[发明专利]紧凑型增强现实用光学装置

说明书

本发明涉及一种紧凑型增强现实用光学装置，包括：光学机构，其使从实际事物射出的图像光的至少一部分朝向用户的眼睛的瞳孔透过，并使与从图像射出部射出的增强现实用图像相应的图像光在内面反射而传递至第一反射部；第一反射部，其配置于所述光学机构的内部，并使与在所述光学机构的内面反射而传递的增强现实用图像相应的图像光反射而传递至第二反射部；以及第二反射部，其配置于所述光学机构的内部，并使与从所述第一反射部传递的增强现实用图像相应的图像光朝向用户的眼睛的瞳孔反射而传递，由此为用户提供增强现实用图像，所述第二反射部的大小为8mm以下。

技术领域

本发明涉及一种增强现实用光学装置，更详细地，涉及一种因利用多个小型反射部来拓宽视角且不需要额外的光学机构而能够显著减小大小、厚度和体积的紧凑型增强现实用光学装置。

背景技术

如所周知，增强现实(Augmented Reality，AR)指在现实世界的真实影像上叠加由计算机等生成的虚拟的影像或图像来提供的技术。

为了实现这样的增强现实，需要能够将由诸如计算机的设备生成的虚拟的影像或图像叠加在现实世界的影像来提供的光学系统。作为这样的光学系统，使用诸如利用HMD(Head Mounted Display，头戴式显示器)或眼镜式装置来反射或折射虚拟影像的棱镜等的光学机构的技术为人所知。

然而，这样的利用以往的光学系统的装置所存在的问题是，由于其构造复杂且重量和体积相当大，用户佩戴起来不方便，并且制造工艺也较复杂，因而制造成本较高。

此外，以往的装置的局限性在于，在用户凝视现实世界时改变焦距的情况下，虚拟影像会失焦。为了解决该问题，已提出利用诸如能够调节对虚拟影像的焦距的棱镜的构件，或者根据焦距的变更对变焦透镜进行电控制等的技术。但是，这种技术也同样存在为了调节焦距需要由用户进行单独的操作或需要用于控制焦距的诸如单独的处理器等的硬件和软件的问题。

为了解决这样的现有技术的问题，如专利文献1中记载，本申请人曾开发一种能够通过利用尺寸小于人的瞳孔的反射部将虚拟影像通过瞳孔投影到网膜来实现增强现实的装置。

图1是示出如上述专利文献1中公开的增强现实用光学装置的图。

参照图1，图像出射部30是出射与增强现实用图像相应的图像光的机构，例如可以实现为小型显示装置。反射部20通过使与从图像射出部30射出的增强现实用图像相应的图像光朝向用户的瞳孔反射来提供增强现实用图像。

光学机构10是使从实际事物射出的图像光的至少一部分透过的机构，例如可以是眼镜镜片，其内部嵌入有反射部20。框架部40是固定和支撑图像射出部30和光学机构10的机构。

图1的反射部20形成为小于人的瞳孔大小的尺寸，即，8mm以下，通过如此将反射部20形成为小于瞳孔大小，可以使通过反射部20入射至瞳孔的光的景深(Depth of Field)接近无限远，即，可以使景深非常深。这里，景深指被识别为对焦的范围，当景深变深时，意味着对增强现实用图像的焦距也变深，因此，即使用户在凝视实际世界时改变实际世界的焦距，增强现实用图像的焦点也会与此无关地始终被识别为对焦。这可以看作是针孔效应(pin hole effect)。因此，与用户在凝视存在于实际世界的实际事物时改变焦距无关地，对于增强现实用图像，始终可以提供清晰的虚拟影像。

然而，这种技术虽然可以加深景深，获得针孔效应，但存在视野较窄的问题，且需要诸如用于平行光的准直器等的额外的光学机构，因而存在装置的大小、厚度和体积变大的局限性。

专利文献

韩国授权专利公报第10-1660519号(2016.09.29公告)

发明内容

技术问题