(50)으로 전달되지 않고 걸러내는 기능을 수행할 수 있다. In addition, the first reflecting unit 20 includes a reflective surface 21 of the first reflecting unit 20 that reflects the augmented reality image light, and the first surface 11 of the optical means 10 on which the actual object image light is incident. It is disposed inside the optical means 10 to face ). With this configuration, the first reflecting unit 20 transmits the augmented reality image light to the second reflecting unit 30, while the miscellaneous light generating a ghost image from the real object image light emitted from the real object is second It is possible to perform a function of filtering without being transmitted to the pupil 50 through the reflective unit 30 or the second surface 12 of the optical means 10.

한편, 제1 반사부(20)의 반사면(21)은 곡면으로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 반사부(20)의 반사면(21)은 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 광학 수단(10)의 제1 면(11) 방향으로 오목하게 형성된 오목 거울일 수 있으며, 이러한 경우 제1 반사부(20)가 화상 출사부(40)에서 출사된 증강 현실 화상광을 시준시키는 콜리메이터(collimator)로서의 역할을 수행할 수 있고, 따라서 화상 출사부(40)에 콜리메이터와 같은 구성을 사용할 필요가 없다.Meanwhile, the reflective surface 21 of the first reflective portion 20 may be formed in a curved surface. For example, the reflective surface 21 of the first reflecting unit 20 may be a concave mirror formed concave in the direction of the first surface 11 of the optical means 10 as shown in FIGS. 4 and 5, in this case The first reflecting unit 20 can serve as a collimator for collimating the augmented reality image light emitted from the image output unit 40, and thus, a configuration such as a collimator is used for the image output unit 40. no need.

도 6은 제1 반사부(20)가 고스트 이미지를 차단하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a principle in which the first reflecting unit 20 blocks a ghost image.

도 6에서는 설명의 편의를 위해, 제2 반사부(30)는 생략하였다.In FIG. 6, for convenience of description, the second reflector 30 is omitted.

도 6에 나타낸 바와 같이, 실제 사물로부터 출사되어 고스트 이미지를 발생시킬 수 있는 실제 사물 화상광(잡광)은 제1 반사부(20)로 입사하는데, 전술한 바와 같이, 제1 반사부(20)는 실제 사물 화상광이 입사하는 광학 수단(10)의 제1 면(11)을 향하도록 배치되어 있으므로, 제1 반사부(20)의 반사면(21)에서 반사된 실제 사물 화상광(잡광)은 광학 수단(10)의 제2 면(12)을 향해 출사하고, 광학 수단(10)의 제2 면(12)에서 다시 전반사되어 화상 출사부(40) 방향으로 전달됨을 알 수 있다. 따라서, 실제 사물로부터 출사되어 고스트 이미지를 발생시킬 수 있는 잡광인 실제 사물 화상광은 광학 수단(10) 내부에서 소멸되고, 동공(50)쪽으로 유출되지 않음을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, the real object image light (miscellaneous light) that is emitted from the real object and can generate a ghost image is incident on the first reflecting unit 20, as described above, the first reflecting unit 20 Is arranged to face the first surface 11 of the optical means 10 to which the actual object image light is incident, so that the actual object image light (miscellaneous light) reflected from the reflective surface 21 of the first reflector 20 It can be seen that the silver emits toward the second surface 12 of the optical means 10, is totally reflected again on the second surface 12 of the optical means 10, and is transmitted toward the image emitting unit 40. Accordingly, it can be seen that the real object image light, which is a miscellaneous light emitted from an actual object and capable of generating a ghost image, extinguishes inside the optical means 10 and does not flow out toward the pupil 50.

다만, 이러한 원리는 제1 반사부(20)에서 반사된 실제 사물 화상광(잡광)이 광학 수단(10)의 외부로 유출되지 않기 위한 기본적인 원리를 설명한 것으로서, 실제로는 광학 수단(10)의 형태, 굴절률, 눈과 제1 반사부(20)의 위치, 동공 크기 및 아이릴리프(eye relief) 등을 고려하여 제1 반사부(20)에 반사되어 동공(50)으로 들어오는 외부광(잡광)을 최소화 시킬 수 있도록 제1 반사부(20)의 위치와 방향이 적절히 조절되어야 한다.However, this principle explains the basic principle for preventing the actual object image light (miscellaneous light) reflected from the first reflector 20 from leaking out of the optical means 10, and in reality, the shape of the optical means 10 , In consideration of the refractive index, the position of the eye and the first reflecting part 20, the size of the pupil, and eye relief, and the external light (miscellaneous light) reflected by the first reflecting part 20 and entering the pupil 50 The position and direction of the first reflector 20 should be properly adjusted to minimize it.

한편, 후술하는 바와 같이 제2 반사부(30)의 크기는 사람의 일반적인 동공의 크기인 8mm 이하로, 보다 바람직하게는 4mm 이하로 형성되는데, 이러한 점을 고려하여 제1 반사부(20)의 폭 방향의 길이는 제2 반사부(30)의 크기에 상응하도록 8mm 이하로, 보다 바람직하게는 4mm 이하로 형성한다.Meanwhile, as will be described later, the size of the second reflective part 30 is 8 mm or less, more preferably 4 mm or less, which is the size of a general pupil of a person. The length in the width direction is 8 mm or less, more preferably 4 mm or less, so as to correspond to the size of the second reflector 30.

여기에서, 제1 반사부(20)의 폭 방향의 길이란, 도 4 및 도 5에서는 광학 수단(10)의 제1 면(11)과 제2 면(12) 사이의 방향의 길이를 의미한다.Here, the length in the width direction of the first reflector 20 means the length in the direction between the first surface 11 and the second surface 12 of the optical means 10 in FIGS. 4 and 5. .

또한, 제1 반사부(20)의 폭 방향의 길이는, 도 5에서 z축 방향에서 제1 반사부(20)를 바라볼 때, 양쪽 끝 사이의 길이일 수도 있다.In addition, the length of the first reflector 20 in the width direction may be a length between both ends when the first reflector 20 is viewed in the z-axis direction in FIG. 5.

또한, 제1 반사부(20)는, 사용자가 동공(50)을 통해 제1 반사부(20)를 가급적 거의 인식할 수 없도록 하기 위하여 사용자가 동공(50)을 통해 정면에서 보았을 때 그 두께를 매우 얇게 하는 것이 바람직하다In addition, the thickness of the first reflective part 20 when viewed from the front through the pupil 50 so that the user can hardly recognize the first reflective part 20 through the pupil 50 It is desirable to make it very thin

또한, 제1 반사부(20)는 빛을 부분적으로 반사시키는 하프 미러(half mirror)와 같은 수단으로 구성할 수도 있다.In addition, the first reflecting unit 20 may be configured by means such as a half mirror that partially reflects light.

또한, 제1 반사부(20)는 반사 수단 이외의 기타 굴절 소자 또는 회절 소자로 형성할 수도 있다.In addition, the first reflecting part 20 may be formed of a refractive element or diffractive element other than reflecting means.

또한, 제1 반사부(20)는 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과시키는 노치 필터(notch filter) 등과 같은 광학 소자로 형성할 수도 있다.In addition, the first reflector 20 may be formed of an optical element such as a notch filter that selectively transmits light according to a wavelength.

또한, 제1 반사부(20)의 증강 현실 화상광을 반사시키는 반사면(21)의 반대면을 빛을 반사하지 않고 흡수하는 재질로 코팅할 수도 있다.In addition, a surface opposite to the reflective surface 21 that reflects the augmented reality image light of the first reflector 20 may be coated with a material that absorbs light without reflecting it.

다시 도 4 및 도 5를 참조하여 제2 반사부(30)에 대해 설명한다.The second reflective unit 30 will be described again with reference to FIGS. 4 and 5.

제2 반사부(30)는, 광학 수단(10)의 내부에 배치되며, 제1 반사부(20)로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공(50)을 향해 반사시켜 전달함으로써 사용자에게 증강 현실용 화상을 제공하는 수단으로서, 복수개의 반사 모듈(31~35)로 형성된다.The second reflecting unit 30 is disposed inside the optical means 10 and reflects the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit 20 toward the pupil 50 of the user's eyes and transmits the As a means for providing an image for augmented reality to a person, it is formed of a plurality of reflection modules 31 to 35.

복수개의 반사 모듈(31~35)는, 제1 반사부(20)로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 각각 반사시켜 사용자의 동공(50)으로 전달할 수 있도록 광학 수단(10)의 내부에 배치된다. The plurality of reflection modules 31 to 35 are disposed inside the optical means 10 to reflect each of the augmented reality image light transmitted from the first reflection unit 20 and transmit it to the pupil 50 of the user.

전술한 바와 같이, 화상 출사부(40)로부터 출사된 증강 현실 화상광은 제1 반사부(20)를 통해 제2 반사부(30)로 전달되므로, 제2 반사부(30)를 구성하는 복수개의 반사 모듈(31~35)들은 제1 반사부(20)와 동공(50)의 위치를 고려하여 광학 수단(10)의 제2 면(12)에 대해 적절한 경사각을 가지도록 배치된다.As described above, since the augmented reality image light emitted from the image output unit 40 is transmitted to the second reflection unit 30 through the first reflection unit 20, a plurality of the second reflection units 30 are formed. The three reflective modules 31 to 35 are arranged to have an appropriate inclination angle with respect to the second surface 12 of the optical means 10 in consideration of the positions of the first reflecting part 20 and the pupil 50.

복수개의 반사 모듈(31~35)들은, 앞서 발명의 배경이 되는 기술에서 설명한 바와 같이, 심도를 깊게 하여 핀홀 효과를 얻을 수 있도록 사람의 동공 크기보다 작은 크기 즉, 8mm 이하, 보다 바람직하게는 4mm 이하로 형성된다.The plurality of reflection modules 31 to 35 have a size smaller than the size of a human pupil, that is, 8 mm or less, more preferably 4 mm, to obtain a pinhole effect by deepening the depth, as described in the technology behind the present invention. It is formed as follows.

즉, 복수개의 반사 모듈(31~35)들은, 사람의 일반적인 동공 크기보다 작은 크기로 형성되는데, 이에 의해 각 반사 모듈(31~35)을 통해 동공(50)으로 입사하는 빛에 대한 심도(Depth of Field)를 거의 무한대에 가깝게 즉, 심도를 매우 깊게 할 수 있고, 따라서 사용자가 실제 세계를 응시하면서 실제 세계에 대한 초점 거리를 변경하더라도 이와 관계없이 증강 현실용 화상의 초점은 항상 맞는 것으로 인식하게 하는 핀홀 효과(pin hole effect)를 발생시킬 수 있다.That is, the plurality of reflective modules 31 to 35 are formed to have a size smaller than the size of a general pupil of a person, whereby the depth of light incident to the pupil 50 through each of the reflecting modules 31 to 35 of Field) can be made close to infinity, i.e. a very deep depth of field, so that even if the user changes the focal length to the real world while gazing at the real world, regardless of this, the image for augmented reality will always be perceived as in focus. It may cause a pin hole effect.

여기에서, 복수개의 반사 모듈(31~35) 각각의 크기라 함은, 각 반사 모듈(31~35)의 가장자리 경계선 상의 임의의 두 점 간의 최대 길이를 의미하는 것으로 정의한다.Here, the size of each of the plurality of reflection modules 31 to 35 is defined to mean the maximum length between any two points on the edge boundary of each of the reflection modules 31 to 35.

또한, 복수개의 반사 모듈(31~35) 각각의 크기는, 동공(50)과 반사 모듈(31~35) 사이의 직선에 수직하면서 동공(50)의 중심을 포함하는 평면에 각 반사 모듈(31~35)을 투영한 정사영의 가장자리 경계선 상의 임의의 두 점 간의 최대 길이일 수 있다.In addition, the size of each of the plurality of reflective modules 31 to 35 is perpendicular to a straight line between the pupil 50 and the reflective modules 31 to 35 and is positioned on a plane including the center of the pupil 50. ~35) can be the maximum length between any two points on the edge boundary of the projected orthographic projection.

한편, 복수개의 반사 모듈(31~35) 각각은 제1 반사부(20)로부터 전달되는 증강 현실 화상광이 다른 반사 모듈(31~35)들에 의해 차단되지 않도록 배치된다. 이를 위하여, 복수개의 반사 모듈(31~35)들은, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 일실시예로서, 제1 반사부(20)로부터의 거리가 멀수록 증강 현실 화상광이 동공(50)을 향해 출사하는 광학 수단(10)의 내면 즉, 광학 수단(10)의 제2 면(12)에 더 가깝도록 광학 수단(10)의 내부에 배치될 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of reflection modules 31 to 35 is disposed so that the augmented reality image light transmitted from the first reflection unit 20 is not blocked by the other reflection modules 31 to 35. To this end, the plurality of reflection modules 31 to 35, as shown in Figs. 4 and 5, as an embodiment, as the distance from the first reflection unit 20 increases, the augmented reality image light is reduced to the pupil 50 ) May be disposed inside the optical means 10 to be closer to the inner surface of the optical means 10, that is, the second surface 12 of the optical means 10.

도 5를 참조하면, 광학 수단(10)을 사용자의 동공(50) 정면에 두었을 때, 동공(50)에서 정면 방향을 x축이라 하고, 화상 출사부(40)와 x축 사이의 수직선과 x축을 따라 평행하면서 광학 수단(10)의 내면 사이를 지나는 선분을 y축이라 하면, z축은 상기 x축 및 y축과 직교하면서 광학 수단(10)의 내면 사이를 지나는 선분이 된다. 이 때, z축 방향에서 광학 수단(10)을 보았을 때, 반사 모듈(31~35)들은 도 4에 나타낸 것처럼 보이게 된다.5, when the optical means 10 is placed in front of the user's pupil 50, the front direction of the pupil 50 is referred to as the x-axis, and the vertical line between the image output unit 40 and the x-axis When a line segment parallel to the x-axis and passing between the inner surfaces of the optical means 10 is referred to as the y-axis, the z-axis becomes a line segment orthogonal to the x-axis and the y-axis and passing between the inner surfaces of the optical means 10. At this time, when the optical means 10 is viewed in the z-axis direction, the reflection modules 31 to 35 appear as shown in FIG. 4.

즉, z축 방향에서 광학 수단(10)을 보았을 때 복수개의 반사 모듈(31~35)들 은 도 4에 나타낸 바와 같고, 이러한 구성에 의하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 화상 출사부(40)의 어느 한 점에서 출사한 증강 현실 화상광은 콜리메이터의 기능을 수행하는 제1 반사부(20)에 의해 반사되어 복수개의 반사 모듈(31~35)로 각각 전달되고, 각각의 반사 모듈(31~35)에서 반사된 평행광들은 동공(50)을 통해 사용자의 망막의 한 점으로 전달되어 상을 형성함을 알 수 있다.That is, when viewing the optical means 10 in the z-axis direction, the plurality of reflection modules 31 to 35 are as shown in FIG. 4, and according to this configuration, as shown in FIG. 4, the image output unit 40 The augmented reality image light emitted from any one point is reflected by the first reflecting unit 20 that functions as a collimator and transmitted to the plurality of reflecting modules 31 to 35, respectively, and each reflecting module 31 to It can be seen that the parallel light reflected from 35) is transmitted to a point of the user's retina through the pupil 50 to form an image.

한편, 복수개의 반사 모듈(31~35)들의 크기는 전부 동일할 필요는 없으며, 부분적으로 서로 다르게 할 수도 있다. Meanwhile, the sizes of the plurality of reflection modules 31 to 35 are not necessarily the same, and may be partially different from each other.

또한, 복수개의 반사 모듈(31~35)들은 서로 동일한 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하지만, 적어도 일부의 반사 모듈(31~35)들의 간격을 다른 반사 모듈(31~35)들의 다르게 배치할 수도 있다.In addition, the plurality of reflective modules 31 to 35 are preferably disposed at the same distance from each other, but the spacing of at least some of the reflective modules 31 to 35 may be differently disposed between the different reflecting modules 31 to 35 .

또한, 복수개의 반사 모듈(31~35) 중 적어도 일부는 빛을 부분적으로 반사시키는 하프 미러(half mirror)와 같은 수단으로 구성할 수도 있다.In addition, at least some of the plurality of reflection modules 31 to 35 may be configured by means such as a half mirror that partially reflects light.

또한, 복수개의 반사 모듈(31~35) 중 적어도 일부는, 반사 수단 이외의 기타 굴절 소자 또는 회절 소자로 형성할 수도 있다.In addition, at least some of the plurality of reflective modules 31 to 35 may be formed of other refractive elements or diffraction elements other than reflective means.

또한, 복수개의 반사 모듈(31~35) 중 적어도 일부는 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과시키는 노치 필터(notch filter) 등과 같은 광학 소자로 구성될 수 있다. In addition, at least some of the plurality of reflection modules 31 to 35 may be formed of an optical element such as a notch filter that selectively transmits light according to a wavelength.

또한, 복수개의 반사 모듈(31~35) 중 적어도 일부에 대해서, 증강 현실 화상광을 반사시키는 면의 반대면을 빛을 반사하지 않고 흡수하는 재질로 코팅할 수도 있다.In addition, with respect to at least a portion of the plurality of reflection modules 31 to 35, a surface opposite to the surface reflecting the augmented reality image light may be coated with a material that absorbs light without reflecting light.

또한, 복수개의 반사 모듈(31~35) 중 적어도 일부의 표면을 곡면으로 형성할 수도 있다. 여기에서, 상기 곡면은 오목면 또는 볼록면일 수 있다.In addition, at least a part of the surface of the plurality of reflection modules 31 to 35 may be formed in a curved surface. Here, the curved surface may be a concave surface or a convex surface.

또한, 복수개의 반사 모듈(31~35) 중 적어도 일부의 광학 수단(10)에 대한 경사각은 다른 반사 모듈(31~35)과 상이하게 형성할 수 있다. In addition, an inclination angle of at least some of the plurality of reflective modules 31 to 35 with respect to the optical means 10 may be formed differently from that of the other reflective modules 31 to 35.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(300)의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 7은 증강 현실용 광학 장치(300)의 사시도이고 도 8은 증강 현실용 광학 장치(300)의 정면도이다.7 and 8 are diagrams showing the configuration of an optical device 300 for augmented reality according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view of an optical device 300 for augmented reality, and FIG. 8 is an optical device for augmented reality. It is a front view of the device 300.

도 7 및 도 8의 증강 현실용 광학 장치(300)는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예의 증강 현실용 광학 장치(200)와 기본적인 구성은 동일하되, 복수개의 반사 모듈(31~35)들로 구성되는 제2 반사부(30A,30B,30C,30D)가 복수개로 형성된 것을 특징으로 한다.The augmented reality optical device 300 of FIGS. 7 and 8 has the same basic configuration as the augmented reality optical device 200 of the embodiment described with reference to FIGS. 4 to 6, but a plurality of reflection modules 31 to 35 ) Is formed in a plurality of second reflective portions 30A, 30B, 30C, and 30D.

여기에서, 복수개의 제2 반사부(30A,30B,30C,30D)은, 다음과 같은 배치 구조를 갖는다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 광학 수단(10)을 사용자의 동공(50) 정면에 두었을 때, 동공(50)에서 정면 방향을 x축이라 하고, 화상 출사부(40)와 x축 사이의 수직선과 x축을 따라 평행하면서 광학 수단(10)의 내면 사이를 지나는 선분을 y축이라 하면, z축은 상기 x축 및 y축과 직교하면서 광학 수단(10)의 내면 사이를 지나는 선분이 되는데, 여기에서 복수개의 제2 반사부(30A,30B,30C,30D)는 상기 z축 방향을 따라 서로 평행하게 간격을 두고 배치된다.Here, the plurality of second reflecting portions 30A, 30B, 30C, and 30D have the following arrangement structure. That is, as described above, when the optical means 10 is placed in front of the user's pupil 50, the front direction from the pupil 50 is referred to as the x-axis, and a vertical line between the image output unit 40 and the x-axis If the line segment that passes between the inner surfaces of the optical means 10 while being parallel along the x axis is called the y axis, the z axis becomes a line segment that passes between the inner surfaces of the optical means 10 while being orthogonal to the x axis and the y axis. The plurality of second reflecting portions 30A, 30B, 30C, and 30D are disposed at intervals parallel to each other along the z-axis direction.

여기에서, 각각의 제2 반사부(30A,30B,30C,30D)를 구성하는 복수개의 반사 모듈(31~35)들 각각은, 인접하는 제2 반사부(30A,30B,30C,30D), 즉, 양 옆의 제2 반사부(30A,30B,30C,30D)를 구성하는 복수개의 반사 모듈(31~35)들 중 어느 하나와 z축에 평행한 가상의 직선을 따라 위치하도록 나란하게 배치될 수 있다. 따라서, 복수개의 제2 반사부(30)를 z축 방향에서 보았을 때는 도 4에서 나타낸 것처럼 보이게 된다.Here, each of the plurality of reflective modules 31 to 35 constituting each of the second reflecting units 30A, 30B, 30C, and 30D, adjacent second reflecting units 30A, 30B, 30C, and 30D, That is, any one of the plurality of reflection modules 31 to 35 constituting the second reflecting units 30A, 30B, 30C, 30D on both sides and arranged side by side to be positioned along a virtual straight line parallel to the z-axis Can be. Accordingly, when the plurality of second reflectors 30 are viewed in the z-axis direction, they appear as shown in FIG. 4.

도 7 및 도 8의 실시예에 의하면, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 작용 효과를 가지면서 z축 방향의 시야각 및 아이박스(eye box)를 넓힐 수 있는 장점이 있다.According to the embodiments of FIGS. 7 and 8, there is an advantage in that a viewing angle and an eye box in the z-axis direction can be widened while having the same effect as described with reference to FIGS. 4 to 6.

도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(400)의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 9는 증강 현실용 광학 장치(400)의 사시도이고, 도 10은 증강 현실용 광학 장치(400)의 정면도이다.9 and 10 are views showing the configuration of an optical device 400 for augmented reality according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view of an optical device 400 for augmented reality, and FIG. 10 is It is a front view of the optical device 400 for use.

도 9 및 도 10의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(400)는, 도 7 및 도 8에서 설명한 실시예의 증강 현실용 광학 장치(300)와 기본적으로 동일하지만, 복수개의 제2 반사부(30A,30B,30C,30D) 각각을 구성하는 복수개의 반사 모듈(31~35)들 중 적어도 일부는, 인접하는 제2 반사부(30A,30B,30C,30D)를 구성하는 복수개의 반사 모듈(31~35)들에 대해 z축에 평행한 가상의 직선 상에 나란하게 위치하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The augmented reality optical device 400 of the embodiment of FIGS. 9 and 10 is basically the same as the augmented reality optical device 300 of the embodiment described with reference to FIGS. 7 and 8, but a plurality of second reflectors 30A, At least some of the plurality of reflective modules 31 to 35 constituting each of the 30B, 30C, and 30D) are a plurality of reflective modules 31 to constituting the adjacent second reflecting units 30A, 30B, 30C, and 30D. 35) is characterized in that it is arranged so as not to be positioned side by side on an imaginary straight line parallel to the z-axis.

즉, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, z축의 오른쪽 방향으로부터 서로 인접하는 첫번째 제2 반사부(30A)의 반사 모듈(31~35)들과 두번째 제2 반사부(30B)의 반사 모듈(31~35)들을 y축 방향의 위쪽(화상 출사부(40)쪽)으로부터 순서대로 비교해 보면, 첫번째 제2 반사부(30A)의 각각의 반사 모듈(31~35)들은 두번째 제2 반사부(30B)의 모든 반사 모듈(31~35)들과 z축에 평행한 가상의 직선을 따라 위치하지 않도록 배치되어 있음을 알 수 있다. 즉, 첫번째 제2 반사부(30A)의 반사 모듈(31~35)들과 두번째 제2 반사부(30B)의 반사 모듈(31~35)들은 z축 방향에서 볼 때 z축에 평행하게 나란히 정렬되어 있지 않고 서로 엇갈리게 배치되어 있음을 알 수 있다.That is, as shown in FIGS. 9 and 10, the reflective modules 31 to 35 of the first second reflecting part 30A and the reflecting module of the second second reflecting part 30B adjacent to each other from the right direction of the z-axis ( 31 to 35) are sequentially compared from the upper side in the y-axis direction (toward the image output unit 40), each of the reflective modules 31 to 35 of the first second reflecting unit 30A is the second second reflecting unit ( It can be seen that all of the reflection modules 31 to 35 of 30B) are arranged so that they are not positioned along an imaginary straight line parallel to the z-axis. That is, the reflective modules 31 to 35 of the first second reflecting unit 30A and the reflecting modules 31 to 35 of the second second reflecting unit 30B are aligned parallel to the z axis when viewed in the z-axis direction. It can be seen that they are not arranged and are arranged alternately.

도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(500)의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 11은 증강 현실용 광학 장치(500)의 사시도이고, 도 12는 증강 현실용 광학 장치(500)의 정면도이다.11 and 12 are diagrams showing the configuration of an augmented reality optical device 500 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a perspective view of an optical device 500 for augmented reality, and FIG. 12 is It is a front view of the optical device 500 for use.

도 11 및 도 12의 증강 현실용 광학 장치(500)는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 실시예와 동일하되, 복수개의 반사 모듈(31~35) 각각이 z축 방향으로 연장된 바(bar) 형태로 형성된 것을 특징으로 한다. The augmented reality optical device 500 of FIGS. 11 and 12 is the same as the embodiment described with reference to FIGS. 4 and 5, but each of the plurality of reflective modules 31 to 35 extends in the z-axis direction. It is characterized in that it is formed in a) shape.

여기에서, 복수개의 반사 모듈(31~35)들 각각은, 다음과 같은 배치 구조를 갖는다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 증강 현실용 광학 장치(500)를 사용자의 동공(50) 정면에 두었을 때, 동공(50)에서 정면 방향을 x축이라 하고, 화상 출사부(40)와 x축 사이의 수직선과 x축을 따라 평행하면서 광학 수단(10)의 내면 사이를 지나는 선분을 y축이라 하면, z축은 상기 x축 및 y축과 직교하면서 광학 수단(10)의 내면 사이를 지나는 선분이 되며, 여기에서 복수개의 반사 모듈(31~35)들은 상기 z축 방향을 따라 연장되는 바(bar) 형태로 형성된다.Here, each of the plurality of reflection modules 31 to 35 has the following arrangement structure. That is, as described above, when the augmented reality optical device 500 is placed in front of the user's pupil 50, the front direction from the pupil 50 is referred to as the x-axis, and the image output unit 40 and the x-axis If the vertical line between the vertical line and the line segment that passes between the inner surface of the optical means 10 while being parallel along the x-axis is referred to as the y-axis, the z-axis becomes a line segment that passes between the inner surfaces of the optical means 10 while being orthogonal to the x-axis and y-axis. , Here, the plurality of reflection modules 31 to 35 are formed in a bar shape extending along the z-axis direction.

본 실시예의 경우에도, 광학 수단(10)을 z축 방향에서 보았을 때 복수개의 반사 모듈(31~35)들은 형태는 도 4에서 나타낸 바와 동일하게 보이게 된다.Even in the case of this embodiment, when the optical means 10 is viewed in the z-axis direction, the plurality of reflective modules 31 to 35 have the same shape as shown in FIG. 4.

한편, 도 7 내지 도 12의 실시예에서, 제1 반사부(20)는, x축 방향에서 보았을 때, 중앙 부분에서 좌우의 양 단부쪽으로 갈수록 제2 반사부(30A,30B,30C,30D)에 더 가깝도록 연장되어 형성되며, 전체적으로 완만한 "U"자의 바(bar) 형태로 형성된다.On the other hand, in the embodiment of FIGS. 7 to 12, the first reflecting part 20 is, when viewed in the x-axis direction, the second reflecting parts 30A, 30B, 30C, and 30D from the central portion toward the left and right ends. It is formed to extend closer to and is formed in the shape of a smooth “U” bar as a whole.

제1 반사부(20)의 z축 방향으로의 전체적인 길이는, 복수개의 제2 반사부(30A,30B,30C,30D) 전체의 z축 방향의 길이에 상응하도록 연장 형성된다.The overall length of the first reflecting portion 20 in the z-axis direction is extended to correspond to the length of the plurality of second reflecting portions 30A, 30B, 30C, and 30D in the z-axis direction.

이 경우에도, 제1 반사부(20)는, 전술한 바와 같이, 폭 방향의 길이는 4mm 이하로 형성되고, 증강 현실 화상광을 반사시키는 반사면(21)이 실제 사물 화상광이 입사하는 방향인 광학 수단(10)의 제1 면(11)을 향하여 오목한 형태로 형성될 수 있다.Even in this case, as described above, the first reflecting unit 20 has a length of 4 mm or less in the width direction, and the reflective surface 21 reflecting the augmented reality image light is a direction in which the image light of an object is incident. It may be formed in a concave shape toward the first surface 11 of the phosphorus optical means 10.

이외에도, 앞서 도 4 내지 도 6에서 설명한 제1 반사부(20)의 다른 특징 또한 도 7 내지 도 12의 실시예들에 그대로 적용될 수 있다.In addition, other features of the first reflector 20 described in FIGS. 4 to 6 may also be applied to the embodiments of FIGS. 7 to 12 as it is.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성을 설명하였으나 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.In the above, the configuration of the present invention has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment, as well as various modifications and variations can be implemented within the scope of the present invention. .

예컨대, 상기 실시예들에서, 제2 반사부(30)를 구성하는 복수개의 반사 모듈(31~35)들은, 제1 반사부(20)로부터의 거리가 멀수록 증강 현실 화상광이 동공(50)을 향해 출사하는 광학 수단의 제2 면(12)에 더 가깝도록 광학 수단(10)의 내부에 배치되는 것으로 설명하였으나, 모든 반사 모듈(31~35)들이 이와 같이 배치될 필요는 없고 복수개의 반사 모듈(31~35) 중 일부만이 상기와 같이 배치되도록 할 수도 있다. For example, in the above embodiments, in the plurality of reflection modules 31 to 35 constituting the second reflection unit 30, as the distance from the first reflection unit 20 increases, the augmented reality image light is reduced to the pupil 50 Although it has been described that it is disposed inside the optical means 10 so as to be closer to the second surface 12 of the optical means emitting toward ), all the reflective modules 31 to 35 need not be arranged as such, and a plurality of Only some of the reflection modules 31 to 35 may be arranged as described above.

100...종래의 증강 현실용 광학 장치
200,300,400,500...고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치
10...광학 수단
11...광학 수단(10)의 제1 면
12...광학 수단(10)의 제2 면
20...제1 반사부
21,,,제1 반사부(20)의 반사면
30...제2 반사부
31,32,33,34,35...반사 모듈
40...화상 출사부
50...동공
100...conventional augmented reality optics
200,300,400,500... compact augmented reality optics with ghost image blocking and wide viewing angle
10...optical means
11...the first side of the optical means (10)
12... second side of optical means (10)
20...first reflector
21,,,The reflective surface of the first reflective part 20
30...second reflector
31,32,33,34,35...reflection module
40...image display
50... pupil

Claims (25)

고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치로서,
실제 사물 화상광의 적어도 일부를 사용자의 눈의 동공을 향해 투과시키는 광학 수단;
상기 광학 수단의 내부에 배치되며, 화상 출사부로부터 출사되는 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광인 증강 현실 화상광을 제2 반사부로 전달하는 제1 반사부; 및
상기 광학 수단의 내부에 배치되며, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공을 향해 반사시켜 전달함으로써 사용자에게 증강 현실용 화상을 제공하는 제2 반사부
를 포함하고,
상기 광학 수단은, 실제 사물 화상광이 입사하는 제1 면과 상기 제2 반사부를 통해 전달되는 증강 현실 화상광 및 실제 사물 화상광이 사용자의 눈의 동공을 향해 출사하는 제2 면을 가지고,
상기 화상 출사부로부터 출사된 증강 현실 화상광은 상기 광학 수단의 내부를 통해 상기 제1 반사부로 전달되거나 상기 광학 수단의 내면에서 전반사되어 제1 반사부로 전달되고,
상기 증강 현실 화상광을 반사시키는 제1 반사부의 반사면은, 실제 사물 화상광이 입사하는 광학 수단의 제1 면을 향하도록 배치되고,
상기 제2 반사부는, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 각각 반사시켜 사용자의 동공으로 전달할 수 있도록 상기 광학 수단의 내부에 배치되는 복수개의 반사 모듈로 구성되고,
상기 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들은, 상기 제1 반사부로부터의 거리가 멀수록 증강 현실 화상광이 동공을 향해 출사하는 광학 수단의 제2 면에 더 가깝도록 상기 광학 수단의 내부에 배치되고,
상기 제1 반사부는 상기 제2 반사부를 사이에 두고 화상 출사부와 대향하며 상기 광학 수단의 제1 면을 향하도록 상기 광학 수단의 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
As a compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle,
Optical means for transmitting at least a part of the image light of an actual object toward the pupil of the user's eye;
A first reflecting unit disposed inside the optical means and transmitting an augmented reality image light corresponding to an augmented reality image emitted from the image output unit to a second reflecting unit; And
A second reflecting unit disposed inside the optical means and providing an augmented reality image to the user by reflecting and transmitting the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit toward the pupil of the user's eye
Including,
The optical means has a first surface on which the actual object image light is incident, and a second surface through which the augmented reality image light and the actual object image light transmitted through the second reflector are emitted toward the pupil of the user's eye,
The augmented reality image light emitted from the image output unit is transmitted to the first reflecting unit through the interior of the optical unit or is totally reflected on the inner surface of the optical unit to be transmitted to the first reflecting unit,
The reflective surface of the first reflecting unit for reflecting the augmented reality image light is disposed to face the first surface of the optical means to which the actual object image light is incident,
The second reflecting unit is composed of a plurality of reflecting modules disposed inside the optical means to reflect each of the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit and transmit it to the pupil of the user,
The plurality of reflective modules constituting the second reflecting unit may be located inside the optical unit so that the augmented reality image light is closer to the second surface of the optical unit emitting toward the pupil as the distance from the first reflecting unit increases. Placed,
The first reflecting unit having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that the first reflecting unit is disposed inside the optical unit so as to face the image output unit with the second reflecting unit therebetween and facing the first surface of the optical unit. Optical devices for compact augmented reality.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 반사부의 반사면은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, wherein the reflecting surface of the first reflecting unit is formed in a curved surface.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 반사부의 반사면은 광학 수단의 제1 면쪽으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method of claim 3,
The reflective surface of the first reflecting unit is formed to be concave toward the first surface of the optical means, characterized in that the ghost image blocking function and a compact augmented reality optical device having a wide viewing angle.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 반사부의 폭 방향의 길이는 4mm 이하인 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, wherein the length in the width direction of the first reflector is 4 mm or less.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 반사부는, 빛을 부분적으로 반사시키는 하프 미러(half mirror)이거나 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과시키는 노치 필터로 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
The first reflecting unit is a half mirror that partially reflects light or is formed of a notch filter that selectively transmits light according to a wavelength, characterized in that the ghost image blocking function and a compact augmented reality having a wide viewing angle Optical device.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 반사부는, 굴절 소자 또는 회절 소자로 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
The first reflector is a compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that formed of a refractive element or a diffractive element.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 반사부의 증강 현실 화상광을 반사시키는 반사면의 반대면을 빛을 반사하지 않고 흡수하는 재질로 코팅한 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that the opposite surface of the reflective surface that reflects the augmented reality image light of the first reflector is coated with a material that absorbs light without reflecting light.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들은, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 동공을 향해 반사시켜 전달할 수 있도록 상기 광학 수단의 제2 면에 대해 경사각을 가지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
The plurality of reflection modules constituting the second reflecting unit are disposed to have an inclination angle with respect to the second surface of the optical means so that the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit can be reflected and transmitted toward the pupil. A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle.
삭제delete 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치로서,
실제 사물 화상광의 적어도 일부를 사용자의 눈의 동공을 향해 투과시키는 광학 수단;
상기 광학 수단의 내부에 배치되며, 화상 출사부로부터 출사되는 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광인 증강 현실 화상광을 제2 반사부로 전달하는 제1 반사부; 및
상기 광학 수단의 내부에 배치되며, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공을 향해 반사시켜 전달함으로써 사용자에게 증강 현실용 화상을 제공하는 제2 반사부
를 포함하고,
상기 광학 수단은, 실제 사물 화상광이 입사하는 제1 면과 상기 제2 반사부를 통해 전달되는 증강 현실 화상광 및 실제 사물 화상광이 사용자의 눈의 동공을 향해 출사하는 제2 면을 가지고,
상기 화상 출사부로부터 출사된 증강 현실 화상광은 상기 광학 수단의 내부를 통해 상기 제1 반사부로 전달되거나 상기 광학 수단의 내면에서 전반사되어 제1 반사부로 전달되고,
상기 증강 현실 화상광을 반사시키는 제1 반사부의 반사면은, 실제 사물 화상광이 입사하는 광학 수단의 제1 면을 향하도록 배치되고,
상기 제2 반사부는, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 각각 반사시켜 사용자의 동공으로 전달할 수 있도록 상기 광학 수단의 내부에 배치되는 복수개의 반사 모듈로 구성되고,
상기 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들은, 상기 제1 반사부로부터의 거리가 멀수록 증강 현실 화상광이 동공을 향해 출사하는 광학 수단의 제2 면에 더 가깝도록 상기 광학 수단의 내부에 배치되고,
상기 복수개의 반사 모듈 각각은, 4mm 이하의 크기로 형성되며, 상기 복수개의 반사 모듈 각각의 크기는, 각 반사 모듈의 가장자리 경계선 상의 임의의 두 점 간의 최대 길이인 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
As a compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle,
Optical means for transmitting at least a part of the image light of an actual object toward the pupil of the user's eye;
A first reflecting unit disposed inside the optical means and transmitting an augmented reality image light corresponding to an augmented reality image emitted from the image output unit to a second reflecting unit; And
A second reflecting unit disposed inside the optical means and providing an augmented reality image to the user by reflecting and transmitting the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit toward the pupil of the user's eye
Including,
The optical means has a first surface on which the actual object image light is incident, and a second surface through which the augmented reality image light and the actual object image light transmitted through the second reflector are emitted toward the pupil of the user's eye,
The augmented reality image light emitted from the image output unit is transmitted to the first reflecting unit through the interior of the optical unit or is totally reflected on the inner surface of the optical unit to be transmitted to the first reflecting unit,
The reflective surface of the first reflecting unit for reflecting the augmented reality image light is disposed to face the first surface of the optical means to which the actual object image light is incident,
The second reflecting unit is composed of a plurality of reflecting modules disposed inside the optical means to reflect each of the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit and transmit it to the pupil of the user,
The plurality of reflective modules constituting the second reflecting unit may be located inside the optical unit so that the augmented reality image light is closer to the second surface of the optical unit emitting toward the pupil as the distance from the first reflecting unit increases. Placed,
Each of the plurality of reflection modules is formed to have a size of 4 mm or less, and the size of each of the plurality of reflection modules is a maximum length between any two points on an edge boundary line of each reflection module, and a ghost image blocking function and Compact augmented reality optical device with a wide viewing angle.
고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치로서,
실제 사물 화상광의 적어도 일부를 사용자의 눈의 동공을 향해 투과시키는 광학 수단;
상기 광학 수단의 내부에 배치되며, 화상 출사부로부터 출사되는 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광인 증강 현실 화상광을 제2 반사부로 전달하는 제1 반사부; 및
상기 광학 수단의 내부에 배치되며, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공을 향해 반사시켜 전달함으로써 사용자에게 증강 현실용 화상을 제공하는 제2 반사부
를 포함하고,
상기 광학 수단은, 실제 사물 화상광이 입사하는 제1 면과 상기 제2 반사부를 통해 전달되는 증강 현실 화상광 및 실제 사물 화상광이 사용자의 눈의 동공을 향해 출사하는 제2 면을 가지고,
상기 화상 출사부로부터 출사된 증강 현실 화상광은 상기 광학 수단의 내부를 통해 상기 제1 반사부로 전달되거나 상기 광학 수단의 내면에서 전반사되어 제1 반사부로 전달되고,
상기 증강 현실 화상광을 반사시키는 제1 반사부의 반사면은, 실제 사물 화상광이 입사하는 광학 수단의 제1 면을 향하도록 배치되고,
상기 제2 반사부는, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광을 각각 반사시켜 사용자의 동공으로 전달할 수 있도록 상기 광학 수단의 내부에 배치되는 복수개의 반사 모듈로 구성되고,
상기 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들은, 상기 제1 반사부로부터의 거리가 멀수록 증강 현실 화상광이 동공을 향해 출사하는 광학 수단의 제2 면에 더 가깝도록 상기 광학 수단의 내부에 배치되고,
상기 복수개의 반사 모듈 각각은, 4mm 이하의 크기로 형성되며, 상기 복수개의 반사 모듈 각각의 크기는, 사용자의 동공과 각 반사 모듈 사이의 직선에 수직하면서 동공의 중심을 포함하는 평면에 반사 모듈을 투영한 정사영의 가장자리 경계선 상의 임의의 두 점 간의 최대 길이인 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
As a compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle,
Optical means for transmitting at least a part of the image light of an actual object toward the pupil of the user's eye;
A first reflecting unit disposed inside the optical means and transmitting an augmented reality image light corresponding to an augmented reality image emitted from the image output unit to a second reflecting unit; And
A second reflecting unit disposed inside the optical means and providing an augmented reality image to the user by reflecting and transmitting the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit toward the pupil of the user's eye
Including,
The optical means has a first surface on which the actual object image light is incident, and a second surface through which the augmented reality image light and the actual object image light transmitted through the second reflector are emitted toward the pupil of the user's eye,
The augmented reality image light emitted from the image output unit is transmitted to the first reflecting unit through the interior of the optical unit or is totally reflected on the inner surface of the optical unit to be transmitted to the first reflecting unit,
The reflective surface of the first reflecting unit for reflecting the augmented reality image light is disposed to face the first surface of the optical means to which the actual object image light is incident,
The second reflecting unit is composed of a plurality of reflecting modules disposed inside the optical means to reflect each of the augmented reality image light transmitted from the first reflecting unit and transmit it to the pupil of the user,
The plurality of reflective modules constituting the second reflecting unit may be located inside the optical unit so that the augmented reality image light is closer to the second surface of the optical unit emitting toward the pupil as the distance from the first reflecting unit increases. Placed,
Each of the plurality of reflective modules is formed to have a size of 4 mm or less, and the size of each of the plurality of reflective modules is perpendicular to a straight line between the user's pupil and each reflective module and includes a reflective module on a plane including the center of the pupil. A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that the maximum length between any two points on the edge boundary of the projected orthographic projection.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 반사 모듈 각각은, 상기 제1 반사부로부터 전달되는 증강 현실 화상광이 다른 반사 모듈에 의해 차단되지 않도록 배치된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
Each of the plurality of reflection modules is arranged so that the augmented reality image light transmitted from the first reflection unit is not blocked by other reflection modules, and has a ghost image blocking function and a compact augmented reality optics having a wide viewing angle. Device.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 반사 모듈 각각의 크기는 부분적으로 서로 다른 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that the sizes of each of the plurality of reflection modules are partially different from each other.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부 반사 모듈의 간격을 다른 반사 모듈들의 간격과 다르게 배치한 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that the spacing of at least some of the plurality of reflective modules is different from that of other reflective modules.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부는 빛을 부분적으로 반사시키는 하프 미러이거나 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과시키는 노치 필터로 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
At least some of the plurality of reflection modules are half-mirrors that partially reflect light, or are formed of a notch filter that selectively transmits light according to a wavelength, and a ghost image blocking function and a compact augmented reality optic having a wide viewing angle Device.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부는 굴절 소자 또는 회절 소자로 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
At least some of the plurality of reflective modules are formed of a refractive element or a diffractive element. A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부에 대해서, 증강 현실 화상광을 반사시키는 면의 반대면을 빛을 반사하지 않고 흡수하는 재질로 코팅한 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
For at least a portion of the plurality of reflection modules, a ghost image blocking function and a compact augmentation having a wide viewing angle, characterized in that the opposite surface of the surface reflecting the augmented reality image light is coated with a material that absorbs light without reflecting light. Optical devices for reality.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부의 표면을 곡면으로 형성한 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that at least a portion of the surface of the plurality of reflection modules is formed in a curved surface.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 반사 모듈 중 적어도 일부의 상기 광학 수단에 대한 경사각은 다른 반사 모듈과 상이하게 형성한 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that at least some of the plurality of reflection modules have an inclination angle with respect to the optical means differently from other reflection modules.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 반사부는, 복수개로 구성되고,
상기 광학 수단을 사용자의 동공 정면에 두었을 때, 동공에서 정면 방향을 x축이라 하고, 화상 출사부와 x축 사이의 수직선과 x축을 따라 평행하면서 광학 수단의 내면 사이를 지나는 선분을 y축이라 하고, 상기 x축 및 y축과 직교하면서 광학 수단의 내면 사이를 지나는 선분을 z축이라 할 때, 상기 복수개의 제2 반사부는 상기 z축 방향을 따라 서로 평행하게 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
The second reflecting unit is composed of a plurality,
When the optical means is placed in front of the user's pupil, the front direction from the pupil is referred to as the x-axis, and a line segment passing between the inner surface of the optical means while being parallel along the x-axis and a vertical line between the image output unit and the x-axis is called the y-axis. And, when a line segment orthogonal to the x-axis and y-axis and passing between the inner surfaces of the optical means is referred to as the z-axis, the plurality of second reflectors are arranged at intervals parallel to each other along the z-axis direction. A compact augmented reality optical device with a ghost image blocking function and a wide viewing angle.
청구항 21에 있어서,
상기 제2 반사부 각각은, 각각의 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들 각각이, 인접하는 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들 중 어느 하나와 z축에 평행한 가상의 직선을 따라 위치하도록 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method of claim 21,
Each of the second reflecting units has a virtual straight line parallel to the z-axis with any one of a plurality of reflecting modules constituting the adjacent second reflecting units. A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that it is arranged side by side so as to be positioned along.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 반사부 각각은, 복수개의 제2 반사부 각각을 구성하는 복수개의 반사 모듈들 중 적어도 일부는, 인접하는 제2 반사부를 구성하는 복수개의 반사 모듈들에 대해 z축에 평행한 가상의 직선 상에 나란하게 위치하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
Each of the second reflecting units, at least some of the plurality of reflecting modules constituting each of the plurality of second reflecting units, are virtually parallel to the z-axis with respect to the plurality of reflecting modules constituting the adjacent second reflecting units. A compact augmented reality optical device having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that it is disposed so as not to be positioned side by side on a straight line.
청구항 1에 있어서,
증강 현실용 광학 장치를 사용자의 동공 정면에 두었을 때, 동공에서 정면 방향을 x축이라 하고, 화상 출사부와 x축 사이의 수직선과 x축을 따라 평행하면서 광학 수단의 내면 사이를 지나는 선분을 y축이라 하고, 상기 x축 및 y축과 직교하면서 광학 수단의 내면 사이를 지나는 선분을 z축이라 할 때, 상기 복수개의 반사 모듈들은 상기 z축 방향을 따라 연장되는 바 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
When the augmented reality optical device is placed in front of the user's pupil, the front direction from the pupil is referred to as the x-axis, and the line segment passing between the inner surface of the optical means while being parallel along the x-axis and the vertical line between the image output part and the x-axis is y When the line segment passing between the inner surface of the optical means while being orthogonal to the x-axis and y-axis is the z-axis, the plurality of reflection modules are formed in a bar shape extending along the z-axis direction. Compact augmented reality optics with ghost image blocking and wide viewing angle.
청구항 21 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 반사부는, 상기 x축 방향에서 보았을 때, 중앙 부분에서 좌우의 양 단부쪽으로 갈수록 제2 반사부에 더 가깝도록 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치.
The method according to any one of claims 21 to 24,
The first reflector is a compact type having a ghost image blocking function and a wide viewing angle, characterized in that the first reflector is formed to extend closer to the second reflector toward the left and right ends from the center when viewed in the x-axis direction Optical devices for augmented reality.
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