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사용자의 측면 또는 상면부에 위치한 디스플레이로부터 나온 빛을 시준(Collimation)하는 시준부;시준광을 기판 내로 입사시키는 인커플러(Incoupler); 및 사용자의 동공 앞에 위치하여 기판으로 전달된 빛을 출광시키는 아웃커플러(Outcoupler);를 포함하고, 아웃커플러는, 2개 이상의 부분 반사면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도파관 디스플레이 구조체
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청구항 1에 있어서,영상원인 마이크로디스플레이의 중앙 픽셀에서 출광된 빛은, 시준부를 거쳐 시준부 광축을 따라 진행하는 평행광으로 변하여 도파관 내부로 트랩되며, 아웃커플러를 통해 출광 시, 양안의 수렴점 형성을 위하여 광축 방향에서 특정 각도 θv 만큼 축에서 벗어나(Off-aixs) 틸팅되며, θv는, 수렴점의 깊이 z 및 양안 간격 IPD(Inter Pupilary Distance)에 따라 하기 수식 1을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 도파관 디스플레이 구조체
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청구항 2에 있어서,θv는, IPD가 57mm 내지 65mm이고, 양안의 수렴점이 사용자로부터 1 내지 3m 전면(前面)으로 설계되는 경우, 0
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청구항 3에 있어서,아웃커플러는, 트랩된 영상광이 반복적으로 출광되도록, 복수의 부분반사 프리즘으로 구성되며, 시준부의 광축을 따라 입광하는 디스플레이의 중앙 픽셀로부터 방출된 광파는, 도파관을 통해 출광 시, 매질 표면에서 θv만큼 기울어지며, 인커플러 및 아웃커플러의 기울임각은, 인커플러가 반사형인 경우, 도파관의 매질 굴절률이 n이면, 하기 수식 2를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 도파관 디스플레이 구조체
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청구항 3에 있어서,아웃커플러는, 트랩된 영상광이 반복적으로 출광되도록, 복수의 부분반사 프리즘으로 구성되며, 시준부의 광축을 따라 입광하는 디스플레이의 중앙 픽셀로부터 방출된 광파는, 도파관을 통해 출광 시, 매질 표면에서 θv만큼 기울어지며, 인커플러 및 아웃커플러의 기울임각은, 인커플러가 굴절형인 경우, 도파관의 매질 굴절률이 n이면, 하기 수식 3을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 도파관 디스플레이 구조체
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청구항 1에 있어서,시준부는, 마이크로디스플레이의 표면에서 이격된 2개 이상의 렌즈로 구성되며, 출사동 형성 거리 차이로 인한 비네팅(Vignetting) 또는 화면 잘림 이슈를 해결하기 위하여 가로 길이 대비 세로 길이가 긴 직사각형의 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 도파관 디스플레이 구조체
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청구항 6에 있어서,아웃커플러에 의하여 시역확장이 이루어지는 가로 방향의 출사동은, 시준부 광학계와 기설정된 거리(L) 내에 형성되되,세로 방향의 출사동은, 가로 방향의 출사동까지의 기설정된 거리 L, 도파관 디스플레이 내에서 시준광이 트랩되어 이동되는 거리 및 도파관 디스플레이로부터 사용자 눈까지의 안점거리(Eye relief)가 포함되도록 하고, 시준부 렌즈의 가로 방향 유효경(유효지름) AH 및 시준부 렌즈의 세로 방향 유효경 AV는,L이 시준부 렌즈로부터 가로방향 출사동까지의 거리이고, ER은 안점거리이며, αH가 가로 방향으로의 설계 화각이고, αV가 세로 방향으로의 설계 화각이며, EPH가 가로 방향 출사동의 크기이고, EPV가 세로 방향 출사동의 크기이며, t가 도파관 디스플레이에서 트랩된 빛의 광경로 길이이고, n이 굴절률인 경우, 하기 수식 4 및 수식 5를 통해 각각 산출되는 것을 특징으로 하는 도파관 디스플레이 구조체
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마이크로디스플레이와 시준부를 상호 고정시킨 후, 도파관 디스플레이에 정렬시키는 단계;마이크로디스플레이에 디스플레이되는 영상의 중앙부 픽셀만을 On 시키고, 그 외 영역을 흑색으로 세팅한 테스트 영상에 대하여, 도파관 디스플레이의 아웃커플러 영역에서 출광되는 시준광의 틸팅 각도를 측정하는 단계; 및 시준광의 틸팅 각도의 실시간 측정 결과를 반영하여, 시준부의 정렬 상태를 조정하는 단계;를 포함하는 도파관 디스플레이 구조체 조정 방법
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