Abstract
We discussed the design of lens module schematic eyes equivalent to finite model eyes, which are used to model the human eye based on spherical aberration and Stiles-Crowford effect. The optical system for head mounted display (HMD) is designed and evaluated using lens module schematic eyes. In addition to a compact HMD system, an optical system with high Performance is required. To satisfy these requirements, we used diffractive optical elements and aspheric surfaces so that the color and mono-chromatic aberrations were corrected. The optical system for HMD is composed of 0.47 inch micro-display of SVGA grade with 480,000 pixels, a plastic hybrid lens for the virtual image, and the lens module schematic eyes. The designed optical system fulfills the current specifications of HMD: such as, EFL of 31.25 mm, FOV of 24H$\times$18V$\times$30D degrees, and overall length of 59.1 mm. As a result, we could design an optical system useful for HMD; the system is expected to be comfortable while the user wears it.
본 논문에서는 구면수차와 Stiles-Crowford 효과를 고려하여 인간의 눈을 모델링한 정밀모형안과 등가인 렌즈모듈 모형안의 설계에 관하여 논의하였고, 렌즈모듈 모형안을 적용한 Head Mounted Display(HMD)용 광학계를 설계 및 평가하였다. HMD용 광학계에서 요구되는 소형화, 고성능 및 고해상도 등의 필수조건들을 만족시키기 위해 회절광학소자와 비구면을 이용하여 색수차와 단색수차를 보정하였다. SVGA급 480,000화소를 갖는 0.47 인치 micro-display, 플라스틱 hybrid 렌즈, 그리고 렌즈모듈 모형안으로 HMD용 광학계를 구성하였다. 설계된 광학계의 초점거리는 31.25 mm, FOV는 24H$\times$18V$\times$30D degrees, 그리고 전장길이는 59.1 mm이다. 결과적으로, 사용자가 편안함을 느낄 수 있는 HMD에 유용한 광학계를 얻었다.
