KR20210023921A - Optical device for augmented reality having visual acuity correction function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증강 현실용 광학 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 근시나 원시 등과 같은 굴절 이상을 갖는 사용자에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있는 증강 현실용 광학 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical device for augmented reality, and more particularly, to an optical device for augmented reality that can provide a vision correction function for a user having a refractive error such as nearsightedness or farsightedness.
증강 현실(Augmented Reality, AR)이라 함은, 주지된 바와 같이, 현실 세계의 실제 영상에 컴퓨터 등에 의해 생성되는 가상의 영상이나 이미지를 겹쳐서 제공하는 것을 의미한다.Augmented Reality (AR) means providing a virtual image or image generated 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.
한편, 근시나 원시 등과 같은 굴절 이상은 한국인의 50% 이상이 겪는 매우 흔한 문제인데, 이러한 굴절 이상을 갖는 사용자는 안경과 같은 시력 보정 기구를 착용해야 하며, 따라서 증강 현실 영상을 관찰하기 위해서는 시력 보정 기구와 더불어서 증강 현실을 제공하기 위한 별도의 장치를 이중으로 착용해야 한다는 문제가 있다.On the other hand, refractive anomalies such as nearsightedness and farsightedness are a very common problem experienced by more than 50% of Koreans, and users with such refractive errors must wear vision correction devices such as glasses, and therefore, vision correction to observe augmented reality images In addition to the apparatus, there is a problem that a separate device for providing augmented reality must be worn twice.
종래의 증강 현실 장치에서는, 이러한 문제를 해결하기 위해서 시력 교정용 렌즈에 거울 역할을 하는 홀로그램 필름을 붙여서 광학 합성기로 사용하는 방식이 제안되어 있다.In a conventional augmented reality device, in order to solve this problem, a method of attaching a holographic film serving as a mirror to a vision correction lens and using it as an optical synthesizer has been proposed.
도 1은 안경형으로 구현된 증강 현실 장치와 상기 증강 현실 장치의 렌즈에 부착되어 광학 합성기로 사용되는 홀로그램 필름을 나타낸 것이다.1 shows an augmented reality device implemented in a glasses type and a holographic film attached to a lens of the augmented reality device and used as an optical synthesizer.
이러한 방식은, 홀로그램 필름이 좁은 면적을 가지기 때문에 이로 인하여 증강 현실 화상(가상 영상)의 사용 조건(시야각, 아이박스(eyebox) 등)이 심하게 제한된다는 문제가 있다. 또한, 사용할 수 있는 디스플레이의 제한으로 인하여(예: 레이저 프로젝션) 영상품질, 해상도, 색상 표현력에서 현저하게 제한된다는 문제도 있다. 나아가, 단일 곡면으로 시력 보정을 하기 때문에, 시력 보정 범위가 -4D~+2D 범위로 한정된다는 한계도 있다.In this method, since the holographic film has a small area, there is a problem in that the conditions of use of the augmented reality image (virtual image) (a viewing angle, an eyebox, etc.) are severely limited. In addition, there is a problem in that the image quality, resolution, and color expressiveness are significantly limited due to the limitation of the available displays (eg, laser projection). Furthermore, since vision correction is performed with a single curved surface, there is a limitation that the vision correction range is limited to the range of -4D to +2D.
한편, 안경형 증강 현실 장치에 별도의 렌즈 클립을 장착하는 방식도 알려져 있다.Meanwhile, a method of attaching a separate lens clip to a glasses-type augmented reality device is also known.
도 2는 안경형 증강 현실 장치에 별도의 초점 교정용 렌즈를 클립 형태로 장착한 것을 나타낸 것이다.2 shows that a separate focus correction lens is mounted in the form of a clip on the glasses-type augmented reality device.
이 방식은 초점 교정용 렌즈를 자석형 클립으로 안경형 증강 현실 장치에 장착하여 사용하는 방식으로서, 초점 교정용 렌즈를 별도로 추가로 장착하여야 하므로 부피 및 무게가 증가하는 단점이 있고, 또한 가상 영상과 실상 영상에 대한 시력 교정을 위해서는 렌즈 클립을 항상 안경 안쪽(사용자 쪽) 방향에만 착용해야 하므로 디자인상의 제약이 발생한다는 한계가 있다.This method is a method of attaching and using a focus correction lens to a glasses-type augmented reality device with a magnetic clip. Since the focus correction lens must be additionally mounted, there is a disadvantage of increasing the volume and weight, and also the virtual image and the actual image. In order to correct vision for an image, there is a limitation in design because the lens clip must be worn only in the direction of the inside of the glasses (user side).
따라서, 증강 현실 광학 장치에 있어서 간편하고 효율적인 방식으로 시력 교정 기능을 제공하는 기술의 개발이 요망되고 있다.Therefore, development of a technology for providing a vision correction function in a simple and efficient manner in an augmented reality optical device is desired.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 근시나 원시 등과 같은 굴절 이상을 갖는 사용자에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있는 증강 현실용 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an optical device for augmented reality that is capable of providing a vision correction function for a user having refractive abnormalities such as nearsightedness or farsightedness in order to solve the above problems.
또한, 본 발명은, 광학 수단의 곡면 설계 방식, 반사부의 곡면 설계 방식 및 보조 광학 소자를 이용하는 방식 중 적어도 어느 하나의 방식을 조합하여 사용할 수 있도록 함으로써, 굴절 이상을 갖는 사용자에 대한 시력 보정 기능을 효율적으로 제공할 수 있으며, 부피가 작고 무게가 가벼우면서도 설계 및 디자인의 자유도를 높일 수 있는 증강 현실용 광학 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a visual acuity correction function for a user having a refractive error by allowing a combination of at least one of a method of designing a curved surface of an optical means, a method of designing a curved surface of a reflector, and a method of using an auxiliary optical element. Another object of the present invention is to provide an optical device for augmented reality that can be efficiently provided, has a small volume and is light in weight, and can increase a degree of freedom in design and design.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치로서, 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광인 증강 현실 화상광을 출사하는 화상 출사부; 상기 화상 출사부로부터 출사된 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공을 향해 반사시켜 전달함으로써 사용자에게 증강 현실용 화상을 제공하는 반사부; 및 상기 반사부가 배치되며, 실제 사물로부터 출사된 화상광인 실제 사물 화상광의 적어도 일부를 사용자의 눈의 동공을 향해 투과시키는 광학 수단을 포함하고, 상기 반사부의 표면은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an augmented reality optical device having a vision correction function, comprising: an image output unit for emitting augmented reality image light corresponding to an image for augmented reality; A reflecting unit for providing an augmented reality image to a user by reflecting and transmitting the augmented reality image light emitted from the image output unit toward the pupil of the user's eye; And optical means for transmitting at least a part of the image light of the real object, which is the image light emitted from the real object, toward the pupil of the user's eye, wherein the reflective unit has a curved surface. It provides an optical device for augmented reality having a function.
여기에서, 상기 반사부의 표면은 오목면 또는 볼록면일 수 있다.Here, the surface of the reflector may be a concave surface or a convex surface.
또한, 상기 반사부는 복수개로 형성되고, 상기 복수개의 반사부는, 곡면으로 형성된 표면을 갖는 하나의 반사 수단을 복수개로 분할한 단위 반사 수단들 중 적어도 일부로 구성될 수 있다.In addition, the reflecting unit may be formed in plural, and the plurality of reflecting units may be formed of at least some of unit reflecting units obtained by dividing one reflecting unit having a curved surface into a plurality of units.
또한, 상기 복수개의 반사부는 하나의 반사 수단을 동공 정면 방향에 둔 상태에서 복수개의 단위 반사 수단으로 분할하고, 이들 중 반사부로 사용할 단위 반사 수단을 그 형태를 유지한 채 동공 정면 방향에 수평한 방향을 따라 이동시켜 광학 수단의 제1 면과 제2 면 사이에 위치하도록 배치될 수 있다.In addition, the plurality of reflecting units are divided into a plurality of unit reflecting units while one reflecting unit is placed in the front direction of the pupil. It can be arranged to be moved along the position between the first side and the second side of the optical means.
또한, 상기 광학 수단은, 상기 반사부에서 반사된 증강 현실 화상광과 상기 실제 사물 화상광의 적어도 일부가 사용자의 동공을 향해 출사되는 제1 면과, 상기 제1 면에 대향하며 실제 사물 화상광이 입사하는 제2 면을 구비하고, 상기 반사부는, 상기 광학 수단의 제1 면과 제2 면 사이의 내부에 배치되고, 상기 광학 수단의 제1 면과 제2 면 중 적어도 어느 하나는 곡면으로 형성될 수 있다.In addition, the optical means includes a first surface in which at least a part of the augmented reality image light reflected from the reflecting unit and the real object image light is emitted toward the pupil of the user, and the real object image light is opposite to the first surface. A second surface to be incident is provided, and the reflective unit is disposed inside between the first surface and the second surface of the optical means, and at least one of the first surface and the second surface of the optical means is formed as a curved surface. Can be.
또한, 상기 화상 출사부로부터 출사하는 증강 현실 화상광은 보조 광학 소자를 통해 반사부로 전달될 수 있다.In addition, the augmented reality image light emitted from the image output unit may be transmitted to the reflection unit through an auxiliary optical element.
본 발명에 의하면, 근시나 원시 등과 같은 굴절 이상을 갖는 사용자에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있는 증강 현실용 광학 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of providing an augmented reality optical device capable of providing a vision correction function for a user having a refractive error such as nearsightedness or farsightedness.
또한, 본 발명은, 광학 수단의 곡면 설계 방식, 반사부의 곡면 설계 방식 및 보조 광학 소자를 이용하는 방식 중 적어도 어느 하나의 방식을 조합하여 사용할 수 있도록 함으로써, 굴절 이상을 갖는 사용자에 대한 시력 보정 기능을 효율적으로 제공할 수 있으며, 부피가 작고 무게가 가벼우면서도 설계 및 디자인의 자유도를 높일 수 있는 증강 현실용 광학 장치를 제공할 수 있다.In addition, the present invention provides a visual acuity correction function for a user having a refractive error by allowing a combination of at least one of a method of designing a curved surface of an optical means, a method of designing a curved surface of a reflector, and a method of using an auxiliary optical element. It is possible to provide an optical device for augmented reality that can be efficiently provided, has a small volume, is light in weight, and can increase a degree of freedom in design and design.
도 1은 안경형으로 구현된 증강 현실 장치와 상기 증강 현실 장치의 렌즈에 부착되어 광학 합성기로 사용되는 홀로그램 필름을 나타낸 것이다.
도 2는 안경형 증강 현실 장치에 별도의 초점 교정용 렌즈를 클립 형태로 장착한 것을 나타낸 것이다.
도 3은 상기 특허 문헌 1에 개시된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(200)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(300)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(400)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(500)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(600)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(700)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(800)를 설명하기 위한 도면으로서, 도 10은 증강 현실용 광학 장치(800)의 전체적인 구성을 나타낸 측면도이고, 도 11은 반사부(21A, 21B)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(900)를 설명하기 위한 도면으로서, 도 12는 증강 현실용 광학 장치(900)의 전체적인 구성을 나타낸 측면도이고, 도 13은 반사부(22A, 22B)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(1000, 1100)를 나타낸 도면이다.
도 16은 콜리메이터(12A, 12B)를 이용한 시력 보정 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(1200, 1300)를 나타낸 것으로서, 도 4 내지 도 16의 실시예를 조합하여 사용한 경우를 예시적으로 나타낸 것이다.1 shows an augmented reality device implemented in a glasses type and a holographic film attached to a lens of the augmented reality device and used as an optical synthesizer.
2 shows that a separate focus correction lens is mounted in the form of a clip on the glasses-type augmented reality device.
3 is a diagram showing an
4 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
5 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
6 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
7 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
8 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
9 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
10 and 11 are views for explaining an augmented reality
12 and 13 are views for explaining an
14 and 15 are diagrams illustrating
16 is a diagram for explaining a vision correction
17 and 18 illustrate the
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 본 발명의 기본 원리를 상기 특허 문헌 1을 참조하여 간략하게 설명한다. First, the basic principle of the present invention will be briefly described with reference to
특허 문헌 1에 기재된 기술은, 종래의 광학계를 이용한 증강 현실 구현 장치의 문제점, 즉, 그 구성이 복잡하여 무게와 부피가 상당하므로 사용자가 착용하기에 불편함이 있고 제조 공정 또한 복잡하므로 제조 비용이 높다는 문제점을 해결하기 위한 것이다. The technology described in
또한 ,종래의 광학계를 이용한 증강 현실 구현 장치는, 사용자가 현실 세계를 응시할 때 초점 거리를 변경하는 경우 가상 영상의 초점이 맞지 않게 된다는 한계가 있으며, 이러한 문제점을 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, the conventional augmented reality realization apparatus using an optical system has a limitation in that the focus of the virtual image becomes out of focus when the user changes the focal length when gazing at the real world. In order to solve this problem, the focus on the virtual image Techniques such as using a configuration such as a prism capable of adjusting a distance or electrically controlling a variable focus 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.
따라서, 본 출원인은, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 사람의 동공보다 작은 크기의 반사부를 이용하여 가상 영상을 동공을 통해 망막에 투영함으로써 부피 및 무게를 현저하게 줄이고 제조 공정을 단순화시킬 수 있으며, 사용자의 초점 거리 변경 여부에 관계없이 항상 선명한 가상 영상을 제공할 수 있는 증강 현실 구현 장치를 제안한 바 있다.Accordingly, the applicant of the present invention can significantly reduce the volume and weight and simplify the manufacturing process 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
도 3은 상기 특허 문헌 1에 개시된 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)를 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing an
도 3의 증강 현실용 광학 장치(100)는 화상 출사부(10), 반사부(20) 및 광학 수단(30)을 포함한다.The
화상 출사부(10)는 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광을 출사하는 수단으로서 예컨대 소형 디스플레이 장치로 구현될 수 있다. The
반사부(20)는 화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광을 사용자의 동공을 향해 반사시킴으로써 증강 현실용 화상을 제공한다. 반사부(20)는, 화상 출사부(10)와 동공 사이에서 화상 출사부(10)로부터 출사되는 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광을 동공으로 반사시킬 수 있도록 적절한 각도를 가지고 광학 수단(30) 내부에 배치된다.The
광학 수단(30)는 실제 사물로부터 출사된 화상광의 적어도 일부를 투과시키는 수단으로써 예컨대 안경 렌즈이거나 안경에 부착하여 사용할 수 있는 렌즈 모듈 형태일 수 있으며, 그 내부에 반사부(20)가 매립되어 있다. 프레임부(40)는 화상 출사부(10)와 광학 수단(30)을 고정 및 지지하는 수단이다.The
도 3의 반사부(20)는, 사람의 동공 크기보다 작은 크기 즉, 8mm 이하로 형성되어 있는데, 이와 같이 반사부(20)를 동공 크기보다 작게 형성함으로써 반사부(20)를 통해 동공으로 입사하는 빛에 대한 심도(Depth of Field)를 거의 무한대에 가깝게 즉, 심도를 매우 깊게 할 수 있다. 여기서, 심도라 함은, 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위를 말하는데, 심도가 깊어지게 되면 증강 현실용 화상에 대한 초점 범위도 넓어진다는 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, 도 3에 나타낸 바와 같은 증강 현실용 광학 장치(100)는, 사용자가 실제 세계에 존재하는 실제 사물을 응시하면서 초점 거리를 변경하는 것과 상관없이 증강 현실용 화상에 대해서는 항상 선명한 가상 영상을 제공할 수 있다.The
본 발명은 이러한 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 기술에 기초하여 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치를 제공하는 것을 특징으로 하는 바, 도 4 이하를 참조하여 본 발명에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(100)를 상세하게 설명한다.The present invention is characterized by providing an augmented reality optical device having a vision correction function based on the technology as described in
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(200)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing the overall configuration of an augmented reality
도 4의 (a)는 본 발명의 일실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(200)의 측면도를 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 본 실시예와의 비교를 위해 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 종래 기술의 증강 현실용 광학 장치(100)의 측면도를 나타낸 것이다.4(a) is a side view of an augmented reality
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(200, 이하, 간단히 "증강 현실용 광학 장치(200)"라 한다)는, 화상 출사부(10), 반사부(20) 및 광학 수단(30)을 포함한다.As shown in Fig. 4, the augmented reality optical device 200 (hereinafter, simply referred to as "augmented reality
화상 출사부(10)는, 증강 현실용 화상광에 상응하는 화상광을 출사하는 수단이다.The
화상 출사부(10)는 증강 현실용 화상에 상응하는 화상광인 증강 현실 화상광을 광학 수단(30)을 향해 출사하는 수단으로서, 예컨대 증강 현실용 화상을 화면에 표시함으로써 화면을 통해 증강 현실 화상광을 출사하는 소형의 LCD와 같은 디스플레이 장치(11)와 디스플레이 장치(11)에서 출사되는 증강 현실 화상광을 시준한 광을 출사하는 콜리메이터(12)로 구성될 수 있다.The
도 4에서는 콜리메이터(12)를 포함하는 경우를 예시적으로 나타내었으나, 이는 필수적인 것이 아니며 생략할 수도 있음은 물론이다. 또한, 콜리메이터(12) 이외에 디스플레이 장치(11)로부터 출사되는 증강 현실 화상광을 반사, 굴절 또는 회절시켜서 광학 수단(30)을 향해 전달하는 반사 수단, 굴절 수단 또는 회절 수단을 사용할 수도 있다.In FIG. 4, the case including the
이러한 화상 출사부(10) 자체는 본 발명의 직접적인 목적이 아니며 종래 기술에 의해 알려져 있는 것이므로 여기에서는 상세 설명은 생략한다.The
한편, 증강 현실용 화상이라 함은, 디스플레이 장치(11)의 화면에 표시되어 화상 출사부(10), 반사부(20) 및 광학 수단(30)을 통해 사용자의 동공(40)으로 전달되는 가상 화상을 의미하며, 이미지 형태의 정지 영상이거나 동영상과 같은 것일 수 있다.Meanwhile, the augmented reality image is a virtual image displayed on the screen of the
이러한 증강 현실용 화상은 디스플레이 장치(11)로부터 화상광으로 출사되어 화상 출사부(10), 반사부(20) 및 광학 수단(30)에 의해 사용자의 동공(40)으로 전달됨으로써 사용자에게 가상 화상을 제공하게 되고, 이와 동시에 사용자는 광학 수단(30)을 통해 실제 세계에 존재하는 실제 사물로부터 출사되는 화상광인 실제 사물 화상광을 눈으로 직접 응시함으로써 증강 현실 서비스를 제공받게 된다.The augmented reality image is emitted as image light from the
반사부(20)는, 화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공(40)을 향해 반사시켜 전달함으로써 사용자에게 증강 현실용 화상을 제공하는 수단이다.The reflecting
반사부(20)는, 광학 수단(30)의 제1 면(31)과 제2 면(32) 사이의 내부에 배치된다.The
여기에서, 제1 면(31)은, 사용자가 증강 현실용 광학 장치(100)를 착용했을 경우 사용자의 동공(40)쪽의 면을 의미하고, 제2 면(32)은 그 반대면을 의미하는 것으로 정의한다.Here, when the user wears the augmented reality
즉, 광학 수단(30)은 반사부(20)에서 반사된 증강 현실 화상광과 실제 사물 화상광의 적어도 일부가 사용자의 동공(40)을 향해 출사하는 제1 면(31)과, 제1 면(31)에 대향하며 실제 사물 화상광이 입사하는 제2 면(32)을 구비하며, 반사부(20)는 제1 면(31)과 제2 면(32) 사이의 광학 수단(30)의 내부에 배치된다.That is, the optical means 30 includes a
한편, 도 4에서는, 화상 출사부(10)로부터 출사되는 증강 현실 화상광은 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 1회 전반사된 후 반사부(20)로 전달되는 것으로 나타내었으나, 이는 예시적인 것이며, 광학 수단(30)의 제1 면(31) 또는 제2 면(32)에서 2회 이상 전반사되어 반사부(20)로 전달되도록 구성할 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, in FIG. 4, it is shown that the augmented reality image light emitted from the
또한, 화상 출사부(10)로부터 출사되는 증강 현실 화상광은, 광학 수단(30)의 내면에서 전반사되지 않고 직접 반사부(20)로 전달되도록 구성할 수도 있다.In addition, the augmented reality image light emitted from the
반사부(20)는, 화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공(40)을 향해 반사시켜 전달할 수 있도록 광학 수단(20)의 내면에서 적절한 경사각을 가지고 배치된다.The
도 4에 나타낸 바와 같이, 화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실 화상광이 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 1회 전반사되어 반사부(20)로 전달되는 구성을 사용하는 경우, 화상 출사부(10)로부터 광학 수단(30)의 제2 면(32)으로 입사하는 증강 현실 화상광과 제2 면(32)에서 전반사되어 반사부(20)로 출사하는 증강 현실 화상광 그리고 동공(40)의 위치를 고려하여 반사부(20)의 경사각을 적절하게 배치한다.As shown in FIG. 4, a configuration in which the augmented reality image light emitted from the
한편, 반사부(20)는, 앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 심도를 깊게 하여 핀홀 효과를 얻을 수 있도록 사람의 동공 크기보다 작은 크기 즉, 8mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, as described above with reference to FIG. 3, the
즉, 반사부(20)는, 사람의 일반적인 동공 크기보다 작은 크기 즉, 8mm 이하, 보다 바람직하게는 4mm 이하로 형성되는데, 이에 의해 반사부(20)를 통해 동공으로 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
한편, 반사부(20)는, 2 이상의 복수개로 형성할 수도 있는데, 복수개의 반사부(20) 각각은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 전반사된 증강 현실 화상광이 다른 반사부(20)에 전달되는 것을 차단하지 않도록 적절히 배치된다. 이 경우에도 각각의 반사부(20)의 크기는 8mm 이하 보다 바람직하게는 4mm 이하로 형성한다.On the other hand, the
한편, 광학 수단(30)은, 반사부(20)가 배치되며, 실제 사물로부터 출사된 화상광인 실제 사물 화상광의 적어도 일부를 사용자의 눈의 동공(40)을 향해 투과시키는 수단이다.On the other hand, the optical means 30 is a means in which the
여기에서, 실제 사물 화상광의 적어도 일부를 동공(40)을 향해 투과시킨다는 것은 실제 사물 화상광의 빛 투과율이 반드시 100%일 필요는 없다는 의미이다.Here, the fact that at least a part of the image light of the real object is transmitted toward the
또한, 광학 수단(30)은, 도 4에 나타낸 바와 같이 화상 출사부(10)로부터 출사되는 증강 현실 화상광을 전반사시키는 구성을 사용하는 경우에는 화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실 화상광을 제1 면(31) 또는 제2 면(32)에서 적어도 1회 이상 반사시켜 반사부(20)로 전달한다.In addition, the optical means 30 is the augmented reality image light emitted from the
광학 수단(10)은, 전술한 바와 같이, 반사부(20)에서 반사된 증강 현실 화상광과 실제 사물 화상광의 적어도 일부가 사용자의 동공을 향해 출사되는 제1 면(31)과, 상기 제1 면(31)에 대향하며 실제 사물 화상광이 입사하는 제2 면(32)을 구비하며, 반사부(20)는 제1 면(31)과 제2 면(32) 사이의 내부에 배치된다.As described above, the optical means 10 includes a
광학 수단(10)은, 유리 또는 플라스틱 재질 및 기타 합성 수지재의 렌즈로 형성할 수 있다.The optical means 10 may be formed of a lens made of glass or plastic and other synthetic resin materials.
한편, 광학 수단(10)의 제1 면(31)과 제2 면(32) 중 적어도 어느 하나는 곡면으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 면(31) 또는 제2 면(32) 중 어느 하나가 곡면일 수 있고, 제1 면(31) 및 제2 면(32) 모두 곡면으로 형성될 수 있다.Meanwhile, at least one of the
여기에서, 상기 곡면은 오목면 또는 볼록면일 수 있는데, 오목면이라 함은, 해당 면을 정면에서 보았을 때 중앙 부분이 가장자리 부분보다 얇게 형성되어 오목하게 된 것을 의미하며, 볼록면이라 함은 해당 면을 정면에서 보았을 때 중앙 부분이 가장자리 부분보다 두껍게 형성되어 볼록하게 돌출된 것을 의미하는 것으로 한다.Here, the curved surface may be a concave surface or a convex surface, and the concave surface means that the central part is formed thinner than the edge part when the surface is viewed from the front, and the convex surface is a corresponding surface. When viewed from the front, it means that the central part is formed thicker than the edge part and protrudes convexly.
제1 면(31)이 오목면으로 형성된 경우, 제2 면(32)은 평면, 오목면 또는 볼록면 중의 어느 하나로 형성될 수 있다.When the
도 4의 (a)에 나타낸 실시예는, 제1 면(31)이 오목면으로 형성되고, 제2 면(32)은 평면으로 형성된 경우를 나타낸 것으로서, 근시인 사용자의 시력 보정을 위한 것이다. The embodiment shown in FIG. 4A shows a case where the
즉, 사용자가 근시인 경우, 도 4의 (b)의 증강 현실용 광학 장치(100)에 의하면, 붉은색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광은 디스플레이 장치(11)에서 출사되어 콜리메이터(12)를 거쳐 광학 수단(30)의 제2 면(32)에 입사하고, 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 전반사되어 반사부(20)로 입사하며 이후 반사부(20)에서 반사되어 동공(40)으로 전달된다. 이 때 제1 면(31)은 평면으로 형성되어 있으므로 증강 현실 화상광은 제1 면(31)을 그대로 통과하게 되고 따라서 망막보다 앞쪽에 상이 맺히게 된다.That is, when the user is nearsighted, according to the augmented reality
또한, 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광 또한 제1 면(31)과 제2 면(32)이 모두 평면으로 형성되어 있으므로, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 실제 사물 화상광도 망막보다 앞쪽에 상이 맺히게 된다.In addition, since the
한편, 도 4의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(200)에 의하면, 붉은색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광은 디스플레이 장치(11)에서 출사되어 콜리메이터(12)를 거쳐 광학 수단(30)의 제2 면(32)에 입사하고, 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 전반사되어 반사부(20)로 입사하며 이후 반사부(20)에서 반사되어 동공(40)으로 전달된다. 이 때 제1 면(31)이 오목면으로 형성되어 있으므로 증강 현실 화상광은 제1 면(31)을 통과하면서 바깥쪽 방향으로 발산하게 되므로, 동공(40)을 지나면서 초점 거리가 길어져서 망막에 상이 맺히도록 전달됨을 알 수 있다.Meanwhile, according to the augmented reality
또한, 도 4의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(200)에 의하면, 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광 또한 제1 면(31)을 통과하면서 바깥쪽 방향으로 발산하게 되므로 동공(40)을 지나면서 초점 거리가 길어져서 망막에 상이 맺히도록 전달됨을 알 수 있다.In addition, according to the augmented reality
따라서, 도 4의 (a)의 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(200)는, 근시인 사용자에 대해 증강 현실 화상광과 실제 사물 화상광 모두에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있다.Accordingly, the augmented reality
한편, 광학 수단(30)의 제1 면(31)은 볼록면으로 형성될 수도 있다. 이 경우에도, 제2 면(32)은 평면, 오목면 또는 볼록면 중 어느 하나로 형성될 수 있다.Meanwhile, the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(300)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
도 5의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(300)의 측면도를 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 본 실시예와의 비교를 위해 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 종래 기술의 증강 현실용 광학 장치(100)의 측면도를 나타낸 것이다.Figure 5 (a) is a side view of an augmented reality
도 5의 (a)에 나타낸 실시예는, 광학 수단(30)의 제1 면(31)이 볼록면으로 형성되고, 제2 면(32)은 평면으로 형성된 것을 특징으로 하며, 원시인 사용자의 시력 보정을 위한 것이다. In the embodiment shown in (a) of FIG. 5, the
즉, 사용자가 원시인 경우 도 5의 (b)의 증강 현실용 광학 장치(100)에 의하면, 제1 면(31)과 제2 면(32)이 모두 평면으로 형성되어 있으므로, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 붉은색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광과 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광 모두가 망막보다 뒤쪽에 상이 맺히게 된다.That is, when the user is far away, according to the augmented reality
한편, 도 5의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(300)에 의하면, 붉은색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광은 디스플레이 장치(11)에서 출사되어 콜리메이터(12)를 거쳐 광학 수단(30)의 제2 면(32)에 입사하고, 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 전반사되어 반사부(20)로 입사하고, 이후 반사부(20)에서 반사되어 동공(40)으로 전달된다. 이 때, 제1 면(31)이 볼록면으로 형성되어 있으므로 증강 현실 화상광은 제1 면(31)을 통과하면서 안쪽 방향으로 수렴하게 되고, 따라서 동공(40)을 지나면서 초점 거리가 짧아져서 망막에 상이 맺히도록 전달됨을 알 수 있다.Meanwhile, according to the augmented reality
또한, 도 5의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(300)에 의하면, 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광 또한 제1 면(31)을 통과하면서 안쪽 방향으로 수렴하게 되므로 동공(40)을 지나면서 초점 거리가 짧아져서 망막에 상이 맺히도록 전달됨을 알 수 있다.In addition, according to the augmented reality
따라서, 도 5의 (a)의 실시예는, 원시인 사용자에 대해 증강 현실 화상광과 실제 사물 화상광 모두에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있다.Accordingly, the embodiment of FIG. 5A may provide a vision correction function for both augmented reality image light and real object image light for a primitive user.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(400)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.6 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
도 6의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(400)의 측면도를 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 본 실시예와의 비교를 위해 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 종래 기술의 증강 현실용 광학 장치(100)의 측면도를 나타낸 것이다.Figure 6 (a) shows a side view of an augmented reality
도 6의 (a)에 나타낸 실시예는, 광학 수단(30)의 제2 면(32)이 오목면으로 형성되고, 제1 면(31)은 평면으로 형성된 것을 특징으로 하며, 근시인 사용자에 대해 실제 사물 화상광에 대한 시력 보정을 위한 것이다. The embodiment shown in FIG. 6A is characterized in that the
즉, 사용자가 근시인 경우 도 6의 (b)의 증강 현실용 광학 장치(100)에 의하면 앞서 설명한 바와 같이 제1 면(31)과 제2 면(32)이 모두 평면으로 형성되어 있으므로, 붉은색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광과 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광 모두가 망막보다 앞쪽에 상이 맺히게 된다.That is, when the user is nearsighted, according to the augmented reality
한편, 도 6의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(400)에 의하면, 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광은 제2 면(32)을 통과하면서 바깥쪽 방향으로 발산하고 이후 제1 면(31) 및 동공(40)을 지나면서 초점 거리가 길어져서 망막에 상이 맺히도록 전달됨을 알 수 있다.On the other hand, according to the augmented reality
다만, 도 6의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(400)의 경우에는, 제1 면(31)은 평면으로 형성되어 있으므로, 증강 현실 화상광에 대한 시력 보정 기능은 제공할 수 없다.However, in the case of the augmented reality
따라서, 도 6의 (a)의 실시예는, 근시인 사용자에 대해 실제 사물 화상광에만 한정된 시력 보정 기능을 제공할 수 있다. Accordingly, the embodiment of FIG. 6A may provide a vision correction function limited only to image light of an actual object to a nearsighted user.
한편, 도 6의 (a)의 실시예에서는, 화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실 화상광은 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 1회 전반사된 후 반사부(20)로 입사하도록 구성되어 있다. 이러한 경우, 광학 수단(30)의 제2 면(32)은 화상 출사부(10)로부터의 증강 현실 화상광을 전반사하기 위한 평면으로 형성된 전반사 영역(33)을 구비해야 한다.On the other hand, in the embodiment of FIG. 6A, the augmented reality image light emitted from the
화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실 화상광은 광학 수단(30)의 제1 면(31) 및 제2 면(32)에서 적어도 2회 이상 전반사되는 경우, 전반사가 이루어지는 제1 면(31) 및 제2 면(32)은 모두 평면으로 형성된 전반사 영역(33)을 구비한다.When the augmented reality image light emitted from the
즉, 화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실 화상광은 광학 수단(30)의 제1 면(31) 및 제2 면(32) 중 적어도 어느 하나에 의해 적어도 1회 이상 전반사된 후 반사부(20)로 전달될 수 있고, 이 때 전반사가 이루어지는 광학 수단(30)의 제1 면(31) 및 제2 면(32) 중 적어도 어느 하나는, 화상 출사부(10)로부터 출사된 증강 현실 화상광을 전반사하기 위한 평면의 전반사 영역(33)을 구비하는 것이 바람직하다.That is, the augmented reality image light emitted from the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(500)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.7 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
도 7의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(500)의 측면도를 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 본 실시예와의 비교를 위해 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 종래 기술의 증강 현실용 광학 장치(100)의 측면도를 나타낸 것이다.Figure 7 (a) is a side view of an augmented reality
도 7의 (a)에 나타낸 실시예는, 제2 면(32)이 볼록면으로 형성되고, 제1 면(31)은 평면으로 형성된 경우를 나타낸 것으로서, 원시인 사용자에 대해 실제 사물 화상광에 대한 시력 보정을 위한 것이다. In the embodiment shown in Fig. 7A, the
즉, 사용자가 원시인 경우 도 7의 (b)의 증강 현실용 광학 장치(100)에 의하면 앞서 설명한 바와 같이 제1 면(31)과 제2 면(32)이 모두 평면으로 형성되어 있으므로, 붉은색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광과 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광 모두가 망막보다 뒤쪽에 상이 맺히게 된다.That is, when the user is far away, according to the augmented reality
한편, 도 7의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(500)에 의하면, 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광은 제2 면(32)을 통과하면서 안쪽 방향으로 수렴하고 이후 제1 면(31) 및 동공(40)을 지나면서 초점 거리가 짧아져서 망막에 상이 맺히도록 전달됨을 알 수 있다.On the other hand, according to the augmented reality
다만, 도 7의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(500)의 경우에는, 제1 면(31)은 평면으로 형성되어 있으므로, 증강 현실 화상광에 대한 시력 보정 기능은 제공할 수 없다.However, in the case of the augmented reality
따라서, 도 7의 (a)의 실시예는, 원시인 사용자에 대해 실제 사물 화상광에만 한정된 시력 보정 기능을 제공할 수 있다. Accordingly, the embodiment of FIG. 7A may provide a vision correction function limited only to image light of an object to a primitive user.
도 6 및 도 7의 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(400,500)를 단독으로 사용하는 경우 증강 현실 화상광에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수는 없으나, 이들을 다른 보조 광학 장치와 사용하는 경우 증강 현실 화상광에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 증강 현실용 광학 장치(400, 500)를 별도의 렌즈 모듈로 형성하고 이를 예컨대 클립 등과 같은 수단으로 일반적인 안경에 결합시키는 형태로 사용하거나 증강 현실용 광학 장치(400, 500)를 안경 형태로 구현하고 증강 현실 화상광의 시력 보정을 위한 별도의 렌즈 모듈을 사용하는 등과 같은 형태로 결합하여 사용할 수 있으므로, 디자인 및 설계 상의 자유도를 높일 수 있다는 장점이 있다.When the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(600)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.8 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
도 8의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(600)의 측면도를 나타낸 것이고, 도 8의 (b)는 본 실시예와의 비교를 위해 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 종래 기술의 증강 현실용 광학 장치(100)의 측면도를 나타낸 것이다.Figure 8 (a) shows a side view of an augmented reality
도 8의 (a)에 나타낸 실시예는, 광학 수단(30)의 제1 면(31)을 오목면으로 형성하고, 제2 면(32)을 볼록면으로 형성하되, 제2 면(32)의 곡률보다 제1 면(31)의 곡률을 크게 함으로써 전체적으로 광학 수단(30)이 오목 렌즈의 역할을 하도록 형성한 경우를 나타낸 것으로서, 근시인 사용자에 대해 증강 현실 화상광과 실제 사물 화상광에 대한 시력 보정을 위한 것이다. In the embodiment shown in (a) of FIG. 8, the
즉, 사용자가 근시인 경우 도 8의 (b)의 증강 현실용 광학 장치(100)에 의하면 앞서 설명한 바와 같이 제1 면(31)과 제2 면(32)이 모두 평면으로 형성되어 있으므로, 붉은색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광과 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광 모두가 망막보다 앞쪽에 상이 맺히게 된다.That is, when the user is nearsighted, according to the augmented reality
한편, 도 8의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(600)에 의하면, 앞서 도 4의 (a)에서 설명한 바와 같이, 붉은색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광은 디스플레이 장치(11)에서 출사되어 콜리메이터(12)를 거쳐 광학 수단(30)의 제2 면(32)에 입사하고, 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 전반사되어 반사부(20)로 입사하고, 이후 반사부(20)에서 반사되어 동공(40)으로 전달된다. 이 때 제1 면(31)이 오목면으로 형성되어 있으므로 증강 현실 화상광은 제1 면(31)을 통과하면서 바깥쪽 방향으로 발산하게 되므로, 동공(40)을 지나면서 초점 거리가 길어져서 망막에 상이 맺히도록 전달됨을 알 수 있다.On the other hand, according to the augmented reality
또한, 도 8의 (a)의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(600)에 의하면, 검은색 실선으로 나타낸 실제 사물 화상광은 볼록면으로 형성된 제2 면(32)을 통과하면서 약간 안쪽 방향으로 수렴하지만 제2 면(32)의 곡률보다 큰 곡률을 갖는 제1 면(31)을 통과하면서 바깥쪽 방향으로 보다 크게 발산하게 되므로 동공(40)을 지나면서 전체적으로는 초점 거리가 길어져서 망막에 상이 맺히도록 전달됨을 알 수 있다.In addition, according to the augmented reality
따라서, 도 8의 (a)의 실시예는, 근시인 사용자에 대해 증강 현실 화상광과 실제 사물 화상광 모두에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있다. 이 경우, 광학 수단(30)은 실제 근시 사용자들이 사용하는 안경 렌즈로 구현할 수 있으므로, 증강 현실용 광학 장치(600)만으로 별도의 보조 광학 수단 없이 안경 형태의 증강 현실 제공 장치로 사용할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the embodiment of FIG. 8A may provide a vision correction function for both augmented reality image light and real object image light for a nearsighted user. In this case, since the optical means 30 can be implemented as a spectacle lens used by real nearsighted users, only the augmented reality
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(700)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the overall configuration of an augmented reality
도 9의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(700)의 측면도를 나타낸 것이고, 도 9의 (b)는 본 실시예와의 비교를 위해 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 종래 기술의 증강 현실용 광학 장치(100)의 측면도를 나타낸 것이다.Figure 9 (a) is a side view of an augmented reality
도 9의 (a)에 나타낸 실시예는, 도 8의 (a)의 실시예와 유사하지만, 제1 면(31)과 제2 면(32)을 모두 볼록면으로 형성하여 전체적으로 광학 수단(30)이 볼록 렌즈의 역할을 하도록 형성한 경우를 나타낸 것으로서, 원시인 사용자에 대해 증강 현실 화상광과 실제 사물 화상광에 대한 시력 보정을 위한 것이다. 기타 구성은 도 8에서 설명한 바와 동일하므로 상세 설명은 생략한다.The embodiment shown in (a) of FIG. 9 is similar to the embodiment of (a) of FIG. 8, but the optical means 30 as a whole is formed by forming both the first and
한편, 도시하지는 않았으나, 광학 수단(30)의 제1 면(31)은 오목면으로 형성하고, 제2 면(32)은 볼록면으로 형성하되, 제1 면(31)의 곡률보다 제2 면(32)의 곡률을 크게 함으로써 전체적으로 광학 수단(30)이 볼록 렌즈(이러한 렌즈를 보통 포지티브 메니스커스(positive meniscus) 렌즈라 한다)로서의 역할을 수행하도록 할 수도 있다. 이러한 경우는, 원시인 사용자에 대해 실제 사물 화상광에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있으나, 증강 현실 화상광에 대한 시력 보정 효과는 미흡한 점이 있다. 따라서, 이 경우에는, 증강 현실 화상광의 시력 보정을 위해 다른 구성 요소(예컨대, 반사부의 곡면 구조, 콜리메이터의 두께나 간격 조절)를 이용하여 원시 사용자에 대한 증강 현실 화상광에 대한 시력 보정 기능을 제공할 필요가 있다.On the other hand, although not shown, the
이러한 도 8 및 도 9의 실시예 이외에도 제1 면(31)과 제2 면(32)을 모두 곡면으로 형성하는 다양한 조합을 사용할 수 있다. 이 경우, 제1 면(31)과 제2 면(32)을 오목면과 볼록면의 조합으로 형성하되 곡률을 적절히 조정함으로써 사용자가 근시인지 또는 원시인지의 여부에 따라 광학 수단(30)이 전체적으로 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈로서의 기능을 수행하도록 할 수 있다.In addition to the embodiments of FIGS. 8 and 9, various combinations in which both the first and
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치(800)를 설명하기 위한 도면으로서, 도 10은 증강 현실용 광학 장치(800)의 전체적인 구성을 나타낸 측면도이고, 도 11은 반사부(21A, 21B)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.10 and 11 are views for explaining an augmented reality
도 10의 실시예는, 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명했던 특허 문헌 1에 기재된 증강 현실용 광학 장치(100)와 기본적인 구성이 동일하지만, 반사부(21A, 21B)의 표면이 곡면으로 형성되어 있다는 점에서 차이가 있다.The embodiment of Fig. 10 has the same basic configuration as the optical device for
여기에서, 반사부(21A, 21B)는 2 이상의 복수개로 형성될 수 있다.Here, the
또한, 반사부(21A, 21B)의 표면은 볼록면 또는 오목면으로 형성될 수 있다.In addition, the surfaces of the
도 10의 실시예에서는, 볼록면으로 형성된 표면을 갖는 2개의 반사부(21A, 21B)가 형성되어 있으며, 근시인 사용자에 대해 증강 현실 화상광의 시력 보정 기능을 제공하기 위한 것이다.In the embodiment of FIG. 10, two
도 10에 나타낸 바와 같이, 붉은 색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광은 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 전반사된 후 반사부(21A, 21B)로 입사하고, 반사부(21A, 21B)에서 반사되어 동공(40)으로 전달되는데, 이 때 반사부(21A, 21B)가 볼록면으로 형성되어 있으므로, 증강 현실 화상광은 볼록면인 반사부(21A, 21B)에 의해 바깥쪽 방향으로 발산되면서 동공(40)으로 전달된다. 따라서, 증강 현실 화상광은 초점 거리가 길어져서 동공(40)을 거쳐 망막에 상이 맺히도록 전달될 수 있으며, 이에 의해 근시인 사용자에 대한 증강 현실 화상광의 시력 보정 기능을 제공할 수 있다.As shown in Fig. 10, the augmented reality image light indicated by the red dotted line is totally reflected from the
한편, 반사부(21A, 21B)가 복수개로 형성된 경우, 복수개의 반사부(21A, 21B)는, 곡면으로 형성된 표면을 갖는 하나의 반사 수단(21)을 복수개로 분할한 단위 반사 수단들 중 적어도 일부로 구성될 수 있다.On the other hand, when a plurality of
도 11은 반사부(21A, 21B)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining the configuration of the reflecting
도 11을 참조하면, 곡면으로 형성된 표면을 갖는 하나의 반사 수단(21)을 도시한 바와 같이 4개의 점선으로 분할하면 3개의 단위 반사 수단을 얻을 수 있다.Referring to FIG. 11, when one reflecting means 21 having a curved surface is divided into four dotted lines as shown, three unit reflecting means can be obtained.
이 중에서 단위 반사 수단 2를 제외하고, 단위 반사 수단 1과 단위 반사 수단 3의 2개의 단위 반사 수단을 이용하여 2개의 반사부(21A, 21B)를 형성할 수 있다.Of these, the two reflecting
도 11에서는, 하나의 반사 수단(21)을 분할하여 3개의 단위 반사 수단을 얻은 경우를 나타내었으나, 이는 예시적인 것이며 경우에 따라 4개, 5개 또는 그 이상의 단위 반사 수단을 분할 형성하고, 이들 중 일부를 이용하여 반사부를 구성할 수도 있음은 물론이다.In FIG. 11, it is shown a case where three unit reflection means are obtained by dividing one reflection means 21, but this is illustrative and in some cases, four, five or more unit reflection means are divided and formed. Of course, it is possible to configure the reflector by using some of them.
한편, 반사부(21A, 21B)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 하나의 반사 수단(21)을 동공(40) 정면 방향에 둔 상태에서 복수개의 단위 반사 수단으로 분할하고, 이들 중 반사부(21A, 21B)로 사용할 단위 반사 수단들을 그 형태를 유지한 채 동공(40) 정면 방향에 수평한 방향을 따라 이동시켜 광학 수단(30)의 제1 면(31)과 제2 면(32) 사이에 위치하도록 배치할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 11, the reflecting
이 때, 광학 수단(30)의 제1 면(31)과 제2 면(32) 사이에 배치되는 반사부(21A, 21B)는, 광학 수단(30)의 제1 면(31)과 제2 면(32)에 수평하도록 나란히 배치될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니며 전술한 바와 같이 각각의 반사부(21A, 21B)가 증강 현실 화상광을 다른 반사부에 대해 차단하지 않도록 적절한 각도를 가지도록 배치될 수 있다.At this time, the reflecting
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(900)를 설명하기 위한 도면으로서, 도 12는 증강 현실용 광학 장치(900)의 전체적인 구성을 나타낸 측면도이고, 도 13은 반사부(22A,22B)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.12 and 13 are views for explaining an augmented reality
도 12 및 도 13의 실시예는, 도 10 및 도 11에서 설명한 실시예들과 기본적인 구성은 동일하지만, 반사부(22A, 22B)의 표면이 오목면으로 형성되어 있다는 점에서 차이가 있다.12 and 13 have the same basic configuration as the embodiments described in FIGS. 10 and 11, but differ in that the surfaces of the reflecting
도 12의 실시예에서는, 오목면으로 형성된 표면을 갖는 2개의 반사부(22A, 22B)가 형성되어 있으며, 이는 원시인 사용자에 대해 증강 현실 화상광의 시력 보정 기능을 제공하기 위한 것이다.In the embodiment of FIG. 12, two
도 12에 나타낸 바와 같이, 붉은 색 점선으로 나타낸 증강 현실 화상광은 광학 수단(30)의 제2 면(32)에서 전반사된 후 반사부(22A, 22B)로 입사하고, 반사부(22A, 22B)에서 반사되어 동공(40)으로 전달되는데, 이 때 반사부(22A, 22B)가 오목면으로 형성되어 있으므로, 증강 현실 화상광은 오목면인 반사부(22A, 22B)에 의해 안쪽 방향으로 수렴하면서 동공(40)으로 전달된다. 따라서, 증강 현실 화상광은 초점 거리가 짧아져서 동공(40)을 거쳐 망막에 상이 맺히도록 전달될 수 있으며, 이에 의해 원시인 사용자에 대한 증강 현실 화상광의 시력 보정 기능을 제공할 수 있다.As shown in Fig. 12, the augmented reality image light indicated by the red dotted line is totally reflected from the
이 경우에도, 반사부(22A, 22B)가 복수개로 형성된 경우, 복수개의 반사부(22A, 22B)는, 곡면으로 형성된 표면을 갖는 하나의 반사 수단(21)을 복수개로 분할한 단위 반사 수단들 중 적어도 일부로 구성될 수 있다.Even in this case, when a plurality of
도 13은 반사부(22A, 22B)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining the configuration of the reflecting
도 13의 반사부(22A, 22B)의 구성은, 도 11에서 설명한 바와 동일하되, 반사부(22A,22B)가 오목면으로 형성되었다는 점에서만 차이가 있다.The configurations of the
즉, 도 13에 나타낸 바와 같이, 오목면으로 형성된 표면을 갖는 하나의 반사 수단(22)를 4개의 점선으로 나타낸 바와 같이 분할하면 3개의 단위 반사 수단을 얻을 수 있고, 이 중에서 단위 반사 수단 2를 제외하고, 단위 반사 수단 1과 단위 반사 수단 3의 2개의 단위 반사 수단을 이용하여 2개의 반사부(22A, 22B)를 형성할 수 있다.That is, as shown in Fig. 13, if one reflecting means 22 having a surface formed as a concave surface is divided as indicated by four dotted lines, three unit reflecting means can be obtained, among which unit reflecting means 2 is used. Except, the two reflecting
반사부(22A, 22B) 또한, 도 11에서 설명한 바와 마찬가지로, 하나의 반사 수단(22)을 동공(40) 정면 방향에 둔 상태에서 복수개의 단위 반사 수단으로 분할하고, 이들 중 반사부(22A, 22B)로 사용할 단위 반사 수단을 그 형태를 유지한 채 동공(40) 정면 방향에 수평한 방향을 따라 이동시켜 광학 수단(30)의 제1 면(31)과 제2 면(32) 사이에 위치하도록 배치할 수 있다.The
이 경우에도, 광학 수단(30)의 제1 면(31)과 제2 면(32) 사이에 배치되는 반사부(22A, 22B)는, 광학 수단(30)의 제1 면(31)과 제2 면(32)에 수평하도록 나란히 배치될 수 있다. 또는, 각각의 반사부(22A, 22B)가 증강 현실 화상광을 다른 반사부에 대해 차단하지 않도록 적절한 각도를 가지도록 배치될 수 있다.Also in this case, the
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(1000, 1100)를 나타낸 도면이다.14 and 15 are diagrams showing
도 14 및 도 15의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(1000, 1100)는, 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명했던 특허 문헌 1의 증강 현실용 광학 장치(100)와 기본적인 구성은 동일하되, 보조 광학 소자(50, 60)를 이용하여 시력 보정 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.The augmented reality
즉, 화상 출사부(10)와 광학 수단(30) 사이에 보조 광학 소자(50, 60)를 배치하여 화상 출사부(10)로부터 출사되는 증강 현실 화상광을 굴절시켜 광학 수단(30)으로 전달하는 것을 특징으로 한다.That is, by arranging the auxiliary
여기에서, 보조 광학 소자(50, 60)는, 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈와 같은 굴절 수단일 수 있다.Here, the auxiliary
도 14의 실시예는 보조 광학 소자로서 오목 렌즈(50)를 사용한 경우이고, 도 15의 실시예는 볼록 렌즈(60)를 사용한 경우를 나타낸 것이다.14 shows a case where a
도 14와 같이, 오목 렌즈(50)를 사용한 경우에는 보조 광학 소자(50)는 증강 현실 화상광을 바깥쪽 방향으로 발산하도록 굴절시키므로 반사부(20)를 통해 동공(40)을 거쳐 망막에 전달될 때 초점 거리가 길어지도록 하므로 근시 사용자에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있다.As shown in FIG. 14, when the
도 15와 같이, 볼록 렌즈(60)를 사용한 경우에는 보조 광학 소자(60)는 증강 현실 화상광을 안쪽 방향으로 수렴하도록 굴절시키므로 반사부(20)를 통해 동공(40)을 거쳐 망막에 전달될 때 초점 거리가 짧아지도록 하여 원시 사용자에 대한 시력 보정 기능을 제공할 수 있다.As shown in FIG. 15, when the
한편, 보조 광학 소자(50, 60)로서는, 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈와 같은 굴절 수단 이외에, 회절 수단이나 홀로그램 소자와 같은 광학 소자를 사용할 수도 있다.On the other hand, as the auxiliary
한편, 디스플레이 장치(11)와 콜리메이터(12) 사이의 간격을 조절하거나 다른 초점 거리를 갖는 콜리메이터(12)를 사용함으로써 증강 현실 화상광에 대한 시력 보정 기능을 얻을 수도 있다.On the other hand, it is possible to obtain a vision correction function for the augmented reality image light by adjusting the distance between the
도 16은 콜리메이터(12A, 12B)를 이용한 시력 보정 기능을 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram for explaining a vision correction
도 16의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 콜리메이터(12A)를 얇거나 두껍게 형성하여 초점거리를 다르게 하면 증강 현실 화상광을 발산 또는 수렴하도록 굴절시킬 수 있으므로 근시 또는 원시 사용자에 대한 증강 현실 화상광의 시력 보정 기능을 제공하는 원리를 나타낸 것이다.As shown in (a) and (b) of Fig. 16, if the
또한, 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(11)와 콜리메이터(12A, 12B) 사이의 간격을 다르게 함으로써 증강 현실 화상광이 광학 수단(30)으로 전달되는 광 경로를 변경시킴으로써 시력 보정 기능을 제공할 수 있다.In addition, as shown, by changing the spacing between the
콜리메이터(12A, 12B)의 초점 거리를 다르게 하는 방법과 디스플레이 장치(11)와 콜리메이터(12A, 12B) 사이의 간격을 다르게 하는 방법은 서로 조합하여 사용할 수 있다.A method of varying the focal length of the
또한, 도 16에서 설명한 구성은 도 14 및 도 15에서 설명한 실시예와 조합하여 사용할 수도 있다.Further, the configuration described in FIG. 16 may be used in combination with the embodiments described in FIGS. 14 and 15.
한편, 도 4 내지 도 16에서 설명한 실시예는 서로 조합하여 복합적으로 사용할 수 있다.Meanwhile, the embodiments described in FIGS. 4 to 16 may be used in combination by combining with each other.
도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 증강 현실용 광학 장치(1200, 1300)를 나타낸 것으로서, 도 4 내지 도 16의 실시예를 조합하여 사용한 경우를 예시적으로 나타낸 것이다.17 and 18 illustrate the
도 17의 실시예는, 도 6의 실시예와 도 10의 실시예를 복합적으로 적용한 증강 현실용 광학 장치(1200)를 나타낸 것이다.The embodiment of FIG. 17 shows an augmented reality
즉, 도 17의 실시예의 증강 현실용 광학 장치(1200)는, 도 6의 실시예와 같이 제2 면(32)을 오목면으로 형성하여 실제 사물 화상광에 대한 근시 교정 기능을 제공하고, 도 10의 실시예와 같이 볼록면의 표면을 갖는 반사부(21A, 21B)를 배치하여 증강 현실 화상광에 대한 근시 교정 기능을 제공할 수 있다.That is, the augmented reality
한편, 도 18의 실시예는 도 8의 실시예와 도 10의 실시예를 복합적으로 적용한 증강 현실용 광학 장치(1300)를 나타낸 것이다.Meanwhile, the embodiment of FIG. 18 shows the
즉, 도 18의 실시예는, 도 8의 실시예와 같이 광학 수단(30)의 제1 면(31)을 오목면으로 형성하고 제2 면(32)을 볼록면으로 형성하되, 제2 면(32)의 곡률보다 제1 면(31)의 곡률을 크게 함으로써 전체적으로 광학 수단(30)이 오목 렌즈의 역할을 하도록 하여 근시인 사용자에 대해 증강 현실 화상광과 실제 사물 화상광에 대한 시력 보정 기능을 제공한다. 또한, 도 10의 실시예와 같이 볼록면의 표면을 갖는 반사부(21A, 21B)를 배치하여 근시 사용자에 대한 증강 현실 화상광의 시력 보정 기능을 추가적으로 제공할 수 있다.That is, in the embodiment of FIG. 18, as in the embodiment of FIG. 8, the
도 17 및 도 18의 실시예는 예시적인 것이며, 이러한 실시예 이외에도 도 4 내지 도 16의 실시예들을 다양한 방식으로 조합함으로써 사용예에 따라 복합적인 시력 보정 기능을 제공할 수 있다.The embodiments of FIGS. 17 and 18 are exemplary, and by combining the embodiments of FIGS. 4 to 16 in various ways in addition to these embodiments, a complex vision correction function may be provided according to a usage example.
이상에서, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능하다는 점을 유의해야 한다.In the above, the present invention has been described with reference to a preferred embodiment according to the present invention, but it should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and variations can be implemented within the scope of the present invention. Should be.
100...종래의 증강 현실용 광학 장치
200~1300...시력 보정 기능을 제공하는 증강 현실용 광학 장치
10...화상 출사부
20...반사부
21A, 21B...반사부
22A, 22B...반사부
30...광학 수단
31...제1 면
32...제2 면
33...전반사 영역
40...동공
50, 60...보조 광학 소자100...conventional augmented reality optics
200-1300... Optical devices for augmented reality that provide vision correction
10...image display
20...reflective
21A, 21B...reflective
22A, 22B...reflective
30...optical means
31...
32...
33...total reflection area
40... pupil
50, 60... auxiliary optical elements
Claims (6)
증강 현실용 화상에 상응하는 화상광인 증강 현실 화상광을 출사하는 화상 출사부;
상기 화상 출사부로부터 출사된 증강 현실 화상광을 사용자의 눈의 동공을 향해 반사시켜 전달함으로써 사용자에게 증강 현실용 화상을 제공하는 반사부; 및
상기 반사부가 배치되며, 실제 사물로부터 출사된 화상광인 실제 사물 화상광의 적어도 일부를 사용자의 눈의 동공을 향해 투과시키는 광학 수단
을 포함하고,
상기 반사부의 표면은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치.
As an augmented reality optical device having a vision correction function,
An image output unit that emits an augmented reality image light, which is an image light corresponding to an augmented reality image;
A reflecting unit for providing an augmented reality image to a user by reflecting and transmitting the augmented reality image light emitted from the image output unit toward the pupil of the user's eye; And
The reflective unit is disposed, and optical means for transmitting at least a part of the image light of the real object, which is the image light emitted from the real object, toward the pupil of the user's eye.
Including,
The augmented reality optical device having a vision correction function, characterized in that the surface of the reflector is formed in a curved surface.
상기 반사부의 표면은 오목면 또는 볼록면인 것을 특징으로 하는 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
The optical device for augmented reality having a vision correction function, characterized in that the surface of the reflective unit is a concave or convex surface.
상기 반사부는 복수개로 형성되고,
상기 복수개의 반사부는, 곡면으로 형성된 표면을 갖는 하나의 반사 수단을 복수개로 분할한 단위 반사 수단들 중 적어도 일부로 구성되는 것을 특징으로 하는 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
The reflective part is formed in plural,
The plurality of reflecting units are configured with at least a portion of unit reflecting units obtained by dividing one reflecting unit having a curved surface into a plurality of units. The optical device for augmented reality with a vision correction function.
상기 복수개의 반사부는 하나의 반사 수단을 동공 정면 방향에 둔 상태에서 복수개의 단위 반사 수단으로 분할하고, 이들 중 반사부로 사용할 단위 반사 수단을 그 형태를 유지한 채 동공 정면 방향에 수평한 방향을 따라 이동시켜 광학 수단의 제1 면과 제2 면 사이에 위치하도록 배치된 것을 특징으로 하는 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치.
The method of claim 3,
The plurality of reflecting units are divided into a plurality of unit reflecting units while one reflecting unit is placed in the front direction of the pupil, and the unit reflecting unit to be used as the reflecting unit is maintained in its shape along a direction horizontal to the front of the pupil. An optical device for augmented reality having a vision correction function, characterized in that it is disposed so as to be moved to be positioned between the first and second surfaces of the optical means.
상기 광학 수단은, 상기 반사부에서 반사된 증강 현실 화상광과 상기 실제 사물 화상광의 적어도 일부가 사용자의 동공을 향해 출사되는 제1 면과, 상기 제1 면에 대향하며 실제 사물 화상광이 입사하는 제2 면을 구비하고,
상기 반사부는, 상기 광학 수단의 제1 면과 제2 면 사이의 내부에 배치되고,
상기 광학 수단의 제1 면과 제2 면 중 적어도 어느 하나는 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치.
The method according to claim 1,
The optical means includes a first surface in which at least a portion of the augmented reality image light reflected from the reflection unit and the real object image light is emitted toward the pupil of the user, and the real object image light is incident on the first surface facing the first surface. Having a second side,
The reflective portion is disposed inside between the first surface and the second surface of the optical means,
An optical device for augmented reality with a vision correction function, characterized in that at least one of the first surface and the second surface of the optical means is formed as a curved surface.
상기 화상 출사부로부터 출사하는 증강 현실 화상광은 보조 광학 소자를 통해 반사부로 전달되는 것을 특징으로 하는 시력 보정 기능을 구비하는 증강 현실용 광학 장치.The method according to claim 1 or 5,
An augmented reality optical device having a vision correction function, characterized in that the augmented reality image light emitted from the image emitting unit is transmitted to a reflecting unit through an auxiliary optical element.
Priority Applications (2)
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WO2023014185A1 (en) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | 삼성전자 주식회사 | Augmented reality device and method for detecting gaze of user |
US11983315B2 (en) | 2021-08-05 | 2024-05-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Augmented reality device and method for detecting gaze of user |
Citations (1)
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KR101660519B1 (en) | 2015-03-09 | 2016-09-29 | 하정훈 | Apparatus for augmented reality |
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US9880441B1 (en) * | 2016-09-08 | 2018-01-30 | Osterhout Group, Inc. | Electrochromic systems for head-worn computer systems |
US10353203B2 (en) * | 2016-04-05 | 2019-07-16 | Ostendo Technologies, Inc. | Augmented/virtual reality near-eye displays with edge imaging lens comprising a plurality of display devices |
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---|---|---|---|---|
KR101660519B1 (en) | 2015-03-09 | 2016-09-29 | 하정훈 | Apparatus for augmented reality |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023014185A1 (en) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | 삼성전자 주식회사 | Augmented reality device and method for detecting gaze of user |
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