KR0184001B1 - 안경형 망막직접표시장치 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 영상을 직접 두눈의 망막에 투영하여 표시하는 안경형 망막직접표시장치에 관한 것이며, 점광원으로부터 조사되고 있는 투과형의 영상판의 상을 접안렌즈에 의해 안구면에 집광하고, 망막상에 결상된 실상을 직접 시각할 수 있는 광학계로 이루어지는 한쌍의 안구대응부를 배설한 안경형 망막직접표시장치에 있어서, 상기 점광원을 안구의 앞에 배치되어 있는 한쌍의 안구대응부의 중간에 놓음으로써 점광원의 유효이용을 도모하는 것이다. 또, 상기 안구대응부의 시선을 안구의 수평방향의 시선보다 약간 어긋나게 함으로써, 안경형 망막직접표시장치의 이용상태가 편리하게 되도록 구성되어 있으며, 나아가서는 안경형 망막직접표시장치가 실제의 사용시에 변동하지 않도록 두 귀구멍으로 지지하는 암부재가 배설되어 있다.

Description

안경형 망막직접표시장치

제1도는 본원 발명의 안경형 망막직접표시장치의 일실시예를 도시한 상면도.

제2도는 안경형 망막직접표시장치를 장착했을 때의 설명도.

제3도는 안경형 망막직접표시장치의 주요부를 도시한 정면도.

제4도는 안구대응부의 광학계를 설명하기 위한 개요도.

제5도는 이어폰을 지지하고 있는 회전레버의 측면도.

제6도 (a),(b),(c)는 광학계의 다른 실시예를 도시한 설명도.

제7도는 종래의 허상방식의 표시장치의 개요를 도시한 설명도.

제8도는 본원 발명의 선행기술을 도시한 실상방식의 원리도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 테 21A, 21B : 지지테

22A, 22B : 안구대응부 23 : 간격조정다이얼

24 : 중앙지지부 25 : 회전레버

26 : 이어폰 23A : 텅스텐 램프

33 : 영상판 35 : 접안렌즈

본원 발명은 영상을 직접 두눈의 망막에 투영하여 표시하는 안경형 망막직접표시장치에 관한 것이다.

본원 발명의 안경형 망막직접표시장치는 점광원으로부터 조사되고 있는 투과형의 영상판의 상(像)을 접안렌즈에 의해 안구면에 집광하고, 망막상에 결상된 실상(實像)을 직접 시각(視覺)할 수 있는 광학계로 이루어지는 한 쌍의 안구대응부를 배설한 안경형 망막직접표시장치에 있어서, 상기 점광원을 안구의 앞에 배치되어 있는 한 쌍의 안구대응부의 중간에 놓음으로써 점광원의 유효이용을 도모하는 것이다.

또, 상기 안구대응부의 시선을 안구의 수평방향의 시선보다 약간 어긋나게 함으로써, 안경형 망막직접표시장치의 이용상태가 편리하게 되도록 구성되어 있으며, 나아가서는 안경형 망막직접표시장치가 실제의 사용시에 변동하지 않도록 두 귀구멍으로 지지하는 암부재가 배설되어 있다.

대부분의 영상정보는 통상 모니터 TV나 스크린 상에 묘사되며, 그 실상이 안구를 통해서 망막에 투영됨으로써 지각되고 있다.

그러나, 상기한 영상장치는 모니터화면이 망막의 일부에 투영되기 때문에 박력(迫力)이 결여되게 된다. 그래서, 대화면의 모니터 TV나 스크린 투영장치가 보급되고 있으나, 이들은 대규모의 영상장치와 넓은 영상공간이 필요하게 되는 제약이 있다.

비교적 좁은 영상공간에서 대화면의 박력을 얻는 방법의 하나로서, 예를들면 일본국 실개소 48 (1973)-16726호에 공개되어 있는 바와 같이 안경방식의 TV 표시장치가 제안되어 있다.

이 표시방식은 영상을 광학계로 확대하여 그 허상(虛像)을 보는 확대경방식으로 되어 있으며, 이 방식으로 하면, 제7도에 도시한 바와 같이 영상 A-B로부터 출력되는 빛을 렌즈(1)로 확대하여 수정체(2)를 통해서 망막(3)상에 투영할 수 있으나, 이 때에 지각되는 상은 A'-B' 에 보이는 허상이다.

그 때문에, 렌즈(1)의 확대율을 높이면 주변부에서 초점이 맞지 않는 수차(收差)에 의한 흐릿함이 발생하여 화면의 박력이 반감된다.

또한, 각자의 시도(視度)에 맞추는 시도조정이 불가결하게 되고, 시도가 조정된 후에도 오랫동안 사용하면 수정체(2)의 초점을 조정하기 위해 눈의 근육이 극도로 피로해진다.

특히 두눈의 경우에는 눈동자간격조정도 겹치기 때문에, 안경형으로 했을 때도 장치가 대형이 되고, 또한 복잡해지는 문제가 있다.

본원 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 예를들면 제8도에 도시한 바와 같이, 점광원(11)과, 이 점광원(11)으로 조사되는 영상판(12)과, 이 영상판(12)과 대략 일체적으로 배치된 단초점(短焦点)의 접안렌즈(13)를 배치하는 것을 광학계의 기본으로 하고, 본 출원인이 앞서 제안한 상기 광학계를 안구(14)의 망막(15)에 실상으로서 투영하기 위한 실용적인 구조를 제공하는 것이다.

즉, 본원 발명의 안경형 망막직접표시장치는 상기 광학계에 대응하는 안구대응부의 중간에 점광원을 배치하고, 미러를 통해서 상기한 영상판을 조사하도록 구성하는 동시에, 안구대응부의 시선을 안구의 수평방향의 시선으로부터 아래쪽으로 약간 어긋나도록 설계하고 있다.

또, 안경형 망막직접표시장치를 유지하는 지지테에 회전가능한 암을 설치하고, 이 암에 의해서 안경형 망막직접표시장치의 전경(前傾)하중을 부담함으로써 안경형 망막직접표시장치의 장착상태를 안정화하도록 하고 있다.

상기한 바와 같은 수단을 취함으로써, 안경형 망막직접표시장치의 소비전력을 경감하는 동시에, 그 장착시의 안정화를 도모할 수 있다.

또, 안경형 망막직접표시장치를 장착한 상태에서도 외부환경을 지각하는 것이 용이하며, 사용양태에 폭을 부여할 수 있다.

다음에, 본원 발명의 실시예에 대하여 도면에 따라서 설명한다.

제1도는 본원 발명의 안경형 망막직접표시장치의 일실시예를 상면으로부터 도시한 것이며, 그 장착상태는 제2도에 도시되어 있다.

(20)은 안경형 망막직접표시상태의 주요부가 고착되어 있는 전면측의 테이며, 이 테(20)를 안면에 유지하기 위해 좌우양측에 회전가능하게 지지되어 있는 지지테(21A),(21B)가 배설되어 있다.

(22A),(22B)는 후술하는 바와 같이 영상판과 접안렌즈 및 미러면이 수용되어 있는 안구대응부이다.

이 안구대응부(22A),(22B)는 테(20)에 배설되어 있는 간격조정다이얼(23)을 회전시킴으로써 좌우로 이동하고, 눈동자의 간격과 합치하도록 그 위치를 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

(24)는 테(20)를 코위에 재치하기 위한 중앙지지부이며, 이 중앙지지부(24)에는 후술하는 바와 같이 점광원이 되는 램프와, 이 램프로부터 출사되고 있는 빛을 상기 좌우의 안구대응부(22A),(22B)에 집광송출하는 집광렌즈가 수납되어 있다.

(25)는 지지테(21A),(21B)의 단부에 가까운 점에 배설되어 있는 회전레버이며, 이 회전레버의 선단에는 귀구멍에 삽입되는 이어폰(26)이 배설되어 있다.

그리고, 기타 이어폰(26)의 리드선, 영상신호를 공급하는 리드선등은 생략되어 있다.

이와 같은 안경형 망막직접표시장치는 제2도에 도시한 바와 같이 통상의 안경과 마찬가지로 귀에 걸어서 사용하고, 후술하는 바와 같이 전기 신호로 공급되고 있는 영상을 대화면에 못지않은 박력으로 표시하는 것이다.

다음에, 상기 제1도의 안경형 망막직접표시장치를 안면측에서 본 모양을 제3도에 도시한다.

테(20)에 배치되어 있는 간격조정다이얼(23)을 회전시키면, 기어(23A)에 결합되어 있는 랙(22C),(22D)이 좌우로 이동하여 안구대응부(22A),(22B)의 간격을 조정할 수 있다.

중앙지지부(24)안에는 바람직하기로는 텅스텐램프(24A)가 착탈가능하게 배설되어 있다.

이 텅스텐램프(24A)는 점광원으로 되는 것이면 다른 광원을 이용하는 것도 가능하다.

(24B),(24B)는 텅스텐램프(24A)로부터 출사된 빛을 효과적으로 좌우의 안구대응부(22A),(22B)에 송출하기 위한 집광렌즈이다.

그리고, 이 집광렌즈(24B),(24B)를 경유한 빛은 점선으로 표시한 바와 같이 좌우의 안구대응부(22A),(22B)안에 수용되어 있는 제1의 미러면(31)에서 반사되고, 후술하는 바와 같이 제2의 미러면(32)에서 반사되어서 투광형의 영상판(33)을 통과하여 접안렌즈(35)를 통해서 안구에 도달한다.

따라서, 점광원의 빛이 2계통의 광학계로 유효하게 이용할 수 있고, 소비전력을 적게할 수 있다.

제4도는 상기한 광학계를 보다 알기 쉽게 도시한 모식도이고, 지면(紙面)의 바로앞쪽에 위치하는 텅스텐램프(24A)로부터 출사된 빛은 일점쇄선으로 표시한 바와 같이 안구대응부(22A),(22B)의 하측에 위치하고 있는 제1의 미러(31)에서 반사되고, 다음에 안구대응부(22A),(22B)의 앞면에 배치되어 있는 제2의 미러(32)에서 반사된다. 그리고, 액정표시판으로 구성되어 있는 영상판(33)을 통과하여 안구(34)에 도달한다. (35A),(35B),(35C)는 3매의 접안렌즈이며, 이들 렌즈는 영상판(33)을 투과한 빛이 안구(34)의 표면에 있는 눈동자에 초점을 맞추도록 되어 있다.

영상판(33)은 바람직하기로는 컬러필터를 구비하고 있는 투과형의 액정판으로 구성되고, 액정텔레비전에 채용되고 있는 것과 같은 표시구동회로로부터 공급되는 영상신호로 구동되도록 되어 있다.

또, 접안렌즈(35)(A,B,C)는 상술한 제8도에 도시한 바와 같이 안구(14)의 수정체(16)에 있는 눈동자(17)의 위에 초점을 맞추고, 이 점을 핀홀로 하여 영상판(33)의 실상이 반전해도 망막(15)에 결상되어 있도록 하고 있다.

따라서, 본원 발명의 안경형 망막직접표시장치는 접안렌즈의 초점에 눈동자가 위치하도록 사용하면, 개인의 시도(근시안, 원시안)에 관계없이 영상판(33)의 상만을 선명하게 감지하는 것이 가능하게 된다. 더욱이, 안구에 입사되는 영상광선은 시야각을 약 60˚로 하는 것도 가능하게 되므로, 대화면을 가까이에서 보는 것과 같은 박력있는 화상으로서 볼 수 있다.

또, 접안렌즈의 시선이 안구(34)의 수평방향의 시선 Q보다 약간 하향이 되도록 구성되어 있으므로, 본원 발명의 안경형 망막직접표시장치를 장착한 상태에서 전방의 상황을 보는 것이 용이해지며, 휴대성이 향상된다.

상기한 조건을 충족시키기 위한 접안렌즈는 예를들면 소정의 초점거리(약 20㎜)를 얻을 수 있는 것이라면, 2매구성 또는 단안(單眼)렌즈로 하는 것도 가능하다.

제5도는 지지테(21A),(21B)에 배설되어 있는 회전레버(25)의 위치를 도시하고 있다.

이 회전레버(25)의 선단에는 귀구멍에 삽입되는 이어폰(26)이 장착되어 있으며, 회전레버(25)는 전체적으로 스프링(27)에 의해 반시계방향으로 힘을 가해두는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성하면, 테(20)를 안면에 장착하고, 지지테(21A),(21B)를 귀 위에 재치하는 동시에 이어폰(26)을 두 귀구멍에 삽입했을 때, 1점쇄선으로 표시한 바와 같이 지지테(21A),(21B)는 2점 X, Y으로 테(20)의 하중에 대항하게 된다.

그 때문에, 안구대응부(22A),(22B)의 중량에 의해서 테(20)가 코로부터 흘러내리는 것을 방지할 수 있다.

제6도 (a),(b),(c)는 안구대응부(22A),(22B) 내에 수용되어 있는 미러와 렌즈 및 영상판의 다른 구성예를 도시하고 있다.

이 실시예중에서 제6도(a)에 도시한 것은 상기한 앞서의 실시예에 대응하는 것이며, 그 부호도 일치하고 있다.

제6도(b)에 도시한 실시예에서는 제1의 미러(31)에서 반사된 빛이 직접 영상판(33)을 통과한다. 그리고, 제1의 렌즈(35a)를 통해서 제2의 미러(32)에서 반사되고, 제2의 접안렌즈(35b)를 거쳐 안구(34)에 도달하도록 되어 있다.

또, 제6도 (c)의 실시예에서는 점광원(24A)의 빛을 제1의 반사판(31)에서 반사하고, 하프미러(36)에서 요면경(凹面鏡)(37)측으로 반사한다. 요면경(37)에서 반사된 빛은 영상판(33)을 통과하여 접안렌즈(35)를 거쳐 안구(34)에 도달한다.

이상의 실시예는 어느것이건 점광원으로부터 출력되는 빛이 접안렌즈에 짧은 장치치수로 입사되므로, 본원 발명의 안경형 망막직접표시장치의 소형화를 도모함에 있어 유용하나, 다른 광학계가 채용되어도 무방하다.

또한, 좌우의 영상판(33)에 입체영상신호를 공급하면, 입체화면이 되는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본원 발명의 안경형 망막직접표시장치는 점광원으로 조사되고 있는 영상화면을 안구의 망막에 결상하여 그 실상을 두눈으로 볼 수 있도록 할 때, 두눈에 입사되는 빛이 하나의 광원으로부터 얻어지도록 하고 있으므로, 안경의 테를 콤팩트하게 할 수 있는 동시에 소비전력을 적게할 수 있다는 효과가 있다.

또, 안구에 대접하고 있는 광학계의 시선을 안구의 수평방향의 시선보다 약간 아래쪽에 위치하도록 하고 있으므로, 본원 발명의 안경형 망막직접표시장치를 장착한 상태에서 외부의 상황도 감지할 수 있고, 예를들면 보행중에도 사용할 수 있는 폭넓은 사용양태가 가능해진다는 이점이 있다.

또한, 안경형 망막직접표시장치의 지지가 귀구멍에 삽입되는 회전레버에 의해서도 지지되도록 되어 있으므로, 사용시에 안구대응부가 편위(偏位)되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 접안렌즈와, 투과형의 영상판과, 점광원에 의해 출사되는 광을 상기 영상판에 조사하기 위한 경면(鏡面)으로 이루어지는 한 쌍의 안구대응부를 테에 배설하고, 상기 점광원이 상기 한 쌍의 안구대응부의 중간에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 안경형 망막직접표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 안구대응부의 시선이 안구의 수평방향의 시선으로부터 아래쪽으로 향해 있는 것을 특징으로 하는 안경형 망막직접표시장치.
3. 제1항에 있어서, 테를 양 귀로 지지하는 지지테에 암부재를 배설하고, 이 암부재를 두 귀구멍에 장착함으로써 상기 테가 흘러내리는 것을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 안경형 망막직접표시장치.