KR20020086521A - 쌍안식 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면의 공통 교선(4)에서 시작하는 투명한 평면평행판(6,7)을 포함한 광학적 빔 분배기에 관한 것이다. 본 발명의 다른 형태인 쌍안식 화상 디스플레이 장치는, 광학적 빔 분배기를 포함하며, 제1 촛점형성요소(24)와 대안미러(25)를 구비한다. 본 장치는 그 빔 분배기를 상기 설명된 광학적 빔 분배기로 하며, 상기 광학적 빔 분배기의 반투명 반사면에 도달하는 빔의 방향, 즉 수신방향(5)에서 볼 때에 상기 광학적 빔 분배기의 2개의 대향하는 측부에 2개의 제1 촛점형성요소가 위치하고, 상기 제1 촛점형성요소(24)의 공통 광학축이 상기 수신방향(5)과 직각을 이루며, 상기 제1 촛점형성요소(24)의 외부양측에 상기 대안 미러(25)가 위치하고, 그 반사면이 상기 광학축과 45°±15°각(δ)을 형성하고, 그 대안미러(25) 반사면의 평면의 교선은 상기 광 빔 분배기(22)의 반투명반사면의 미러-크로싱 교선(4)과는 평행이거나 수직임을 특징으로 한다.

Description

광학적 빔 분배기 및 이를 구비한 쌍안식 디스플레이 장치{OPTICAL BEAM-SPLITTER UNIT AND BINOCULAR DISPLAY DEVICE CONTAINING SUCH A UNIT}

광빔을 분배하거나 결합하기 위해, 미러와 프리즘 및 반투명 미러를 활용하는 방안을 이미 오래전부터 알려져 왔다. 예를 들어, 미국특허 제4,924,853호(존스 외 다수)의 발명은, 다른 방향으로부터 나온 빔을 동일한 광경로로 향하게 하는 반사면을 갖는 2개의 프리즘이 순차적으로 설치된 2개의 광학적 경로를 결합하는 장치이다. 또한, 헝가리 특허 제186 558호는 다른 방향으로부터 나온 2개의 빔을 동일한 광학적 경로 향하게 하는 미러와 반투명성 반사미러가 차례로 설치된, 2개의 광학적 경로를 결합하는 장치를 제시하고 있다.

공개된 PCT특허 WO 85/04961호는 일 방향으로부터 나온 빔을 반사면을 교차시킴으로써 2개의 다른 광학적 경로로 분배하는데 X 큐빅을 사용하는 해결방안을 제시한다. 이 장치의 중량은 비교적 크므로, 예를 들어, 머리에 착용하는 디스플레이 장치와 같은 특정 경우에는, 적합하지 않다.

생활의 여러분야에서, 관람자를 위해 물체원(object source)에 대한시야각(viewing angle)을 확대시키는 것이 요구된다는 것은 잘 알려져 있으며, 간단한 루페(loupe)에서부터 현미경, 복강경(laparoscope) 그리고 망원경과 같이, 이를 실행하기 위한 많은 형태의 기술적 수단이 있다. 단안식(monocular) 장치에서는, 물체원에 대한 시야각의 확대는 한 눈으로만 볼 수 있다. 하지만, 한 눈으로만 보는 것은 자연스럽지 못하다. 한눈으로 장시간 보게 되면, 심지어 어지러울 수도 있다. 결론적으로, 양 눈으로 물체원을 보는 것을 가능하게 하는 장치가 필요로 된다. 그러므로, 이미 알려지고 사용되고 있는 다양한 형태의 쌍안식 장치가 요구된다.

이미 알려진 쌍안식 장치의 공통 특징은, 머리에 착용된 컴퓨터 디스플레이 장치와 같은 물체원으로부터 시작된 빔을 2개로 분배하여 좌안과 우안을 향하게 하는 빔 분배기를 포함한다는 것이다. 빔 분배장치는 전반사이거나 또는 반투명일 수 있는, 미러 또는 프리즘의 반사면이다.

기본적으로, 빔은 2개의 방식으로 분배될 수 있다. 제1 방식에서는, 물체원으로부터 좌안영역으로의 광경로와 물체원으로부터 우안영역으로의 광경로가, 예를들어 V형태로 각각의 다음순서에 배치되어 빔을 다른 방향으로 반사하는 2개의 불투명성 반사면을 향해 진행하므로, 그 2개의 광경로의 제1 섹션이 소정의 각을 형성한다. 제2 방식에서는, 상기 광경로의 제1 섹션이 일치하여, 반투명면인 분배기가 빔의 일부를 통과시키고 나머지 빔은 다른 방향으로 반사시킨다.

상기 제1 방식을 대표하는 장치로는, 일본특허 제06110013호(토사키 외 다수)와, 일본특허 제07287185호(아키시 외 다수) 및, 미국특허 제5,682,173호(호라코브스즈키 외 다수)의 발명이 있다. 이 장치에서는, V형태로 배열된 미러를 사용하여 광경로를 분배한다. 이러한 해결방안의 공통적인 단점은, 미러 중 어나 하나도 스크린에 대향하여 배치되지 않으며, 그 중 하나는 약간 그 좌측으로 배치되고 다른 하나는 약간 그 우측으로 배치되므로, 사다리꼴 왜곡현상(trapezoid distortion)이 발생한다는 것이다. 만약 스크린이 V 미러가 만나는 모서리에 너무 가깝게 배치되면, 그 스크린의 특정 지점으로부터, 빔이 양 미러까지도 도달하지 못한다. 이러한 이유로, 스크린과 V 미러 사이에서 상당히 큰 간격을 유지하여야 한다. 실제 경험에 따르면, 그 간격은 스크린 대각선의 두배이어야 한다. 이로 인해, 한편으로는 장치의 구조적 크기가 증가하게 되고, 다른 한편으로는, 스크린과 V형 미러 뒤에 있는 렌즈 사이의 간격이 커지게 된다. 또한, 원거리 가상 화상(distant virture picture)을 편하게 보기 위해서, 스크린이 그 촛점길이와 동일한 간격으로 렌즈로부터 이격되므로, 화상(picture)의 실현가능한 확대를 감소시키며, 보다 큰 촛점길이를 갖는 렌즈일수록 보다 작은 정도로 확대된다.

쌍안식 장치의 경우에는, 대칭구조이므로, 마이크로-디스플레이는 두 눈 사이에 배치되어야 하며, 마이크로 디스플레이와 V자 미러 사이의 간격이 크면, 상기 장치는 새부리와 같이 돌출될 것이며, 머리에 착용하는 장치의 경우에는, 외관의 미학적 관점에서나 코에 걸리는 부위에 가해지는 압력이 커지므로 바람직하지 않다. 미국특허 제 5,682,173호는 스크린과 V자 미러 사이의 광경로에 2개 이상의 미러를 배치함으로서 이러한 문제를 해결하였다. 이로써 광경로는 90°각에서 2배 반사된다. 특허명세서 제07287185호의 경우에는, 이와 동일한 목적으로, 스크린과 V자 미러 사이의 광경로에 하나의 단일 미러를 배치한다.

상기 광경로의 제1 섹션이 일치할 때에, 반투명면을 갖는 분배기가 빔의 일부를 통과시키고 나머지 빔은 다른 방향으로 반사시키는, 광학적 빔을 분배하는 제2 방법은, 상기한 국제특허출원 WO 85/04961호(모스)에서 취급되고 있다. 이 국제특허출원 WO 85/04961호에서는, 물체원으로부터 나온 빔을 분리하는데, 반투명성 반사면인 내부면을 갖는, 잘 알려진 광학적 요소인 X 큐빅 프리즘을 이용한다. 이 장치에서는, 원칙적으로 스크린과 X 큐빅 프리즘 사이의 거리가 0으로 감소된다. 그러나, X 큐빅 프리즘은 고체이므로 무겁다. 또한, X큐빅 프리즘을 형성하는, 4개의 직각 프리즘을 접착하고 제조하는데 큰 비용이 소모되며, 복잡하고 노동집약적이다.

본 발명의 목적은, 동일한 목적을 해결하기 위해 고안된 현재 알려진 다른 해결방안의 단점을 극복하고, 가능한 최소 중량을 가지며, 사실상 원하는 정도로 물체원과 인접하여 배치할 수 있고, 2개의 방향으로 물체원의 임의의 지점을 반사시킬 수 있으며, 본 장치를 통해 투사된 화상의 광강도 분포가 그 물체원의 화상과 동일한 , 광학적 빔 분배기를 제공하는데 있다.

나아가, 본 발명의 다른 목적은, 앞서 설명된, 현재 알려진 다른 장치의 결함을 해소한 상기 광학적 빔 분배기를 이용하여 제조되며, 머리에 간편하게 착용하기에 적합할 정도로 소형이며 경량화된, 쌍안식 화상 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 광학적 빔 분배기 및 그 빔 분배기를 구비한 디스플레이 장치에 관한 것이다.

도1은 X형으로 교차하는 3개의 반투명 미러의 좌측 반사빔 경로를 나타낸다.

도2는 X형으로 교차하는 3개의 반투명 미러의 우측 반사빔 경로를 나타낸다.

도3은 본 발명에 따른 광빔 분배기의 가능한 실시형태의 일예에 대한 단면도이다.

도4는 좌측 반사빔 경로를 나타내는 단면에서 광빔분배기의 다른 실시형태에 대한 상세도이다.

도5는 출현된 광빔의 띠를 정의하기 위해 필요한 각과 거리 조건을 나타낸다.

도6는 도4에 도시된 형태와 유사한, 본 발명에 따른 빔분배기의 또 다른 구성예로서, 평면평행판의 기하학적 배열을 나타내는 사시도이다.

도7-8은 광학적 빔분배기의 가능한 실시형태의 또 다른 예에 대한 분해사시도이다.

도9a는 본 발명에 따라, 0.4㎜보다 큰 두께의 반투명 미러로 형성된 4개의 평면평행 박판으로 구성된 광학적 빔 분배기의 사시도이다.

도9b는 3개의 s로 구성된 것을 제외하고 도9a와 동일한 광학적 빔 분배기의 사시도이다.

도9c는 도9b에 따른 빔 분배기의 중앙부분을 확대한, 상기 판의 면과 수직인 단면도이다.

도10는 쌍안식 디스플레이 장치의 일 실시형태의 배열을 나타낸다.

도11은 도10의 장치의 사시도이다.

도12는 본 발명에 따른 쌍안식 장치의 실시형태를 외부틀 없이 나타내는 평면도이다.

도13은 수신방향으로부터 본 대안미러가 고정된 도12에 따른 작은 외부틀 내의 장치에 대한 사시도이다.

도14는 적절한 대안미러가 고정된 쌍안식 디스플레이 장치의 다른 예에 대한 사시도이다.

도15는 도14의 장치의 슬라이더의 작동메카니즘을 나타내는 평면도이다.

도16은 도15의 장치의 조립된 형태를 나타내는 사시도이다.

도17은 쌍안식 디스플레이 장치의 다른 실시형태의 구조를 나타내는 사시도이다.

도18은 도17에 도시된 장치에 이용되는 클립 어댑터의 사시도이다.

도19는 캠코더에 적합한 형태로서, 촛점형성부(focusing element)를 향하여 대안미러(eye mirror)가 삽입된 쌍안식 디스플레이 장치의 일 실시형태를 나타낸다.

도20은 캠코더에 적합한 도19와 동일한 장치에서 대안미러가 펼친 것을 나타낸다.

도21은 이동전화기에 적합한 형태로서, 사용중에 대안미러가 펼쳐진, 본 발명에 따른 쌍안식 디스플레이 장치의 다른 실시형태에 대한 사시도이다.

도22는 반사 마이크로디스플레이 장치 및 LCD셔터를 포함한, 본 발명의 장치의 일실시형태를 나타내는 평면도이다.

도23은 안경테와 같은 홀더에 연결된 본 발명의 장치의 일실시형태를 나타낸다.

도24는 마이크로 디스플레이 구동회로, 라디오 주파수 수신 및 송신회로, 전력원 및 마이크로 프로세서를 구비한, 본 발명에 따른 광학적 빔 분배기의 일 실시형태이다.

도25는 안구운동 검출시스템을 구비한, 본 발명의 장치의 일실시형태를 나타내는 사시도이다.

도26은 본 발명에 따라 구현된 시력보조 및 야간 촬상장치를 나타낸다.

도27은 반사 마이크로 디스플레이 및 이를 정면으로 표시하는 요소를 포함한, 본 발명에 다른 쌍안식 장치의 일실시형태에 대한 평면도이다.

도28은 도27과 같은 장치의 측면도이다.

도29는 목걸이로 착용자의 머리와 목에 착용될 수 있는, 쌍안식 디스플레이 장치의 사시도이다.

본 발명에 따른 빔 분배기는, 2개의 무한 박형(infinitely thin) 반투명 미러가 광빔을 부분적으로 전도시키고 부분적으로는 반사시킴으로써, 그 미러의 이등분면에 평행하면서 그 교선에 수직으로 도달하는, 상기 광빔을 완전하게 분배하여 2개의 방향으로 향하기 때문에, 이론상으로 상기 4개의 열거된 과제를 동시에 해결하기에 적합하다는 인식에 근거한다. 그러나, 실제로는, 무한 박형 판은 존재하지 않으며, 초박형 유리판을 깨지거나 초박형 플라스틱판은 구부려지게 된다. 이러한 판을 보다 두껍게 제조하면, 그 미러의 교차영역에서 그림자띠(shadow band)가 점차 커지게 된다. 이러한 교차영역은 불투명체와 같이 특정한-광학적-의미로 작용하고, 화상에 줄 그림자(strip shadow)가 발생시키며, 반사페이딩(reflection fading)을 증가시키는 것을 의미하게 된다. 이 그림자띠는 사람이 화상을 보는 것을 극도로 불편하게 하며, 대부분의 경우 - 특히, 비디오 화상 또는 컴퓨터 스크린의 경우 - 에, 허용될 수 없다. 그럼에도 불구하고, 본 발명자가 인식한 바에 따르면, 서로 수직으로 평면평행(planoparallel)판들로 구성되고, 일 모서리를 따라 서로 만나고 그 모서리에서 시작하는 단면이 광학적 평면이며 그 모서리에서 시작하여 분배될 광빔방향을 향하는 측면이 반투명 반사면인 광학적 빔 분배기를 제조하면, 나아가 이 평면평행판이 그 단면이 하나 또는 2개의 투명체의 연속된 평면 - 이 평면은 그 투명체를 구성하는 반투명반사면 또는 전반사면 중 하나임-에 일치하도록 그 하나 또는 2개의 투명체에 접하면, 상기 그림자영역은 완전히 제거될 수 있으며, 광학적 분배기는 상기 4개의 과제에 대한 요구를 모두 만족하도록 제조될 수 있다.

또한, 본 발명에 다른 빔 분배기는, 특정 응용형태-파손에 대비해 충분한 안전을 보장하는 적절한 홀더를 사용하는 형태-를 위해, 그 광분배기를 최소두께의 면평행판으로 투사적으로 X자 형태를 갖게 하나의 장치로 조립하여 상기 그림자띠를 미미하게 하거나, 사실상 또는 거의 눈에 띠지 않게 하게 할 수 있어, 그 그림자띠가 빔 분배기의 적절한 작동에 불이익한 영향을 주지 않도록 하는 동시에, 파손과 굴곡을 적절히 방지한다는 인식에 기반한다.

본 발명에 따른 쌍안식 화상 디스플레이 장치는, 다음과 같은 조건에 의해, 최소의 크기와 중량으로 구성될 수 있다는 인식에 기반한다.

- 상기 빔을 동일한 부피로 좌우로 향하게 되므로, 마이크로디스플레이의 스크린에서 시작하는 광빔은 그 스크린과 일치하는 크기를 가지며 서로 X자로 교차함으로써, 2개의 반사면에 의해 분할된다.

- 광 평면평행판이 2개의 연속적인 반사면을 가지므로, 최소 중량을 갖는 광학적 빔 분배기는 본 특허출원에 따른 광학적 빔 분배기이다.

- 광학적 빔 분배기의 2개의 대향하는 측면에 가까운 광경로 안에 배치된 촛점형성요소에 의해 마이크로 디스플레이 확대의 최대화와 동시에 가장 컴팩트한 배열구조를 실현할 수 있다.

- 촛점형성요소의 형상이 프리즘의 단면과 일치하는 평행육면체 (parallelepiped)이거나 그 평행육면체형 스크린으로부터 나오는 피라미드형상 광경로이고 대안미러의 형상이 그 피라미드형상의 광경로에 일치하는 경사단면이 사다리꼴이라면, 그 촛점형성요소의 크기는 최소형된다.

- 최소크기를 갖는 대안미러는 정확히 동공 앞에 배치되어야 한다. 그렇지 않으면, 그 미러에서 완전한 화상을 볼 수 없다. 그 수명설정의 방향은 상기 촛점형성요소의 광학축이어야 한다.

-

상기 대안미러가 브래킷으로 부착된 케이스에, 단지 마이크로디스플레이, X미러 광학적 빔 분배기 및 촛점형성요소만이 포함될 때에, 상기 장치의 외관크기는 최소형이다.

- 사용하지 않을 때에, 상기 결합된 미러들을 접음으로써 상기 장치의 크기를 더 감소시킬 수 있다.

- 상기 측정치로 최소화가능한 장치는 매우 작아서 휴대전화기의 하우징에 십자형으로 배치될 수 있으며, 그 중량도 매우 가벼워서 머리에 착용할때에 운송장치(예를 들어, 헬멧, 헤드밴드 또는 안경테 또는 노이즈클립)가 요구되지 않으며, 클립으로 노이즈 브릿지에 고정시킬 수 있다.

- 노이즈브릿지에 클립될 수 있는 장치가 사용되지 않을 때에는, 목걸이와 유사한 지지루프(retaining loop)상에 달린 메달처럼 착용하는 것이 가장 바람직하다. 이 경우에, 상기 장치는 손목시계와 유사하게 항상 "수중(at hand)"에 있게 되고, 필요하면 바로 사용할 수 있다.

- 전기케이블로 지지루프를 형성하고 대향하는 부분에 맞는 2개의 이어폰을 장착함으로써, 이러한 경우에 그 이어폰의 기계적 지지수단이 상기 전기연결케이블자체가 되므로, 화상과 음향을 제공하는 장치를 아주 간단한 방식으로 형성할 수 있다.

- 중량, 부피분산 및 미학적 관점에서, 목덜미에 제어유닛은 작용하면서, 상기 디스플레이 장치의 작동에 필요한 다른 전자장치는 상기 디스플레이 장치로부터 가능한 먼 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

- 외부 응향, 데이터 및 비디오신호(예를 들어, 이동전화기, 휴대용 컴퓨터, 게임 콘솔, DVD플레이어, 디지털 텔레비젼전송기)와 무선연결 목적으로, 상기 제어유닛 또는 상기 디스플레이 유닛에, 마이크로디스플레이 구동전자장치, 고주파송수신부회로, 디지털 텔레비젼 수신회로, 마이크로프로세서 및 동력원 중 임의의 것을 설치하는 것이 바람직하다.

- 또한, 상기 장치는 정보기기단말기 또는 독립적인 정보기기로서 사용될 수 있기 때문에, 디스플레이 하우징에 마이크로 폰을 설치하는 것이 실용적이다.

이와 같은 본 발명자의 인식에 기초하여, 본 발명자는 아래와 같은 방식으로 계속 착용될 수 있고 머리의 감각기관에 이룰 수 있는 개인용 통신장치를 개발하였다.

a. 이어폰 중 하나가 한쪽 귀에 배치되고, 사용자는 목에 있는 마이크로 폰으로 말한다(이동전화기 기능).

b. 양쪽 귀에 두 이어폰을 각각 배치하고(청취되는 소리는 보다 우수한 음향특성, 즉 스테레오 사운드 특성을 지님), 사용자는 목에 위치하거나 입앞에 지지된 마이크로폰으로 말한다.

c. 상기 디스플레이 장치는 노이즈브릿지로 클립된다(가상 모니터 기능).

d. 상기 디스플레이 장치는 노이즈브릿지로 클립되고, 하나 또는 두개의 이어폰이 귀에 배치된다(모노 또는 그 이상의 음향, 즉 스테레오 사운드특성을 지닌 비디오 안경(video glasses) 기능).

또한, 본 발명자는, 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 상기 디스플레이 유닛이 그 기능을 추가적으로 확장하는 소형 비디오 카메라로 보완될 수 있다는 것을 주목한다.

앞서 상세히 설명된 인식에 기반하여, 본 발명자는 새로운 광학적 빔 분배기로 제기된 과제를 해결하였다. 상기 광학적 빔 분배기는, 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면의 공통 교선에서 시작하는 투명한 평면평행판을 포함하며,

- 또한, 상기 공통교선에서 시작하고 상기 광반사면을 갖는 상기 평면평행판의 측면에 인접하며 서로 직각인, 그 평면평행판의 단면이, 해당 측면과 직각을 이루며, 그 측면은 평면과 광학적 평면을 구비하고,

- 투명물질로 이루어진, 적어도 하나의 투명체는, 반투명 반사면 또는 반투명반사부분과 전반사부분으로 구성된 면을 갖는 상기 평면평행판과 접하며, 그 면은 상기 단면의 평면에 있으며, 그 단면으로부터 시작되어 연속됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른, 상기 광학적 빔 분배기의 바람직한 실시형태는,

- 상기 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면을 갖는 상기 제1 및 제2 평면평행판에서 연속되며 투명체로서 상기 제1 및 제2 평면평행판과 접하는, 제3 및 제4 평면평행판을 더 구비하며,

- 상기 평면평행판 모두가, 동일한 두께와 동일한 굴절율을 갖도록 동일한 물질로 이루어지고, 평행직육면체형(oblate parallelepiped shape)이며, 서로 평행한 모서리로 서로 결합하고, 결합된 모서리에 직각인 단면으로 X형 유닛을 형성함을 특징으로 한다.

실용적으로는, 본 빔 분배기 장치에서,

a) 인접한 상기 제2 평면평행판을 향하는 상기 제1 평면평행판의 측면과, 그와 대향하는 측면 중, 바람직하게는 제4 평면평행판과 결합된 모서리로부터 측정된폭이,

인 부분(상기 식에서 v는 상기 평면평행판의 두께이며, n은 그 물질의 굴절율임)과,

- 상기 제1 평면평행판을 향하는 상기 제2 평면평행판의 측면과, 그와 대향하는 측면 중, 바람직하게는 제3 평면평행판과 결합된 모서리로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)을 갖는 부분과,

- 상기 제2 평면평행판과 결합된 모서리로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)를 갖는 부분을 제외한, 인접한 상기 제2 평면평행판을 향하는 상기 제3 평면평행판의 측면과,

- 상기 제1 평면평행판과 결합된 모서리로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)를 갖는 부분을 제외한, 인접한 상기 제1 평면평행판을 향하는 상기 제4 평면평행판의 측면,

은 반투명 반사면이며,

b) - 인접한 상기 제2 평면평행판을 향하는 상기 제3 평면평행판의 측면 중, 바람직하게는 상기 제2 평면평행판과 결합된 모서리로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)을 갖는 부분과,

- 인접한 상기 제1 평면평행판을 향하는 상기 제4 평면평행판의 측면 중, 바람직하게는 상기 제1 평면평행판과 결합된 모서리로부터 측정되어 상기 식에 따른폭(s)을 갖는 부분,

은 전반사성이며,

c) - 상기 제3 평면평행판의 단면에 대향하는, 상기 제1 평면평행판의 단면과,

- 상기 제4 평면평행판의 단면에 대향하는, 상기 제2 평면평행판의 단면,

은 광학적 평면임을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명자는, 이와 별도로 모든 평면평행판의 측면 모두를 자연적, 광학적 평면인 것을 주목한다. 광학적 평면은, δ= 10ÅㆍＡ보다 작은 표면거칠기를 갖는 평면으로 알려지 있고, 반투명면은 부분적으로 투과되고, 부분적으로 자연광 또는 편광을 반사하는 면으로 알려져 있다.

광 빔 분배기의 상기 정의된 구조는, 두께v이고 굴절율n인, 제1, 제2, 제3 및 제4 평면평행판을 포함하며, 상기 평면평행판은 상기 제1 및 제3 평면평행판의 두 측면이 동일한 면으로 서로 접하고, 이와 유사하게 상기 제2 및 제4 평면평행판의 두 측면이 동일한 면으로 서로 접하게 하여 X형으로 배열된다.

상기 제3 평행평면판을 향하는, 제1 평면평행판의 제1 단면은, 그 제1 평면평행판을 향하는, 제2 및 제4 평면평행판의 측면과 동일한 면에 있으며, 광학적 평면이다. 상기 제4 평행평면판을 향하는, 제2 평면평행판의 제2 단면은, 그 제2 평면평행판을 향하는, 제3 평면평행판의 측면과 동일한 면에 있으며, 광학적 평면이다.

상기 제2 평행평면판을 향하는, 제1 평면평행판의 측면과, 그 제1 평면평행판을 향하는, 제2 평면평행판의 측면과, 그 제2 평면평행판을 향하는, 제3 평면평행판의 측면 및, 상기 제1 평면평행판을 향하는, 제4 평면평행판의 측면은, 반투명 반사면이다. 상기 제1 단면은 전체 내부 반사의 제한각(limit angle) 하에서 그 면에 도달하는 빔을 분광적으로(prismaticly) 반사하는 광학적 평면이기 때문에, 상기 제2 평면평행판 및 제4 평면평행판의 반투명 반사면을 연속 반사면으로 형성하게 한다. 이와 유사하게, 상기 제2 단면도 상기 제1 평면평행판 및 제3 평면평행판의 반투명 반사면을 연속 반사면으로 형성하게 한다.

제1 평면평행판과 제2 평면평행분의 반투명 반사면의 이등분면과 일치하며 그 반투명반사면의 교선과 직각을 이루면서 그 교선을 향하는 방향을, 수신방향이라고 한다. 이는 상기 설명된 X미러 광학적 빔 분배기가 이 방향으로 들어오는 빔을 완전하게 분할하기 때문이다. 상기 수신방향과 직각인 평면이면서 상기 제1 평면평행판과 제2 평면평행판의 반투명반사면의 외부 평행모서리 사이의 사각형 영역을, 수신측(receiveing side)이라고 한다. 그 이유는 물체원이 이 영역에 또는 이 영역으로부터 더 이격되어 배치될 수 있기 때문이다.

상기 미러가 서로 교차하는 영역의 외부에서 진행하는 빔은, 반투명 반사면과 2번 만난다(반사면으로부터 반사될 때와 반사면을 통과될 때). 즉, 그 빔의 광감도는 2배로 손실된다. 상기 미로가 서로 교차하는 영역을 지나는 경우에서 동일한 강도가 보장될 필요가 있다. 그렇지 않으면, 단 한번 필터링된 빔으로 형성된 투사된 화상의 부분이 더 밝게 될 것이다. 실제로, 이는 화상의 중앙영역을 가로지르는 교란하는 밝은 선으로 나타난다. 본 발명자의 인식에 따르면, 이러한 문제를 상술된 본 발명에 의한 해결방안으로 완벽히 해결할 수 있다.

또한, 본 발명의 형태는, 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면의 공통 교선에서 시작하는 투명한 평면평행판을 포함한 광학적 빔 분배기에 있어서, 각각 0.4㎜이하의 두께이며 상기 교선에 직각인 단면에서 X형 유닛을 형성하는, 4개의 평면평행판을 포함하고, 여기서, 인접한 평면평행판은 서로 90°±20°인 각을 이루며, 상기 상기 평면평행판은, 일방향으로 편광된 광요소를 완전히 투과시키며, 타방향으로 편광된 광요소를 부분적으로 투과하고 부분적으로 반시시키는, 반투명 미러 또는 편광기인 것을 특징으로 하는 광학적 빔 분배기로 구성된다.

다른 광학적 빔 분배기는, 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면의 공통 교선에서 시작하는 투명한 평면평행판을 포함한 광학적 빔 분배기에서, 각각 0.4㎜이하의 두께이며 상기 교선에 직각인 단면에서 X형 유닛을 형성하는, 3개의 평면평행판을 포함하고, 여기서, 제3 평면평행판보다 짧은 2개 평면평행판은 그 제3 평면평행판의 면에서 중앙부에 접하여, 상기 얇은 제3 판의 각 측부에 서로 연속적으로 형성되며, 상기 유닛(22)에서 상기 긴 평면평행판과 상기 짧은 평면평행판사이의 각이 서로에 대해 각각 90°±20°이며, 상기 평면평행판은 일방향으로 편광된 광요소를 완전히 투과시키며, 타방향으로 편광된 광요소가 부분적으로 투과시키고 부분적으로 반시시키는, 반투명 미러 또는 편광기임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 형태는, 광학적 빔 분배기와, 나아가 제1 촛점형성요소와대안미러를 구비한 쌍안식 화상 디스플레이 장치이다. 상기 쌍안식 화상 디스플레이 장치는, 그 광학적 빔 분배기가 본 발명에 따른 광학적 빔 분배기이며, 상기 광학적 빔 분배기의 반투명 반사면에 도달하는 빔의 방향, 즉 수신방향에서 볼 때에 상기 광학적 빔 분배기의 2개의 대향하는 측부에 2개의 제1 촛점형성요소가 위치하고, 상기 제1 촛점형성요소의 공통 광학축이 상기 수신방향과 직각을 이루며, 상기 제1 촛점형성요소의 외부 양측에 상기 대안 미러가 위치하고, 그 반사면이 상기 광학축과 45°±15°각(δ)을 형성하고, 그 대안미러 반사면의 평면의 교선이 상기 광 빔 분배기의 반투명반사면의 미러-크로싱(mirror-crossing) 교선과는 평행이거나 수직임을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 광학적 빔 분배기, 상기 제1 촛점형성요소 및 상기 대안미러는, 그 대안미러 앞과 그 광학적 빔 분배기의 수신측에 광허용개구부를 포함한 커버로 케이스된다.

나아가, 보다 유익하게는, 상기 광학적 빔 분배기 및 상기 제1 촛점형성요소는, 그 제1 촛점형성요소에 광허용개구부를 구비하고 커버판으로 덮혀진 하우징에 끼워지고, 상기 대안미러는, 톱니레크이며 하우징으로 돌출한 스템을 갖춘 제1 슬라이더 및 제2 슬라이더에 부착되며, 상기 제1 슬라이더 및 제2 슬라이더는 서로 평행하며, 그 사이에 상기 제1 및 제2 슬라이더와 연결되어 서로 반대방향으로 이동시키는 톱니바퀴가 있다.

추가적인 구성예에 따르면, 상기 장치는, 마이크로디스플레이의 스크린와 같은 물체원을 구비한다. 이 경우에는, 상기 마이크로디스플레이 스크린의 평면이 상기 미러-크로싱 교선 및 그 광학축에 의해 정의되는 평면에 평행이며, 상기 광학적 빔 분배기의 수신측에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 장치는, LED와 같은, 광학적 빔 분배기의 평면평행판의 교점과 장치케이스 사이에 배치되어 상기 마이크로디스플레이의 스크린을 비추는 적어도 하나의 광원을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마이크로디스플레이 유닛과 상기 장치케이스 사이에 배치되어 후방에서 상기 마이크로디스플레이 유닛을 통해 조명하는 광원을 포함하는 것이 실용적이다. 또 다른 구성예에 따르면, 광학적 빔 분배기의 두 측면 상의 광경로에는, 상기 촛점형성요소의 축에 직각을 이루는 액정셔터가 있다.

상기 장치는 상기 장치 케이스와 일체화되어 제조된 2개의 클립판을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 화상 디스플레이 장치의 다른 실시형태는, 상기 장치의 사용자의 머리에 인접한, 상기 장치케이스의 측면에, 상기 장치케이스와 일체화되고 그 발생부가 서로 평행한, 2개의 후크레일이 있음을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 장치는 상기 후크레일 사이에 장착된 클립 어댑터를 포함한다. 상기 클립 어댑터는, 상기 장치케이스에서 덴트의 굴곡부에 이어지는 굽힘판과, 2개의 클립판 및, 상기 후크레일 사이의 간격과 동일한 전체 폭을 갖는 탄성윙판으로 구성되는 것이 실용적이다.

다른 구성예에 따르면, 상기 장치는, 2개의 안경사이드암과, 그와 연결구조물로 연결되어 부착된 브릿지와, 그 브릿지에 부착된 코지지암 및, 장치고정부로구성된 베어링 프레임(bearing frame)을 포함한다. 상기 브릿지는 상기 안경사이드암 상에 전개된 평면과 일치하거나 평행인 상부면을 갖는 협판(narrow plate)이며, 그 최대두께(s)는 1.7㎜인 것이 바람직하다. 또한, 상기 코지지부는, 아래로 향하고 서로 평행이며 상기 브릿지의 중앙으로부터 동일한 거리로 설치된 2개의 코지지아암과, 상기 코지지아암의 단부에 각각 부착된 2개의 코지지패드로 구성되고, 상기 장치고정부는, 아래로 향하고 서로 평행이며 상기 브릿지의 중앙으로부터 동일한 거리로 설치된, 2개의 U자형 고정 레일로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 화상 디스플레이 장치의 실시형태는, 적어도 하나의 마이크로 디스플레이 구동회로 및/또는 고주파송수신회로 및/또는 전력원 및/또는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 케이스의 일단 위에는, 적외선영역을 감지하는 CCD 화상기록칩이 있으며, 그 타단 위에는, 전방렌즈(front lens)가 그 전방렌즈의 제3 광학축이 상기 CCD화상기록칩의 검출면와 직각을 이루도록 배치된다. 상기 우측눈의 대안미러 위에는, 적외선영역에서 반사하고 가시광파장영역에서 광을 허용하는 반사요소가 그 우측눈과 상기 검출면 사이의 광경로에 배치된다. 바람직하게는, 상기 전방렌즈 위에는, 적외선LED가 있으며, 그 광은 상기 반사요소를 향해 도파된다.

또한, 코에 맞게 형성된 상기 장치케이스의 덴트 위에서 상기 장치케이스의 상단에는, 상기 제1 촛점형성요소의 광학축 및 상기 미러-크로싱 교선에 정의되는 평면에 평행한 평면에 검출면을 갖는 CCD화상기록칩이 있고, 그 앞에서 상기 마이크로디스플레이 유닛 위에, 상기 검출면에 수직인 광학축을 갖는 제2 전방렌즈가 있는 것이 실용적이다.

아래의 구성예에서, 본 발명자는, 스크린면에 직각으로 비춰질 것이 요구되는 반사형 마이크로디스플레이를 이용한다. 본 예에서는, 초박형(0.1-0.2㎜두께) 평면평행판으로 X미러 광학적 빔 분배기를 형성하고, 이를 통해 상기 스크린에 비추는 것이 바람직하다. 조명(illumination)을 위해서, 본 발명자는 반사요소 또는 촛점형성요소를 스크린으로부터 이격된 2개의 평면평행판 사이의 공간(또는 평면평행판으로 형성된 빔 분배기 경우에는, 보다 원거리에 있는 평면평행판과 그 반거리에 있는 평면평행판 사이의 공간)에 배치한다. 이는 광원의 빛으로, 바람직하게는 RGB LED 3색광을 상기 스크린 상에 조사한다. 스크린을 비추지는 광원의 광이나 광원 및 빔 분배기 사이에서 눈으로 비춰지지 않는 X미러로 반사되는 광을 위해서, 본 발명자는 일방향에서 편광시키는 편광판을 배치하고, 광경로에서 다른 방향(이전 방향에서 직각임)으로 편광시키는 빔 분배기의 양측 상에 편광판을 배치한다. 그래서, 상기 스크린으로부터 반사되었고 그 편광성(polarity)가 변화된 광빔은 후술한 2개의 편광판을 통과한다.

상기 X미러형 빔분배기의 광반사면이, 상기 편광된 광을 부분적으로 반사하고 부분적으로 투과하는 광학적 층이라면, 이런 경우에는, 큰 광학적 손실을 유발하는, 광학적 면 또는 광학적 요소의 수가 감소되고, 이로 인해, 앞서 설명된 예의 강도와 비교하여, 눈에 도달하는 광강도는 몇배로 증가되거나, 보다 적은 전력을 소비하는 보다 작은 용량의 광원을 가지고 동일한 광강도를 얻을 수 있다.

다른 구성예에서는, 연성 지지루프의 양단이, 마이크로 디스플레이, 공학적 빔 분배기, 촛점형성요소, 대안미러, 디스플레이 하우징 및 노이즈클립 브릿지를 갖는 상기 디스플레이 장치의 그 대안미러를 포함한 콘솔(console)의 마주하는 양단에 고정된다. 여기서, 상기 루프는 전기케이블이며, 기계적 전기적으로 브랜치에 고정된 이어폰이 있다. 상기 지지루프의 길이는 코높이에서 착용자의 머리의 둘레보다 길다. 상기 디스플레이 장치로부터 가장 먼 위치의 지지루프부분에는, 상기 디스플레이 구동을 위한 전자장치, 전력공급ㅂ, 마이크로프로세서, 고주파송수신회로 및 디지털 텔레비젼 수신회로를 포함한 제어유닛이 있으며, 그 부분에서 상기 지지루프의 일 브랜치는 영구적으로 고정되고 다른 브랜치는 분리가능하도록 고정될 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면은 광학적 빔 분배기의 바람직한 실시형태를 포함하며, 그 기능뿐만 아니라, 쌍인식 화상 디스플레이 장치의 유익한 실시형태의 예에 대한 이해를 도울 것이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, X 미러 광학적 빔 분배기는, 그 미러-크로싱 교선(4)에 수직인 단면도로 도시되어 있으며, 투명면과 반두명면을 갖는 평면평행판(1,2,3)으로 구성된다. 상기 도면은 반사면의 교차영역만을 나타낸다. 일반 절단공정으로 제조된 평면평행판(2,3)은 비평탄하고 거칠고 얇은 면(2a,3a)을 가지며, 평면평행판(1)의 넓은 측면에 수직으로 하여 그 측면과 접한다. 이러한 방식으로 구현되면, 도1 및 도2와 같이, 폭이 t인 영역은 부호(5)와 화살표로 표시된 광빔의 반사에 참여하지 않는다. 보다 명료하게 설명하기 위해, 도1은 좌측으로 진행하는 광빔(a-k)만을 나타내며, 도2는 우측으로 진행하는 광빔을 나타낸다.

도1과 같이, 빔(a)이 판(1)의 반투명반사면에 도달할 때에, 그 강도의 절반은 직각으로 되반사되고, 강도의 다른 절반으로 판(1)의 내부로 진행한다. 우측각으로 되반사된 빔은 판(2)의 반투명 반사면에 도달하며, 부분적으로 강도의 1/4로 물체원(미도시)을 향하여 되반사되고, 이어 굴절된 후에, 강도의 1/4로 판(2)의 내부로 진행하며, 다시 굴절된 후에 좌측-도면에 도시된 상태를 고려한 방향임-으로, 화살표로 표시된 수신방향(5)에서 우측각으로 향한다. 다른 빔(b,c,d)도 동일한 빔경로를 갖는다.

빔(e)은 먼저 판(2)의 반투명 굴절면에 도달하고, 부분적으로 판(1)을 향하는 직각으로 되반사되고, 거기에서 물체원으로 향하게 된다. 이어, 굴절된 후에 부분적으로 판(2)의 내부로 진행하여, 비평탄하고 거친, 즉 광학적 평면이 아닌, 판(2)의 면(2a)에서 분산된다. 빔(f,g)은 그와 동일한 빔 경로를 갖는다. 빔(h,i,j,k)은 판(2)의 반투명 굴절면에 도달할 때에, 그 강도의 절반으로 판(1)을 향해 되반사되어 물체원으로 향하게 되고, 부분적으로는, 강도의 절반은 굴절된 후에, 판(2)의 내부로 진행하며, 이어 다시 굴절된 후에 방출되어 판(1)의 반투명 반사면에 도달하게 된다. 여기서, 빔(f,g) 강도의 1/4은 되반사되고 방출되며, 다른 1/4은 굴절된 후에, 판(1)의 내부로 진행한다. 도1에 잘 도시된 바와 같이, 빔(d)와 빔(h) 사이의 범위에 있는 빔(g,f,e)은 좌측에서의 화상디스플레이에 가담하지 않으며, 그 화상에서 소정의 폭(t)을 갖는 스크린(즉, 그림자영역)을 제공한 것을 위한다.

도2의 참조부호 및 표시는 도1에 의미와 유사하게 사용되었다. 빔(a-e) 및 빔(i-l)은 도1과 관련하여 설명된 바와 같이, 우측에서의 화상디스플레이에 가담한다. 그러나, 빔(e)와 빔(i) 사이의 범위에 있는 빔(f,g,h)은 비평탄하고 거친, 즉광학적 평면이 아닌, 판(3)의 면(3a)에서 분산된다. 그러므로, 이 경우에도 마찬가지로, 소정의 폭(t)을 갖는 영역이 반사에 참여하지 않는다.

도3은 본 발명에 따른 광학적 빔 분배기의 구성예를 나타낸다. 상기 분배기는 제1 평면평행판(6)과 제2 평면평행판(7)을 구비하며, 투명물질로 이루어진 투명체(10)을 갖는다. 본 구성예에 따르면, 판(6,7)의 두께는 서로 다르다. 판(6,7)은 그 모서리(9a,9b)에서 상호 결합하며, 그 모서리(9a,9b)에서 시작하여 서로 대향하고 반투명 반사면으로 된 측면(6a,7a)은 서로 α= 90°인 각을 이룬다(도3에서는, 결합된 모서리(9a,9b)에 수직인 단면도로, 광 빔 분배기를 구성하는 교차영역부분이 도시됨). 상기 측면(6a,7a)에서 시작되고 그 측면과 수직(즉, 도3의 β가 90°임)인 단면(6b,7b)은, 완벽하게 부드럽고 투명할 때까지 연마된 영역을 의미하는 광학적 평면(optically flat)이다. 앞서 설명되고 도시된 기하학적인 조건의 결과로, 동일면 상에 존재하는 면(7a,6b)뿐만 아니라, 동일한 면과 상기 면(7a,7b)에 연속되는 투명체(10)의 면(10a,10b)도 반투명 반사면이다. 후술되겠지만, 단면(6b,7b)에 접한 투명체(10)의 면은 그 몸체(10)가 투명하다면, 어떤 역할도 하지 않으므로, 단면(6b,7b) 사이의 투명체(10)공간을 충진시킬 필요없다는 것을 주목해야 한다.

도3에 따르면, 화살표로 표시된 수신방향(5)으로부터 시작된 광빔이 평면평행판(6)의 반투명반사면에 도달할 때, 부분적으로는 판(6)의 내부로 진행하여 그 단면(8)에서 반사되고, 이어 대향하는 측면에서 방출된다. 또한 부분적으로는 되반사되어 다른 평면평행판(7)의 반사면에 도달하고, 여기서 광 빔은 부분적으로 되반사되고(이는 미도시됨) 이어 부분적으로 판(7)에 진입하고, 반사된 후에 그 대향하는 측면에서 방출된다. 광빔(a)은 수신방향(5)와 수직으로 빔(a')와 빔(a")로 분배되어 좌안과 우안을 향해 반대방향으로 방출된다.

도4에 도시된, 본 발명에 따른 광학적 빔 분배기의 구성예는, 폭(v)가 동일한, 4개의 투명한 평면평행기판, 즉 제1,제2,제3 및 제4 평면평행기판(11,12,13, 14)으로 구성된다. 모서리(9a',9b')에서 서로 결합한 판(11,12)의 측면(11a,12a)의 반투명 반사면을 강조하기 위해, 점선으로 표시하였다. 상기 요소들의 정의하면, 판(11)은 상기 제1 판이며, 판(12)은 상기 제2 판이며, 판(13)은 상기 제3 판이고, 판(14)은 상기 제4 판이다. 각(α) 및 각(β)는 이 경우에서도 역시 직각이며, 얇은 단면(11b,12b)은 광학적 평면이다. 도4에 도시된 광학적 빔 분배기는, 상기 투명체(10) 대신하여 상기 평면평행판(13,14)는 그 모서리(15c,15e)로 제1 판의 모서리(15d)와 제3 판의 모서리(15f)에 결합하는 점에서, 도3에 도시된 광학적 빔 분배기와 상이하다. 제2 및 제3 판(13,14)은 그 모서리(15g,15h)로 서로 접하고, 그 단면(13b,14b)은 그라운드(ground)가 아니며, 광학적으로 평면일 필요도 없으나, 측면(12a)과 단면(12b)와 동일한 면에 해당하는, 상기 측면(13a,13b)은 도면에 점선으로 표시된, 반투명한 반사면을 갖는다. 공간(8)은 비어있어, 예를 들어 공기로 충진된다. 도4는 모서리(15a,15b)와 상기 다른 부분에 수직인, 평면평행판(11,12,13, 14)의 교차영역의 단면을 나타낸다.

광 빔이 화살표(5)의 방향(물체원 방향)으로부터 도4에 다른 장치에 도달한다. 표면(11a,12a)은 물체원을 향한다. 이하, 광 빔(a-l)의 경로를 설명하기로 한다. 빔(a-d)은 판(12)의 측면(12a)의 반투명반사면에서 90°로 반사되고, 판(11)의 면(11a)까지 그 경로를 따라 강도의 반으로 진행한다. 굴절된 후에, 상기 빔(a-d)은 강도의 1/4로 판(11)로 들어하고, 다시 굴절된 후에 수신방향(5)에 직각으로 방출된다.

빔(e)은, 판(11)의 측면인 반투명 반사면(11a) 상에서 굴절된 후에, 강도의 반으로 판(11)로 진입하고, 손실없이 판(11)의 단면(11b) 중 광학적으로 평면인 내부면으로부터 반사되고, 다시 굴절된 후에 반대측면(11a')에서 방출된다. 이 방출방향(광경로의 방향은 선(a-l)로 도시된 화살표에 의해 명확하게 나타남)은, 평면평행판(11)의 측면(11a,11a')과 단면(11b)의 사잇각(γ)이 90°이고, 광빔(e)이 측면(11a)로부터 판(11)로 들어온 각과 동일한, 측면(11a')로부터의 각으로 도달하기 때문에, 굴절율(n)의 임의의 값에서 광 빔(a-d)의 방출방향과 정확하게 일치한다. 이러한 사실에 기인하여, 광빔(d,e,f,g,h)도 화상 디스플레이에 참여하고, 이 결과로, 도1과 도2에서 설명한 바와 같이, 화상의 중앙영역에서 산란하는 그림자선을 제거할 수 있다.

또한, 광강도를 위해서, 도4에 도시된 빔(d)와 빔(h) 사이의 범위에 있는 빔(예를 들어, 빔(e,f,g))도 반투명면과 2회 만나고, 이로 인해, 강도의 1/4로 상기 제1 평면평행판의 반대측면(11a)에서 방출되는 것이 보장되어야 한다. 이는, 상기 측면(11a')에 빔(d,e,f,g)이 반투명반사막에서 방출되는, 폭(s)를 갖는 측면부분을 제공함으로써 실현될 수 있다. 측면(11a')상에 있는 이 영역(11a")은 점선으로 표시하였다. 빔(h)과 빔(k) 사이의 범위에 도달한 빔(i,j)뿐만 아니라, 빔(k)자체도 제1 평면평행판(11)의 반투명반사면(11a)을 통과되어 굴절되며, 그 빔 강도의 반은 제1 평면평행판(11)으로 들어가고, 측면(11a')의 반투명 반사영역(11a")에서 다시 굴절된 후에 강도의 1/4로 방출된다.

빔의 강도를 추가 반투명 반사면에 의해 추가적으로 감소하지 않기 위해서, 제4 평면평행판의 측면(14a)폭(s)를 갖는 부분(11a') - 진한 검은선으로 강조됨 - 에 전반사막을 제공하고, 이로써, 그 미러면(14a)에서 실제 손실없이 상기 빔(i,j,k)이 반사되며, 강도의 1/4로 방출되어 화상 디스플레이에 참여하게 된다. 최종적으로, 빔(a)에서 빔(l)까지, 빔(k) 다음의 빔(l)까지 포함하는 모든 광빔이 제1 평면평행판(11) 측면(11a)의 반투명반사면에 도달할 때에, 그 빔은 굴절되어 제1 평면평행판(11)에 그 강도의 반으로 진입하며, 이어 제1 평면평행판(11)의 반대측면(11a')에서 다시 굴절된 후에 동일한 광의 강도로 방출되어, 제4 평면평행판(14) 측면(14a)의 반투명반사면에서 반사되어, 1/4강도로 방출되고 화상디스플레이에 참여하게 된다.

도4에 도시된 광학적 빔 분배기는 대칭구조이므로, 화살표(5)로 표시된 수신방향에서 도달하고 화상 디스플레이(미도시)가 있는 도4의 우측편으로 향하는 빔의 경로는 미러상(mirror image)과 같은 좌측편 상의 화상 디스플레이와 유사하다. 따라서, 측면(12a,13a) 상의 영역(12a",13a')을 표시하였다.(섹션(12a")는 반투명 반사면을 갖는 반면에, 섹션(13a')는 전반사면임)

도5는, 판(11)의 두께(v)와 그 물질의 굴절율(n)을 나타낼 수 있는 폭(s)에 기반한 각과 거리의 조건을 도시한다. 도5에서, 빔(h)은 입사각(ε)으로 제1판(11) 측면(11a)의 반투명반사면에 도달하며, 굴절각(ε')로 그 경로를 따라 진행된다. 이 각이 변화하더라도, 동일한 각으로 제1 평면평행판(11)의 반대측면(11a)와 제1 단면(15)이 만나는 점에 도달한다.

모서리(s,v,c)에 의해 형성된 직각삼각형에서,

실제로, 물체원으로부터 시작된 광빔은 수신방향(5)로부터 입사될 뿐만 아니라, 소정의 각범위 내에서 많은 다른 방향으로부터도 입사된다. 광학적 평면인 단면(11b,12b)은 상 생성에서 완전한 역할을 하는 것으로 입증될 수 있다. 그러나, 그 면을 수은도금해야 한다. 이러한 도금이 없다면, 전체 반사에 대한 임계각보다 작은 각으로 입사된 빔이 생길 것이다.

수신방향에 평행하지 않은 광 빔의 경우에는,

상기 식이 유효하지 않다. 다른 입사각은 약간 다른 폭을 포함한다. 그럼에도 불구하고, 그 평균은 s이므로, 실제로, 어떤 경우에도 상기 폭을 사용할 수 있다.

도6은 본 발명에 다른 완전한 광학적 빔 분배기의 사시도이며, 도4와 같이 구성되지만 보다 작은 크기로 도시되어 있다. 참조부호는 전과 유사하게 사용하였다. 상기 평면평행판(11,12,13,14)은 ABCDA'B'C'D' 이차프리즘(quadratic prism)의 측면상에 배치된 직육면체이다. X자형으로 서로 교차된, 2개의 연속적인 반사면 중 제1 반사면(여기서, 설명이 보다 명료하도록, 작도법으로 명확하게 그리지 않았으며, 참조번호도 부여하지 않았으나, 명백히 도4에 도시되었고 잘 설명되어 있다.)은,

- 코너지점(JAA'K )으로 정의된, 제1 평면평행판(11)의 반투명 반사측면에의해 형성되고,

- 코너지점(ABB'A')으로 정의된, 제2 평면평행판(12)의 분광적으로 (prismaicly) 반사하는 단면에 의해 형성되며,

- 코너지점(HNOH')으로 정의된, 제3 평면평행판(13)측면 중 반투명반사면 부분에 의해 형성되며,

- 코너지점(BHH'B')으로 정의된, 제4 평면평행판(14)의 전반사하는 BHB'H'로 된 표면부분에 의해 형성된다.

반면에, 제2 반사면은,

- 코너지점(ALMA')으로 정의된, 제2 평면평행판(12)의 반투명 반사측면에 의해 형성되고,

- 코너지점(ADD'A')으로 정의된, 제1 평면평행판(11)의 분광적으로 반사하는 단면에 의해 형성되며,

- 코너지점(DFF'D')으로 정의된, 제4 평면평행판(14)의 전반사하는 DFF'D'로 된 표면부분에 의해 형성되며,

- 코너지점(FPOF')으로 정의된, 제4 평면평행판(13)의 반투명 반사면 부분에 의해 형성된다.

- 또한, 광강도를 위해서, 코너지점(EDD'E')으로 정의된, 제1 평면평행판의 후위 측면 중 표면부분과, 코너지점(BGG'B')으로 정의된, 판(12)측면 중 표면부분에 반투명 반사막을 부여한다.

도7은, 도4 내지 도6의 구성에 따라, X형 광학적 빔 분배기(22)의 평면평행판(11-14)-유리와 같은 투명물질로 이루어짐-을 부착하는 실제 방법을 나타낸다.

이 방법에 따르면, X형 장치는 두께가 v보다 큰 v'인 베어링판(17,19)의 표면에 조각된 X자형 슬롯(18)에 끼워진다(다만, 베어링판(17)표면상의 슬롯(18)만이 도시됨). 베어링판(17,19)는 서로 평행하며, 그 슬롯은 서로 마주하도록 표면에 조각된다. 실제로, 상기 슬롯의 폭은 판(11-14)의 폭(v)과 동일한 두께이며, 그 깊이는 슬롯에 끼워질 판의 크기에 맞춰진다. 베어링판(17,19)의 면은 평면평행판의 면과 수직이다.

상기 구조예에서, 2개의 정방형 베어링판(17,19)중 하부판은 베이스판으로서 제공되며, 상부기판은 커버판으로 제공된다. 판(11-14)은 그 반사면의 수직인 단면의 표면으로 기하학적으로 베어링판의 대각선으로 정렬된 슬롯(18)에 고정된다. 이 구조에서, 판(11-14)은 4개의 평면평행판이 각각 하나 모서리로 서로 접하고 그 단면이 빈 이차프리즘형 영역(8)인 관통프리즘을 둘러싸도록 하는 방식으로 모서리(9)를 따라 결합한다.

도8은 광 빔 분배기의 다른 실제구조에 대한 실시형태를 도시한다. 이 구조에 따르면, 평면평행판(11,13)뿐만 아니라 평면평행판(12,14)도, 동일한 물질로 제조된 판이, 폭(v),길이(v),깊이(v)를 갖는, 그 단면 중 하나가 부분적으로 연결되도록 하는 방식으로 단일판으로 제조된다. 이 구조는, 판(12)와 판(14)사이에 vㆍvㆍv인 단면크기를 갖는 하향 개방갭(open gap: 20a)과, 판(11)와 판(13)사이에 동일한 크기를 갖는 상향 개방갭(open gap: 20b)을 형성하여 얻을 수 있다(물론, 두 갭(20a,20b) 모두 그 측면이 개방되어 있음). 즉, 단일판으로 형성된 2쌍의 판의측면은 그 쌍단위로 하나의 면으로 되고, 크기가 vㆍvㆍv인 부분(20)에 의해 서로 간격v로 연결된다. 각각 갭(20a)와 갭(20b)을 갖는 판(11,13)과 판(12,14)은 서로 안내하여 잘 끼워맞침으로써 고정되거나, 공지방법에 의해 그 접촉면 상으로 서로 고정된다. 이 방법으로 형성되어 도8의 하단에 도시된 광학적 빔 분배기 부분은 그 미러-크로싱 교선과 직각인 모서리면으로부터 측정된 폭(v)을 갖는다. 이 부분은 화상디스플레이에 참여하지 못한다. 그 이유는, 두판이 서로 안내된 후에, 제2 평면평행판(12)의 제2 단면(16) 중 분광적으로 반사하는 부분과 제1 평면평행판(11) 의 분광적으로 반사하는 제1 단면(15)이 단지 m-v길이를 갖기 때문이다.

상기 도면에 도시되지 않은 또 다른 구조형태에 따르면, 투명물질로 이루어진 정방형 평면평행판은 사출성형된 플라스틱판이며, 반사면의 교선과 직각인 모서리면 상에서, 상기 교선에 평행한 축으로 고정핀을 구비하여, 수신용 광학적 장치 상의 홀에 맞춰질 수 있다.

본 발명에 따른 광학적 빔 분배기의 평면평행판을 부착하는 다른 여러 방법에 있다. 평면평행판의 두께가 동공의 직경보다 훨씬 작으면, 상기 설명한 밝은선(bright line) 대신에 다소 밝은 선(slightly lighter line)이 화상에 나타나기 때문에, 평면평행판의 폭s인 모서리는 반사성이 되거나 반투명 반사막이 제공될 필요가 없으며, 특정 응용형태에서는, 이로 인한 산란은 그 장치의 응용성을 문제시할 정도로는 되지 않는다. 평면평행판의 두께가 "무한박형(infinitely thin)"의 이론적인 두께에 접근하다면, X자 미러 광 빔 분배기의 반투명반사면은 상기한 광학적 평면인 단면이 없더라도 연속적인 면을 형성할 수 있으며, 교차영역의 그림자를 화상에서 사라질 수 있다. 최대 1㎜의 1/10 또는 2 /10의 두께를 갖는, 매우 얇은 평면평행판의 경우는, 쉽게 깨질 수 있고, 예를 들어 도7에 도시된 슬롯으로 리지드(rigid) 베어링판 및 커버판 사이에 고정될 수 있다. 이러한 구성은 도9a에 도시되어 있다. 여기서는, 베어링판(17,19)은 리브(rib) 또는 백 플래이트(21)에 의해 일측면에서 함께 형성하고, U자형 요크에 0.1㎜ 평면평행판을 배치한다. 상기 요크에 고정된 평면평행판은 도시된 바와 같이 X형 장치를 형성한다. 도9a는 x형 서로 대면하는 판(17,19)측면에 X자 슬롯에 배치되어 고정된 판(11',12',13')을 도시한다. 도9b에서, 도9a에 따른 평면평행판(11',12',13')의 교차영역을 미러-크로싱 교선에 수직인 단면으로 확대하여 도시하였다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 빔 분배기는 3개의 판으로 구성된다. 이런 경우에는, 평면평행판(11',13')이 반대측면에서 서로 연결되도록, 다른 판길이의 두배인 얇은 평면평행판(12')의 중앙부에 맞춰서 결합된다.

도10 및 도11은 X자형 광학적 빔 분배기의 평면도이다. 상기 빔 분배기는, 도4와 도6에 도시된 바와 같이 4개의 투명 평면평행판(여기서는, 단일한 부호로 지시됨)으로 구성된다. 2개의 제1 촛점형성요소(foucing element: 24)는 광학적 빔 분배기의 양측면에 배치된다. 상기 장치의 반투명성 반사면은 점선으로 표시된다. 제1 촛점형성요소(24)의 공통된 광학축(23)은 평면평행판에서 미러-크로싱 교선(4)을 가로지르며, 반투명 반사면의 이등분면과 일치된다.제1 촛점형성요소(24)는 여러 요소로 구성된 아크로메틱 렌즈시스템(achromatic lens system)이며, 본 특정예에서는 4개의 요소를 갖는다. 또한, 그 광학축(23)의 방향에서 보면 사각형이며,그 제1 촛점형성요소(24)의 광학축에 평행한 X 미러 광학적 빔 분배기(22)의 전체면과 일치하는 면에 의해 경계가 형성된다. 눈(25)앞에 있는 2개의 미러는 제1 촛점형성요소(24)의 두 측면 상에 위치하고, 미러의 반사면은 광학축(23)에서 45°±15°각을 갖는다. 이 미러의 반사면의 교선(미도시됨, 본 도면에서의 면 외부에 있음)은 미러-크로싱 교선(4)과 평행하다. 도10에서, X 미러 광학적 빔분배기(22: 도4에도 도시되어 있음)의 반투명면에 의해 일부는 투과되고 일부는 반사되어, 사용자의 좌안(26)과 우안(27)으로 가이드되는 입사빔(a)의 경로를 표시하였다. 4개요소의 아크로메틱 렌즈시스템을 형성하는 촛점형성요소의 렌즈는 함께 고정되어 서로 부착될 수 있다. 이미 언급한 바와 같이, 제1 촛점형성요소(24)는, 그 광학축의 방향에서는 사각형이며, 수신측에 최인접한 광학적 빔 분배기(22)의 2개의 모서리와 일치하면서 미러-크로싱 교선(4)에 수직인 상하부 경계면을 갖는, 면에 의해 그 경계가 형성된다. 눈(25)앞의 미러는 제1 촛점형성요소(24)측의 면이 수은처리된 평면유리 미러이다. 그 모양은 광경로의 형태에 맞게 사다리꼴이며, 그 2개의 모서리는 미러-크로싱 교선(4)에 평행하며, 다른 모서리는 눈에 인접한 모서리의 방향으로 수렴한다.

도10 및 도11에 따른 쌍안식 화상 디스플레이 장치는, 그 작은 공간적 요구및, 경량화되고 소형화된 구성에 의하여, 내시경, 복강경, 현미경 및 망원경과 같은, 확대용 광학장치 및 기구용 쌍안식 디스플레이 장치로서 편하게 사용될 수 있다. 장치의 요소는 각각의 프레임 또는 케이스에, 즉 상기 설명된 기구 및 광학적장치의 프레임 또는 케이스에 상기 실용적으로 서로 부착된다.

도12 및 도13에 따른 화상 디스플레이 장치도, 도10 및 도11에 도시된 구성과 유사하게, 그 양측에 2개의 제1 촛점형성요소(24)와 눈(25)앞에 위치한 미러를 갖는 X 미러 광학적 빔 분배기(22)를 포함한다. 이 장치는, 눈(25)앞의 미러 전방과 수신방향(5)를 향하는 X 미러 광학적 빔 분배기(22)의 측면 상에 위치하고, 광경로의 크기와 일치하는 광허용개구부(light admitting opening: 28a,28b)를 갖춘 케이스에 의해 케이스화된다. 상기 광허용 개구부(28a)에는, 촛점형성요소(29)가 있다. 도13에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(28)는 콤팩트방식으로 장치의 광학적요소를 케이스화한다. 도13에서 개구부(28a,28b)의 위치를 잘 볼 수 있다. 도12 및 13에 도시된 장치는 그 특징에 따른 쌍인식 루페이며, 사용자가 광허용개구부(28a,28b)를 통해 보면, 촛점길이에 있거나 빛의 궤적에서 광수신방향으로 인접한 물체원의 확대된 화상을 두 눈으로 볼 수 있다. 정확히 촛점길이에 있는 물체원은 무한한 거리에 있는 것처럼 보인다. 그 거리가 감소하면 허상의 가상거리도 감소되며, 원하는 소정의 허상거리로, 예를 들어 손에 있는 물체를 보기 위한 통상의 반미터로 설정할 수 있다. 산란작용을 피하고 화상전체를 볼 수 있도록, 대안미러들의 중앙부는 상기 장치를 이용하여 사람의 동공 사이 간격와 거의 동일해야 하며, 이러한 목적을 위해 대개 55 내지 70㎜사이에서 변화되는 동공간격에 따라서, 다른 대안미러(eye mirror)간격을 갖는 장치가 요구된다. 실제로, 3㎜씩 증분(즉, 6개의 간격: 55,58,61,64,67,70㎜의 대안미러 중앙간격)을 갖는 쌍인식 루페을 제공하는 것으로 충분하며, 상기 장치의 사용자는 자신의 크기에 가장 적합한 것을 사용할 수 있다. 이러한 형태의 장점은, 임의의 이동부를 포함하지 않으며, 조절하는 것이 필요하지 않다는 것이다. 반면에, 그 단점은, 6개의 다른 크기로 제조하여야 하고, 동일한 장치가 다른 동공간격의 사람에 의해 사용될 수 없다는 것이다.

도14 - 16에 따른 장치는, 도4 및 도6에 예시된, 긴 측면 중 하나의 중앙과 2개의 단면에 광허용개구부를 갖는 케이스에 탑재된 양측에 한쌍의 제1 촛점형성요소을 갖는 X 미러 광학적 빔 분배기(22)를 포함한 쌍안식 루페이다. 월 씨닝(wall-thinning)으로 형성된 내부 측벽 상에는 레지(ledge: 31)가 있으며, 그 측벽의 단부에는 나선가공된 고정홀(threaded fixing hole: 32)이 있다. X미러 광학적 빔 분배기(22)와 제1 촛점형성요소(24)는 그 위에, 돌출부로 상기 레지 상에서 지지되는 삽입판(33)과 인접하여 있다. 그 삽입판(33)의 중앙부에는, 홀(34)이 있으며, 2개의 대향하는 측면상에는, 2개의 페그(peg: 35)가 있다. 상기 돌출부 상에는, 상기 삽입판(33) 위에서 이동하는 제1 슬라이더(37) 및 제2 슬라이더(38)의 스템(stem)을 위해 외부측면으로부터 제한 경로(constraint path)를 형성하는 플랜지(36)가 있다. 서로 마주하는 제1 슬라이더(37) 및 제2 슬라이더(38)의 내부면 상에는, 톱니바퀴(39)와 삽입판(33)의 페그(35)에 의해 제한경로가 형성된다. 상기 톱니바퀴(39)가 회전할 때에, 그 톱니바퀴(39)는 제1 및 제2 슬라이더(37,38)의 스템에 만들어진 톱니레크(40)에 맞물려, 일 방향으로 제1 슬라이더를 이동시키며, 그 반대 방향으로 제2 슬라이더를 이동시킨다. 상기 톱니바퀴(39)는 하나의 축을 구비하며, 그루브드 휠(grooved wheel: 41)과 일체로 제조된다. 상기 그루브드 휠의 축은 아래로 삽입판(33)의 홀과, 위로는 커버판(43)의 중앙에 위치한 블라인드홀(blind hole: 여기서는 표시되지 않음)에 끼워진다. 상기 커버판(43)은 하우징(30)과 동일한 크기이며, 그 커버판의 코너에 있는 4개의 개방단홀(open-end hole: 44)은 하우징(30)의 4개 홀(32)과 동일한 축을 갖는다. 또한, 스크루(45)와 함께, 상기 커버판(43)은 하우징(30)에 고정될 수 있다.

도15에 따르면, 상기 그루브드 휠(41)이 제1 방향(46)으로 회전할 때에, 그 휠과 일체로 형성된 톱니바퀴(39)는 제2 방향(47)으로 제1 슬라이더(37)을 이동시키고, 제3 방향(48)으로 제2 슬라이더(38)를 이동시킨다. 이러한 움직임은 한 방향으로는 톱니래크(40)의 단부에 있는 돌출부에 의해 정지되고, 다른방향으로는 상기 제1 슬라이더(37)과 제2 슬라이더(38)의 경사진 단부에서 있는 스터브에 의해 정지된다.

도16에 따르면, 상기 조립된 장치의 커버판(43)은 특정 영역에서 그루브드 휠(41)의 모서리를 자유로운 상태로 둔다. 상기 그루브드 휠(41)을 손가락의 끝으로 회전시키면, 그와 동시에, 제1 슬라이더(37)와 제2 슬라이더(38)에 끼워진 대안미러(25)는 하우징(30)방향 또는 그 반대방향으로 이동한다.

이전에 설명된 실시형태에서, 대안미러가 케이스 내측의 슬라이더 상에 장착되어, 촛점형성요소의 광학축에 평행한 방향을 따라 동공간격에 맞게 대안미러 사이의 간격을 조절하므로, 동일한 장치를 모든 사람이 사용할 수 있다. 상기 슬라이더는 서로 평행한 축을 갖는 톱니바퀴이며, 제한경로에 의해 직선운동을 하고, 상기 케이스에 고정된 축을 갖는 톱니바퀴에 의해 서로 연결되어 그 톱니바퀴의 톱니형 측면 사이에 배치된다. 이를 통해서, 톱니바퀴와 동일한 축 상에서 조정하는 그루브드휠을 회전시킴으로써 상기 2개의 슬라이더와 2개의 대안미러를 서로 평행하지만 서로 반대방향으로 이동시켜, 양 대안미러의 위치지정을 용이하게 할 수 있다. 광빔 분배기의 반투명 반사면은 빛의 강도를 최초강도의 1/4로 감소시키므로, 실제로는, 감소된 강도를 보상하기 위해 물체원에 조명을 비춰서, 보다 좋은 조도를 보장한다. 따라서, 상기 장치가 물체원으로 향하는 광원, 예를 들어 백색발광 LED 및 소형 전력원을 포함하면, 바람직하다. 사람이 2개의 눈을 사용하는 방식에 보다 적합하며 한 눈만을 가까이 할 필요가 없거나 흘겨 볼 필요가 없기 때문에, 쌍안식 루페의 용도는 단안식 루페보다 훨씬 유익하다. 따라서, 장시간 또는 빈번히 반복되는 의료 및 미용조사 및 정밀기계작업을 수행할 때에, 본 쌍인식장치를 이용하면 편리하게 작업할 수 있다. 특별히 작업목적에 맞게 사용되는 쌍안식 루페는 헤드밴드, 안경테 또는 노이즈 브릿지 클립을 이용하여 사용자의 머리에 착용되어 사용된다. 쌍안식 루페가 헤드밴드 또는 마디형(artuculated) 기구를 구비한 안경테에 결합되면, 매우 유익하다. 그 장치를 이용하지 않고 쉴때는 이마위로 밀어 올릴 수도 있다.

이하, 물체원을 포함한 구조를 설명하기로 한다. 물체원은 본 발명에 따른 X 미러 광학적 빔 분배기의 수신측 전방에 수신방향의 직각인 면으로 위치한다. 상기 물체원은 불투명하거나, 반투명이거나 투명할 수도 있으고, 외부조명광에 의해 비춰지거나 통과될 수 있으며, 광원 또는 자체발광에 의해 비춰지거나 통과될 수도 있다. 구체적인 유효한 형태에 따르면, 물체원은 마이크로필름 프레임, 투명포지(diapositive)필름, 종이화상, 도면 또는 인쇄된 텍스트, 전자스크린 또는다른 물체원일 수 있다.

도17 및 도18의 실시형태에 따르면, 가상 디스플레이로 작용하는 화상 디스플레이 장치인 X 미러 광학적 빔 분배기(22)의 수신측 전방에서, 그 수신방향을 가르키는 화살표(5)에 마주하는 측면상에, 발광 스크린을 갖는 물체원으로서 마이크로디스플레이 유닛(49)가 있다. 상기 장치(22)는 각 측부에 있는 2개의 촛점형성요소에 의해 2개의 측면으로 둘러싸여 있으며, 상기 촛점형성요소의 외부에는 도10,11,12 및 13뿐만 아니라 도14-16에서도 예시된 형태와 같이, 각 눈 앞에 하나의 미러가 있다. 스크린(49a)의 평면이 미러-크로싱 교선(4)에 평행하다. 상기 스크린(49a)은 케이블(50)을 통해 필요한 전압과 전기신호(미도시)가 제공된다. 상기 X 미러 광학적 빔 분배기(22), 제1 촛점형성요소(24) 및 마이크로디스플레이 장치(49)는 미러(25)와 제1 촛점형성요소(24) 사이에 광허용개구부(51a,51b)가 형성된 장치케이스(51) 내에 장착된다. 마이크로디스플레이 유닛(49)과 대향하는 (22)의 평면평행판 사이에 있는 마이크로 디스플레이 유닛(49)과 대향하는 측면에는, 광경로에 해당하지 않는 공간을 이용하여 형성된 노이즈 브릿지에 적합한 덴트(dent: 52)가 있다. 상기 덴트(52)의 양측에는, X 미러 광학적 빔 분배기(22)의 미러-크로싱 교선(4)에 평행한 후크레일(hook rail: 53)이 있으며, 이 후크레일(53)으로 인해, 후크레일(53)의 베이(bay) 사이의 간격에 적절한 폭을 이용하여 상기 장치를 베어링판(미도시) 상에 설치할 수 있다. 예를 들면, 상기 베어링판이 안경테의 중앙에 있다면, 그 장치는 이 위로 당겨질 수 있다. 정확히 맞는다면, 상기 장치는 베어링판을 상하로 움직일 수 있으며, 임의의 위치에서, 예를들어 정확히 동공 전방에서 정지할 수 있다.

눈(25)앞의 미러는 각각 미러지지부(54)에 부착되며, 상기 미러지지부(54)는 장치(22)의 미러-크로싱 교선(4)에 평행한 축을 갖는 연결부에 의해 상기 슬라이더(56)와 연결되고, 상기 그루브드 휠(57)을 손가락끝으로 회전시키면, 그 연결부는 도14 및 도15에서 세부적으로 연구될 수 있고 이미 상세히 설명된 톱니바퀴-톱니래크 방식에 의해 움직일 수 있다(여기서는 미도시함). 눈앞에서 펼쳐지는 브래킷(bracket)을 구비하며 연결부(55)에 연결되는, 미러지지부(54)는 제1 촛점형성요소(24)를 향하여 그 위에 미러(25)를 함께 접을 수 있다. 이와 같이, 장치의 부피를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 미러를 접을 수 있는 상기 장치의 실제크기(예를 들어, 1.5 ×2.5 ×3.5㎝)는 매우 작아서, 사용후에 소정의 비디오신호원의 케이스(미도시)에 형성된 공동부(hollow)에 비치하거나 상기 케이스(51) 상에 형성된 컨넥터에 연결시킬 수 있다.

도18에 도시된 클립 어댑터(참조번호(58)로 하나의 장치로서 표시됨)는, 도17에 따른 상기 장치의 케이스에서 덴트(52)의 굴곡을 갖는 굽힘판(bent plate)와, 그 굴곡과 이어지는 클립반(60) 및, 후크레일(53)을 향해 두 측면 상에서 돌출한 탄성윙판(elastic wing plate: 61)으로 구성된다. 상기 클립 어댑터(58)은 장치케이스(51)에 부착되어 윙판(61)의 단부가 후크레일(53) 사이에서 가이드된다. 본 도면에서는, 사용자의 노이즈 브리짓를 관련된 클립판(60)의 위치가 점선으로 표시되어 있다. 상기 클립 어댑터는 탄성판이 열리도록 힘을 가함을써 고정될 수 있다. 클립판(60)은 코안경과 같은 탄력에 의해, 점선으로 도시된 위치에서 양측면으로부터 노이즈 브릿지에 꼭 맞게 끼워진다. 또한, 클립판(60)은 장치케이스(51)와 일체로 형성될 수 있다. 이 경우에는, 클립어댑터(58) 및 스투드(stud: 53)이 필요하지 않다.

가상 디스플레이장치인 도17에 따른 장치에서, X 미러 광학적 빔 분배기의 수신측 전방에 AMEL(active-matrix electorluminescent), OLED(organic light-emitting diode),FED(field-emission display),AMOLEP(active-matrix organic light-emitting polymer),OEL(organic electroluminescent) 또는 VFOS(vacuum-fluorescent-on-silicon)등의 마이크로 디스플레이 유닛과 같은 발광 물체원을 설치할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 사용자에 의해 실행되는 비디오신호원(이동전화, 통신장치, 팜톱(palmtop)컴퓨터, DVD플레이어, 비디오게임, 비디오카메라 레코더, 디지털카메라 등)으로부터 케이블(50)을 통해 상기 발광물체원에 그 작동에 필요한 전압 및 전기적 신호가 제공된다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 상기 비디오신호원에 설치될 수 있다. 이 경우에는, 상기 장치의 사용자는 자신의 눈까지 비디오신호원을 들어올려 쌍안식 디스플레이장치의 대안미러로 보아야 한다. 이러한 조합된 해결형태를 사용하면, 쌍안식 디스플레이 장치를 비디오신호원에 고정해서 볼 때 유익할 수 있으며, 또한, 특히 이동전화기, 비디오 카메라 및 디지털카메라의 경우에, 그 비디오신호원으로부터 꺼낼 때에는 머리에 착용될 수 있다. 이러한 실시형태는 도19 및 도20에 도시되어 있다. 여기서, 도10 및 도11에 도시된, 본 발명에 따른 장치는 뷰파인더(view finder)나, 모니터로서 적용되며, 대물부(objective:63)의 반대측에 있는, 팜코더(62),즉 비디오 카메라의 단부에 내장되어, 제1 촛점형성요소(24)(도20에 도시됨)의 광학축(23: 여기서는 미도시됨)이 대물부(63)의 제2 광학축(64)에 직각이 된다. 미작동시에는, 쌍안식 화상 디스플레이 장치는, 대안미러(25)를 접은채로 카메라 케이스 내부에 마련된 공동부에 배치하여 커버(65)를 닫는다. 슬라이딩 버튼(66)을 잡아 당기면, 그와 기계적으로 연결된 상기 장치는 카메라 케이스에 형성된 제한경로에 따라 공동부 밖으로 미끄러져 나오면서, 그 앞에 있는 커버(65)는 아래로 열리고, 대안미러(25)는 스프링 연결부(55: 도17에 도시됨)를 통해 완전하게 열려진다. 기계적 구동기구를 대신하여, 다른 방식으로, 버튼을 눌렀을 때에 전기모터에 의해 상기 장치를 밀어내고 잡아 당기는 방식을 구성할 수 있다.

결론적으로, 본 발명에 따른 화상 디스플레이 장치는 비디오 카메라 및 화상기록장치를 포함하는 다른 장치(캠코더)에서 뷰파인터/모니터로 사용될 수 있다.

통상적으로, 두 형태의 뷰파인더가 사용된다. 그 중 하나는 비디오카메라에 내장된 마이크로디스플레이를 전방렌즈를 통해 한눈으로 볼 수 있는 일반적인 단안 모니터이다. 이는 자연스럽지 못하고 피곤을 느끼게 하며,다른 눈을 감아야 한다. 다른 형태에서는, 비디오 캠코더의 케이스 위에 폴더방식의 평면패널 모니터가 있다. 그러나, 이는 휴대용 비디오 카메라의 크기를 적절하기 위해서 소형이며, 최대로는 팜의 절반크기일 수 있다. 따라서, 이를 이용하여 매우 좋은 화상을 볼 수 없으며, 섬세한 화상을 보기 어렵다.

도19 및 도20의 실시형태에서는, 장치의 화상은 대안미러를 밖으로 열리게 함으로써 국부적으로 볼 수 있거나, 상기 장치를 비디오카메라 밖으로 꺼내어 머리에 착용할 수도 있다. 최근 팜크기를 갖는 비디오 카메라(팜코더)는 동공 사이의 간격보다 작으므로, 이런 비디오 캠코더를 두 눈 사이에까지 들어 올리더라도, 동시에 두 눈으로 볼 수 없으며, 그렇게 하기 위해서는 사시처럼 되어야 한다. 베어링 피스가 펼쳐진 채로 대안미러가 두 눈에 스크린된다. 이는, 대안미러에 나타난, 불투명하고 밝으면서 콘트라스트되는 가상 화상 주위의 모든 방향에서, 적어도 한눈에 대해서는 선명한 시야가 있기 때문이다. 즉, 비디오카메라는 실제로 시야에서 사라진다. 레코딩을 위해서, 특히 두 눈으로 뷰파인더의 화상을 보면서, 화상 주위에 있는 전체영역을 동시에 보는 것이 유익하며, 그 시야로부터 스크린되는 것은 없다.

도21에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 뷰파인더로서 이동전화기(67)의 단부에 내장된다. 즉, 상기 장치는 이동전화기의 뷰파인더가 된다. 대안미러(25)를 기구적으로 또는 모터에 의해 완전하게 개방했을 때에 가상 화상이 디스플레이된다.

이동전화기에 구비된 소형 화면은 단지 작은 화면 또는 텍스트정보를 디스플레이하는데 적합하므로, 예를 들어, 인터넷 웹 사이트 또는 전체 E-메일페이지를 이 크기로 해서 읽을 수 없다. 이런 이유로, 이동전화기의 케이스 내에 본 발명에 따른 장치를 장착하거나 외부 어댑터로 이동통신전화기 배터리충전기 연결단에 연결하는 것이 좋다. 도21에 따르면, 본 실시형태에서, 상기 장치를 대안미러를 접은채로 이동전화기 단부에 설치하고, 눈앞까지 들어올려 국부적으로 보거나, 이동전화기의 케이스밖으로 꺼내서 머리에 착용할 수도 있다.

도22에 도시된, 본 발명에 따른 화상 디스플레이 장치의 실시형태는 방사형마이크로 디스플레이, 예를 들어, OLED(49)를 포함한다. 본 실시형태는 도17에 도시된 형태와 유사하며, 거기서 사용된 참조번호도 역시 도22에서도 사용된다. X 미러 광빔 분배기(22)와 제1 촛점형성요소(24) 사이의 광경로에는, 변하는 위상에서 마이크로디스플레이 유닛(49)의 화상주파수를 가지며, 전압의 영향으로 어두어지거나 투명해지는 액정셔터(69)가 있다.

도23에 도시된 실시형태에 따르면, 화상디스플레이장치, 바람직하게는 도17에 따른 장치를 베어링 프레임(70)을 이용하여 사용자의 머리에 부착한다. 상기 베어링 프레임(70)은 2개의 금속 안경사이드암(71)과, 그와 연결구조부(72)로 연결된 금속 브릿지(73)와, 그 브릿지(73)에 솔더링된 2개의 코지지암(74)와, 그 코지지암(74)의 단부에 부착된 코지지패드(75) 및, 바닥에 인접하고 상기 브릿지(73)에 솔더링된 2개의 U자형 클래핑레일(76)으로 구성된다. 여기서, 상기 장치 케이스(51)에서 마이크로디스플레이 유닛(49)에 대향하는 측면에 있는 2개의 걸개단부(overhanging end)를 가이드하여 상하로 슬라이드시킬 수 있다. 상기 브릿지(73)는 안경사이드암(71)의 유사한 물질 및 유사한 크기인 협판이며, 그 상부표면은 안경사이드암(71)상에 전개된 평면에 일치하거나, 평행이다. 이로 인해, 사용자가 착용할 때에, 모서리가 밖으로 보이게 된다. 그 판의 최대 두께는 1.7㎜이며, 이는 동공직경보다 작으므로, 단지 반투명한 그림자선만을 발생시킨다. 이는 시야에 방해가 되지 않는다. 다른 방식에서는, 코지지암(74)은 조절가능한 길이를 갖는 튜브형 관이다(여기서는 미도시됨). 이를 이용하여, 코지지패드(75)와 브릿지(73) 사이의 간격을 설정할 수 있으며, 이로써, 브릿지(73)에 부착된 장치와대안미러(25)를 눈앞에서는 수직으로 설정할 수 있다.

도24에 따르면, 본 발명에 따른 X미러 광학적 빔 분배기(22:도4 및 도6) 또는 제1 촛점형성요소(24)쌍과, 장치케이스(51)의 사이에는, 마이크로 디스플레이 구동 회로(77), 고주파 송수신부 회로(78), 전력원(79) 및 마이크로프로세서(80)이 잇다. 이러한 배열형태를 이용하여, 상기 장치는 가능한 소형화시킬 수 있으며, 제어신호,비디오신호 및 전력원에 연결하기 위한 선이 요구되지 않는다. 필요한 연산, 화상처리 및 다른 작업은 지역적으로 해결할 수 있다.

도25에 실시형태에 따르면, 상기 장치는 안구운동을 검출하는 시스템을 구비한다. 상기 장치는 도17의 장치와 기본적으로 동일하지만, 그 장치와는 달리, 상기 케이스(51)의 단부 위에는, 적외선영역을 반응하는 CCD 화상기록칩(81)이 있으며, 그 타단 위에는 전방렌즈(82)가 그 CCD화상기록칩(81)의 검출면(84)와 직각을 이루고, 우측눈(27)의 대안미러(25) 위에는 적외선영역에서 반사하고 가시광파장영역에서 광을 허용하는 반사요소(85)를 배치하고 소정의 크기와 소정의 각으로 대안미러(25)을 갖는 하나의 장치로 제조하여, 우측눈(27)의 동공(86), 홍채(87) 및 동막(88)으로부터 시작된 빔을 전방렌즈(82)를 통해 검출면(84)으로 반사한다. 우측눈(27)에 비추기 위해서, 상기 전방렌즈(82) 위에는, 그로부터 나오는 적외선이 반사요소(85)상에 투사되는 각으로 배치된 적외선LED가 있으며, 거기서 반사된 후에 우측눈(27)으로 투사된다. CCD화상기록칩(81), 전방렌즈(82) 및 적외선LED(89)는, 그 전방렌즈(82)위치에 광허용개구부를 갖고 장치케이스(51)에 결합된 케이스(미도시)에 설치된다.

CCD칩(81)에 의해 검출된 화상은, 그 장치 내에 설치되거나 케이블을 통해 연결된 마이크로프로세서에 의해 화상처리프로그램으로 분석된다. 그 마이크로프로세서는 동공 및/또는 홍채윤곽의 위치와 이동으로부터, 마이크로디스플레이 유닛의 스크린 상에서 눈으로 보고 있는 지점을 계산하여, 그 지점에 커서(cursor)를 표시하며, 또한, 눈꺼풀에 의해 동공 및/또는 홍채윤곽이 감기는 순간(깜박거림)도 검출하여, 명령어로서 이를 해석하도록 클릭한다. 어두운 동공과 밝은 홍채 또는 그 홍채와 눈의 백색부분(공막)의 콘트라스를, 외부의 빛조건과 산란하는 눈의 섬광과 독립적으로 증가시키기 위해, 홍채와 그 인접환경이 적외선으로 비치도록 하는 것이 바람직하다. 사용자가 적외선을 보지 못하므로, 그 적외선에 의해 방해받지 않기 때문이다.

도26의 실시형태는 시력보조장치 및 야간촬상장치이며, 기본적으로 도17의 장치이지만, 그 장치와는 달리, 코에 맞게 형성된 덴트(51)위에, CCD화상기록칩(90)이 있고, 마이크로디스플레이 유닛(49)위에, 상기 칩(90)의 검출면(93)에 수직인 광학축(92)를 갖는 전방렌즈(91)이 있다. 상기 CCD화상기록칩(90)과 전방렌즈(91)는, 전방렌즈(91)위치에 광허용개구부를 가지며 장치케이스와 결합된, 커버(미도시)로 케이스화된다. CCD화상기록칩(90)의 검출면은 제1 촛점형성요소(24)이 광학축과 광분배기(22)의 미러-크로싱 교선(도17의 교선(4))에 의해 정의된 평면에 평행인 평면을 갖는다. CCD칩(90)에 의해 기록된 화상은 최초강도의 몇배인 광강도-실제 설정에 따라 달라짐-로 마이크로디스플레이(49: 도26에서는 미도시함)의 스크린(49a)상에 나타난다. 이 경우에, 본 장치의 이용은, 약한 조명조건에서, 예를 들어 저녁 또는 완전치 못한 조명에서 적절히 방향을 잡을 수 없는, 시력이 저하된 사람들에게 유익하다. CCD가 적외선영역근처에서 감도를 가지면, 마이크로디스플레이 스크린 상의 적외선 화상을 디스플레이하여 사용자에게 적외선광원에 의해 방사되는 영역을 제공하는 완전한 어둠속에서도 방향성을 갖게 할 수 있다.

도27 및 28에 도시된 바와 같이, 초박형 반투명미러로 이루어진 요소(22: 도9a-9c에 도시됨)의 수신측에 배치된 마이크로디스플레이(49)는 반사형이며, 그 스크린(49a)은 상기 요소(22)의 타측(디스플레이에 본 위치)에 위치한 프레넬렌즈(Fresnel lens: 94)에 의해 전방으로부터 비춰지며, 그 대부분 또는 모든 부분은 평면평행판(13,14)사이의 공간에 위치하고, 그 프레넬렌즈(94)는 LED(95)의 광빔을 평행하게 하여 제1 편광기(96)와 요소(22)의 반사면을 통해 스크린(49a)에 투사한다. 상기 광빔은 스크린(49a)에서, X 미러 요소(22)와, 제2 편광기(97a) 또는 제3 편광기(97b)와 제2 촛점형성요소(24) 및 대안미러(25)를 통해 눈으로 도달한다.

도29에 도시된 쌍인식 디스플레이 장치의 실시형태에 따르면, 상기 쌍안식 디스플레이 장치는 대안미러(25a), 그 대안미러(25a) 사이에 위치한 마이크로디스플레이(49b), 빔분배요소(22a), 촛점형성요소(24a), 디스플레이 하우징(56a), 마이크로폰(108), 노이즈클립(60a) 및, 코높이에서 착용자의 머리둘레보다 긴, 연성 지지루프(flexible retaining loop: 105)를 포함한다. 상기 지지루프(105)는 전체를 전기케이블로 형성되어, 2개의 이어폰(106)와 제어유닛(107)을 포함하며, 그 제어유닛(107)과 디스플레이 하우징(56a) 중 하나는, 마이크로디스플레이 구동전자장치, 고주파 트랜시버 회로, 디지털 텔레비전 수신회로, 마이크로프로세서 및 전력원 중 임의의 것을 포함한다.

본 발명에 따른 광빔 분배기의 장점은, 최소 공간만이 요구되고 최소 중량를 가지며, 원하는 정도로 물체원에 인접하게 배치할 수 있고, 그 장치의 화상이 탁월한 질을 갖는다는 것이다. 이와 유사하게 쌍안식 화상 디스플레이 장치는 작은공간이 요구되고 작은 중량을 가지며, 제조이 간단하며, 다양하게 응용될 수 있다.

본 발명은 상기 분배기 또는 여기서 언급된 장치의 실시형태에 제한되지 않으며, 이를 실현할 수 있는 다른 실시형태도 청구범위에 의해 정의된 보호되는 해결방안의 범위에 있다. 예를 들어, 이미지를 확대하기 위해서, 추가적인 촛점형성요소와 반투명 또는 완전투명미러를 배치할 수도 있다.

Claims (33)

1. 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면의 공통 교선(4)에서 시작하는 투명한 평면평행판(6,7:11,12)을 포함한 광학적 빔 분배기에 있어서,

   - 상기 공통교선(4)에서 시작하며 상기 광반사면을 갖는 상기 평면평행판(6,7:11,12)의 측면에 인접하고 서로 직각인, 상기 평면평행판(6,7: 11,12)의 단면(6b,7b;ADD'A',ABB'A')은, 그와 관련된 측면(6a,7a;AJKA',ALMA')과 직각을 이루고, 평면과 광학적 평면을 가지며,

   - 투명물질로 이루어진, 적어도 하나의 투명체(10;13,14)는, 반투명 반사면 또는 반투명반사부분과 전반사부분으로 구성된 면(10a,10b; DPQD',BNOB')을 갖는 상기 평면평행판(6,7:11,12)과 접하며, 그 면(10a,10b;DPQD',BNOB')은 상기 단면(6b,7b;ADD'A',ABB'A')의 평면에 있으며, 이 단면(6b,7b;ADD'A',ABB'A')으로부터 시작되어 연속됨을 특징으로 하는 광학적 빔 분배기.
2. 제1항에 있어서,

   - 상기 광학적 빔 분배기는, 상기 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면(AJKA';ALMA')을 갖는 상기 제1 및 제2 평면평행판(11,12)에서 연속되며 투명체로서 상기 제1 및 제2 평면평행판과 접하는 제3 및 제4 평면평행판(13,14)를 더 구비하며,

   - 상기 평면평행판(11,12,13,14) 모두가, 동일한 두께(v)와 동일한굴절율(n)을 갖도록 동일한 물질로 이루어지고, 평행직육면체형(oblate parallelepiped shape)이며, 서로 평행한 모서리(15a-15b;AA''BB',CC',DD')로 서로 결합하고, 결합한 모서리에 직각인 단면에서 X형 유닛을 형성함을 특징으로 하는 광학적 빔 분배기.
3. 제2항에 있어서,

   a) - 인접한 상기 제2 평면평행판(12)을 향하는 상기 제1 평면평행판(11)의 측면(11a;AA'KJ)과, 그와 대향하는 측면(11a') 중, 바람직하게는 제4 평면평행판(14)과 결합된 모서리(15c,15d)로부터 측정된 폭이,

   인 부분(11a";DEE'D')(상기 식에서 v는 상기 평면평행판의 두께이며, n은 그 물질의 굴절율임)과,

   - 상기 제1 평면평행판(11)을 향하는 상기 제2 평면평행판(12)의 측면(12a;ALMA')과, 그와 대향하는 측면(12a') 중, 바람직하게는 제3 평면평행판(13)과 결합된 모서리(15e,15f;BB')로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)을 갖는 부분(12a";BGG'B')과,

   - 상기 제2 평면평행판(12)과 결합된 모서리(15e,15f;BB')로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)를 갖는 부분(13a";BHH'B')을 제외한, 인접한 상기 제2 평면평행판을 향하는 상기 제3 평면평행판(13)의 측면(13a;BNOB')과,

   - 상기 제1 평면평행판(11)과 결합된 모서리(15c,15d;DD')로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)를 갖는 부분(14a";DFF'D')을 제외한, 인접한 상기 제1 평면평행판을 향하는 상기 제4 평면평행판(14)의 측면(14a;DPQD')은, 반투명 반사면이며,

   b) - 인접한 상기 제2 평면평행판(12)을 향하는 상기 제3 평면평행판(13)의 측면(13a;BNOB') 중, 바람직하게는 상기 제2 평면평행판(12)과 결합된 모서리(15a,15b)로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)을 갖는 부분(13a';BHH'B')과,

   - 인접한 상기 제1 평면평행판(11)을 향하는 상기 제4 평면평행판(14)의 측면(14a;DFF'D') 중, 바람직하게는 상기 제1 평면평행판(11)과 결합된 모서리(15c,15d;DD')로부터 측정되어 상기 식에 따른 폭(s)을 갖는 부분(14a';DFF'D')은, 전반사성이며,

   c) - 상기 제3 평면평행판(13)의 단면(13b;CBB'C')에 대향하는, 상기 제1 평면평행판(11)의 단면(11b;ADD'A')과,

   - 상기 제4 평면평행판(14)의 단면(14b;CDD'C')에 대향하는, 상기 제2 평면평행판(12)의 단면(12b;ABB'A')은 광학적 평면임을 특징으로 하는 광학적 빔 분배기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단면(6b,7b;ADD'A',ABB'A')은 그 외부면이 수은도금됨을 특징으로 하는광학적 빔 분배기.
5. 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면의 공통 교선(4)에서 시작하는 투명한 평면평행판을 포함한 광학적 빔 분배기에 있어서,

   각각 0.4㎜이하의 두께이며 상기 교선(4)에 직각인 단면에서 X형 유닛을 형성하는, 4개의 평면평행판(11,12,13,14)을 포함하고, 여기서, 인접한 평면평행판(11,12,13,14)은 서로 90°±20°인 각을 이루며, 상기 반사면은 자연광또는 편광된 광을 부분적으로 반사하고 부분적으로 투과하는 광학적 층임을 특징으로 하는 광학적 빔 분배기.
6. 분배될 광빔을 향해 분기된 광반사면의 공통 교선(4)에서 시작하는 투명한 평면평행판을 포함한 광학적 빔 분배기에 있어서,

   각각 0.4㎜이하의 두께이며 상기 교선(4)에 직각인 단면에서 X형 유닛(22)을 형성하는, 3개의 평면평행판(11',12',13')을 포함하고,

   여기서, 제3 평면평행판(12')보다 짧은 2개 평면평행판(11',13')은 그 제3 평면평행판의 면에서 중앙부에 접하여, 상기 얇은 제3 판의 각 측부에 서로 연속적으로 형성되며, 상기 유닛(22)에서 상기 긴 평면평행판(12')과 상기 짧은 평면평행판(11',13')사이의 각이 서로에 대해 각각 90°±20°이며, 상기 평면평행판(11',12',13')은, 일방향으로 편광된 광요소를 완전히 투과시키며, 타방향으로 편광된 광요소는 부분적으로 투과시키고 부분적으로 반시시키는, 반투명 미러 또는 편광기 중 하나임을 특징으로 하는 광학적 빔 분배기.
7. 광학적 빔 분배기와, 나아가 제1 촛점형성요소(24)와 대안미러(25)를 구비한 쌍안식 화상 디스플레이 장치에 있어서,

   상기 광학적 빔 분배기는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 광학적 빔 분배기로 하며, 상기 광학적 빔 분배기의 반투명 반사면에 도달하는 빔의 방향, 즉 수신방향(5)에서 볼 때에 상기 광학적 빔 분배기의 2개의 대향하는 측부에 2개의 제1 촛점형성요소가 위치하고, 상기 제1 촛점형성요소(24)의 공통 광학축이 상기 수신방향(5)과 직각을 이루며, 상기 제1 촛점형성요소(24)의 외부양측에 상기 대안 미러(25)가 위치하고, 그 반사면이 상기 광학축과 45°±15°각(δ)을 형성하고, 그 대안미러(25) 반사면의 평면의 교선은 상기 광 빔 분배기(22)의 반투명반사면의 미러-크로싱 교선(4)과는 평행이거나 수직임을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 광학적 빔 분배기(22), 상기 제1 촛점형성요소(24) 및 상기 대안미러(25)는, 그 대안미러(25) 앞과 그 광학적 빔 분배기(22)의 수신측에 광허용개구부(28a,28b)를 포함한 커버(28)로 케이스화됨을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 광학적 빔 분배기(22) 및 상기 제1 촛점형성요소(24)는, 그 제1 촛점형성요소에 광허용개구부를 구비하고 커버판(43)으로 덮혀진 하우징(30)에 끼워지고,

   상기 대안미러(25)는, 톱니레크(40)인, 하우징(30)으로 돌출한 스템을 갖는 제1 슬라이더(37) 및 제2 슬라이더(38)에 부착되며, 상기 제1 슬라이더(37) 및 제2 슬라이더(38)는 서로 평행하며, 그 사이에 상기 제1 및 제2 슬라이더(37,38)에 연결되어 서로 반대방향으로 이동시킬 수 있는 톱니바퀴(39)가 있음을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    물체원을 구비함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 물체원은 마이크로디스플레이(49)의 스크린(49a)임을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 마이크로디스플레이(49) 스크린(49a)의 평면은 상기 미러-크로싱 교선(4) 및 그 광학축(23)에 의해 정의되는 평면에 평행이며, 상기 광학적 빔 분배기(22)의 수신측에 배치됨을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
13. 제12항에 있어서,

    LED(95)와 같은, 상기 마이크로디스플레이(49)의 스크린(49a)을 비추는 적어도 하나의 광원을 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,

    상기 마이크로디스플레이(49)의 스크린(49a)의 앞에는, 상기 분배기(22)의 다른 측면 상에 배치되고 바람직하게는 LED(95)인 광원의 광빔을 상기 스크린(49a)에 투사하는 반사 또는 촛점형성요소(94)가 있음을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
15. 제12항에 있어서,

    후방에서 상기 마이크로디스플레이 유닛(49)를 통해 조명하는 광원을 포함하고, 상기 마이크로디스플레이 유닛(49)과 상기 장치케이스(51) 사이에 배치됨을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 광경로에서, 상기 광학적 빔 분배기(22)의 두 측면 상에는, 상기 제1 촛점형성요소(24)의 축에 직각을 이루는 액정 셔터(69)가 있음을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 장치 케이스(51)과 일체화되어 제조된 2개의 클립판(60)을 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
18. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 장치의 사용자의 머리에 인접한, 상기 장치케이스(51)의 측면에는, 상기 장치케이스(51)과 일체로 제조되고 그 발생부가 서로 평행한, 2개의 후크레일(53)이 있음을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
19. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 장치는, 상기 후크레일(53) 사이에 장착된 클립 어댑터(58)를 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
20. 제19항에 있어서,

    상기 클립 어댑터(58)는, 상기 장치케이스(51)에서 덴트(52)의 굴곡부에 이어지는 굽힘판(59)와, 2개의 클립판(60) 및, 상기 후크레일(53) 사이의 간격과 동일한 전체 폭을 갖는 탄성윙판(61)으로 구성됨을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

    2개의 안경사이드암(71)과, 그와 연결구조부(72)로 연결되어 연결구조물(72)로 부착된 브릿지(73)와, 상기 브릿지(73)에 부착된 코지지암(74)와, 그 코지지암(74)의 단부에 부착된 코지지패드(75) 및, 장치고정부로 구성된 베어링 프레임(70)을 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
22. 제21항에 있어서,

    상기 브릿지(73)는 상기 안경사이드암(71)상에 전개된 평면과 일치하거나 평행인 상부면을 갖는 협판이며, 그 최대두께(s)는 1.7㎜임을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
23. 제21항 또는 제22항에 있어서,

    상기 코지지부는, 아래로 향하고 서로 평행이며 상기 브릿지(73)의 중앙으로부터 동일한 간격으로 설치된 2개의 코지지아암(74)과, 상기 코지지아암(74)의 단부에 각각 부착된 2개의 코지지패드(75)로 구성되고,

    상기 장치고정부는, 아래로 향하고 서로 평행이며 상기 브릿지(73)의 중앙으로부터 동일한 간격으로 설치된, 2개의 U자형 고정 레일(76)으로 구성됨을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
24. 제7항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 마이크로 디스플레이 구동회로(77) 및/또는 고주파송수신회로(78) 및/또는 전력원(79) 및/또는 마이크로프로세서(80)를 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
25. 제7항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 케이스(51)의 일단 위에는, 적외선영역을 반응하는 CCD 화상기록칩(81)이 있으며,

    그 타단 위에는, 전방렌즈(82)가 그 전방렌즈(82)의 제3 광학축이 상기 CCD화상기록칩(81)의 검출면(84)과 직각을 이루도록 배치되며,

    상기 우측눈(27)의 대안미러(25) 위에는, 적외선영역에서 반사하고 가시광파장영역에서 광을 허용하는 반사요소(85)가 그 우측눈(27)과 상기 검출면(84)사이의 광경로에 배치됨을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
26. 제25항에 있어서,

    상기 전방렌즈(82) 위에는, 적외선LED(78)가 있으며, 그 광은 상기 반사요소(74)를 향해 도파됨을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
27. 제7항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 장치케이스(51)에서 그 장치케이스(51)의 상단에 코에 맞게 형성된 덴트(52) 위에, 상기 제1 촛점형성요소(24)의 광학축(23) 및 상기 미러-크로싱교선(4)에 정의되는 평면에 평행한 평면에 검출면(93)을 갖는 CCD화상기록칩(90)이 있고,

    상기 마이크로디스플레이 유닛(49)위에는, 상기 검출면(93)에 수직인 제4 광학축(92)을 갖는 제2 전방렌즈(91)가 있음을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
28. 대안미러(25a), 상기 대안미러(25a) 사이에 배치된 마이크로디스플레이(49b), 빔분배기(22a), 촛점형성요소(24a), 디스플레이 하우징 및 노이즈클립의 브릿지를 포함하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치에 있어서,

    코높이에서 착용자의 머리의 둘레보다 긴, 연성 지지루프(105)를 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
29. 제28항에 있어서,

    상기 지지루프(105)는 전체적인 부분에서 전기케이블로 형성됨을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
30. 제29항에 있어서,

    상기 지지루프(105)는 2개의 이어폰(106)을 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
31. 제30항에 있어서,

    상기 디스플레이 하우징(56a)은 마이크로폰(108)을 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
32. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 지지루프(105)는 제어유닛(107)을 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.
33. 제32항에 있어서,

    상기 제어유닛(107) 또는 상기 디스플레이 하우징(56a)은,

    마이크로디스플레이 구동전자장치, 고주파송수신부회로, 디지털 텔레비젼 수신회로, 마이크로프로세서 및 동력원 중 임의의 것을 포함함을 특징으로 하는 쌍안식 화상 디스플레이 장치.