用于增强现实的光学装置的制作方法

本发明涉及一种用于增强现实的光学装置，涉及一种能够使用多个小型反射部向用户提供增强现实图像的用于增强现实的光学装置。

背景技术：

1、众所周知，增强现实(augmented reality，ar)是指，将通过计算机等生成的虚拟的影像或图像叠加在现实世界的实际影像并提供。

2、为了实现这种增强现实，需要一种光学系统，所述光学系统可以将通过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并提供。众所周知，作为这种光学系统，有使用通过使用头戴式显示器(hmd，head mounted display)或眼镜型装置反射或折射虚拟影像的棱镜等的光学单元的技术。

3、然而，使用这种现有光学系统的装置具有如下问题：由于其结构复杂并且重量和体积相当大，因此用户不方便佩戴，并且制造工艺也复杂，从而制造成本高。

4、另外，现有装置具有在用户凝视现实世界时变更焦距的情况下，虚拟影像不聚焦的局限性。为了解决这种问题，提出了使用如能够调节虚拟影像的焦距的棱镜的构件或根据焦距的变更来电气控制可变焦点透镜等的技术。然而，这些技术也存在如下问题：为了调节焦距，用户需要进行另外的操作或需要用于控制焦距的另外的处理器等硬件和软件。

5、为了解决如上所述的现有技术问题，如专利文献1所记载，本技术人开发了一种装置，所述装置能够通过使用比人的瞳孔小的反射部来通过瞳孔将虚拟影像投影到视网膜，从而实现增强现实。据此，以眼镜形式构成增强现实实现装置，在眼镜透镜的表面或内部设置反射部并通过反射从显示部生成的虚拟影像来通过瞳孔将影像投影到视网膜，因此通过增加景深(depth of field)并提供一种针孔(pin hole)效果，从而与当用户凝视实际世界时变更焦距无关地，可以始终提供清晰的虚拟影像。然而，由于本技术人的这种技术使用小型的反射部，因此具有视野狭窄的局限性。

6、[现有技术文献]

7、韩国授权专利第10-1660519号(2016.09.29公告)

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、本发明用于解决如上所述的问题，其目的在于，提供一种用于增强现实的光学装置，所述用于增强现实的光学装置能够通过使用比瞳孔小的多个反射部来提供增强现实图像。

3、尤其，本发明的另一目的在于，提供一种用于增强现实的光学装置，所述用于增强现实的光学装置能够通过使用比瞳孔小的多个反射部来扩大视角并提高光学均匀性。

4、另外，本发明的另一目的在于，提供一种用于增强现实的光学装置，所述用于增强现实的光学装置使用多个反射部，各反射部之间的距离形成为小于瞳孔尺寸，从而具有宽广的视角而不会中断增强现实的图像。

5、另外，本发明的另一目的在于，提供一种用于增强现实的光学装置，所述用于增强现实的光学装置通过使用比瞳孔小的多个反射部来加深景深，从而能够产生针孔效果的同时，扩大视角并增加眼动范围(eyebox)。

6、用于解决问题的手段

7、为了实现如上所述的目的，提供一种用于增强现实的光学装置，包括：光学单元，用于使可见光的至少一部分透射，由至少一个反射部构成的第一反射部组，所述第一反射部组的所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿作为任一直线方向的第一方向设置成一列，以及由至少一个反射部构成的第二反射部组，所述第二反射部组的所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿第一方向设置成一列，并且沿垂直于所述第一方向的第二方向与所述第一反射部组的反射部隔开间隔并平行地设置；所述反射部朝向用户的眼睛的瞳孔反射从图像出射部射出的图像光，所述图像出射部用于射出与增强现实图像对应的图像光，经过所述第二反射部组的各反射部的中心且与所述第二方向平行的水平线和经过所述第一反射部组的各反射部的中心且与所述第二方向平行的水平线依次平行地设置。

8、根据本发明的另一方面，提供一种用于增强现实的光学装置，包括：光学单元，用于使可见光的至少一部分透射，以及n个反射部组，所述反射部组由至少一个反射部构成，所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿作为任一直线方向的第一方向设置成一列，n为2以上的自然数；所述n个反射部组在所述光学单元的表面或内部沿垂直于所述第一方向的第二方向隔开间隔并依次平行地设置，构成所述n个反射部组的反射部分别朝向用户的眼睛的瞳孔反射从图像出射部射出的图像光，所述图像出射部用于射出与增强现实图像对应的图像光，突出地设置构成所述n个反射部组中的第k反射部组的反射部，使得所述第k反射部组的反射部的从由第一反射部组的所述第一方向和第二方向构成的平面p到垂直于所述第一方向和第二方向的方向的高度高于第k-1反射部组的反射部的从所述平面p到垂直于所述第一方向和第二方向的方向的高度，k为2≤k≤n范围的自然数。

9、根据本发明的另一方面，提供一种用于增强现实的光学装置，包括：光学单元，用于使可见光的至少一部分透射，由至少一个反射部构成的第一反射部组，所述第一反射部组的所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿作为任一直线方向的第一方向设置成一列，以及由至少一个反射部构成的第二反射部组，所述第二反射部组的所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿第一方向设置成一列，并且沿垂直于所述第一方向的第二方向与所述第一反射部组的反射部隔开间隔并平行地设置；所述反射部朝向用户的眼睛的瞳孔反射从图像出射部射出的图像光，所述图像出射部用于射出与增强现实图像对应的图像光，当在所述第二方向观察时，沿所述第二方向并排设置的第一反射部组和第二反射部组的反射部对构成为仅一部分区域重叠。

10、根据本发明的另一方面，提供一种用于增强现实的光学装置，包括：光学单元，用于使可见光的至少一部分透射，由至少一个反射部构成的第一反射部组，所述第一反射部组的所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿作为任一直线方向的第一方向设置成一列，以及由至少一个反射部构成的第二反射部组，所述第二反射部组的所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿第一方向设置成一列，并且沿垂直于所述第一方向的第二方向与所述第一反射部组的反射部隔开间隔并平行地设置；所述第一反射部组的反射部由半透明材料形成，并且使从图像出射部射出的图像光的一部分通过并传递至第二反射部组的反射部，并且朝向用户的眼睛的瞳孔反射从所述图像出射部射出的图像光的一部分，所述图像出射部用于射出与增强现实图像对应的图像光，所述第二反射部组的反射部朝向用户的眼睛的瞳孔反射通过所述第一反射部组的半透明材料的反射部而入射的图像光。

11、根据本发明的另一方面，提供一种用于增强现实的光学装置，包括：光学单元，用于使可见光的至少一部分透射，由至少一个反射部构成的第一反射部组，所述第一反射部组的所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿作为任一直线方向的第一方向设置成一列，以及由至少一个反射部构成的第二反射部组，所述第二反射部组的所述至少一个反射部在所述光学单元的表面或内部沿第一方向设置成一列，并且沿垂直于所述第一方向的第二方向与所述第一反射部组的反射部隔开间隔并平行地设置；在所述第一反射部组的反射部的内部形成有能够使入射光通过的贯穿孔，从而使从图像出射部射出的图像光的一部分通过所述贯穿孔传递至第二反射部组的反射部，并且通过除了所述贯穿孔以外的部分朝向用户的眼睛的瞳孔反射从所述图像出射部射出的图像光的一部分，所述图像出射部用于射出与增强现实图像对应的图像光，所述第二反射部组的反射部朝向用户的眼睛的瞳孔反射通过所述第一反射部组的反射部的贯穿孔而入射的图像光。

12、多个所述反射部可以分别设置成与相邻的反射部的距离为8mm以下。

13、相邻的所述反射部之间的距离可以是，当用户凝视正面时，反射部投影到经过瞳孔并垂直于正面方向的平面上的正射影的边界线上的点之间的最小值。

14、多个所述反射部中的每一者的尺寸可以为8mm以下。

15、多个所述反射部中的每一者的尺寸可以是反射部的边界线上的任意两点之间的最大长度。

16、多个所述反射部中的每一者的尺寸可以是，当用户凝视正面时，反射部投影到经过瞳孔并垂直于正面方向的平面上的正射影的边界线上的任意两点之间的最大长度。

17、多个所述反射部中的每一者的面积可以形成为具有16πmm2以下的值。

18、多个所述反射部中的每一者的面积可以是，当用户凝视正面时，反射部投影到经过瞳孔并垂直于正面方向的平面上的正射影的面积。

19、多个所述反射部中的每一者的形状可以形成为呈现除了点对称形状以外的形状的不对称形状，所述点对称形状是指，当以所述反射部的平面的特定点为中心旋转反射部时，存在针对所有的旋转角度始终具有相同形状的特定点的形状，并且所述不对称形状是指，不是点对称形状的形状，即，当以反射部的平面的特定点为中心旋转反射部时，不存在针对所有的旋转角度始终具有相同形状的特定点的形状。

20、发明效果

21、根据本发明，能够提供能够通过使用比瞳孔小的多个反射部来提供增强现实图像的用于增强现实的光学装置。

22、另外，本发明具有能够通过使用比瞳孔小的多个反射部来扩大视角并提高光学均匀性的效果。

23、另外，本发明能够提供一种用于增强现实的光学装置，所述用于增强现实的光学装置使用多个反射部，各反射部之间的距离形成为小于瞳孔尺寸，从而具有宽广的视角而不会中断增强现实的图像。

24、另外，根据本发明，能够提供一种用于增强现实的光学装置，所述用于增强现实的光学装置通过使用比瞳孔小的多个反射部来加深景深，从而能够产生针孔效果的同时，扩大视角并增加眼动范围。