KR102620615B1 - 가상 화상 생성용 광학 시스템, 및 스마트글라스 - Google Patents

가상 화상 생성용 광학 시스템, 및 스마트글라스 Download PDF

Info

Publication number
KR102620615B1
KR102620615B1 KR1020217028305A KR20217028305A KR102620615B1 KR 102620615 B1 KR102620615 B1 KR 102620615B1 KR 1020217028305 A KR1020217028305 A KR 1020217028305A KR 20217028305 A KR20217028305 A KR 20217028305A KR 102620615 B1 KR102620615 B1 KR 102620615B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
individual mirrors
light
group
optical system
individual
Prior art date
Application number
KR1020217028305A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210129088A (ko
Inventor
한스-위르겐 돕스할
마티아스 힐렌브란트
Original Assignee
투즈 테크놀로지스 게임베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 투즈 테크놀로지스 게임베하 filed Critical 투즈 테크놀로지스 게임베하
Publication of KR20210129088A publication Critical patent/KR20210129088A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102620615B1 publication Critical patent/KR102620615B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/10—Mirrors with curved faces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B2027/0178—Eyeglass type

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 화상화 조립체(12)에 의해서 제공되는 소스 화상의 가상 화상을 생성하기 위한 광학 시스템에 관한 것으로서, 광학 시스템은 하나의 눈(19)의 전방에 착용되는 적어도 하나의 광 안내부(18)를 포함하고, 광 안내부는, 소스 화상으로부터 기원하고 광 안내부(18) 내로 커플링되는 광 빔을, 광 전파 방향으로, 반사 출력 커플링 배열체(24)를 향해서 안내하도록 설계되고, 출력 커플링 배열체는 광 빔을 광 안내부(18)의 외부로 눈(19)에 커플링시키도록 설계된다. 소스 화상은 화상화 조립체(12)의 제1 화상화 영역(16) 및 제1 화상화 영역(16)에 인접한 적어도 하나의 제2 화상화 영역(14)으로부터 각각의 경우에 제공된다. 출력 커플링 배열체(18)는, 광 전파 방향으로 서로 이격되어 배열된, 복수의 개별적인 거울(261　내지 267)을 갖는다. 개별적인 거울(261; 263, 265, 267)의 제1 그룹은, 제1 화상화 영역(14)으로부터 기원하는 제1 광 빔을 광 안내부(18)의 외부로 눈을 향해서 커플링시키고, 적어도 하나의 개별적인 거울(262, 264, 266)의 제2 그룹은, 적어도 하나의 제2 화상화 영역(16)으로부터 기원하는 제2 광 빔을 광 안내부(18)의 외부로 눈을 향해서 커플링시킨다. 제1 그룹의 개별적인 거울(261; 263, 265, 267) 및 적어도 하나의 제2 그룹의 개별적인 거울(262, 264, 266)은 광 전파 방향으로 교번적으로 배열된다.

Description

가상 화상 생성용 광학 시스템, 및 스마트글라스
본 발명은, 적어도 하나의 광 안내부를 포함하는, 화상장치 배열체에 의해서 제공되는 소스 화상(source image)의 가상 화상을 생성하기 위한 광학 시스템에 관한 것으로서, 적어도 하나의 광 안내부는 눈의 전방에 착용되고 소스 화상으로부터 나오고 광 전파 방향으로 광 안내부 내로 커플링되는 광 빔을, 광 안내부로부터의 광 빔을 눈을 향해서 출력 커플링시키도록 설계된, 반사 출력 커플링 배열체로 안내하도록 설계된다.
본 발명은 또한 그러한 광학 시스템을 포함하는 스마트글라스의 쌍에 관한 것이다.
서두에 설명된 유형의 광학 시스템 및 스마트글라스의 쌍이 문헌 WO 2016/102190 A1로부터 알려져 있다.
서두에 설명된 유형의 광학 시스템은 소위 머리-장착형 디스플레이(HMD), 즉 머리에 착용되는 디스플레이 장치에서 이용될 수 있다. HMD의 하나의 통상적인 형태는 화면을 이용하고, 그러한 화면은 눈의 전방에 착용되고 사용자에게 컴퓨터-생성 화상 또는 카메라에 의해서 촬영된 화상을 제공한다. 그러한 HMD는 종종 부피가 크고 주위 환경의 직접적인 인지를 허용하지 않는다. 사용자가 HMD를 통해서 응시할 수 있게 하는 것에 의해서 주위의 직접적인 인지를 방해하지 않으면서, 카메라에 의해서 기록된 화상 또는 컴퓨터-생성 화상을 사용자에게 제공할 수 있는 HMD가 개발된 것은 단지 비교적 최근이다. 스마트글라스로도 지칭될 수 있는 그러한 HMD는 이러한 기술이 일상 생활에서 사용될 수 있게 한다.
그러한 스마트글라스의 광학 시스템은 전형적으로 화상장치 배열체, 광 안내부, 및 출력 커플링 배열체를 포함한다. 사용자의 눈으로 광 안내부를 빠져 나가는 광 안내부의 외부 표면에서의, 전형적으로 내부-전반사에 의한, 광 안내부 내의 광 전파의 커플링은 상이한 접근방식들, 예를 들어, 반사, 굴절, 회절, 홀로그래픽 등의 방식에 의해서 또는 이들의 조합에 의해서 실현될 수 있다. 스마트글라스는, 비교적 큰 시계(field of view)를 가지면서도 화상화 품질에 관한 높은 요구 사항에 의해서 구별된다. 동시에, 그러한 머리-착용 시스템의 경우에, 저중량 및 콤팩트함(작은 설치 공간), 가상 화상 생성 목적을 위해서 가능한 한 적은 수의 광학 표면들 상에서 소스 화상을 화상화하는 것에 관한 요구 사항이 중요하고, 결과적으로, 다시, 그러나, 적은 수의 표면들 만이 광학 수차를 보상하기 위해서 이용될 수 있다. 그러한 스마트글라스에 관한 추가적인 요구 사항은, 스마트글라스의 외부 외관에 의해서 특히 영향을 받는, 사용자에 의한 수용에 있다. 특히, 스마트글라스의 외관이 통상적인 안경과 실질적으로 상이하지 않도록, 광 안내부의 얇은 두께 값이 바람직하다.
서두에서 인용된 문헌으로부터 알려진 광학 시스템의 경우에, 광 안내부 내의 광 전파는 복수의 반사 프레넬 세그먼트(Fresnel segment)를 갖는 연속적인 자유-형태 프레넬 표면에서의 반사에 의해서 출력 커플링된다. 그러한 문헌에서 설명된 바와 같이, 광학 시스템의 광학 화상화 품질은, 광학 시스템의 출사동(exit pupil)에 근접하고 눈의 입사동(entrance pupil)에 근접한 출력 커플링 배열체의 상대적인 위치로 인해서, 자유-형태 프레넬 표면의 표면 진실도(trueness) 및 표면 품질에 따라 매우 크게 달라진다. 그러나, 그러한 자유-형태 프레넬 표면의 단점은, 프레넬 세그먼트의 프레넬 표면의 제한된 광학 화상화 기능 및 감소된 시계 범위 또는 감소된 아이박스(eyebox) 크기로 구성된다. 아이박스는, 화상 촬영 장소의 베네팅(vignetting)이 없이 눈 동공이 이동할 수 있는 화상화 빔 경로 내의 광 튜브의 3-차원적인 영역이다. 스마트글라스로부터의 눈의 거리가 실질적으로 일정하기 때문에, 아이박스는, 눈의 회전 이동만을 고려하는 2-차원적인 아이박스로 감소될 수 있다. 이러한 경우에, 아이박스는, 눈의 입사동의 위치에서 스마트글라스의 출사동에 실질적으로 상응한다. 입사동은 일반적으로 눈의 동공에 의해서 주어진다.
거울 표면의 자유-형태 프레넬 세그먼트의 비-최적 화상화 특성은, 눈의 관찰 방향을 따른 개별적인 프레넬 표면의 상호 불연속적인 오프셋에 의해서 유발된다. 관찰 방향을 따른 이러한 개별적 프레넬 세그먼트의 상호 불연속적인 오프셋은, 소스 화상의 동일 필드 지점(field point)의 화상화에 기여하는 2개의 인접한 프레넬 세그먼트에 의해서 충분히 양호한 화상화가 달성될 수 있게 하는 방식으로 개별적인 프레넬 세그먼트가 설계될 수 있게 하지 못한다. 결과적으로, 개별적인 프레넬 표면을 평면 거울로서 구현하도록, 또는 기껏해야 평면 거울로부터 작은 편차만을 갖도록 강제된다. 프레넬 세그먼트의 추가적인 단점은, 직접적으로 인접한 프레넬 세그먼트들 사이에 위치되고, 유령 화상을 생성할 수 있는 다수의 반사를 일으키는 사용 광의 출력 커플링을 위해서 제공되지 않는 음영 영역으로 구성된다.
본 발명의 목적은, 가상 화상이 더 높은 화상화 품질을 갖는 소스 화상으로부터 생성될 수 있는 것을 실현하기 위한, 서두에서 설명된 유형의 광학 시스템을 개발하는 것으로서, 시스템의 작은 설치 크기를 유지하면서 가능한 한 큰 시계가 달성될 수 있게 한다.
본 발명에 따라, 그러한 목적은, 화상장치 배열체의, 제1 화상장치 영역 및 제1 화상장치 영역에 인접한 적어도 하나의 제2 화상장치 영역에 의해서 각각의 경우에 제공되는 소스 화상에 의해서, 개별적인 거울의 제1 그룹이, 제1 화상장치 영역으로부터 나오는 제1 광 빔을 광 안내부로부터 눈을 향해서 출력 커플링시키고, 적어도 하나의 개별적인 거울의 제2 그룹이 적어도 하나의 제2 화상장치 영역으로부터 나오는 제2 광 빔을 광 안내부로부터 눈을 향해서 출력 커플링시키는, 광 전파 방향으로 서로 거리를 두고 각각의 경우에 배열된 복수의 개별적인 거울을 포함하는 출력 커플링 배열체에 의해서, 그리고 광 전파 방향으로 교번적인 방식으로 배열되는 제1 그룹의 개별적인 거울 및 적어도 하나의 제2 그룹의 개별적인 거울에 의해서 달성된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 광학 시스템의 출력 커플링 배열체는, 화상장치 배열체로부터 출력 커플링 배열체까지 이어지는 광 안내부 내의 광 전파 방향으로 서로 거리를 두고 각각 배열되는 복수의 개별적인 거울을 포함한다. 광학 시스템이 의도된 바에 따라 머리에 착용되는 경우에, 광 전파 방향은 수평 방향일 수 있다. 개별적인 거울은 바람직하게 분리된 거울들로서, 특히 소형 거울들로서 구현된다. 상호 연계되고 인접하는 프레넬 세그먼트들로 구성되는 자유-형태 프레넬 거울 표면과 대조적으로, 이격된 개별적인 거울들을 갖는 출력 커플링 배열체의 구성은, 개별적인 거울들이 높은 화상화 품질을 위해서 요구되는 광학 화상화 파워를 가지고 구현될 수 있다는 점에서 유리하다. 심지어 광학 시스템의 전체적인 화상화 기능이 개별적인 거울에 의해서 제공되는 것도 가능하다. 결과적으로, 예를 들어 화상장치 배열체의 영역 내에서, 부가적인 화상화 광학 유닛을 생략할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학 시스템은 둘 이상의 하위 시스템으로 세분된다. 소스 화상은 화상장치 배열체의 2개의 화상장치 영역에 의해서, 또는 하위 시스템의 수에 상응하는, 2개 초과의 화상장치 영역에 의해서 제공된다. 본 발명의 의미 내에서, 둘 이상의 화상장치 영역은, 소스 화상이 단일 화상장치의 둘 이상의 인접하여 배열된 화상장치 영역에 의해서 또는 둘 이상의 인접 배열된 독립적인 화상장치에 의해서 제공된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 여기에서, 소스 화상은 이용 가능한 화상장치 영역의 각각에 의해서 완전히(in full) 제공될 수 있고, 다시 말해서 소스 화상은 화상장치 영역의 수에 따라 다수의 횟수로 제공될 수 있거나, 각각의 화상장치 영역이, 함께 전체 소스 화상을 생성하는, 소스 화상의 개별적인 섹션들만을 제공한다.
광학 시스템을 둘 이상의 하위 시스템으로 분할하는 것에 따라, 출력 커플링 배열체의 개별적인 거울들이 둘 이상의 그룹으로 세분된다. 개별적인 거울의 각각의 그룹이 복수의 화상장치 영역의 각각의 화상장치 영역에 할당되고, 단순히 이러한 화상장치 영역으로부터 나오는 광 빔을 광 안내부로부터 눈을 향해서 출력 커플링시킨다. 또한, 개별적인 거울의 둘 이상의 그룹의 개별적인 거울들은 광 전파 방향으로 교번적인 방식으로 배열된다. 이는, 광 전파 방향으로 바로 인접하는 2개의 개별적인 거울이 개별적인 거울의 2개의 상이한 그룹들에 속하고, 그에 따라 이러한 2개의 바로 인접한 개별적인 거울들이 2개의 상이한 화상장치 영역으로부터 나오는 광 빔을 광 안내부로부터 출력 커플링시킨다는 것을 의미한다. 2개의 바로 인접한 개별적인 거울들이 일반적으로 사용자의 눈에 의해서 동시에 보일 수 있기 때문에, 소스 화상의 가상 화상 내의 간극들이 결과적으로 신뢰 가능하게 방지된다. 인지되는 광이 하나의 또는 다른 화상장치 영역으로부터 나오는지의 여부와 관계없이, 동일 화상 인상(image impression)이 항상 사용자에게서 발생되도록 보장되기만 하면 된다. 이는, 이중 화상 및 스케일링된 왜곡(scaled distortion)을 방지하기 위해서 소스 화상의 동일 필드 지점으로부터 나오는 광 빔이 망막 상에서 이상적으로 중첩되는 것을 보장하는 소프트웨어 내의 저장에 의해서 화상장치 영역의 하나 이상에서 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시스템은, 본 발명에 따른 광학 시스템을 이용하여 매우 양호한 화상화 품질 및 왜곡의 부재(lack)가 얻어 질 수 있도록, 개별적인 거울의 복수의 그룹의 각각의 개별적인 거울이, 예를 들어 자유-형태 다항식의 및/또는 개별적인 거울의 개별적인 틸트의 많은 수의 계수와 같은, 광학 화상화의 매우 많은 자유도를 갖는다는 점에서 또한 유리하다.
전체적인 광학 화상화 파워가 개별적인 거울로 전달될 수 있고, 또한, 개별적인 거울의 정렬에 의해서 광 안내부 내의 광 안내의 방향을 개별적으로 적응시킬 수 있기 때문에, 큰 시계 범위를 갖는 최소 지출의, 매우 좁고 콤팩트한 HMD를 제공할 수 있다. 이미 언급한 바와 같이, 이상적인 경우는, 예를 들어 화상장치에 근접한 광 안내부의 외부 모서리에서, 종래 기술로부터 알려진 HMD에서 요구되는 바와 같은 추가적인 광학 화상화 구성요소를 필요로 하지 않는다.
광 안내부 내의 광의 전파는 광 안내부의 대향 표면들에서의 반사에 의해서 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 소스 화상으로부터 나오는 광 빔이 선행 반사가 없이 개별적인 거울 상으로 직접적으로 입사되는 것이 또한 가능하다.
본 발명에 따른 광학 시스템의 바람직한 구성을 이하에서 설명한다.
바람직하게, 개별적인 거울의 전부 또는 일부가 곡선형의 광학 화상화 거울 표면을 갖는다. 많은 광학 자유도가 개별적인 거울의 곡선형의 광학 화상화 거울 표면의 형상을 위해서 그리고 개별적인 거울 표면의 틸트를 위해서 이용될 수 있고, 그에 따라 최적의 광학 화상화 품질이 얻어 질 수 있다. 따라서, 개별적인 거울의 일부 또는 전부의 거울 표면을 자유-형태 표면으로 구현할 수 있다.
개별적인 거울의 초점은 바람직하게, 소스 화상이 제1 화상장치 영역 또는 적어도 하나의 제2 화상장치 영역에 의해서 제공되는 평면 내에 놓인다. 달리 표현하면, 이러한 구성에서 소스 화상은, 개별적인 거울의 초점들이 걸쳐지는 출력 커플링 배열체의 초점 평면 내에 위치된다. 결과적으로, 소스 화상으로부터 나오는 광의 광 안내부 내로의 입력 커플링 위치에서의 전체 광 빔 직경이 작게 유지될 수 있다. 소스 화상의 개별적인 필드 지점으로부터 나오고 광 안내부 내로 입력 커플링되는 광 빔은 그에 따라 개별적인 거울에 의해서 평행한 광 빔들로 변환된다. 이어서, 평행한 광 빔들의 전체가 광학 시스템의 출사동 내에서 중첩된다.
바람직하게, 광 전파 방향을 따라 서로 전후로 배치되는 제1 그룹의 2개의 개별적인 거울의 각각의 경우에 소스 화상-측 시계 영역들이 분리되고, 광 전파 방향을 따라 서로 전후로 배치되는 적어도 하나의 제2 그룹의 2개의 개별적인 거울의 각각의 경우에 소스 화상-측 시계 영역들이 바람직하게 마찬가지로 분리된다.
이러한 구성에서, 소스 화상의 소스 화상 영역들의 분리되어 이격된 소스 화상 영역들만이 각각의 화상장치 영역에서 요구되고, 그에 따라 전체 소스 화상이 각각의 화상장치 영역 상에 제공될 필요는 없다. 개별적인 거울의 거리들 그리고 그에 따라 초점 길이들이 화상장치 영역들과 관련하여 상이하기 때문에, 이러한 초점 길이 차이들이 각각의 화상장치 영역 상에서 소프트웨어에 저장되는 것이 유리하다.
더 바람직하게, 제1 그룹의 개별적인 거울의 소스 화상-측 시계 영역과 적어도 하나의 제2 그룹에 속하고 이러한 개별적인 거울에 직접적으로 인접하는 개별적인 거울의 소스 화상-측 시계 영역 사이에는 중첩이 있다.
이미 앞서서 언급된 바와 같이, 화상장치 영역의 적어도 하나 내의 소프트웨어 내의 저장은, 소스 화상의 동일 필드 지점으로부터 2개의 화상장치 영역으로부터 나오는 광 빔들이, 이중 화상 및 스케일 왜곡이 방지되도록, 망막 상에서 이상적으로 중첩되도록 보장할 수 있다.
제1 그룹의 연속적인 개별적인 거울들 사이의 바람직한 거리는 광 전파 방향으로 3 mm 내지 5 mm의 범위이고, 예를 들어 4 mm일 수 있다.
그러한 거리는, 약 3 mm인, 인간 성인의 눈의 동공의 전형적인 크기와 잘 매칭된다. 특정 범위 내의 거리에 의해서, 눈은 항상 각각의 그룹의 하나의 개별적인 거울을 동시에만 본다.
제1 그룹의 개별적인 거울과 적어도 하나의 제2 그룹에 속하고 이러한 개별적인 거울에 직접적으로 인접하는 개별적인 거울 사이의 광 전파 방향을 따른 거리는 바람직하게 1 내지 3 mm의 범위이다.
결과적으로, 3 mm의 전형적인 눈 동공 크기의 경우에, 관찰 방향이 고정된 사용자의 눈에 의해서 동시에 캡쳐되는 광 안내부의 영역 내의 복수의 상이한 그룹들의 각각으로부터 하나의 개별적인 거울이 항상 존재하고, 그에 따라 모든 화상장치 영역들로부터의 광 빔들은 눈에 대한 소스 화상으로부터 동일한 필드 지점의 전달에 동시에 기여한다.
개별적인 거울은 바람직하게 소형화된 실시형태를 가지고, 0.5 내지 2 mm 범위의 광 전파 방향을 따른 모서리 치수(edge dimension)를 각각 갖는다. 개별적인 거울은 직사각형일 수 있고, 더 바람직하게 정사각형 또는 다른 둥근형일 수 있다. 후자의 경우에, 모서리 치수는 개별적인 거울의 직경을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 개별적인 거울은 광 전파 방향에 수직이고 광 안내부의 외부 표면에 평행인 방향으로 2 mm 보다 큰 치수를 가질 수 있고, 다시 말해서 개별적인 거울은 스트라이프-형상의 실시형태를 가질 수 있다.
화상 표현의 충분히 양호한 해상도가 앞서서 특정된 바와 같은 개별적인 거울의 치수로 생성된다. 두 번째로, 개별적인 거울은 광학 시스템의 "통과-보기(see-through)" 기능을 거의 손상시키지 않고, 그에 따라 사용자는 광 안내부를 통해서 용이하게 응시할 수 있고 주위를 인지할 수 있다.
개별적인 거울은, 가상 화상 내에서 큰 콘트라스트의 이점을 가지는 것으로서, 완전히 반사적일 수 있다. 그러나, 개별적인 거울은 또한 부분적 반사 및 부분적 투과적일 수 있고, 이는, 개별적인 거울이 광 안내부를 통한 주위의 인지를 훨씬 덜 손상시킨다는 점에서 유리하다.
개별적인 거울은, 이러한 부분적 반사 및 부분적 투과를 가능하게 하는, 광 안내부의 재료의 굴절률의 국소적인 점프(local jump)에 의해서 실현될 수 있다. 그러나, 개별적인 거울이 또한 광 안내부 내에 매립된 반사 판-유사 요소에 의해서 실현될 수 있다.
출력 커플링 배열체는 개별적인 거울들의 어레이를 가질 수 있고, 어레이는 개별적인 거울의 복수의 행(row)을 가지고, 각각의 행은 광 전파 방향으로 연장되고, 제1 그룹의 개별적인 거울 및 적어도 하나의 제2 그룹의 개별적인 거울은 각각의 행에서 교번적인 방식으로 배열된다. 이미 앞서서 언급한 바와 같이, 스트라이프-형상의 개별적인 거울의 단일 행 배열체가 또한 다수-행 배열체 대신 선택될 수 있다.
바람직하게, 광 안내부는 안경 렌즈이다. 그러한 안경 렌즈가 또한 플라스틱으로 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
안경 렌즈는 전형적으로 곡선형이다. 제한 없이, 본 발명에 따른 광학 시스템은, 전술한 바와 같이, 개별적인 거울을 갖는 출력 커플링 배열체의 구성으로 인해서, 곡선형 광 안내부를 이용할 수 있게 한다. 결과적으로, 본 발명에 따른 광학 시스템은, 사용자의 수용에 기여하는, 매우 미적이라는 점에서 구별된다.
또한, 전술한 구성 중 하나 이상에 따른 광학 시스템을 갖는 스마트글라스의 쌍이 본 발명에 따라 제공된다.
본 발명에 따른 스마트글라스는 본 발명에 다른 전술한 광학 시스템과 동일한 장점 및 특징을 갖는다.
추가적인 장점 및 특징이 이하의 설명 및 첨부 도면으로부터 명확해진다.
전술한 그리고 이하에서 또한 설명될 특징이 특정된 조합으로 각각 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도, 다른 조합으로 또는 그들 자체적으로 이용될 수 있는 것이 당연하다.
본 발명의 예시적인 실시형태가 도면에 도시되어 있고 도면을 참조하여 이하에서 더 구체적으로 설명된다.
도 1은 소스 화상으로부터 가상 화상을 생성하기 위한 광학 시스템을 위로부터 본 도면을 도시한다.
도 2는 광학 시스템의 정면으로부터의 도면을 도시한다.
도 3은 광 빔 경로와 함께 도 1의 광학 시스템을 위로부터 본 추가적인 도면을 도시한다.
도 1은 화상장치 배열체(12)에 의해서 제공되는 소스 화상의 가상 화상을 생성하기 위한, 전반적인 참조 부호 10으로 제공된, 광학 시스템을 도시한다. 광학 시스템(10)은, 의도된 바와 같이 사용될 때, 사용자의 머리에 착용된다. 도 1은, 머리에 착용될 때, 광학 시스템(10)을 위로부터 본 도면을 도시한다.
화상장치 배열체(12)는 제1 화상장치 영역(14) 및 제2 화상장치 영역(16)을 포함한다. 제1 및 제2 화상장치 영역(14 및 16)은 서로의 옆에 배열되고 2개의 분리된 디스플레이들일 수 있거나, 2개의 화상장치 영역(14 및 16)이 단일 디스플레이의 2개의 인접 배열된 영역들일 수 있다. 도 1의 라인(15)은 2개의 화상장치 영역들(14 및 16) 사이의 분리 라인을 나타낸다.
소스 화상은, 카메라(미도시)에 의해서 생성된 화상 또는 비디오로서 또는 컴퓨터-생성된 화상 또는 비디오로서 화상장치 영역(14 및 16) 상에서 제공될 수 있다. 소스 화상이, 각각의 경우에, 양 화상장치 영역들(14 및 16) 상에서 전체적으로 즉, 완전하게(full) 제공될 수 있거나, 이러한 소스 화상 영역들의 조합체가 완전한 소스 화상을 초래하도록 개별적인 소스 화상 영역들만이 2개의 화상장치(14 및 16) 상에 제공될 수 있다.
광학 시스템(10)은 광 안내부(18)를 더 포함하고, 화상장치 영역(14 및 16)에 의해서 제공된 소스 화상으로부터 나오는 광이 그러한 광 안내부 내로 입력 커플링된다. 이하에서 도 3을 참조하여, 화상장치(14 및 16)로부터 나오는 사용자의 눈에 대한 광 빔 경로를 또한 설명할 것이다.
광 안내부(18)는, 유리 또는 플라스틱으로 제조될 수 있는 안경 렌즈로서 구현된다. 의도된 바와 같이 사용되는 경우에, 광 안내부(18)는 사용자의 눈(19)의 전방에 착용된다. 도시된 예시적인 실시형태에서, 이는 사용자의 왼쪽 눈이다. 도시된 바와 같이, 통상적인 안경 렌즈의 경우와 마찬가지로, 광 안내부(18)는 특히 곡선화될 수 있다.
도 1은 광 안내부(18)의 위쪽, 즉 안경 렌즈의 상부의 좁은 쪽으로부터 본 도면을 도시한다. 용이한 설명을 위해서, z-축, x-축 및 y-축을 갖는 좌표계가 도 1에 도시되어 있고, y-축은 도 1의 도면의 평면에 수직으로 연장된다. x-축은 광 안내부(18) 내의 광의 광 전파 방향이고, 광학 시스템(10)이 사용자의 머리에 착용될 때 수평 방향으로 연장된다. z-방향은 광 안내부(18)를 통한 눈(19)의 관찰 방향이다. 따라서, y-방향은 수직 방향을 나타낸다.
광 안내부(18)는 제1 외부 표면(20) 및 제2 외부 표면(22)을 포함한다. 광학 시스템(10)이 사용자의 머리에 착용될 때, 외부 표면(20)은 눈(19)으로부터 멀리 대면되는 광 안내부(18)의 전방 외부 표면을 형성하고, 외부 표면(22)은 사용자의 눈(19)에 대면되는 광 안내부(18)의 후방 외부 표면을 형성한다.
광 안내부(18)에 입력 커플링되는 화상장치(14 및 16)로부터 나오는 광은, 선택적으로 외부 표면(20 및 22)에서의 내부-전반사의 결과로서 또는 반사가 없이, 이러한 2개의 외부 표면들(20 및 22) 사이의 광 안내부(18) 내에서 전파될 수 있다. 광의 주 전파 방향(x-방향)은 본 설명에서 광 안내부(18)의 광 전파로 지칭된다.
또한, 광학 시스템(10)은, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 광 안내부(18) 내로 입력 커플링되는 화상장치 영역(14 및 16)으로부터 나오는 광 빔을 눈(19)을 향해서 광 안내부(18)의 외부로 출력 커플링시키는 역할을 하는, 출력 커플링 배열체(24)를 포함한다.
출력 커플링 배열체(24)는 먼저 도 2를 참조하여 설명한다. 화상장치 배열체(12)는 도 2에 도시되어 있지 않다.
도 1 및 도 2에 따라, 출력 커플링 배열체(24)는 복수의 개별적인 거울(261 내지 267 및 271 내지 277)을 포함한다. 본 설명에서, "거울"이라는 용어는 거울의 거울 표면과 동의어인 것으로 이해될 것인데, 이는 개별적인 거울들이 프레임도 그리고 장착부도 가지지 않기 때문이다. 개별적인 거울(261 내지 267) 및 개별적인 거울(271 내지 277)은 광 안내부(18)의 광 전파 방향으로 각각의 경우에 서로로부터 이격된다. 개별적인 거울(261 내지 267)은 광 안내부(18)의 광 전파 방향으로 연장되는 개별적인 거울의 제1 행을 형성하고, 개별적인 거울(271 내지 277)은, 마찬가지로 광 안내부(18)의 광 전파 방향으로 연장되고 광 전파 방향에 수직으로(y-방향으로) 개별적인 거울(261 내지 267)의 제1 행으로부터 이격되는, 개별적인 거울의 제2 행을 형성한다. 개별적인 거울의 전체적인 개수 및 개별적인 거울의 행의 개수 모두는 여기에서 단순히 예시적인 것으로 이해되어야 할 것이고, 개별적인 거울의 전체적인 개수는 도면에 도시된 전체 개수보다 많거나 적을 수 있고, 개별적인 거울의 2개 초과 또는 미만의 행이 제공될 수 있다. 예로서, 개별적인 거울(271 내지 277)의 제2 행 대신, 개별적인 거울(261 내지 267)의 단지 하나의 행이 존재할 수 있고, 이어서 개별적인 거울(261 내지 267)이 바람직하게, y-방향으로, 도시된 것보다 넓은 범위를 가질 수 있다. 예로서, 개별적인 거울(261 내지 267)은, 도시된 예시적인 실시형태에서 개별적인 거울(271 내지 277)의 (y-방향의) 하부 연부들이 위치되는 지점까지, y-방향으로 연장될 수 있다.
개별적인 거울(261 내지 267 및 271 내지 277)이 광 안내부(18) 내에 매립되고, 광 안내부(18)의 재료의 굴절률의 점프로서 또는, 광 안내부(18)의 재료 내에 매립된, 예를 들어 반사 판, 예를 들어 매우 얇은 금속 판으로서 구현될 수 있다.
화상장치, 이러한 경우에 2개의 화상장치 영역(14 및 16)의 개수에 따라, 개별적인 거울(261 내지 267) 및 개별적인 거울(271 내지 277)이 그룹으로, 본 경우에 2개의 그룹으로 분할된다. 개별적인 거울(261, 263, 265 및 267)의 그리고 개별적인 거울(271, 273, 275 및 277)의 제1 그룹은, 단지, 광 안내부(18)의 외부로 2개의 화상장치 영역 중 하나(14 또는 16)로부터 나오는 광 빔을 눈(19)을 향해서 출력 커플링시키도록 배열되고 설계되며, 개별적인 거울(262, 264, 266)의 그리고 개별적인 거울(272, 274, 276)의 제2 그룹은, 단지, 2개의 화상장치 영역(14 및 16) 중 다른 하나로부터 나오는 광 빔을 눈을 향해서 출력 커플링시키도록 설계된다. 더 용이한 구별을 위해서, 제1 그룹의 개별적인 거울(261, 263, 265, 267 및 271, 273, 275, 277)을 빗금으로 도시하였고, 제2 그룹의 개별적인 거울(262, 264, 266 및 272, 274, 276)은 백색으로 도시하였다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 개별적인 거울의 제1 그룹의 개별적인 거울들은 광 안내부(18)의 광 전파 방향으로(x-방향으로) 개별적인 거울의 제2 그룹의 개별적인 거울들과 교번적이다. 여기에서, 바로 인접한 개별적인 거울들, 예를 들어 개별적인 거울들(266 및 267)은 각각의 경우에 개별적인 거울의 2개의 상이한 그룹들에 속한다.
광 안내부(18)의 광 전파 방향으로 제1 그룹의 연속적인 개별적인 거울들(271, 273, 275, 277) 사이의 간격(d1)은, 개별적인 거울(273 및 275)에 대해서 도시된 바와 같이, 3 mm 내지 5 mm의 범위이고 예를 들어 4 mm이다. 간격(d1)은, 약 3 mm인, 성인 남자의 눈 동공의 크기 이상이다. 광 안내부(18)의 광 전파 방향으로 제2 그룹의 연속적인 개별적인 거울들(262, 264, 266 또는 272, 274, 276) 사이의 간격(d2)은, 개별적인 거울(264 및 266)에 대해서 도시된 바와 같이, 3 mm 내지 5 mm의 범위이고 예를 들어 4 mm이다.
제1 그룹의 각각의 개별적인 거울과 적어도 하나의 제2 그룹에 속하고 이러한 개별적인 거울에 직접적으로 인접하는 개별적인 거울 사이의 광 전파 방향을 따른 거리(d3)는, 개별적인 거울(266 및 267)에 대해서 도시된 바와 같이, 1 내지 3 mm의 범위이고, 예를 들어 2 mm이다.
도 2의 원형 라인(28)은, 고정된 관찰 방향(z-방향)의 경우에 약 3 mm의 동공 크기를 갖는 눈(19)에 의해서 동시에 캡쳐되는 출력 커플링 배열체(24)의 지역을 나타낸다. 결과적으로, 원형 라인(28)에 의해서 표시된 이러한 영역의 직경은 동일 그룹의 인접한 개별적인 거울들 사이의 거리(d2 또는 d1)보다 작다. 따라서, 눈(19)은 광 안내부(18)의 광 전파 방향으로 동일 그룹의 2개의 연속적인 개별적인 거울들을 동시에 보지 않고, 그 대신, 일반적으로 상이한 그룹들로부터의 2개의 바로 인접한 개별적인 거울들을 동시에 볼 수 있고 볼 것이다.
도 2에서, 개별적인 거울(261 내지 267 및 271 내지 277)은 정사각형의 개별적인 거울로서 도시되어 있으나, 이는 단지 예시적인 것이다. 일반적으로, 개별적인 거울은 또한 다각형 또는 둥근 실시형태를 가질 수 있다. 개별적인 거울의 크기는 예를 들어 0.5 내지 2 mm의 범위로 소형화될 수 있고, 이는 광 전파 방향을 따른 개별적인 거울의 모서리 치수를 의미하는 것으로 이해된다. 예로서, 개별적인 거울(261 내지 267 및 271 내지 277)의 각각은 광 전파 방향으로 1 mm의 모서리 치수를 갖는다. 이들은, 특히 개별적인 거울의 하나의 행이 존재하는 경우, y-방향으로 더 큰 치수를 가질 수 있다.
도 3을 참조하여, 광학 시스템(10)의 추가적인 상세 내용을 더 설명한다. 도 3은 광학 시스템(10)의 출사동(30)에 대한 화상장치 영역(14 및 16)으로부터 나오는 전체적인 광 빔 경로를 도시한다. 광학 시스템(10)이 사용자의 머리에 착용되는 경우에, 출사동(30)은 사용자의 눈(19)(도 1)의 입사동 또는 아이박스와 대략적으로 일치된다. 사용자는, 실제로 주위를 인지하면서, 광 안내부(18)의 외부 표면(20)을 넘어서 중첩되어 보이는 소스 화상의 가상 화상을 본다.
도 3은 예시적인 방식으로 7개의 광 빔을 도시하고, 화상장치 영역(16)으로부터 나오는 광 빔(321, 322 및 323)은 쇄선으로 표시되고, 화상장치 영역(14)으로부터 나오는 광 빔(341, 342, 343, 344)은 실선으로 도시되어 있다.
화상장치 영역(14 및 16)에 의해서 제공되는 소스 화상으로부터 나온 후에 광 안내부(18) 내로 커플링되면, 광 빔(321 내지 323 및 341 내지 344)은, 도시된 예시적인 실시형태에서, 외부 표면(20 및 22)에서의 반사 하에서, 특히 내부-전반사 하에서, 광 안내부(18)의 광 전파 방향으로 광 안내부(18) 내에서 출력 커플링 배열체(24)까지 안내된다. 이어서, 화상장치 영역(16)으로부터 나오는 광 빔(321, 322, 323)은 개별적인 거울의 제2 그룹의 개별적인 거울(266, 264, 262) 상으로 입사된다. 화상장치 영역(14)으로부터 나오는 광 빔(341, 342, 343, 344)은 개별적인 거울의 제1 그룹의 개별적인 거울(267, 265, 263, 261) 상으로 입사된다. 개별적인 거울(271 내지 277)은 도 3에서 확인될 수 없으나; 동일한 것이 개별적인 거울(261 내지 267)에 대해서도 적용된다. 다른 실시형태의 변형예에서, 개별적인 광 빔 또는 모든 광 빔(321 내지 323 및 341 내지 344)이, 반사에 의한 하나 이상의 편향이 선행됨이 없이, 광 안내부(18) 내로 입력 커플링된 후에 개별적인 거울 상으로 직접적으로 입사될 수 있다.
화상장치 영역(14)으로부터 그리고 화상장치 영역(16)으로부터 적어도 대략적으로 동일한 소스 화상의 필드 지점으로부터 나오는 광 빔(321 및 341)이 고려되는 경우에, 이러한 광 빔들은 직접적으로 인접한 개별적인 거울들(266 및 267) 상으로 입사되고, 후자는 전술한 바와 같이 개별적인 거울의 상이한 그룹들에 속한다. 2개의 개별적인 거울(266 및 267)은, 도 2에서 원형 라인(28)을 참조하여 이미 앞서 설명한 바와 같이, 사용자의 눈(19)에 의해서 동시에 캡쳐되는 광 안내부(18)의 지역 내에 위치된다. 화상장치 영역(14 또는 16) 중 하나 또는 둘 모두에서의 소프트웨어 내의 저장은, 이중 화상 및 스케일 왜곡을 방지하기 위해서, 소스 화상의 동일 필드 지점으로부터 나오는 광 빔들이 눈의 망막 상에 이상적으로 중첩되는 것을 보장할 수 있다.
도 3에 표시된 바와 같이, 개별적인 거울(261 내지 267)은 (개별적인 거울(271 내지 277)과 마찬가지로) 곡선형의 광학 화상화 거울 표면을 각각 갖는다. 특히, 모든 개별적인 거울은 곡선형의 광학 화상화 거울 표면으로 구현될 수 있다. 개별적인 또는 모든 개별적인 거울(261 내지 267 및 271 내지 277)의 거울 표면이 자유-형태 표면으로 구현될 수 있다. 개별적인 거울을 갖는 출력 커플링 배열체(24)의 구성으로 인해서, 개별적인 거울의 광학 설계에서 광학 화상화를 위한 매우 큰 범위의 자유도가 존재하고, 그에 따라 소스 화상으로부터 생성된 가상 화상의 품질이 최적화될 수 있다.
도 3으로부터 더 확인되는 바와 같이, 개별적인 거울들(261 내지 267)의 초점들은 소스 화상의 평면(36) 내에 놓인다(개별적인 거울(271 내지 277)에도 동일하게 적용된다). 개별적인 거울의 거리들 그리고 그에 따라 초점 길이들이 화상장치 영역들(14 및 16)과 관련하여 상이하기 때문에, 이러한 초점 길이 차이들이 각각의 화상장치 영역(14 및/또는 16) 상에서 소프트웨어에 저장되는 것이 유리하다.
눈 동공의 동공 크기 이상이 되도록 선택된, 동일 그룹의 연속적인 개별적인 거울들 사이의 광 전파 방향을 따른 거리(d1 또는 d2)로 인해서, 광 전파 방향으로 서로 전후로 배치되는 동일 그룹의 2개의 개별적인 거울의 각각의 경우에 소스 화상-측 시계 영역들이 분리된다. 대조적으로, 제1 및 제2 그룹에 속하는 바로 인접한 개별적인 거울들의 소스 화상-측 시계 영역들 사이에는 중첩이 존재한다. 이미 앞서서 언급한 바와 같이, 화상장치(14 및 16) 중 하나 상에서의 소프트웨어 내의 저장은, 사용자의 눈(19)에 의해서 동시에 캡쳐되는 이러한 시계 영역들이 출사동(30) 내에서 최적으로 중첩되는 것을 보장할 수 있다.
다수의 개별적인 거울(261 내지 267 및 271 내지 277)에 의한 출력 커플링 배열체(24)의 구성으로 인해서, 이러한 개별적인 거울들은 바람직하게 소스 화상으로부터 가상 화상을 생성하기 위한 전체 광학 화상화 효과를 생성한다.
개별적인 거울들(261 내지 267 및 271 내지 277)은 가시광선 스펙트럼 내의 광선에 대해서 전반사적 또는 부분 반사적/부분 투과적일 수 있다. 광학 시스템(10)의 "통과-보기" 기능은 개별적인 거울의 전반사의 경우 및 부분적 반사/부분적 투과 구성의 경우 모두에서 보장된다.
일 예에서, 안경 렌즈로서 구현될 수 있는 광 안내부(18)는 (z-방향으로) 약 5 mm의 두께를 갖는다. 예로서, 광 안내부(18)는 100 mm의 곡률반경을 가질 수 있다. 이러한 매개변수는, 이미 매우 양호한, 수평 방향으로 45°의 광학 시스템(10)의 시계를 획득할 수 있게 한다.
도 1, 도 2 및 도 3의 도면이 실질적으로 확대된 것임을 이해할 수 있을 것이다. 실질적으로, 광 안내부(18)의 범위 전체가 일반적인 안경 렌즈의 범위에 상응한다.
또한, 광학 시스템(10)은 도면에 도시된 바와 같이 2개의 화상장치 영역 및 개별적인 거울의 2개의 그룹을 갖는 2개의 부분적인 시스템으로 세분될 수 있을 뿐만 아니라, 상응하는 개수의 화상장치 영역 및 개별적인 거울의 그룹을 갖는 3개 이상의 부분적인 시스템으로 세분될 수 있다.
광학 시스템(10)은 바람직하게 스마트글라스의 쌍으로서 구현되거나, 스마트글라스의 쌍이 그러한 시스템(10)을 포함한다.

Claims (15)

  1. 눈(19)의 전방에 착용되고 소스 화상으로부터 나오고 광 전파 방향으로 광 안내부(18) 내로 커플링되는 광 빔을, 광 안내부(18)로부터의 광 빔을 눈(19)을 향해서 출력 커플링시키도록 설계된, 반사 출력 커플링 배열체(24)로 안내하도록 설계된, 적어도 하나의 광 안내부(18)를 포함하는, 화상장치 배열체(12)에 의해서 제공되는 소스 화상의 가상 화상을 생성하기 위한 광학 시스템에 있어서, 상기 소스 화상은, 상기 화상장치 배열체(12)의 제1 화상장치 영역(14) 및 상기 제1 화상장치 영역(14)에 인접한 적어도 하나의 제2 화상장치 영역(16)에 의해서 각각의 경우에 제공되고, 상기 출력 커플링 배열체(18)는, 상기 광 전파 방향으로 서로 거리를 두고 각각의 경우에 배열되는, 복수의 개별적인 거울(261 내지 267)을 포함하고, 개별적인 거울(261, 263, 265, 267)의 제1 그룹은, 상기 제1 화상장치 영역(14)으로부터 나오는 제1 광 빔을 상기 광 안내부(18)로부터 상기 눈을 향해서 출력 커플링시키고, 상기 적어도 하나의 개별적인 거울(262, 264, 266)의 제2 그룹은, 상기 적어도 하나의 제2 화상장치 영역(16)으로부터 나오는, 제2 광 빔을 상기 광 안내부(18)로부터 상기 눈을 향해서 출력 커플링시키며, 상기 제1 그룹의 개별적인 거울(261, 263, 265, 267) 및 상기 적어도 하나의 제2 그룹의 개별적인 거울(262, 264, 266)은 상기 광 전파 방향으로 교번적인 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개별적인 거울(261 내지 267)은 곡선형의 광학 화상화 거울 표면을 가지는, 광학 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개별적인 거울(261 내지 267)의 거울 표면이 자유-형태 표면으로서 구현되는, 광학 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 개별적인 거울(261 내지 267)의 초점이, 상기 제1 또는 적어도 하나의 제2 화상장치 영역(14, 16)의 소스 화상이 제공되는 평면 내에 놓이는, 광학 시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 전파 방향을 따라 서로 전후로 배치되는 상기 제1 그룹의 2개의 개별적인 거울(261, 263; 263, 265; 265, 267)의 각각의 경우에 소스 화상-측 시계 영역들이 분리되고, 상기 광 전파 방향을 따라 서로 전후로 배치되는 상기 적어도 하나의 제2 그룹의 2개의 개별적인 거울(262, 264; 264, 266)의 각각의 경우에 소스 화상-측 시계 영역들이 분리되는, 광학 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 개별적인 거울(267)의 소스 화상-측 시계 영역과 상기 적어도 하나의 제2 그룹에 속하고 이러한 개별적인 거울에 직접적으로 인접하는 개별적인 거울(266)의 소스 화상-측 시계 영역 사이에는 중첩이 존재하는, 광학 시스템.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 연속적인 개별적인 거울들(261, 263; 263, 265; 265, 267) 사이의 거리가 상기 광 전파 방향으로 3 mm 내지 5 mm의 범위인, 광학 시스템.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 개별적인 거울(267)과 상기 적어도 하나의 제2 그룹에 속하고 이러한 개별적인 거울에 직접적으로 인접하는 개별적인 거울(266) 사이의 거리가 1 내지 3 mm의 범위인, 광학 시스템.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개별적인 거울(261 내지 267)의 각각이 0.5 내지 2 mm 범위의 상기 광 전파 방향을 따른 모서리 치수(edge dimension)를 가지는, 광학 시스템.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개별적인 거울(261 내지 267)이 전반사적인, 광학 시스템.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개별적인 거울(261 내지 267)이 부분 반사적 및 부분 투과적인, 광학 시스템.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 커플링 배열체(24)는 개별적인 거울(261 내지 267, 271 내지 277)의 복수의 행을 가지고, 상기 각각의 행은 상기 광 전파 방향으로 연장되고, 상기 제1 그룹의 개별적인 거울(261, 263, 265, 267, 271, 273, 275, 277) 및 상기 적어도 하나의 제2 그룹의 개별적인 거울(262, 264, 266; 272, 274, 276)은 각각의 행 내에서 교번적인 방식으로 배열되는, 광학 시스템.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 안내부(18)는 안경 렌즈인, 광학 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 안경 렌즈는 곡선형인, 광학 시스템.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 광학 시스템(10)을 포함하는, 스마트글라스의 쌍.
KR1020217028305A 2019-03-08 2020-02-26 가상 화상 생성용 광학 시스템, 및 스마트글라스 KR102620615B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019106020.6 2019-03-08
DE102019106020.6A DE102019106020A1 (de) 2019-03-08 2019-03-08 Optisches System zum Erzeugen eines virtuellen Bildes und Datenbrille
PCT/EP2020/055052 WO2020182472A1 (de) 2019-03-08 2020-02-26 Optisches system zum erzeugen eines virtuellen bildes und datenbrille

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210129088A KR20210129088A (ko) 2021-10-27
KR102620615B1 true KR102620615B1 (ko) 2024-01-03

Family

ID=69714036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217028305A KR102620615B1 (ko) 2019-03-08 2020-02-26 가상 화상 생성용 광학 시스템, 및 스마트글라스

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220350145A1 (ko)
EP (1) EP3935435B1 (ko)
JP (1) JP7235887B2 (ko)
KR (1) KR102620615B1 (ko)
CN (1) CN113574442B (ko)
DE (1) DE102019106020A1 (ko)
WO (1) WO2020182472A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021085960A1 (ko) * 2019-11-01 2021-05-06 주식회사 레티널 고스트 이미지 차단 기능 및 광 시야각을 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치
CN113820862B (zh) * 2021-09-10 2023-06-27 维沃移动通信有限公司 光学镜片和光学眼镜
WO2024090326A1 (ja) * 2022-10-28 2024-05-02 キヤノン株式会社 光学系、表示装置、および光学系の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102433833B1 (ko) 2015-09-23 2022-08-17 매직 립, 인코포레이티드 오프-축 영상기를 이용한 눈 영상화
KR102459783B1 (ko) 2016-03-18 2022-10-26 투즈 테크놀로지스 게엠베하 광학 화상화 요소를 위한 안경 렌즈, 및 증강 현실 글래스

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10504115A (ja) * 1994-08-10 1998-04-14 ヴァーチャリティ （アイピー） リミテッド ヘッドマウントディスプレイ光学
JP3363647B2 (ja) * 1995-03-01 2003-01-08 キヤノン株式会社 画像表示装置
JP2000241751A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Minolta Co Ltd 映像表示装置
JP4591006B2 (ja) 2004-09-21 2010-12-01 コニカミノルタホールディングス株式会社 ホログラフィック反射面を有する観察光学系及び映像表示装置
JP4995732B2 (ja) * 2004-12-13 2012-08-08 ノキア コーポレイション 表示装置において近焦点で光線拡張するシステム及び方法
US20100149073A1 (en) * 2008-11-02 2010-06-17 David Chaum Near to Eye Display System and Appliance
JP5133925B2 (ja) 2009-03-25 2013-01-30 オリンパス株式会社 頭部装着型画像表示装置
JP5240214B2 (ja) * 2010-02-15 2013-07-17 株式会社島津製作所 表示装置
US8189263B1 (en) * 2011-04-01 2012-05-29 Google Inc. Image waveguide with mirror arrays
DE102011007811B4 (de) 2011-04-20 2015-10-22 Carl Zeiss Ag Anzeigevorrichtung
CN206649211U (zh) * 2017-02-24 2017-11-17 北京耐德佳显示技术有限公司 一种使用波导型光学元件的近眼显示装置
DE102012213685B4 (de) * 2012-08-02 2020-12-24 tooz technologies GmbH Anzeigevorrichtung
DE102013223963B4 (de) * 2013-11-22 2015-07-02 Carl Zeiss Ag Abbildungsoptik sowie Anzeigevorrichtung mit einer solchen Abbildungsoptik
US11402629B2 (en) * 2013-11-27 2022-08-02 Magic Leap, Inc. Separated pupil optical systems for virtual and augmented reality and methods for displaying images using same
DE102014115341B4 (de) * 2014-10-21 2016-11-03 Carl Zeiss Smart Optics Gmbh Abbildungsoptik und Datenbrille
DE102014118490B4 (de) * 2014-12-12 2022-03-24 tooz technologies GmbH Anzeigevorrichtungen
DE102014119550B4 (de) 2014-12-23 2022-05-12 tooz technologies GmbH Abbildungsoptik zum Erzeugen eines virtuellen Bildes und Datenbrille
US20160234485A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-11 Steven John Robbins Display System
US10162180B2 (en) * 2015-06-04 2018-12-25 Google Llc Efficient thin curved eyepiece for see-through head wearable display
DE102015114833A1 (de) * 2015-09-04 2017-03-09 Carl Zeiss Smart Optics Gmbh Brillenglas für eine Abbildungsoptik zum Erzeugen eines virtuellen Bildes und Verfahren zum Herstellen eines derartigen Brillenglases
US10007117B2 (en) * 2015-09-10 2018-06-26 Vuzix Corporation Imaging light guide with reflective turning array
DE102015116297A1 (de) * 2015-09-25 2017-03-30 Carl Zeiss Smart Optics Gmbh Abbildungsoptik sowie Anzeigevorrichtung mit einer solchen Abbildungsoptik
EP3371634B1 (en) * 2016-01-06 2023-09-06 Vuzix Corporation Head-mounted display with pivoting imaging light guide
DE102016109288A1 (de) * 2016-05-20 2017-11-23 Carl Zeiss Smart Optics Gmbh Brillenglas für eine Abbildungsoptik und Datenbrille
US9964769B2 (en) * 2016-06-10 2018-05-08 Google Llc Head-wearable displays with a tiled field of view using a single microdisplay
JP2018054978A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 セイコーエプソン株式会社 虚像表示装置及びその製造方法
JP2018106104A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 セイコーエプソン株式会社 表示装置
JP2018163252A (ja) 2017-03-24 2018-10-18 大日本印刷株式会社 導光板及び表示装置
DE102017111607B4 (de) 2017-05-29 2020-09-24 tooz technologies GmbH Abbildungsvorrichtung, Datenbrille und Verfahren zum Generieren eines Bildes aus einem Ausgangsbild in einer Datenbrille
JP2018205448A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 セイコーエプソン株式会社 表示装置及び照明装置
US11221486B2 (en) * 2018-12-10 2022-01-11 Auroratech Company AR headsets with improved pinhole mirror arrays

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102433833B1 (ko) 2015-09-23 2022-08-17 매직 립, 인코포레이티드 오프-축 영상기를 이용한 눈 영상화
KR102459783B1 (ko) 2016-03-18 2022-10-26 투즈 테크놀로지스 게엠베하 광학 화상화 요소를 위한 안경 렌즈, 및 증강 현실 글래스

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019106020A1 (de) 2020-09-10
EP3935435A1 (de) 2022-01-12
US20220350145A1 (en) 2022-11-03
EP3935435B1 (de) 2024-04-17
KR20210129088A (ko) 2021-10-27
CN113574442B (zh) 2023-07-14
WO2020182472A1 (de) 2020-09-17
JP7235887B2 (ja) 2023-03-08
JP2022524013A (ja) 2022-04-27
CN113574442A (zh) 2021-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10782453B2 (en) Display devices with reflectors
US20200183169A1 (en) Ar headsets with improved pinhole mirror arrays
US10495883B2 (en) Image display device with optical systems to guide light to a pupil
EP3243099B1 (en) Head mounted imaging apparatus with optical coupling
CN107407812B (zh) 图像显示装置
US11513354B2 (en) Light guide for an HMD, HMD and method for transmitting an image in an HMD
KR102620615B1 (ko) 가상 화상 생성용 광학 시스템, 및 스마트글라스
CN111417891B (zh) 光导、成像设备和具有分开的成像通道的hmd
JP2011053353A (ja) 眼鏡型画像表示装置
JP6812649B2 (ja) 画像表示装置
JP2017534352A (ja) 結像光学系およびスマートグラス
CN110187506A (zh) 光学显示***和增强现实设备
GB2557942A (en) Apparatus to achieve compact head mounted display with reflectors and eyepiece element
JP6673851B2 (ja) ユーザーの頭部においてフィットしうると共に画像を生成するディスプレイ装置用の眼鏡レンズ
KR101362873B1 (ko) 헤드 마운티드 디스플레이 광학계
JP2019144515A (ja) 虚像表示装置
JP2020160275A (ja) 虚像表示装置
JP2019032413A (ja) 画像表示装置
US20230030353A1 (en) Virtual image display device
KR20200072131A (ko) 광 가이드 및 이를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant