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KR20130116547A - 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템 - Google Patents

투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템 Download PDF

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KR20130116547A
KR20130116547A KR1020120038992A KR20120038992A KR20130116547A KR 20130116547 A KR20130116547 A KR 20130116547A KR 1020120038992 A KR1020120038992 A KR 1020120038992A KR 20120038992 A KR20120038992 A KR 20120038992A KR 20130116547 A KR20130116547 A KR 20130116547A
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KR
South Korea
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light
optical system
mounted display
mirror
head mounted
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KR1020120038992A
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Inventor
김진태
Original Assignee
(주)에스엠디
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Publication date
Application filed by (주)에스엠디 filed Critical (주)에스엠디
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Abstract

본 발명은 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상소자, 조명계, 다수개의 렌즈 및 3D 입체거울(StereoScope)을 이용하여 입체감 있는 고화질(Full HD)을 생생하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈 및 거울이 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시켜 영상과 외부물체를 모두 볼 수 있는 투과형(See-Through Type) 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템에 관한 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템은, 영상(Image)을 구성하는 빛을 출사하는 디스플레이 소자; 상기 디스플레이 소자의 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 모아진 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 반투과 거울(Half mirror); 및 상기 반투과 거울의 반사된 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 반사된 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 부분반사 곡면거울(Curved mirror);을 포함한다.

Description

투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템{Optical System For See-Through Type Head Mounted Display}
본 발명은 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상소자, 조명계, 다수개의 렌즈 및 3D 입체거울(StereoScope)을 이용하여 입체감 있는 고화질(Full HD)을 생생하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈 및 거울이 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시켜 영상과 외부물체를 모두 볼 수 있는 투과형(See-Through Type) 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템에 관한 것이다.
일반적으로 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display : HMD이라 한다. 이하 같다)용 광학시스템은 눈과 매우 근접한 위치에서 발생하는 영상광을 정밀한 광학 장치를 이용하여 먼 거리에 가상의 대형화면이 구성될 수 있도록 초점을 형성함으로써 사용자로 하여금 확대된 허상을 볼 수 있도록 하는 영상 표시 장치이다. HMD용 광학시스템은 원래 군사용으로 사용되었으나, 컴퓨터 시스템의 고성능화 및 소형화가 비약적으로 진행되고 디스플레이소자의 비약적인 발전으로 인해 몸에 착용하는 컴퓨터(Wearable Compter) 개념이 제시되었고, 그에 따른 몸에 착용하는 모니터(Wearable Monitor)로써 HMD용 광학시스템의 필요성과 가능성이 연구되었다.
HMD용 광학시스템은 두 개의 디스플레이 소자에서 양안에 각각의 독립적인 광경로를 형성하는 양판 양안(Binocular)식, 하나의 디스플레이 소자를 사용하여 양안에 각각 대칭의 광경로를 형성하는 단판 양안식 및 하나의 디스플레이 소자로부터 양안 중 한쪽 눈에만 빛 경로를 제공하는 단판 단안(Monocular)식 등으로 나뉜다.
기존의 양판 양안식을 사용하는 경우 값비싼 디스플레이 소자를 2개 사용해야 하므로 제품의 가격이 상승하여 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 기존의 HMD용 광학시스템은 차단형(See-Closed Type)이 대다수였는데, 차단형은 눈동자로부터 25㎜전후에서 착용자의 시각이 차단되어 암막 상태에서 영상을 보게 되므로, 장시간 착용시 눈의 피로도가 급증하는 등 인체에 다양한 부작용을 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 영상소자, 조명계, 다수개의 렌즈 및 3D 입체거울(StereoScope)을 이용하여 입체감 있는 고화질(Full HD)을 생생하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈 및 거울이 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시켜 영상과 외부물체를 모두 볼 수 있는 투과형(See-Through Type) 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 단판 양안식 광학시스템에 의해서도 양판 양안식에서 제공하는 동등한 수준의 넓은 시야각(FIELD OF VIEW, FOV)과 충분한 아이릴리피(EYE RELIEF)를 확보할 수 있는 단판 양안식의 투과형 헤드 마운트 디스플레이 광학시스템을 제공함에 있다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템은, 영상(Image)을 구성하는 빛을 출사하는 디스플레이 소자; 상기 디스플레이 소자의 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 모아진 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 반투과 거울(Half mirror); 및 상기 반투과 거울의 반사된 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 반사된 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 부분반사 곡면거울(Curved mirror);을 포함한다.
또한 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템은, 상기 디스플레이 소자의 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 출사된 빛을 모으는 집광 렌즈(Condensor lens);를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 집광 렌즈는, 적어도 하나의 구면렌즈 또는 적어도 하나의 비구면렌즈 중 선택된 렌즈의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 부분반사 곡면거울은, 구면거울 또는 비구면거울로 구성되는 것이 바람직하다.
또한 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템은, 양쪽 눈동자 사이의 거리를 조절하는 조절수단;을 더 포함할 수 있다.
또한 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템은, 외부물체를 보려고 할 때 상기 디스플레이 소자의 영상출사를 중단시키는 정지수단;을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 디스플레이 소자는, 반사형인 실리콘 액정 표시소자(Liquid Crystal on Silicon : LCoS), 디지털 광원 표시소자(Digital Light Processing : DLP), 광원이 결합된 마이크로 LCD 소자 또는 자체발광하는 마이크로 OLED 소자인 것이 바람직하다.
또한 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템은, 부분반사 곡면거울 전방에 위치하여, 반사된 선편광을 원편광으로 변환시키거나 또는 입사된 원편광을 선편광으로 변환시키는 위상 지연판;을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 위상 지연판은 λ/4 위상 지연판(QWP : Quater Wavelength Plate)인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템은 영상소자, 조명계, 다수개의 렌즈 및 3D 입체거울(StereoScope)을 이용하여 입체감 있는 고화질(Full HD)을 생생하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈 및 거울이 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시켜 영상과 외부물체를 모두 볼 수 있는 투과형(See-Through Type)을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 제품을 고해상도화 및 경량화할 수 있고 인간의 눈에 이상적인 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 분해능 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 왜곡수차(Distortion) 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 비점수차(Astigmatic Field) 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 광선수차(Ray Aberration) 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 구성도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
HMD용 광학 시스템은 머리에 장착하여 사용되고 사용자의 눈에 영상을 제공하는 장치로, 가상 현실을 비롯하여 영상을 표시하기 위한 다양한 분야에서 이용되고 있다. HMD용 광학 시스템은 일반적으로는 고글 형상 혹은 대형의 안경의 프레임 형상으로 형성된다.
본 발명에서는 사람의 눈에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 투과형(See-Through type)으로 좀더 복합적인 기능이 가능한 구조로 설계되었다. HMD용 광학 시스템은 경량화, 소형화, 고해상도를 만족하도록 구성되어야 하며, 이러한 필수조건을 만족시키기 위해서 가장 이상적으로는 사람 눈의 모형에 근접한 설계가 이루어져야 한다. 즉 색수차(Lateral Color), 공간주파수 분해능(MTF), 왜곡수차(Distortion) 등이 만족할 만한 결과가 나와야 사람의 눈과 결합되어 최적의 영상을 전달할 수 있게 된다.
또한 현재 스마트폰의 폭발적인 사용에 따라, 앞으로는 스마트폰과의 융합(Convergence) 장치로서 각광을 받을 것이며, 증강현실(Virtual Reality : VR)의 새로운 개념으로 제시되게 될 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템을 나타낸 도면이다.
(a)에 도시된 바와 같이, 투과형 HMD용 광학시스템(100)은 거울과 렌즈 등 광학계가 배치되는 케이스 본체와 상기 케이스 본체와 일체로 형성되어 머리에 장착가능하게 하는 케이스 다리로 구성된다.
(b)에 도시된 바와 같이, 투과형 HMD용 광학시스템(100)은 양쪽 눈(20) 사이의 거리를 조절하는 조절수단(180)을 더 포함할 수 있다. 즉 사람마다 눈(20) 사이의 거리가 다르므로 이를 조절하는 수단을 두어 보다 사용이 편리한 인체공학적(Ergonomic) 광학시스템이 되는 것이다. 또한 투과형 HMD용 광학시스템(100)은 사용자가 외부물체를 보고자 할 때 디스플레이 소자(110)의 영상출사를 중단시키는 정지수단(190)을 더 포함할 수 있다. 사용자가 투과형 HMD용 광학시스템(100)을 사용하다가 필요에 의해서 외부를 보고자 할 때에는 정지수단(190)을 사용하면 영상의 출사가 중단되고 외부를 볼 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 투과형 HMD용 광학시스템(100)은 디스플레이 소자(110), 집광 렌즈(Condensor lens, 130), 반투과 거울(Half mirror, 150) 및 부분반사 곡면거울(Curved mirror, 170)를 포함한다.
디스플레이 소자(110)는 영상(Image)을 구성하는 빛을 출사하는 역할을 한다. 디스플레이 소자(110)는 반사형인 실리콘 액정 표시소자(Liquid Crystal on Silicon : LCoS), 디지털 광원 표시소자(Digital Light Processing : DLP), 광원이 결합된 마이크로 LCD 소자 또는 자체발광하는 마이크로 OLED 소자로서, 크기가 1인치 이하인 것이 바람직하다. 한편, 마이크로 LCD 패널은 자체 발광이 아니므로 외부에서 광원이 결합되어야 한다. 즉, 백라이트를 사용한 투과형 마이크로 LCD 패널, 반사형인 실리콘 액정 표시(Liquid Crystal on Silicon : LCoS) 패널 또는 디지털 광원 표시소자(Digital Light Processing : DLP) 패널이 가능하다. 마이크로 OLED 패널은 자체 발광이 가능하기 때문에 별도의 광원이 필요 없으며 투과형 헤드 마운트 디스플레이 광학시스템(100)을 보다 간단하고 소형으로 구성할 수 있다.
집광 렌즈(Condensor lens, 130)는 디스플레이 소자(110)의 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 출사된 빛을 모으는 역할을 한다. 집광 렌즈(130)란 광원(빛샘)으로부터 어떤 입체각 내에 발산하는 광선속(빛다발)을 이보다 작은 입체각 내에 모아서 높은 조도를 얻기 위한 렌즈로서 결상 렌즈만큼 정밀도를 요하지 않고 집광하는 입체각은 가급적 큰 것이 바람직하다. 따라서 초점 거리에 비해서 구경이 크다. 집광 렌즈(130)는 적어도 하나의 구면렌즈 또는 적어도 하나의 비구면렌즈 중 선택된 렌즈의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다.
반투과 거울(150)은 집광 렌즈(130)의 빛 진행방향 전방에 위치하여 모아진 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 역할을 한다. 반투과 거울(150)은 디스플레이 소자(110)의 종류에 따라서는 PBS(Polarization Beam Splitter)도 사용이 가능하다. 반투과 거울(150)은 입사되는 빛의 10%가 투과(See-Through)되는 것이 바람직하다.
부분반사 곡면거울(170)은 반투과 거울(150)의 반사된 빛 진행방향 전방에 위치하여 반사된 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시켜 영상과 외부물체를 모두 보는 역할을 한다. 부분반사 곡면거울(170)은 구면거울 또는 비구면거울로 구성되는 것이 바람직하다. 부분반사 곡면거울(170)은 사용환경에 따라 선택적으로 투과율(See-Through Rate)을 조절할 수 있다. 다만 입사되는 빛의 10%가 투과(See-Through)되는 것이 바람직하다.
투과형 HMD용 광학시스템(100)의 작동 원리는 다음과 같다.
먼저, 디스플레이 소자(110)에서 출사되는 영상(Image)을 구성하는 빛은 최적화된 집광 렌즈(130)로 모아져서, 아래 방향으로 진행한다. 이렇게 아래 방향으로 진행한 영상을 구성하는 빛은 반투과 거울(150)에서 반사된 후 오른쪽 방향에 위치한 부분반사 곡면거울(170)으로 진행한다. 이 부분반사 곡면거울(170)에서 다시 반사된 영상을 구성하는 빛은 반투과 거울(Half mirror, 150)로 되돌아 가서 윈도우(10)로 진행하여 사람의 눈(20)에 영상을 맺게 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 분해능 특성을 나타내는 그래프이다. 분해능을 보다 구체적으로는 공간주파수 분해능(MTF, Modulation Transfer Field)이라고 하며, 사람의 눈이 빛의 분해를 수용할 수 있는 능력이다. 명암도(Contrast)는 눈에 근접해서는 60% 이상이며, FOV(Field Of View)의 가장자리에서는 0%이다. 일반적으로 시력이 1.0인 사람 눈의 분해능은 약 1.0acrminute이다. 따라서, 명시거리 250㎜에서 대략 6.88lp/㎜ 정도에 해당하는 흑백 막대로 구성된 표적을 구분해낼 수 있다.
최적상태 초점에서 공간주파수 분해능(MTF, Modulation Transfer Field)은 100lp/㎜ 정도에서 약 20%이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 왜곡수차(Distortion) 특성을 나타내는 그래프이다. 출사동(Exit Pupil : 개구조리개의 상공간에서의 상)의 직경이 8㎜일 때 최적화된 광학 시스템의 왜곡수차를 보여준다.
왜곡수차는 렌즈 수차의 일종으로 주어진 화면거리에 대하여 사진상에 지점부터의 거리에 의해 배율이 상이하게 되는 현상을 말한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사람의 눈에 대한 빛의 입사각도가 4.27°, 8.69°, 12.91°및 17.00°인 경우, 2.3% 이내로 설계되어 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 비점수차(Astigmatic Field) 특성을 나타내는 그래프이다. 출사동의 직경이 8 ㎜일 때 최적화된 광학 시스템의 비점수차를 보여준다.
비점수차는 주축에서 떨어져 있는 물체의 상(像)이 완전한 점이 되지 않고 고리 모양 또는 방사상으로 흐릿해지는 현상을 말한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 사람의 눈에 대한 빛의 입사각도가 4.27°, 8.69°, 12.91°및 17.00°인 경우, 비점수차가 0.04 ㎜이내로 설계되어 전체적으로 안정적임을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 광선수차(Ray Aberration) 특성을 나타내는 그래프이다. 출사동의 직경이 8 ㎜일 때 최적화된 광학 시스템의 광선수차를 보여준다.
광선수차는 파장에 의한 굴절률이 서로 다른 성질, 즉 분산에 의하여 일어나는 수차로 렌즈를 통하여 물체의 상이 맺어질 때 해당 물체로부터 나오는 빛깔에 따라 굴절률이 달라져 상이 생기는 위치와 배율 따위가 달라지는 현상을 말한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 광선수차가 5㎛이내로 설계되어 전체적으로 안정적임을 알 수 있다. 또한 네 가지 파장에 따른 색수차도 큰 차이가 없어 안정적임을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템의 구성도이다. 위에서 설명한 구성요소와 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 설명은 해당 부분을 참고하면 되므로, 여기에서는 이에 대한 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 투과형 HMD용 광학시스템(100)은 디스플레이 소자(115), 반투과 거울(Half mirror, 155) 및 부분반사 곡면거울(Curved mirror, 175)를 포함한다.
부분반사 곡면거울(175) 앞에, 반사된 선편광을 원편광으로 변환시키거나 입사된 원편광을 선편광으로 변화시키는 위상 지연판(145 : 미도시)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 위상 지연판(145)은 λ/4 위상 지연판(QWP : Quater Wavelength Plate)인 것이 바람직하다.
다른 실시예에 따른 투과형 HMD용 광학시스템(100)의 작동 원리는 다음과 같은 점에서 차이가 있다.
디스플레이 소자(115)에서 출사되는 영상(Image)을 구성하는 빛은 직접 반투과 거울(155)에서 반사된 후 오른쪽 방향에 위치한 부분반사 곡면거울(175)으로 진행한다. 다만, 부분반사 곡면거울(175) 앞에 λ/4 위상 지연판(145)이 설치되는 경우 λ/4 위상 지연판(145)에서 원편광 또는 선편광으로 변환된 빛과 원래의 빛이 보강 간섭을 이루면서 λ/4 위상 지연판(145)을 통과한 빛이 부분반사 곡면거울(175)으로 진행한다. 결과적으로 원래의 밝기보다 2-3배 밝은 투과형 HMD용 광학시스템(100)이 구현되게 된다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시의 보호 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 투과형 HMD용 광학시스템 110, 115 : 디스플레이 소자
130 : 집광 렌즈 145 : 위상 지연판
150, 155: 반투과 거울 170, 175 : 부분반사 곡면거울
180 : 조절수단 190 : 정지수단

Claims (9)

  1. 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템에 있어서,
    영상(Image)을 구성하는 빛을 출사하는 디스플레이 소자;
    상기 디스플레이 소자의 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 모아진 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 반투과 거울(Half mirror); 및
    상기 반투과 거울의 반사된 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 반사된 빛의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 부분반사 곡면거울(Curved mirror);을 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자의 빛 진행방향 전방에 위치하여 상기 출사된 빛을 모으는 집광 렌즈(Condensor lens);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 집광 렌즈는
    적어도 하나의 구면렌즈 또는 적어도 하나의 비구면렌즈 중 선택된 렌즈의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 부분반사 곡면거울은
    구면거울 또는 비구면거울로 구성되는 것을 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    양쪽 눈동자 사이의 거리를 조절하는 조절수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자의 영상출사를 중단시키는 정지수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 소자는
    반사형인 실리콘 액정 표시소자(Liquid Crystal on Silicon : LCoS), 디지털 광원 표시소자(Digital Light Processing : DLP), 광원이 결합된 마이크로 LCD 소자 또는 자체발광하는 마이크로 OLED 소자인 것을 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 부분반사 곡면거울 전방에 위치하여, 반사된 선편광을 원편광으로 변환시키거나 또는 입사된 원편광을 선편광으로 변환시키는 위상 지연판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 위상 지연판은 λ/4 위상 지연판(QWP : Quater Wavelength Plate)인 것은 특징으로 하는 투과형 헤드 마운트 디스플레이용 광학시스템.
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