KR20100094518A

KR20100094518A - 광학 시스템 및 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20100094518A
Application number: KR1020107013376A
Authority: KR
Inventors: 마르린느 토라레; 피에르 루이스 타지
Original assignee: 발레오 시스템므 떼르미끄
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-08-26
Also published as: FR2925178A1; JP2011507048A; EP2232305A1; CN101971058A; WO2009077543A1; US20110090577A1; BRPI0820728A2

Abstract

본 발명은 적어도 2개의 렌즈(12)를 포함하는 제 1 그룹(13)과 적어도 2개의 렌즈(12)를 포함하는 제 2 그룹(14)으로 분포된 복수의 렌즈(12)를 포함하는 광학 시스템(10)에 관한 것이며, 제 1 그룹(13)의 적어도 하나의 렌즈(12)는 제 2 그룹(14)의 대응하는 렌즈(12)상에 마련된다. 광학 시스템(10)은 제 1 그룹(13)의 임의의 렌즈(12) 내측으로 들어오는 광선(11)을 제 2 그룹(14)의 대응하는 렌즈(12)를 향해 안내하기 위한 수단(20)을 포함한다.

Description

광학 시스템 및 디스플레이 장치{OPTICAL SYSTEM COMPRISING A DEVICE FOR DISPLAYING INFORMATION RELATIVE TO THE IMPLEMENTATION OF AN AUTOMOBILE ACCESSORY}

본 발명은 환기, 히터 및/또는 에어컨 설비와 같은 자동차 액세서리의 실행에 관한 정보 디스플레이 장치의 분야에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 이러한 디스플레이 장치에 포함되는 광학 시스템 및 상기 디스플레이를 제공하는 것이다.

자동차는 차량 승객실내에 포함된 공기에 대한 환기, 히터 및/또는 에어컨 설비와 같은 액세서리와, 휴대폰과, 차내장착식 컴퓨터와, 위성 위치 시스템 또는 다른 유사한 액세서리를 통상 구비한다. 액세서리는 자동차의 주된 그리고 중대한 기능, 즉 자동차의 작동에 필수적이지 않은 선택적인 어플라이언스와 같은 거의 임의의 기구일 수 있다. 특히, 이러한 액세서리는 자동차의 엔진의 실행에 포함되는 것이 아니라 자동차를 제어하는 것일 수 있다. 일 예로서, 기구는 대시보드 또는 심지어 속도계일 수 있다.

통상적으로, 이러한 액세서리는 액세서리의 실행에 관한 정보 아이템과 같은 적어도 하나의 정보 아이템을 디스플레이하기 위한 장치를 포함한다. 액세서리가 상술한 종류의 설비인 경우에, 상기 정보 아이템은 예를 들면 승객실에 포함된 공기의 온도 및/또는 상기 공기의 소망의 온도와 같은 수치적인 데이터나, 심지어 자동차 승객실의 개요를 나타내는 종류의 픽토그램형 또는 아이콘형 심볼일 수 있다. 액세서리가 휴대폰인 경우에, 상기 정보 아이템은 예를 들면 전화 번호 및/또는 대응하는 이름 종류의 정보 아이템이다. 액세서리가 차내장착식 컴퓨터 또는 위성 위치 시스템인 경우에, 상기 정보 아이템은 예를 들면 수문자의 캐릭터, 아이콘 또는 픽토그램이다.

디스플레이 장치는 상기 정보 아이템을 디스플레이하기 위한 수단을 포함한다. 디스플레이 수단은 특히 전송광, 반사광 및/또는 전송반사광을 갖는 디스플레이 스크린이다. 예를 들면, 디스플레이 수단은 통상적으로 머리글자로 "LCD"라고 하는 액정 디스플레이 스크린, 통상적으로 머리글자로 "TFT"라고 하는 박막 트랜지스터의 어레이를 포함하는 스크린, 통상적으로 머리글자로 "VFD"라고 하는 진공 형광판 또는 통상적으로 머리글자로 "OLED"라고 하는 유기 발광 다이오드 스크린이거나, 심지어 고정된 심볼일 수 있다.

또한, 디스플레이 장치는 디스플레이 수단을 보호하고 및/또는 상기 정보 아이템을 보호하는 표면으로서 작용하는 전방 면(front face)을 포함한다. 전방 면은 예를 들면 디스플레이 장치 외측의 환경으로부터 디스플레이 수단을 보호하도록 설계된 장식적인 판유리이다. 전방 면은 특히 연마되지 않은 경우에 범프를 갖는 불규칙부 및/또는 오돌토돌한 표면을 구비할 수 있다. 디스플레이 수단 및 전방 면은 서로 대면하도록 배치되며, 이들 사이에 마련된 공간은 공기로 충전되며, 그 굴절률은 1과 동일하다.

디스플레이 수단은 디스플레이 수단의 표면상에 생성된 상기 정보 아이템을 사용자게 보여될 수 있도록 설계되어 있다. 디스플레이 수단이 "LCD" 타입 스크린인 경우에, 상기 스크린은, 상기 정보 아이템이 전방 면을 통해 사용자에게 보여지게 하기 위해서, 역광시키도록 설계된 적어도 하나의 광원을 구비한다. 디스플레이 수단은 개략적인 연장 평면을 따라 연장되는 편평한 표면으로 형성되어 있다.

발생되는 일반적인 문제점은, 디스플레이 수단상에 디스플레이된 정보 아이템이, 전방 면상에 투사된 이미지가 사용자에게 전방 면을 통해 상기 스크린에 흐릿하게 보이게 생성되기 쉽다는 사실에 관한 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 미국 특허 공개 제 US 2006/0139759 호(하시모토 등)에는 2개 그룹으로 나눠진 복수의 동일한 렌즈로 구성되는 이미징 광학 시스템을 디스플레이 수단과 전방 면 사이에 배치하는 것이 제안되어 있다. 제 1 그룹의 렌즈는 스크린에 대면하여 위치된 제 1 평면을 따라 배치되고, 제 2 그룹의 렌즈는 전방 면에 대면하여 위치된 제 2 평면을 따라 배치되고, 제 2 평면은 제 1 평면에 평행하다. 제 1 그룹의 각 렌즈는 입력 면을 구비하며, 디스플레이 수단으로부터 생성되는 도입 광선은 상기 입력 면을 관통하며, 제 2 그룹의 각 렌즈는 광선을 전방 면을 향하게 하는 출력 면을 구비하며, 도입 광선은 대응하는 출력 면이 최종적으로 전방 면에 도달할 때까지 상기 시스템을 통해 통과한다.

각 렌즈는 광축과, 상기 렌즈의 광축의 각 단부에 형성된 2개의 정점을 구비한다. 렌즈의 광축은 서로 평행하게 배향되며, 또한 한편으로 디스플레이 수단의 개략적인 연장 평면에 직각으로 배향되고 다른 한편으로 제 1 및 제 2 평면에 직각으로 배향된다. 또한, 제 1 그룹의 각 렌즈는 제 2 그룹의 대응하는 렌즈와 똑바로 일치되어 위치된다. 즉, 제 1 그룹의 각 렌즈는 제 2 그룹의 대응하는 렌즈에 대면하여 위치되며, 그 결과 그들 각 광축은 동일하며, 제 1 그룹의 렌즈의 정점중 하나는 제 2 그룹의 대응하는 렌즈의 정점중 하나와 접촉된다.

이러한 이미징 광학 시스템을 구비한 디스플레이 장치를 이용하면 해결해야 할 필요성이 있는 단점이 존재한다.

우선, 디스플레이 장치가 복수의 광원을 포함하는 경우에, 전방 면을 통해 사용자에게 보여지는 상기 정보 아이템의 이미지는 특히 사용자가 불만족스럽게 느끼는 상기 정보 아이템의 복수의 부분 이미지로 구성될 수 있다.

또한, 사용자를 위한 선명한 이미지를 위한 보임각이 제한될 수 있다. 보다 상세하게, 디스플레이 장치의 주변 영역에 위치된 사용자가 정보를 명료하게 볼 수 없고, 제한되며, 심지어 자동차를 운전하는 사용자가 위험할 수도 있다.

마지막으로, 상기 정보 아이템중 하나 또는 그 이상의 다중 영상(ghost images)이 전방 면상에 투사되고 및/또는 전방 면에 모일 수 있다. 이들 다중 영상은 사용자에게 있어서 바람직하게 최소화되어야 하는 시각적인 골칫거리이다.

본 발명의 목적은, 적어도 2개의 렌즈를 포함하는 적어도 하나의 제 1 그룹 및 적어도 2개의 렌즈를 포함하는 하나의 제 2 그룹으로 나누는 복수의 렌즈를 포함하는 광학 시스템을 제공하는 것으로서, 제 1 그룹의 적어도 하나의 렌즈는 제 2 그룹의 대응하는 렌즈와 똑바로 일치하여 배치되어 있으며, 상기 광학 시스템은 다중 영상을 생성함이 없이 실제적으로 임의의 정보의 이미지를 전방 면상에 집중시킬 수 있으며, 상기 이미지는 명료하고, 정밀하며 그리고 완전하다. 본 발명의 다른 목적은 이러한 광학 장치를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것으로서, 이러한 디스플레이 장치는 자동차 액세서리의 실행에 관한 정보 아이템을 디스플레이하도록 설계되며, 정보 아이템이 왜곡되거나 변경이 없이 그리고 시각적인 인공물을 생성함으로써 사용자의 마음을 산란하게 함이 없이 상기 정보 아이템을 사용자에게 전달 수 있도록 효율적이고, 소형이며 그리고 신뢰할만한 것이다.

본 발명의 광학 시스템은 적어도 2개의 렌즈를 포함하는 적어도 하나의 제 1 그룹 및 적어도 2개의 렌즈를 포함하는 하나의 제 2 그룹으로 나눠지는 복수의 렌즈를 포함하는 광학 시스템이다. 제 1 그룹의 적어도 하나의 렌즈는 제 2 그룹의 대응하는 렌즈와 똑바로 일치하여 배치된다.

본 발명에 따르면, 상기 광학 시스템은 제 1 그룹의 임의의 렌즈내로 도입되는 광선을 제 2 그룹의 대응하는 렌즈를 향해 향하게 하는 채널링 수단(channeling means)을 구비한다.

이러한 구성은 제 1 그룹의 상기 렌즈와 똑바로 일치하여 배치되는 것 이외에 제 1 그룹의 임의의 렌즈로 도입되는 광선이 제 2 그룹의 렌즈를 향해 통과하는 것을 방지하도록 설계된다. 제 1 그룹의 렌즈내로 도입되는 광선은 채널링 수단에 의해 제 1 그룹의 렌즈와 똑바로 일치하여 위치된 제 2 그룹의 대응하는 렌즈를 향해 배향되어, 제 1 그룹에 관련된 렌즈에 대면하여 위치된 것 이외에 이들 도입 광선이 제 2 그룹의 렌즈를 향해 분산되는 것을 방지한다.

이 결과, 전방 면상으로 투사된 상기 정보 아이템의 이미지는 명료하고, 정밀하며 그리고 완전하다. 다른 결과는 상기 전방 면상에 투사된 다중 영상이 존재하지 않는 것이다.

바람직하게, 상기 채널링 수단은 제 1 그룹의 렌즈와 제 2 그룹의 렌즈 사이에 삽입된 메인 그레이팅을 포함하며, 상기 메인 그레이팅은 제 1 그룹의 렌즈에 대해 지지되는 말단 에지와 제 2 그룹의 렌즈에 대해 지지되는 기단 에지를 포함한다.

바람직하게, 메인 그레이팅은 상기 메인 그레이팅의 말단 에지와 기단 에지 사이로 연장되는 복수의 메인 채널을 포함한다.

바람직하게, 각 메인 채널은 서로 똑바로 일치하여 배치된 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 렌즈의 대응하는 쌍과 똑바로 일치하여 형성된다.

바람직하게, 각 메인 채널은 제 1 그룹의 렌즈를 커버하는 제 1 오리피스와 제 2 오리피스의 대응하는 렌즈를 커버하는 제 2 오리피스 사이에서 종방향으로 연장된다.

제 1 그룹의 렌즈는 표면(S1)을 따라 배치되는 것이 바람직한 반면에, 제 2 그룹의 렌즈는 표면(S2)을 따라 배치되는 것이 바람직하다.

예를 들면 표면(S1)은 제 1 평면(P1)에 형성되어 있다.

바람직하게, 제 1 그룹의 각 렌즈는 상기 제 1 평면(P1)에 직각으로 배향된 제 1 광축(A1)을 구비하며, 제 2 그룹의 각 렌즈는 또한 상기 제 1 평면(P1)에 직각으로 배향된 제 2 광축(A2)을 구비한다.

하나 그리고 동일한 쌍의 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 각 제 1 광축(A1) 및 제 2 광축(A2)은 동일한 것이 바람직하다.

바람직하게, 각 메인 채널은 제 1 광축(A1) 및 제 2 광축(A2)에 동일한 대칭축(A)을 구비한다.

메인 그레이팅은 예를 들면 상기 제 1 평면(P1)에 평행하게 형성된 그레이팅 평면(P')상에 배치된다.

메인 그레이팅은 광학적으로 불투명 재료로 제조되는 것이 바람직하다.

바람직하게, 각 메인 채널은 제 1 및 제 2 그룹의 렌즈와 동일한 제 3 그룹의 렌즈를 수용한다.

바람직하게, 제 3 그룹의 각 렌즈는 제 1 광축(A1) 및 제 2 광축(A2)에 동일한 제 3 광축(A3)을 구비한다.

바람직하게, 제 3 그룹의 각 렌즈는 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 렌즈로부터 동일한 거리(X)에 위치되며, 제 3 그룹의 렌즈는 제 1 그룹의 렌즈와 제 2 그룹의 렌즈 사이에 삽입된다.

바람직하게, 제 3 그룹의 렌즈는 제 1 평면(P1)에 평행하게 형성된 제 3 평면(P3)상에 배치된다.

바람직하게, 채널링 수단은 2차 채널을 구비한 적어도 하나의 2차 그레이팅을 포함한다.

바람직하게, 각 2차 채널은 제 1 그룹의 각 렌즈를 수용한다.

바람직하게, 각 2차 채널은 제 2 그룹의 각 렌즈를 수용한다.

제 1 그룹의 각 렌즈는 예를 들면 디스플레이 수단이 포함하는 각 픽셀과 똑바로 일치하여 배치된다.

본 발명의 디스플레이 장치는 적어도 하나의 정보 아이템을 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치로서, 상기 디스플레이 장치가 디스플레이 수단과, 전방 면과, 상기 광학 시스템을 포함하며, 상기 디스플레이 수단은 광선의 형태인 상기 정보 아이템을 생성하며 상기 전방 면에 대면하여 배치되며, 상기 광학 시스템은 상기 정보 아이템을 상기 전방 면상으로 투사시키기 위해서 상기 디스플레이 수단과 상기 전방 면 사이에 삽입되어 있다.

표면(S1)은 예를 들면 전방 면의 구성(C, P")과 유사한 구성을 갖고 있다.

또한, 표면(S1)은 예를 들면 전방 면과 표면(S1) 사이에 삽입된 대칭 평면에 대해서 전방 면의 구성(C, P")에 대칭인 구성을 갖고 있다.

제 1 실시예에 따르면, 제 1 그룹의 렌즈는 전방 면상의 상기 정보 아이템의 이미지에 초점을 맞추기 위해서 서로 광학적으로 상이하다.

제 2 실시예에 따르면, 제 2 그룹의 렌즈는 전방 면상의 상기 정보 아이템의 이미지에 초점을 맞추기 위해서 서로 광학적으로 상이하다.

예를 들면, 전방 면은 안으로 굽은 라인(C)을 따라 배치되며, 이 라인의 곡률 반경은 디스플레이 장치의 내부를 향해 또는 디스플레이 장치의 외부를 향해서 배향되어 있다.

바람직하게, 제 1 평면(P1)은 디스플레이 수단의 개략적인 연장 평면에 평행하게 마련된다.

본 발명의 광학 시스템은 다중 영상을 생성함이 없이 실제적으로 임의의 정보의 이미지를 전방 면상에 집중시킬 수 있으며, 상기 이미지는 명료하고, 정밀하며 그리고 완전하다. 본 발명의 광학 장치를 포함하는 디스플레이 장치는 자동차 액세서리의 실행에 관한 정보 아이템을 디스플레이하도록 설계되며, 정보 아이템이 왜곡되거나 변경이 없이 그리고 시각적인 인공물을 생성함으로써 사용자의 마음을 산란하게 함이 없이 정보 아이템을 사용자에게 전달 수 있도록 효율적이고, 소형이며 그리고 신뢰할만한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 정보 디스플레이 시스템의 개략도,
도 2는 도 1에 도시된 장치의 제 1 변형 실시예의 개략도,
도 3은 도 1에 도시된 장치의 제 2 변형 실시예의 개략도,
도 4는 도 1에 도시된 장치의 제 3 변형 실시예의 개략도,
도 5는 도 1에 도시된 장치의 제 4 변형 실시예의 개략도,
도 6은 도 1에 도시된 장치의 제 5 변형 실시예의 개략도,
도 7은 도 1에 도시된 장치의 제 6 변형 실시예의 개략도,
도 8은 도 1에 도시된 장치의 제 7 변형 실시예의 개략도.

본 발명은 첨부 도면과 관련된 변형 실시예의 하기 설명을 읽으면 잘 이해될 수 있으며 도출되는 설명도 잘 이해될 것이다.

도 1에서, 액세서리(3)의 실행에 관한 정보 아이템(2)을 디스플레이하기 위한 장치(1)는 자동차에 장착되도록 설계된다. 액세서리(3)는 특히 환기, 히터 및/또는 에어컨 설비로 구성되지만, 유사하게 자동차의 주요 기능, 즉 자동차의 작동에 필수적이지 않은 휴대폰, 위성 위치 시스템, 차내장착식 컴퓨터 또는 모든 다른 어플라이언스로 구성된다. 디스플레이 장치(1)는 상기 정보 아이템(2)을 자동차의 사용자에게 전달하기 위해서 자동차 승객실 내측에 배치되도록 설계된다. 예를 들면, 상기 정보 아이템(2)은 승객실내에 포함된 공기의 온도와 같은 수치 데이터나 또는 자동차를 개략적으로 나타내는 그림 문자이다. 유사하게, 디스플레이 장치(1)는 사용자가 액세서리(3)의 실행을 제어할 수 있는 상호작용 장치로 되어 있다. 이러한 경우에, 디스플레이 장치(1)는 예를 들면 액세서리(3)의 제어된 실행을 위해 요구되는 전자 소자를 구비한 터치 장치로서 구성된다.

디스플레이 장치(1)는 정보 아이템(2)을 디스플레이하기 위한 디스플레이 수단(4)과, 상기 정보 아이템(2)의 이미지(6)를 사용자에게 보여주는 전방 면(5)을 포함한다. 디스플레이 수단(4)은 통상적으로 개략적인 연장 평면(P)상에 형성된 평판 스크린이다. 디스플레이 수단(4)은 예를 들면 "LCD", "TFT", "OLED" 또는 유사한 형태의 거의 모든 종류의 스크린이며, 특히 스크린이 "LCD" 또는 "TFT" 타입인 경우에 몇몇 광원을 구비하고 있으며; 광원(7)은, 디스플레이 수단이 역광을 허용하도록 그리고 정보 아이템(2)이 디스플레이될 수 있게 하도록, 디스플레이 수단(4)의 후방 면(8)을 향해 배열되어 있다.

특히 디스플레이 수단(4)을 보호하기 위해서, 전방 면(5)은 디스플레이 수단(4)의 전방 패널(9)을 향해 배열되어 있다. 일반적으로, 전방 면(5)은 특히 미적인 이유 때문에 분리될 때 이것을 가리기 위해서 디스플레이 수단(4)을 커버한다. 상기 전방 면(5)은 디스플레이 수단(4)으로부터 거리(D)에 배치되며, 디스플레이 수단(4)과 전방 면(5) 사이에는 공간(E)이 마련되어 있다. 또한, 특히 심미적인 이유 때문에, 전방 면(5)은 오돌토돌하게 되는 것이 바람직하며, 범프 및/또는 피트(pit)와 같은 불규칙부를 구비하는 것이 바람직하다.

전방 면(5)상의 정보 아이템(2)의 이미지(6)에 초점을 맞추기 위해서, 디스플레이 수단(4)과 전방 면(5) 사이에 이미징 광학 시스템(10)이 삽입되어 있다. 일반적으로, 이미징 광학 시스템(10)은 이미징 광학 시스템(10)내로 들어가는 광선(11)이 전방 면(5)의 포인트에 집중되게 할 수 있는 거의 모든 종류의 시스템이다. 상기 이미징 광학 시스템(10)은 렌즈(12)의 제 1 그룹(13) 및 렌즈(12)의 제 2 그룹(14)으로 나누는 적어도 복수의 광학 렌즈(12)를 포함하며, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)에 대면하여 배치된다. 따라서, 렌즈(12)는 제 1 그룹(13)의 렌즈(12) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)에 의해 형성된 중첩된 렌즈(12)의 쌍(15)으로 배치된다. 제 1 그룹(13)의 각 렌즈(12)는 디스플레이 수단(4)의 개략적인 연장 평면(P)에 직각으로 배향된 광축(A1)을 구비하며, 제 2 그룹(14)의 각 렌즈(12)는 또한 디스플레이 수단(14)의 개략적인 연장 평면(P)에 직각으로 배향되어 있는 제 2 광축(A2)을 구비한다. 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 중첩된 렌즈(12)의 쌍(15)의 광축(A1, A2)은 동일하다.

제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 디스플레이 수단(4)의 개략적인 연장 평면(P)에 평행하게 형성된 제 1 평면(P1)상에 배치되어 있다. 예를 들면, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 디스플레이 수단(4)이 포함하는 각 픽셀(16)과 똑바로 일치하여 배치되어 있다. 그러나, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 디스플레이 수단(4)이 포함하는 픽셀(16)에 대해 상이하게 배치되는 것도 가능하다. 평면(P1)에 있어서, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 가장 광학적으로 효과적인 것으로부터 최소로 효과적인 것까지의 순서로 거의 모든 모자이크 패턴, 바람직하게 6각형, 또는 심지어 직사각형 또는 직사각형으로 서로에 대해 배치될 수 있는 것을 이해할 것이다.

각 렌즈(12)는 입력 면(17) 및 출력 면(18)을 구비하며, 입사 광선(11)은 상기 입력 면(17)을 통해 관통하며, 광선은 상기 출력 면(18)을 통해 렌즈(12)를 빠져나간다. 입력 면(17) 및 출력 면(18)은 렌즈(12)의 표면의 포인트로서 규정된 각 정점(19)을 구비하며, 렌즈(12)의 광축(A1, A2)은 상기 정점(19)을 통과한다. 상기 렌즈(12)는 렌즈(12)의 2개의 정점(19) 사이의 거리로서 규정된 두께(L)를 갖고 있다.

또한, 제 1 그룹(13)의 각 렌즈(12)는 디스플레이 수단(4)으로부터 거리(L1)에 위치되는 반면에, 제 2 그룹(14)의 각 렌즈(12)는 투사 면(5)으로부터 거리(L2)에 위치되어 있다. 마지막으로, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)로부터 거리(H)에 위치되며, 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)와 함께 중첩된 렌즈(12)의 쌍(15)을 구성한다.

제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)는 포토리소그래픽 프로세스 또는 기계가공 프로세스에 의해 유리로, 또는 분사 또는 프레스 성형 방법에 의거한 소성 재료로 제조된다.

이러한 이미징 광학 시스템(10)은 흐릿한 및/또는 불완전한 정보 아이템(2)의 이미지(6)를 사용자에게 전달하는 결점을 갖고 있다. 또한, 정보 아이템(2)의 소망의 이미지의 다중 영상(ghost images)이 전방 면(5)상에 나타나고 및/또는 전방 면(5)에 모인다. 마지막으로, 이러한 이미징 광학 시스템(10)은 거의 모든 구조의 전방 면(5)에 적합하지 않다.

이것은 본 발명에 의해 바람직하게 해결되는데, 본 발명은 제 1 그룹(13)의 임의의 렌즈(12)내의 도입 광선(11)을 제 2 그룹(14)의 대응하는 렌즈(12)를 향해 향하게 하는 수단(20)을 갖는 이미징 광학 시스템(10)을 구비하며, 제 1 그룹(13)의 상기 렌즈(12)는 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)와 함께 서로 대면하는 렌즈(12)의 쌍(15)을 형성하는데, 즉 제 2 그룹(140의 렌즈(12)가 갖는 제 2 광축(A2)이 제 1 그룹(13)에 관련된 렌즈(12)의 제 1 광축(A1)에 동일하다.

이들 배치는 이미징 광학 시스템(10)이 정보 아이템(2)의 형상 및 사이즈와 무관하게 명료하게 정밀한 이미지(6)를 사용자에게 전달할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 이들 배치는 사용자에게 이미지(6)의 균일하고 완전한 뷰(view)를 제공할 수 있다.

각각 도 2 내지 도 4의 제 1 내지 제 3 변형예에 따르면, 채널링 수단(10)은 서로에 대해 지지되는 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)와 제 2 그룹(14)의 렌즈(12) 사이에 삽입된 메인 그레이팅(grating:살창)(24)을 포함한다. 보다 상세하게, 메인 그레이팅(24)은 디스플레이 수단(4)의 개략적인 연장 평면(P)에 평행한 그레이팅 평면(P')을 따라 연장된다. 평면(P')의 한쪽 측면상에서, 메인 그레이팅(24)은 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)에 대해 지지되는 말단 에지(25)와 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)에 대해 지지되는 기단 에지(26)를 포함한다. 이들 변형예에 따르면, 말단 에지(25) 및 기단 에지(26)는 편평하고 평행하다.

메인 그레이팅(24)은 상기 메인 그레이팅(24)의 말단 에지(25)로부터 기단 에지(26)까지 단부로부터 단부까지 통과하는 메인 채널(27)을 구비한다. 메인 채널(27)은 서로 평행하고, 대응하는 렌즈(12)의 쌍(15)의 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(24)의 렌즈(12)의 제 1 및 제 2 광축(A1, A2)에 동일한 대칭축(A)을 따라 종방향으로 연장된다.

각 메인 채널(27)은 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)의 대응하는 쌍(15)과 똑바로 일치하여 형성되어 있다. 보다 상세하게, 각 메인 채널(27)은, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)를 커버하는 제 1 오리피스(28) 및 제 2 그룹(14)의 대응하는 렌즈(12)를 커버하는 제 2 오리피스(29)에 의해 종방향으로 제한된다.

메인 그레이팅(24)은 광학적으로 불투명한 재료로 제조되며, 그 결과 제 1 오리피스(28)를 통해 메인 채널(27)로 관통하는 광선은 연관된 메인 채널(27)의 제 2 오리피스(29)를 통해서만 상기 제 메인 채널(27)을 빠져나갈 수 있다.

이러한 구성은, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)의 출력 면(18) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)의 입력 면(17)의 커버링에 의거하여, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)내의 도입 광선(11)은 함께 중첩된 렌즈(12)의 쌍(15)을 형성하는 제 2 그룹(14)의 대응한 렌즈(12)를 향해서만 전파될 수 있도록 되어 있다. 따라서, 디스플레이 수단(4)상에 디스플레이된 정보 아이템(2)은 다중 영상이 나타남이 없이 전방 면(5)상에 동일하게 재현된다.

특히 도 3에서, 메인 그레이팅(24)의 각 메인 채널(27)은 제 3 그룹(30)의 렌즈(12)를 수용하며, 이 렌즈는 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)와 동일한 피치를 구비하며, 수렴한다. 제 3 그룹(30)의 렌즈(12)는 제 1 평면(P1)에 평행하게 형성된 제 3 평면(P3)상에 배치되어 있다. 바람직하게, 제 3 그룹(30)의 렌즈(12)는 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)와 동일하다.

제 3 그룹(30)의 각 렌즈(12)는 제 1 광축(A1) 및 제 2 광축(A2)에 동일한 제 3 광축(A3)을 구비한다. 제 3 그룹(30)의 각 렌즈(12)는 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)로부터 동일한 거리(X)에 위치되어 있으며, 제 3 그룹(30)의 렌즈(12)는 제 1 그룹(13)과 제 2 그룹(14)의 렌즈(12) 사이에 삽입되어 있다.

도 4에 도시된 변형 실시예에 따르면, 채널링 수단(10)은 메인 그레이팅(24)에 추가하여 각각 2차 채널(33)을 구비하는 2개의 2차 그레이팅(31, 32)을 포함한다. 제 1 2차 그레이팅(31)의 각 2차 채널(33)은 제 1 그룹(13)의 각 렌즈(12)를 수용하는 반면에, 제 2 2차 그레이팅(32)의 각 2차 채널(33)은 제 2 그룹(14)의 각 렌즈(12)를 수용한다. 도시하지 않은 일 실시예에 따르면, 또한 채널링 수단(10)은 메인 그레이팅(24)에 추가하여 2차 그레이팅(21, 32)중 단지 하나(31) 또는 다른 하나(32)만을 포함할 수도 있다. 2차 그레이팅(21, 32)은, 렌즈(12)의 두께(L)가 거리(H)보다 더욱더 길지 않다면, 특히 비율 H/L이 3 또는 그 이하의 정도일 경우 특히 필요하다.

도 5에 도시된 제 4 변형 실시예에 따르면, 채널링 수단(10)은 상술한 바와 같이 2개의 2차 그레이팅(31, 32)으로만 구성된다. 이러한 변형예는 렌즈(12)의 2개 그룹(13, 14)이 가상으로 터치되는 경우에 특히 적합하다.

도 2 내지 도 5에 각각 도시된 제 1 내지 제 4 변형예에 따르면, 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)는 상기 제 1 평면(P1)에 그리고 전방 면(5)의 일반적인 구성을 갖는 평면(P")에 평행하게 형성된 제 2 평면(P2)상에 배치되는 것을 알 수 있다.

도 6 및 도 7에 각각 도시된 제 5 및 제 6 변형예에 따르면, 전방 면(5)은 곡선(C)을 따라 배치되며, 상기 곡선의 곡률 반경(22)은 디스플레이 수단(4)을 향해 배향되며, 상기 곡선의 곡률 중심(23)은 디스플레이 수단(4)과 투사 전방 면(5) 사이에 위치되거나, 디스플레이 수단(4)의 후방 패널(8)에 대면하여 배치되어 있다. 다른 실시예에 따르면, 곡률 반경은 상기 디스플레이 장치의 외측을 향해 배향되어 있다.

특히 도 6에 도시된 제 5 변형 실시예에 따르면, 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)는 디스플레이 수단(4)을 향해 배향된 곡률 반경(21)을 갖는 안으로 굽은 표면(S2)상에 배치된다. 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)의 분포는 전방 면(5)의 구성과 유사하며, 렌즈(12)의 각 쌍(15)은 1과 동일한 확장을 제공한다. 이러한 경우에, 제 1 그룹(13)의 렌즈를 통과하는 정보 아이템(2)의 중간 이미지(34)는 편평하다.

이러한 설명 관점에서, 상술한 변형예에 따르면, 제 1 그룹(13) 또는 제 2 그룹(14)중 어느 하나의 렌즈(12)는 서로 동일하다. 한편, 도 7에 도시된 제 6 변형 실시예에 따르면, 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)는 전방 면(5)상에 투사된 상기 중간 이미지(34)가 곡선이 되게 하도록 구성된다. 이를 위해서, 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)의 쌍(15)으로부터 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)는 서로 상이하며, 그 결과 렌즈(12)의 각 쌍은 1과 동일한 확장으로 작동된다.

도 8에 도시된 제 7 변형 실시예에 따르면, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 곡선 표면(S1)상에 배치되며, 이 경우에 곡선 표면(S1)의 곡률은, 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)만이 표면(S2)상에 배치되어 있는 경우에 대해서 반전되어 있다. 또한, 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)를 안으로 굽은 표면(S1)상에 그리고 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)를 안으로 굽은 표면(S2)상에 동시에 배치하는 것을 고려할 수 있으며, 이 경우에 표면(S2)의 곡률은 전방 면(5)의 곡률과 동일한 구성을 갖고 있지만, 덜 강조되어 있는 반면에, 표면(S1)의 곡률은 전방 면(5)의 것과 반대이지만 전방 면(5)의 것보다 강조된 구성을 갖고 있다. 표면(S1, S2)의 곡률의 효과는 전방 면(5)의 곡률에 일치시키기 위해서 함께 추가된다. 표면(S1, S2)의 곡률은 렌즈(12)의 모든 쌍(15)이 1의 확장을 제공하는 것을 제안하는 규칙을 충족시킨다.

Claims

적어도 2개의 렌즈(12)를 포함하는 적어도 하나의 제 1 그룹(13) 및 적어도 2개의 렌즈(12)를 포함하는 하나의 제 2 그룹(14)으로 나누는 복수의 렌즈(12)를 포함하는 광학 시스템(10)으로서, 상기 제 1 그룹(13)의 적어도 하나의 렌즈(12)는 상기 제 2 그룹(14)의 대응하는 렌즈(12)와 똑바로 일치하여 배치되어 있는, 광학 시스템(10)에 있어서,
상기 광학 시스템(10)이 상기 제 1 그룹(13)의 임의의 렌즈(12)내로 도입되는 광선(11)을 상기 제 2 그룹(14)의 대응하는 렌즈(12)를 향해 향하게 하는 채널링 수단(channeling means)(20)을 구비하는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 채널링 수단(20)은 상기 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)와 상기 제 2 그룹(14)의 렌즈(12) 사이에 삽입된 메인 그레이팅(main grating)(24)을 포함하며, 상기 메인 그레이팅(24)은 상기 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)에 대해 지지되는 말단 에지(25)와, 상기 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)에 대해 지지되는 기단 에지(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 메인 그레이팅(24)은 상기 메인 그레이팅(24)의 상기 말단 에지(25)와 상기 기단 에지(26) 사이로 연장되는 복수의 메인 채널(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 각 메인 채널(27)은 서로 똑바로 일치하여 배치되는 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)의 대응하는 쌍(15)과 똑바로 일치하여 형성되는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 각 메인 채널(27)은 상기 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)를 커버하는 제 1 오리피스(28)와 상기 제 2 그룹(14)의 대응하는 렌즈(12)를 커버하는 제 2 오리피스(29) 사이에서 종방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 표면(S1)을 따라 배치되는 반면에, 상기 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)는 표면(S2)을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 표면(S1)은 제 1 평면(P1)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 그룹(13)의 각 렌즈(12)는 상기 제 1 평면(P1)에 직각으로 배향된 제 1 광축(A1)을 갖고 있으며,
상기 제 2 그룹(14)의 각 렌즈(12)는 또한 상기 제 1 평면(P1)에 직각으로 배향된 제 2 광축(A2)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 8 항에 있어서,
하나 그리고 동일한 쌍(15)의 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)의 각 제 1 및 제 2 광축(A1, A2)은 동일한 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 2 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 메인 그레이팅(24)은 광학적으로 불투명 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 3 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 메인 채널(27)은, 수렴 렌즈(12)이며, 제 1 그룹(13) 및 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)와 동일한 피치를 갖고 있는 제 3 그룹(30)의 렌즈(12)를 수용하는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 채널링 수단(20)이 2차 채널(33)을 구비하는 적어도 하나의 2차 그레이팅(21, 32)을 포함하는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 각 2차 채널(33)은 상기 제 1 그룹(13)의 각 렌즈(12)를 수용하는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 각 2차 채널(33)은 상기 제 2 그룹(140의 각 렌즈(12)를 수용하는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
제 7 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)는 상기 제 1 평면(P1)에 평행하게 마련된 제 2 평면(P2)을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
광학 시스템.
적어도 하나의 정보 아이템(2)을 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치(1)에 있어서,
상기 디스플레이 장치(1)가 디스플레이 수단(4)과, 전방 면(5)과, 제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 기재된 광학 시스템(10)을 포함하며, 상기 디스플레이 수단(4)은 광선(11)의 형태인 상기 정보 아이템(2)을 생성하며 상기 전방 면(5)에 대면하여 배치되며, 상기 광학 시스템(10)은 상기 정보 아이템(2)을 상기 전방 면상으로 투사시키기 위해서 상기 디스플레이 수단(4)과 상기 전방 면(5) 사이에 삽입되어 있는
디스플레이 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 제 6 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 기재된 광학 시스템을 포함하며,
상기 표면(S1)은 상기 전방 면(5)의 구성(C, P")과 유사한 구성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는
디스플레이 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 제 6 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 기재된 광학 시스템을 포함하며,
상기 표면(S1)은 상기 전방 면(5)과 상기 표면(S1) 사이에 삽입된 대칭 평면에 대해서 상기 전방 면(5)의 구성(C)에 대칭인 구성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는
디스플레이 장치.
제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 그룹(13)의 렌즈(12)는 상기 전방 면(5)상의 상기 정보 아이템(2)의 이미지(6)에 초점을 맞추기 위해서 서로 광학적으로 상이한 것을 특징으로 하는
디스플레이 장치.
제 16 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 그룹(14)의 렌즈(12)는 상기 전방 면(5)상의 상기 정보 아이템(2)의 이미지(6)에 초점을 맞추기 위해서 서로 광학적으로 상이한 것을 특징으로 하는
디스플레이 장치.
제 16 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 기재된 광학 시스템을 포함하며,
상기 제 1 평면(P1)은 상기 디스플레이 수단(4)의 개략적인 연장 평면(P)에 평행하게 마련되는 것을 특징으로 하는
디스플레이 장치.