KR20190060426A - Hud 시스템 및 hud를 위한 광학 소자 - Google Patents

Hud 시스템 및 hud를 위한 광학 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20190060426A
KR20190060426A KR1020170158610A KR20170158610A KR20190060426A KR 20190060426 A KR20190060426 A KR 20190060426A KR 1020170158610 A KR1020170158610 A KR 1020170158610A KR 20170158610 A KR20170158610 A KR 20170158610A KR 20190060426 A KR20190060426 A KR 20190060426A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
band
transmittance
optical element
layer
Prior art date
Application number
KR1020170158610A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102547822B1 (ko
Inventor
이진호
말린 오브스카야 엘레나
야누식 이고르
알렉산더 모로조브
남동경
최윤선
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020170158610A priority Critical patent/KR102547822B1/ko
Priority to US16/178,957 priority patent/US20190162959A1/en
Priority to JP2018213904A priority patent/JP7190873B2/ja
Priority to EP18206160.6A priority patent/EP3495868B1/en
Priority to CN201811406740.XA priority patent/CN109839744B/zh
Publication of KR20190060426A publication Critical patent/KR20190060426A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102547822B1 publication Critical patent/KR102547822B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Arrangement of adaptations of instruments
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/18—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/09—Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors
    • B60K2360/31—
    • B60K2360/334—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0112—Head-up displays characterised by optical features comprising device for genereting colour display
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B2027/0192—Supplementary details
    • G02B2027/0196—Supplementary details having transparent supporting structure for display mounting, e.g. to a window or a windshield
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors

Abstract

HUD 시스템 및 HUD를 위한 광학 소자가 개시된다. 일 실시예에 따른 광학 소자는 프레넬 패턴 레이어 상에 형성되고, 광원으로부터 멀티밴드의 광을 수신하여 멀티밴드에 관해 설정된 투과율에 따라 멀티밴드의 광에서 일부를 투과시키는 멀티밴드 코팅 레이어를 포함한다. 멀티밴드는 적색 광을 나타내는 파장 대역, 녹색 광을 나타내는 파장 대역, 및 청색 광을 나타내는 파장 대역을 포함할 수 있다.

Description

HUD 시스템 및 HUD를 위한 광학 소자{HEAD UP DISPLAY SYSTEM AND OPTICAL ELEMENT FOR HEAD UP DISPLAY}
아래 실시예들은 HUD 시스템 및 HUD를 위한 광학 소자에 관한 것이다.
HUD(head up display) 시스템은 운전자의 전방에 허상(virtual image)을 생성하고 허상 내에 정보를 표시하여 운전자에게 다양한 정보를 제공할 수 있다. 운전자에게 제공되는 정보는 차량 속도, 주유 잔량, 엔진 RPM(revolution per minute) 등의 계기판 정보 및 네비게이션 정보를 포함할 수 있다. 운전자는 운전 중에 시선의 이동 없이 전방에 표시된 정보를 쉽게 파악할 수 있으므로, 운전 안정성이 높아질 수 있다. HUD 시스템은 계기판 정보 및 네비게이션 정보 이외에도 전방 시야가 좋지 않은 경우에 도움을 주기 위한 차선 표시, 공사 표시, 교통사고 표시, 행인을 나타내는 경고 표시 등을 운전자에게 AR(Augmented Reality) 기법으로 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, HUD(head up display)를 위한 광학 소자는 HUD 영상의 허상(virtual image)을 확대하는 프레넬 패턴 레이어(Fresnel pattern layer); 상기 프레넬 패턴 레이어 상에 형성되고, 광원으로부터 멀티밴드의 광을 수신하여 상기 멀티밴드에 관해 설정된 투과율에 따라 상기 멀티밴드의 광에서 일부를 투과시키는 멀티밴드 코팅 레이어(multiband coating layer); 및 상기 멀티밴드 코팅 레이어 상에 형성되고, 상기 프레넬 패턴 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 이머전 레이어(immersion layer)를 포함한다.
상기 멀티밴드는 적색 광(red light)을 나타내는 파장 대역(wavelength band), 녹색 광(green light)을 나타내는 파장 대역, 및 청색 광(blue light)을 나타내는 파장 대역을 포함할 수 있다. 상기 투과율은 백색 광(white light)에 관한 투과율이 미리 정해진 수준으로 유지될 수 있도록 상기 멀티밴드에 관해 설정될 수 있다. 상기 투과율은 윈드쉴드(windshield)에 관한 상기 광학 소자의 시인성(visibility)에 기초하여 설정될 수 있다.
상기 투과율은 상기 멀티밴드를 구성하는 각 파장 대역의 대역폭이 좁을수록 작게 설정될 수 있다. 상기 투과율은 LED(light emitting diode) 타입에 관해 제1 투과율로 설정되고, 레이저(laser) 타입에 관해 제2 투과율로 설정되며, 상기 제1 투과율은 상기 제2 투과율에 비해 클 수 있다.
상기 멀티밴드 코팅 레이어는 상기 프레넬 패턴 레이어의 경사면에 형성될 수 있다. 상기 프레넬 패턴 레이어는 상기 HUD 영상이 사용자에게 조사되는 각도에 대응하여 프레넬 렌즈(Fresnel lens)의 일부 영역을 포함할 수 있다. 상기 프레넬 렌즈는 제1 방향의 경사면을 포함하는 제1 영역, 제2 방향의 경사면을 포함하는 제2 영역 및 중심축 주변의 제3 영역을 포함할 수 있고, 상기 프레넬 패턴 레이어는 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역을 포함할 수 있다.
상기 광학 소자는 윈드쉴드(windshield) 내에 삽입되거나, 또는 상기 윈드쉴드에 필름 형태로 부착될 수 있다.
일 실시예에 따른 HUD 시스템은 HUD 영상을 위한 멀티밴드의 광을 제공하는 광원; 및 상기 멀티밴드의 광을 조절하는 제1 광학 소자; 상기 HUD 영상의 허상(virtual image)을 확대하는 제1 레이어, 상기 멀티밴드에 관해 설정된 투과율에 따라 상기 멀티밴드의 광에서 일부를 투과시키는 제2 레이어, 및 상기 제1 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 제3 레이어를 포함하는 제2 광학 소자를 포함한다.
상기 제1 광학 소자는 적어도 하나의 미러(mirror), 또는 적어도 하나의 투사 광학부(projection optic)를 포함할 수 있다. 상기 HUD 시스템은 상기 HUD 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및 상기 HUD 영상을 3D로 변환하는 3D 광학 레이어를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, HUD 시스템은 HUD 영상을 위한 제1 멀티밴드의 광을 제공하는 광원; 및 상기 광원에 의해 제공된 상기 제1 멀티밴드의 광을 반사하고, 차량의 외부에서 유입된 제2 멀티밴드의 광을 투과시키는 제1 광학 소자; 및 상기 HUD 영상의 허상(virtual image)을 확대하는 제1 레이어, 상기 제1 광학 소자에 의해 반사된 상기 제1 멀티밴드의 광 및 상기 차량의 외부에서 유입된 상기 제1 멀티밴드의 광을 반사하고, 상기 차량의 외부에서 유입된 상기 제2 멀티밴드의 광을 투과시키는 제2 레이어, 및 상기 제1 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 제3 레이어를 포함하는 제2 광학 소자를 포함한다.
상기 제1 멀티밴드는 적색에 대응하는 제1 파장 대역의 일부, 녹색에 대응하는 제2 파장 대역의 일부, 및 청색에 대응하는 제3 파장 대역의 일부를 포함할 수 있고, 상기 제2 멀티밴드는 상기 제1 파장 대역에서 상기 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부, 상기 제2 파장 대역에서 상기 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부, 및 상기 제3 파장 대역에서 상기 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 HUD 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 일 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자를 나타낸 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 멀티밴드 코팅 레이어의 투과 특성을 나타낸 그래프.
도 4는 일 실시예에 따른 LED 타입 광원의 파장 대역을 나타낸 그래프.
도 5는 일 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 투과 및 반사 특성을 나타낸 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 윈드쉴드의 가시광 투과율 해석 결과를 나타낸 그래프.
도 7은 일 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 가시광 투과율 해석 결과를 나타낸 그래프.
도 8은 다른 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 투과 및 반사 특성을 나타낸 도면.
도 9는 다른 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 가시광 투과율 해석 결과를 나타낸 그래프.
도 10은 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈의 사용 영역을 나타낸 도면.
도 11은 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈의 사용 영역에 따른 광의 진행 경로를 나타낸 도면.
도 12는 일 실시예에 따른 눈의 분해능을 나타낸 도면.
도 13은 일 실시예에 따른 프레넬 패턴의 구조 및 디멘젼을 나타낸 도면.
도 14는 일 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 제조 과정을 나타낸 도면.
도 15는 일 실시예에 따른 외광 차단을 위한 HUD 시스템을 나타낸 도면.
도 16은 일 실시예에 따른 외광 차단을 위한 멀티밴드 코팅 레이어의 투과 특성을 나타낸 그래프.
도 17은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 미러들을 나타낸 도면.
도 18은 일 실시예에 따른 투사 광학부를 포함하는 HUD 시스템을 나타낸 도면.
도 19는 일 실시예에 따른 3D 광학 레이어를 포함하는 HUD 시스템을 나타낸 도면.
도 20은 일 실시예에 따른 안경을 위한 HUD 시스템을 나타낸 도면.
도 21은 일 실시예에 따른 안경을 위한 HUD 시스템과 관련된 광의 경로를 나타낸 도면.
아래 개시되어 있는 특정한 구조 또는 기능들은 단지 기술적 개념을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 아래 개시와는 달리 다른 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서의 실시예들을 한정하지 않는다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 HUD 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, HUD(head up display) 시스템(100)은 디스플레이 장치(110), 제1 광학 소자(optical element)(120) 및 제2 광학 소자(130)를 포함한다.
디스플레이 장치(110)는 디스플레이 패널(111) 및 광원(113)을 포함한다. 디스플레이 패널(111)은 HUD 영상을 표시하고, 광원(113)은 HUD 영상을 위한 멀티밴드(multiband)의 광(light)을 디스플레이 패널(111)에 제공한다. 예를 들어, 멀티밴드는 적색 광(red light)을 나타내는 파장 대역(wavelength band), 녹색 광(green light)을 나타내는 파장 대역, 및 청색 광(blue light)을 나타내는 파장 대역을 포함할 수 있다. 아래에서 멀티밴드는 광원(113)을 통해 제공되는 광의 파장 대역들을 의미하거나, 광원(113)을 통해 제공되는 광의 파장 대역들과 관련하여 제2 광학 소자(130)의 투과율이 설정되는 파장 대역들을 의미할 수 있다. 광원(113)은 LED 타입, 또는 레이저(laser) 타입일 수 있다. 다만, 멀티밴드에 속하는 파장 대역 및 광원(113)의 타입은 반드시 앞선 예시에 해당하는 것은 아니며, 광원(113)은 앞선 예시 이외의 다른 파장 대역-예를 들어 청록색(Cyan), 자홍색(Magenta) 및 노란색(Yellow) 광원들의 파장 대역-을 사용할 수 있고, 앞선 예시 이외의 다른 타입일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 디스플레이 장치(110) 내 디스플레이 패널(111)과 광원(113)이 별도의 레이어로 구현된 실시예들을 설명하나, 경우에 따라 디스플레이 장치(110)의 디스플레이 패널(111)과 광원(113)은 단일 레이어(예를 들어, LED 매트릭스 등)로 구현될 수도 있다.
광원(113)에 의해 제공된 멀티밴드의 광은 디스플레이 패널(111)을 통해 제1 광학 소자(120)로 투사될 수 있고, 제1 광학 소자(120)는 멀티밴드의 광을 조절할 수 있다. 여기서, 멀티밴드의 광을 조절한다는 것은 멀티밴드의 광을 광학적으로 조절하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 소자(120)는 적어도 하나의 미러(mirror), 적어도 하나의 투사 광학부(projection optic), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 미러는 적어도 하나의 비구면(aspheric surface) 미러를 포함할 수 있다. 제1 광학 소자(120)가 적어도 하나의 미러를 포함하는 경우 제1 광학 소자(120)는 멀티밴드의 광이 제2 광학 소자(130) 쪽으로 진행될 수 있도록 멀티밴드의 광의 방향을 광학적으로 조절할 수 있다. 제1 광학 소자(120)가 적어도 하나의 투사 광학부를 포함하는 경우 제1 광학 소자(120)는 가상 이미지 평면(150) 상의 허상이 확대되도록 멀티밴드의 광의 방향을 광학적으로 조절할 수 있다.
제2 광학 소자(130)는 광원(113)으로부터 멀티밴드의 광을 수신하여 멀티밴드에 관해 설정된 투과율(transmittance)에 따라 멀티밴드의 광에서 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시킬 수 있다. 아래에서 실시예들은 광의 투과 및 광의 반사 중에 어느 하나의 측면에서 설명될 수 있으나, 해당 설명은 나머지 하나의 측면에서도 실질적으로 동일하게 이해될 수 있다. 예를 들어, 투과율이 80%라는 설명은 반사율(reflectance)이 20%인 것으로 이해될 수 있다. 사용자는 제2 광학 소자(130)에 의해 반사된 광을 통해 가상 이미지 평면(virtual image plane, 150) 상에서 HUD 영상의 허상(virtual image)을 관측(view)할 수 있다.
이와 같이 HUD 시스템(100)은 투사 방식으로 운전자 전방의 가상 이미지 평면(150)에 허상을 생성하여 정보를 표시할 수 있다. 표현 영상의 크기가 충분히 크지 않거나, 시야각(field of view; FOV)이 충분히 넓지 않은 경우, 차량 전방의 사물이나 배경에 관한 정보를 AR(Augmented Reality)로 표현하기 어려울 수 있다. HUD를 통해 AR 수준의 정보를 제공하기 위해서는 HUD 영상의 허상이 관측되는 가상 이미지 평면(150)이 광시야각(wide field of view)으로 구현될 필요가 있다. 디스플레이 장치(110) 및 제1 광학 소자(120)는 차량의 대쉬보드(dashboard) 내 장착될 수 있다. 대쉬보드 내의 공간은 한정되어 있으므로 디스플레이 장치(110) 및 제1 광학 소자(120)의 사이즈를 키워서 충분한 광시야각을 구현하기에는 한계가 있을 수 있다.
제2 광학 소자(130)는 윈드실드(140) 내에 삽입되거나, 또는 윈드실드(140)에 부착되어 HUD 영상의 허상을 확대할 수 있다. 여기서, 윈드실드(140) 내에 삽입된다는 것은 윈드실드(140)를 구성하는 두 장의 유리 사이에 삽입되는 것을 포함할 수 있고, 윈드실드(140)에 부착된다는 것은 윈드실드(140)의 차량 내부 쪽 표면에 필름 형태로 부착되는 것을 포함할 수 있다. 제2 광학 소자(130)는 작은 부피로 가상 이미지 평면(150) 내 허상을 확대할 수 있으므로, 제2 광학 소자(130)를 통해 디스플레이 장치(110), 제1 광학 소자(120) 및 디스플레이 장치(110)와 제 1 광학 소자(120)로 구성된 광학계 공간의 부피가 감소되고, 광시야각이 구현될 수 있다. 제2 광학 소자(130)에 관해서는 아래에서 보다 상세히 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자를 나타낸 도면이다. 광학 소자(200)는 프레넬 패턴 레이어(Fresnel pattern layer, 210), 멀티밴드 코팅 레이어(multiband coating layer, 220) 및 이머전 레이어(immersion layer, 230)를 포함한다. 광학 소자(200)는 도 1을 통해 설명된 제2 광학 소자(130)에 대응할 수 있다.
프레넬 패턴 레이어(210)는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)의 적어도 일부를 포함할 수 있고, HUD 영상의 허상을 확대할 수 있다. 프레넬 렌즈는 일반 렌즈를 원형 띠로 분할하여 얇게 압축한 것으로 일반 렌즈에 비해 얇은 두께로 상(image)을 확대할 수 있다. 프레넬 렌즈는 제1 방향의 경사면을 포함하는 제1 영역, 제2 방향의 경사면을 포함하는 제2 영역 및 중심축 주변의 제3 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역 및 제2 영역은 비축(off-axis) 영역으로 지칭될 수 있다. 도 2에는 프레넬 패턴 레이어(210)가 프레넬 렌즈의 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 모두 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라 프레넬 패턴 레이어(210)는 프레넬 렌즈의 비축 영역으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 프레넬 패턴 레이어(210)는 상술된 제1 영역 또는 제2 영역을 포함할 수 있다. 프레넬 패턴 레이어(210)로 비축 영역이 사용됨에 따라 HUD 영상에 대응하는 광이 사용자에게 효율적으로 도달될 수 있다.
광(21)은 광원에 의해 제공된 멀티밴드의 광으로, HUD 영상에 대응할 수 있다. 멀티밴드 코팅 레이어(220)는 멀티밴드의 광(21)을 수신하여 멀티밴드에 관해 설정된 투과율에 따라 광(21)에서 일부를 투과시키고 나머지를 반사시킬 수 있다. 멀티밴드 코팅 레이어(220)의 투과율에 따라 광(21)의 일부는 멀티밴드 코팅 레이어(220)에 의해 반사되어 사용자에게 제공될 수 있고, 광(21)의 나머지는 차량 외부로 투과될 수 있다. 멀티밴드 코팅 레이어(220)의 투과율은 광원에 의해 제공되는 광의 파장 대역에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 멀티밴드 코팅 레이어(220)는 나머지 파장 대역의 광에 비해 광원에 의해 제공되는 파장 대역의 광을 더 많이 반사하도록 설정될 수 있다. 일례로, 멀티밴드 코팅 레이어(220)의 투과율은 광원에 의해 제공되는 파장 대역에 관해 제1 값을 갖고, 나머지 파장 대역에 관해 제2 값을 갖도록 설정될 수 있으며, 제1 값은 제2 값보다 작을 수 있다.
외광(23)은 차량의 외부에서 유입된 것일 수 있다. 외광(23)은 태양광, 가로등, 반사광 등에 기초할 수 있으며, 아래에서는 외광(23)이 태양광인 것을 가정한다. 이 경우, 외광(23)은 광원에 의해 제공되는 파장 대역을 포함하는 가시광선 대역 전체, 및 자외선 대역 등의 다른 대역의 광을 포함할 수 있다. 멀티밴드 코팅 레이어(220)의 투과율에 따라 외광(23)의 일부는 멀티밴드 코팅 레이어(220)에 의해 차량의 외부로 반사될 수 있고, 외광(23)의 나머지는 차량의 내부로 유입될 수 있다. 외광(23)이 반사되는 파장 대역 및 반사율은 광원에 의해 제공되는 광의 파장 대역 및 반사율에 대응된다.
실시예에 따르면, 멀티밴드 코팅 레이어(220)의 투과율은 윈드쉴드에 관한 광학 소자(200)의 시인성에 기초하여 설정될 수 있다. 윈드쉴드에 관한 광학 소자(200)의 시인성은 사용자의 시야에서 윈드쉴드와 광학 소자(200)가 얼마나 잘 구분되느냐를 의미한다. 윈드쉴드 상에서 광학 소자(200)가 도드라지게 관측된다면 사용자의 전방 시야에 이질감이 느껴질 수 있다. 실시예에 따르면, 이러한 이질감을 제거하기 위해 윈드쉴드에 관한 광학 소자(200)의 시인성이 낮아지도록 투과율이 설정될 수 있다. 예를 들어, 상술된 제1 값 및 제2 값은 HUD 영상이 사용자에게 적절한 밝기로 제공되면서, 윈드쉴드에 관한 광학 소자(200)의 시인성이 최소화되도록 설정될 수 있다. 혹은, 멀티밴드 코팅 레이어(220)의 투과율은 백색 광(white light)에 관한 투과율이 미리 정해진 수준으로 유지될 수 있도록 멀티밴드에 관해 설정될 수 있다. 예를 들어, 멀티밴드 코팅 레이어(220)의 백색 광에 관한 투과율은 윈드쉴드의 백색 광에 관한 투과율에 대응하도록 설정될 수 있다.
멀티밴드 코팅 레이어(220)는 프레넬 패턴 레이어(210) 상에 형성될 수 있다. 프레넬 패턴 레이어(210)는 프레넬 렌즈의 곡면에 대응하는 경사면 및 수직 방향의 수직면을 포함할 수 있다. 실시예에 따라 멀티밴드 코팅 레이어(220)는 프레넬 패턴 레이어(210)의 경사면 및 수직면 중에 경사면에 형성될 수 있다. 멀티밴드 코팅 레이어(220)가 프레넬 패턴 레이어(210)의 경사면에 형성됨에 따라, HUD 영상에 대응하는 광이 사용자에게 효율적으로 도달될 수 있다. 혹은, 실시예에 따라, 멀티밴드 코팅 레이어(220)가 프레넬 패턴 레이어(210)의 경사면에 형성됨에 따라, 불필요한 외광의 유입을 방지할 수도 있다.
이머전 레이어(230)는 프레넬 패턴 레이어(210)와 동일한 굴절률을 가질 수 있고, 이머전 레이어(230)는 멀티밴드 코팅 레이어(220) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 프레넬 패턴 레이어(210)의 굴절률(n1) 및 이머전 레이어(230)의 굴절률(n2)은 동일할 수 있다. 프레넬 패턴 레이어(210)와 동일한 굴절률을 갖는 이머전 레이어(230)가 광학 소자(200)에 포함됨에 따라, 광학 소자(200)를 통해 관측되는 대상에 왜곡이 발생하는 것을 막을 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 멀티밴드 코팅 레이어의 투과 특성을 나타낸 그래프이고, 도 4는 일 실시예에 따른 LED 타입 광원의 파장 대역을 나타낸 그래프다. 도 3을 참조하면, 적색 광을 나타내는 파장 대역(335), 녹색 광을 나타내는 파장 대역(333), 및 청색 광을 나타내는 파장 대역(331)이 도시되어 있다. 아래에서 파장 대역들(331, 333, 335)을 멀티밴드로 지칭한다. 실선(310)은 멀티밴드의 광에 관해 0%의 투과율을 갖는 투과 특성을 나타낸다. 점선(320)은 멀티밴드 코팅 레이어의 투과 특성을 나타내며, 멀티밴드에 관해 약 80%의 투과율을 갖고 나머지 가시광선 대역에 관해 약 97%의 투과율을 갖는다. 멀티밴드의 대역폭(bandwidth)은 광원에 의해 제공되는 광의 대역폭에 대응하여 설정될 수 있다. 도 3의 투과 특성은 LED 타입 광원에 대응할 수 있다.
도 4를 참조하면, 적색, 녹색 및 청색 대역이 도시되어 있다. 각각의 대역은 약 24~27nm의 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 가진다. 따라서, 본 LED 타입의 광원이 디스플레이 장치의 백라이트(backlight)로 사용될 경우 도 3과 같이 멀티밴드의 대역폭이 25nm 내외로 설정될 수 있다. 다시 말해, 멀티밴드의 대역폭은 광원에 의해 제공되는 광의 대역폭에 대응하여 설정될 수 있다. 만약, 레이저와 같은 더 좁은 반치폭을 가지는 광원이 사용될 경우 해당 반치폭에 대응하여 파장 대역들(331, 333, 335)의 대역폭은 더 좁게 설정될 수 있다. 예를 들어, 레이저 광원은 1nm 내외의 반치폭을 가질 수 있다. 멀티밴드를 구성하는 각 파장 대역의 대역폭이 좁을수록 멀티밴드에 관한 투과율은 작게 설정될 수 있고, 이에 따라 멀티밴드에 관한 반사율이 증가되면서 HUD 시스템의 광 효율이 향상될 수 있다. 예를 들어, 멀티밴드에 관한 투과율은 LED 타입에 관해 제1 투과율로 설정되고, 레이저 타입에 관해 제2 투과율로 설정될 수 있으며, 이 때 제1 투과율은 제2 투과율에 비해 클 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 투과 및 반사 특성을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 광학 소자(500)는 광(510) 및 광(520)의 일부를 투과시키고 나머지를 반사시킨다. 광(510)은 광원에 의해 제공된 멀티밴드의 광을 나타내며, HUD 영상에 대응할 수 있다. 광(520)은 차량의 외부에서 유입된 광을 나타내며, 태양광과 같은 외광에 대응할 수 있다.
도 3을 통해 설명된 것처럼, 광학 소자(500)는 적색, 녹색 및 청색 대역, 즉 멀티밴드 대역의 광에 관해 80%의 투과율을 갖는 멀티밴드 코팅 레이어를 포함할 수 있다. 따라서, 광(510)의 20%는 광학 소자(500)에 의해 반사되어 사용자에게 제공될 수 있고, 나머지 80%는 광학 소자(500)를 투과할 수 있다. 또한, 광(520)에서 멀티밴드 대역의 광 중에 20%는 광학 소자(500)에 의해 반사될 수 있고, 멀티밴드 대역의 광 중에 80% 및 나머지 파장 대역의 광은 광학 소자(500)를 투과하여 사용자에게 제공될 수 있다. 도 3의 실시예에 따르면, 나머지 파장 대역의 광 중 약 97% 정도가 광학 소자(500)를 투과하여 사용자에게 제공될 수 있다.
사용자는 광(520) 중에 광학 소자(500)를 투과한 일부를 통해 차량 외부의 사물이나 배경을 관측할 수 있고, 광(510) 중에 광학 소자(500)에 의해 반사된 일부를 통해 HUD 영상의 허상을 관측할 수 있다. 광(520)의 대부분이 사용자에게 제공되므로, 사용자는 광학 소자(500)에 관한 이질감 없이 전방 시야를 통해 AR 수준의 HUD 정보를 관측할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 윈드쉴드의 가시광 투과율 해석 결과를 나타낸 그래프이고, 도 7은 일 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 가시광 투과율 해석 결과를 나타낸 그래프이다. 도 6 및 도 7의 그래프들은 광학 시뮬레이션 툴을 이용해 획득될 수 있다.
도 6에 따르면 윈드쉴드는 약 84%의 가시광 투과율을 나타낸다. 여기서 윈드쉴드는 윈드쉴드에서 광학 소자가 설치되지 않은 부분을 의미한다. 도 7의 그래프는 도 3 및 도 4를 통해 설명된 조건에서 광학 소자의 가시광 투과율을 해석한 결과로, 그 조건은 도 4를 통해 설명된 LED 타입 광원이 사용되는 것, 멀티밴드 코팅 레이어의 적색, 녹색 및 청색 파장 대역폭 및 투과율이 각각 25nm 및 80%로 설정되는 것, 및 나머지 가시광 대역의 투과율이 97%로 설정되는 것을 포함할 수 있다. 도 7에 따르면 광학 소자는 약 84%의 가시광 투과율을 나타낸다. 다시 말해, 도 3을 통해 설명된 광학 코팅에 따라, 광학 소자의 가시광 투과율 및 윈드쉴드에서 광학 소자가 설치되지 않은 영역의 가시광 투과율이 동등한 수준으로 나타날 수 있다. 따라서, 실시예에 따르면 광학 소자가 설치된 영역과 주변 영역 사이의 가시광 투과율 차이가 해소되어 광학 소자에 관한 시인성 문제가 개선될 수 있다.
한편, LED 타입 광원이 사용될 경우, 멀티밴드는 450~480nm, 510~540nm, 620~650nm의 범위를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 일반적으로 윈드쉴드는 가시광에 관해 80~85% 수준의 투과율을 가지지만, 윈드쉴드의 투과율은 윈드쉴드의 설계에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 윈드쉴드를 구성하는 두 장의 유리 사이에 컬러 중간막이 사용되는 경우, 혹은 윈드쉴드에 컬러 필름이 부착되는 경우 등에 윈드쉴드의 투과율이 달라질 수 있다. 실시예에 따른 광학 소자의 투과율은 윈드쉴드의 투과율에 대응하여 다양하게 조절될 수 있다.
HUD 시스템의 효율을 개선하기 위해 멀티밴드에 관한 투과율을 낮출 수 있다. 다시 말해, 멀티밴드에 관한 반사율을 높여줄 수 있다. HUD 시스템의 효율은 광원에 의해 제공된 광량 대비 사용자에게 제공되는 허상의 밝기를 의미할 수 있다. 광원을 LED 타입으로 유지하면서 멀티밴드에 관한 투과율을 낮출 경우, 광학 소자의 시인성이 다소 증가될 수 있다. 만약 레이저와 같이 광 대역폭이 좁은 광원이 사용될 경우, 멀티밴드에 관한 투과율이 낮아지더라도 광학 소자의 시인성이 증가되지 않을 수 있다. 다시 말해, 광 대역폭이 좁은 광원을 사용하여 광학 소자의 시인성을 증가시키지 않으면서도 HUD 시스템의 효율을 개선할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 투과 및 반사 특성을 나타낸 도면이고, 도 9는 다른 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 가시광 투과율 해석 결과를 나타낸 그래프이다. 도 8 및 도 9는 레이저 타입의 광원이 사용된 실시예를 나타낼 수 있다.
도 8을 참조하면, 광(810)은 광원에 의해 제공된 멀티밴드의 광을 나타내며, HUD 영상에 대응할 수 있다. 광(820)은 차량의 외부에서 유입된 광을 나타내며, 태양광과 같은 외광에 대응할 수 있다. 도 5의 실시예와는 달리, 광학 소자(800)는 적색, 녹색 및 청색 대역, 즉 멀티밴드 대역의 광에 관해 50%의 투과율을 갖는 멀티밴드 코팅 레이어를 포함할 수 있다. 따라서, 광(810)의 50%는 광학 소자(800)에 의해 반사되어 사용자에게 제공될 수 있고, 나머지 50%는 광학 소자(800)를 투과할 수 있다. 또한, 광(820)에서 멀티밴드 대역의 광 중에 50%는 광학 소자(800)에 의해 반사될 수 있고, 멀티밴드 대역의 광 중에 50% 및 나머지 파장 대역의 광은 광학 소자(800)를 투과하여 사용자에게 제공될 수 있다.
도 9의 그래프는 광학 시뮬레이션 툴을 통해 획득된 광학 소자의 가시광 투과율을 나타내며, 레이저 타입 광원이 사용되고, 멀티밴드 코팅 레이어의 적색, 녹색 및 청색 파장 대역폭 및 투과율이 각각 5nm 및 50%로 설정되고, 나머지 가시광 대역의 투과율이 97%로 설정된 환경에서 획득될 수 있다. 파장 대역들(910 내지 930)은 멀티밴드를 구성할 수 있으며, 각각 적색, 녹색 및 청색에 대응할 수 있다.
도 9에서 멀티밴드를 구성하는 각 파장 대역의 대역폭은 도 4에서 멀티밴드를 구성하는 각 파장 대역의 대역폭에 비해 좁다. 멀티밴드를 구성하는 각 파장 대역의 대역폭이 좁을수록 멀티밴드에 관한 투과율은 작게 설정될 수 있다. 다시 말해, 멀티밴드에 관한 반사율은 크게 설정될 수 있다. 광학 소자의 시인성을 낮추기 위해서는 가시광 대역에 관한 광학 소자의 투과율을 적정한 수준으로 유지하는 것이 필요하다. 멀티밴드를 구성하는 각 파장 대역의 대역폭이 좁을수록 멀티밴드를 구성하는 각 파장 대역의 반사율을 높여도 가시광 대역에 관한 광학 소자의 투과율은 적정한 수준으로 유지될 수 있다. 멀티밴드에 관한 반사율이 높다는 것은 광원에서 제공된 광이 사용자에게 제공되는 비율이 높다는 것이므로, HUD 시스템의 광 효율이 향상되는 것을 의미한다. LED를 이용한 실시예의 경우 광 효율이 20% 수준일 수 있고, 레이저를 이용한 실시예의 경우 광 효율이 50% 수준일 수 있다.
도 9에 따르면 광학 소자는 약 84%의 가시광 투과율을 나타낸다. 도 6을 통해 설명된 것처럼 윈드쉴드의 가시광 투과율이 약 84%이므로, 광학 소자의 가시광 투과율 및 윈드쉴드에서 광학 소자가 설치되지 않은 영역의 가시광 투과율이 동등한 수준으로 나타날 수 있다. 따라서, 레이저 광원을 사용할 경우 멀티밴드에 관한 반사율을 높이더라도, 광학 소자에 관한 시인성이 제거될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈의 사용 영역을 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 프레넬 렌즈(1000)는 제1 방향(D1)의 경사면을 포함하는 제1 영역(1010), 제2 방향(D2)의 경사면을 포함하는 제2 영역(1020) 및 중심축 주변의 제3 영역(1030)을 포함한다. 제1 영역(1010) 및 제2 영역(1020)은 비축(off-axis) 영역으로 지칭될 수 있다.
윈드쉴드에서 반사되는 광, 혹은 원하지 않는 노이즈 광이 사용자의 시야로 들어오지 않도록 하기 위해, 프레넬 렌즈(1000)의 비축 영역을 사용하여 프레넬 패턴의 광학 코팅 면에서 반사되는 광과 윈드쉴드에서 반사되는 광의 경로를 다르게 해줄 수 있다. 또한, 윈드쉴드가 약 30~40도의 각도로 기울여져 있으므로, 사용자의 방향으로 광을 용이하게 보내주기 위해 HUD 영상에 대응하는 광이 사용자에게 조사되는 각도가 고려될 수 있다. 실시예에 따르면 프레넬 패턴 레이어는 HUD 영상이 사용자에게 조사되는 각도에 따라 제1 영역(1010) 또는 제2 영역(1020)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(1020)은 HUD 영상에 대응하는 광을 사용자에게 제공할 수 있는 각도를 형성할 수 있고, 제1 영역(1010)은 HUD 영상에 대응하는 광을 사용자에게 제공하기 어려운 각도를 형성할 수 있다. 다만, 제1 영역(1010)을 뒤집으면 제2 영역(1020)이 되므로, 제1 영역(1010) 및 제2 영역(1020) 중 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈의 사용 영역에 따른 광의 진행 경로를 나타낸 도면이다. 실시예에 따르면, 프레넬 패턴 레이어는 HUD 영상이 사용자에게 조사되는 각도에 대응하여 프레넬 렌즈의 일부 영역을 포함할 수 있다. 도 11을 참조하면, 광학 소자(1110)는 경사면이 제1 방향으로 형성된 프레넬 패턴 레이어를 포함하고, 광학 소자(1120)는 경사면이 제2 방향으로 형성된 프레넬 패턴 레이어를 포함한다. 각각의 광학 소자들(1110, 1120) 및 수평선 간의 각도를 θ로 나타낼 경우, 예를 들어, θ는 30~40도일 수 있다. 각각의 광학 소자들(1110, 1120)의 프레넬 패턴 레이어 상에는 멀티밴드 코팅 레이어가 형성되고, 멀티밴드 코팅 레이어에 의해 각각의 광학 소자들(1110, 1120)로 입사하는 광이 반사될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 멀티밴드 코팅 레이어는 프레넬 패턴의 경사면에 형성될 수 있다. 모서리에 부딪히는 광은 노이즈 광이 될 확률이 높기 때문에, 프레넬 패턴의 경사면만 코팅하여 사용자에게 노이즈로 작용하는 광의 발생을 억제할 수 있다.
광학 소자(1110)의 멀티밴드 코팅 레이어는 제1 방향의 경사면 상에 형성될 수 있다. 도 11의 (a)를 참조하면, 제1 방향의 경사면에 형성된 멀티밴드 코팅 레이어가 HUD 영상에 대응하는 광을 사용자 쪽으로 반사할 확률은 높지 않다. 따라서, 광학 소자(1110)에 의한 HUD 시스템의 광 효율은 떨어질 수 있다. 만약 사용자 쪽으로 반사되는 HUD 영상에 대응하는 광이 존재하지 않을 경우 사용자는 HUD 영상의 허상을 관측하지 못할 수도 있다.
광학 소자(1120)의 멀티밴드 코팅 레이어는 제2 방향의 경사면 상에 형성될 수 있다. 도 11의 (b)를 참조하면, 제2 방향의 경사면에 형성된 멀티밴드 코팅 레이어는 HUD 영상에 대응하는 광(1121)을 높은 확률로 사용자 쪽으로 반사할 수 있다. 따라서, 광학 소자(1120)에 의한 HUD 시스템의 광 효율은 광학 소자(1110)에 비해 높을 수 있다. 또한, 디스플레이 장치 쪽에서 제공되는 노이즈 광(1123)은 윈드쉴드 표면에서 반사되어 사용자 쪽으로 들어오지 않고 하방으로 제거될 수 있다. 다른 위치 쪽에서 제공되는 노이즈 광(1125)도 멀티밴드 코팅 레이어에 의해 하방으로 제거될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 눈의 분해능을 나타낸 도면이고, 도 13은 일 실시예에 따른 프레넬 패턴의 구조 및 디멘젼을 나타낸 도면이다. 도 13을 참조하면, 사람의 눈은 1 arcmin 또는 1/60° 정도의 분해능을 갖는다. 사용자로부터 1m 거리에 떨어진 물체는 그 크기가 0.3mm 이하인 경우 사용자에 의해 식별되지 않는다. 윈드실드에서 프레넬 패턴이 눈에 보이지 않게 하려면, 프레넬 패턴을 1 arcmin 이하의 크기로 제작해야 한다. 차량용 HUD 시스템에서 윈드쉴드 및 사용자 사이의 거리가 750mm 이내로 설정된 경우, 프레넬 패턴은 220um 미만의 크기를 갖도록 제작될 수 있다. 도 13을 참조하면, 프레넬 패턴은 피치(pitch) 및 높이(height)를 포함하는 삼각 프리즘 형태로 정의될 수 있다. 이 경우, 프레넬 패턴은 피치(pitch) 및 높이(height) 중 큰 것이 220um 미만의 크기를 갖도록 제작될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 HUD를 위한 광학 소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다. 도 14를 참조하면, 단계(1410)에서, 프레넬 패턴 형상의 홈을 갖는 주형 및 레진(resin)이 도포된 제1 필름이 준비된다. 여기서, 레진은 UV 레진 또는 열 경화 레진일 수 있다. 단계(1420)에서, 제조 장치는 주형을 레진이 도포된 제1 필름에 압착하고, 제1 필름에 주형이 압착된 상태에서 제1 필름의 레진을 경화시킨다. 여기서, 경화된 레진은 프레넬 패턴 레이어에 대응할 수 있다. 단계(1430)에서, 제조 장치는 주형의 압착을 해제(release)한다. 단계(1440)에서, 제조 장치는 진공 증착 등의 방법을 이용하여 상기 경화된 레진에 멀티밴드 코팅 레이어를 형성시킨다. 멀티밴드 코팅 레이어는 상기 경화된 레진의 경사면에 형성될 수 있다.
단계(1450)에서, 레진이 도포된 제2 필름이 준비된다. 여기서, 레진은 UV 레진 또는 열 경화 레진일 수 있으며, 단계(1410)의 레진 및 단계(1450)의 레진은 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 단계(1460)에서, 제조 장치는 멀티밴드 코팅 레이어가 형성된 프레넬 패턴 레이어를 뒤집고, 이를 레진이 도포된 제2 필름에 접촉시킨 상태에서 제2 필름의 레진을 경화시킨다. 여기서, 경화된 레진은 이머전 레이어에 대응할 수 있다. 단계(1470)에서, 프레넬 패턴 레이어, 멀티밴드 코팅 레이어 및 이머전 레이어를 포함하는 광학 소자가 획득될 수 있다.
광학 소자의 제조는 R2R(roll to roll) 방식으로 진행될 수 있다. 광학 소자는 단계들 (1410 내지 1470) 이외의 다른 공정을 통해서도 제작될 수 있다. 예를 들어, 프레넬 패턴은 반도체 생산 등에 이용되는 식각 공정으로도 제작될 수 있고, 이머전 레이어는 프레넬 패턴 필름 두 장을 뒤집어 붙여서 제작될 수도 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 외광 차단을 위한 HUD 시스템을 나타낸 도면이다. 도 15를 참조하면, 디스플레이 장치(1510)는 HUD 영상을 출력한다. 디스플레이 장치(1510)는 제1 멀티밴드의 광을 제공하는 광원 및 HUD 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 도 15에서 제1 멀티밴드는 R1, G1 및 B1로 도시되어 있고, 제2 멀티밴드는 R2, G2 및 B2로 도시되어 있다. R1, G1 및 B1 각각은 적색에 대응하는 제1 파장 대역의 일부, 녹색에 대응하는 제2 파장 대역의 일부, 및 청색에 대응하는 제3 파장 대역의 일부를 나타낼 수 있고, R2, G2 및 B2 각각은 제1 파장 대역에서 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부, 제2 파장 대역에서 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부, 및 제3 파장 대역에서 상기 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부를 나타낼 수 있다. 제1 멀티밴드 및 제2 멀티밴드에 관해서는 도 16에서 추가로 설명한다.
광원은 제1 멀티밴드의 광을 제1 광학 소자들(1520, 1530)에 제공한다. 제1 광학 소자들(1520, 1530) 각각은 비구면 미러 또는 반사 미러일 수 있다. 도 15에는 제1 광학 소자들(1520, 1530)이 2개로 구성된 것으로 도시되었지만, 제1 광학 소자들(1520, 1530)은 디스플레이 장치(1510) 및 윈드쉴드 간의 각도에 따라 하나의 광학 소자로 대체될 수 있다. 제1 광학 소자들(1520, 1530)은 멀티밴드 코팅 레이어를 포함할 수 있다. 멀티밴드 코팅 레이어는 제1 멀티밴드의 광을 반사하고, 제2 멀티밴드의 광을 투과시킬 수 있다. 실시예에 따라, 제1 광학 소자(1530)만 멀티밴드 코팅 레이어를 적용될 수 있다.
제1 광학 소자들(1520, 1530)의 투과율은 제1 멀티밴드 및 제2 멀티밴드에 관하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 소자들은 제1 멀티밴드의 광을 대부분 반사하고, 제2 멀티밴드의 광을 대부분 투과하도록 설정될 수 있다. 이 경우, 제1 멀티밴드에 관한 투과율은 0%에 근접하게 설정되고, 제2 멀티밴드에 관한 투과율은 100%에 근접하게 설정될 수 있다.
제2 광학 소자(1540)는 HUD 영상의 허상을 확대하는 프레넬 패턴 레이어, 제1 광학 소자들(1520, 1530)과 동일한 코팅이 적용된 멀티밴드 코팅 레이어, 및 프레넬 패턴 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 이머전 레이어를 포함한다. 멀티밴드 코팅 레이어는 제1 광학 소자들(1520, 1530)에 의해 반사된 제1 멀티밴드의 광 및 차량의 외부에서 유입된 광 중에 제1 멀티밴드의 광을 반사하고, 차량의 외부에서 유입된 제2 멀티밴드의 광을 투과시킬 수 있다.
광원으로부터 제공된 제1 멀티밴드의 광은 제1 광학 소자들(1520, 1530) 및 제2 광학 소자(1540)를 통해 사용자에게 제공될 수 있고, 제2 멀티밴드의 광은 제1 광학 소자들(1520, 1530) 및 제2 광학 소자(1540)를 투과한다. 따라서, 디스플레이 장치(1510)로의 외광 유입이 차단되고, 디스플레이 장치(1510)의 과열 및 디스플레이 장치(1510)에 플레어와 같은 잡광이 발생하는 것이 방지될 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 외광 차단을 위한 멀티밴드 코팅 레이어의 투과 특성을 나타낸 그래프이다. 도 16을 참조하면, 적색에 대응하는 제1 파장 대역(1615), 녹색에 대응하는 제2 파장 대역(1613) 및 청색에 대응하는 제3 파장 대역(1611)이 도시되어 있다. 도 16에서 제1 멀티밴드는 R1, G1, B1으로 나타나있다. R1, G1, B1 각각은 제1 파장 대역(1615)의 일부인 파장 대역(1625), 제2 파장 대역(1613)의 일부인 파장 대역(1623) 및 제3 파장 대역(1611)의 일부인 파장 대역(1621)에 속할 수 있다. 도 16에서 제2 멀티밴드는 R2, G2, B2로 나타나 있다. R2, G2, B2 각각은 제1 파장 대역(1615)에서 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부(1635), 제2 파장 대역(1613)에서 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부(1633) 및 제3 파장 대역(1611)에서 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부(1631)에 속할 수 있다. 도 15를 통해 설명된 제1 광학 소자(1530) 및 제2 광학 소자(1540)은 각각 도 16의 그래프에 대응하는 멀티밴드 코팅 레이어를 포함할 수 있다. 멀티밴드 코팅 레이어는 제1 멀티밴드에 관해 0%에 근접한 투과율을 가질 수 있고, 제2 멀티밴드에 관해 100%에 근접한 투과율을 가질 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 미러들을 나타낸 도면이다. 디스플레이 장치(1710)는 디스플레이 패널(1711), 산광기(diffuser, 1713) 및 광원(1715)을 포함한다. 디스플레이 패널(1711)은 HUD 영상을 표시한다. 디스플레이 패널(1711)은 LCD 패널 또는, DLP(digital light processor) 및 LCoS(liquid crystal on silicon) 같은 공간 광 변조기(spatial light modulator, SLM)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 패널(1711) 및 광원(1715)은 LED 장치와 같이 결합된 형태로 구현될 수 있다. 광원(1715)은 디스플레이 패널(1711)에 멀티밴드의 광을 제공할 수 있고, LED 타입이거나, 혹은 레이저 타입일 수 있다. 도 17에는 멀티밴드의 광의 예시로 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 도시되어 있다. 디스플레이 패널(1711)은 광원(1715)으로부터 제공받은 멀티밴드의 광을 백라이트(backlight)로 이용할 수 있다.
디스플레이 패널(1711) 및 광원(1715) 사이에는 광 균일도 확보를 위한 산광기(1713)가 삽입될 수 있다. 미러들(1720, 1730)은 광원(1715)에 의해 제공된 멀티밴드의 광을 윈드쉴드의 광학 소자 쪽으로 반사시킬 수 있다. 미러들(1720, 1730) 중 어느 하나는 비구면 미러일 수 있고, 나머지 하나는 반사 미러일 수 있다. 비구면 미러는 HUD 영상을 확대하거나 HUD 영상의 왜곡을 보정하기 위해 광 경로를 조절할 수 있다. 반사 미러는 평면일 수 있으며, 광 경로를 조절할 수 있다. 도 17에는 두 개의 미러들(1720, 1730)이 도시되어 있으나, 디스플레이 장치(1710) 및 윈드쉴드 간의 각도에 따라 두 개의 미러들(1720, 1730) 중 어느 하나만 사용될 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 투사 광학부를 포함하는 HUD 시스템을 나타낸 도면이다. 도 18은 광학 소자로 미러 대신 투사 광학부(projection optic)가 사용된 실시예를 나타낸다. 도 18을 참조하면, 디스플레이 장치(1810)는 디스플레이 패널(1811), 산광기(1813) 및 광원(1815)을 포함한다. 광원(1815)에 의해 제공된 멀티밴드의 광은 디스플레이 패널(1811) 및 산광기(1813)를 통해 투사 광학부(1820)에 제공될 수 있다. 투사 광학부(1820)는 적어도 하나의 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 투사 광학부(1820)는 HUD 영상을 확대하거나 HUD 영상의 왜곡을 보정하기 위해 HUD 영상에 대응하는 광의 경로를 변경할 수 있다. 투사 광학부(1820)를 통과한 멀티밴드의 광은 프레넬 패턴을 포함하는 광학 소자(1830)에 제공될 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 3D 광학 레이어를 포함하는 HUD 시스템을 나타낸 도면이다. 도 19는 HUD 영상을 입체로 제공하기 위한 실시예를 나타낸다. 도 19를 참조하면, 디스플레이 장치(1910)는 3D 광학 레이어(1911), 디스플레이 패널(1913), 산광기(1915) 및 광원(1917)을 포함한다. 3D 광학 레이어(1911)는 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 및 방향성 백라이트 유닛(directional back light unit) 중 어느 하나일 수 있으며, HUD 영상을 3D로 변환할 수 있다. 도 19에는 3D 광학 레이어(1911)가 디스플레이 패널(1913)의 전면에 도시되어 있으나, 3D 광학 레이어(1911)가 방향성 백라이트 유닛의 경우 3D 광학 레이어(1911)는 디스플레이 패널(1913)의 후면에 배치되어 광원(1917)을 대체할 수 있다. 미러들(1920, 1930) 중 어느 하나는 비구면 미러일 수 있고, 나머지 하나는 반사 미러일 수 있다. 도 19에는 두 개의 미러들(1920, 1930)이 도시되어 있으나, 디스플레이 장치(1910) 및 윈드쉴드 간의 각도에 따라 두 개의 미러들(1920, 1930) 중 어느 하나만 사용될 수 있다.
도 20은 일 실시예에 따른 안경을 위한 HUD 시스템을 나타낸 도면이고, 도 21은 일 실시예에 따른 안경을 위한 HUD 시스템과 관련된 광의 경로를 나타낸 도면이다. 도 20 및 도 21은 차량의 윈드쉴드가 아닌 안경을 통해 HUD 영상을 제공하는 실시예를 나타낸다. 도 20 및 도 21의 실시예는 스마트 안경에 적용될 수 있다. 도 20을 참조하면, HUD 시스템(2000)은 디스플레이 장치(2010), 광학 렌즈들(2020), 광학 소자(2030)를 포함한다. 디스플레이 장치(2010)는 공간 광 변조기(spatial light modulator, SLM)일 수 있다. 디스플레이 장치(2010)는 HUD 영상에 대응하는 멀티밴드의 광을 제공할 수 있고, 광학 렌즈들(2020)은 HUD 영상을 확대하거나 HUD 영상의 왜곡을 보정하기 위해 HUD 영상에 대응하는 광의 경로를 변경할 수 있다. 광학 소자(2030)는 프레넬 패턴 레이어, 멀티밴드 코팅 레이어 및 이머전 레이어를 포함할 수 있고, HUD 영상의 허상을 확대할 수 있다. 따라서, HUD 시스템(2000)은 광시야각을 통해 AR 수준의 HUD 정보를 제공할 수 있다. 도 21에는 디스플레이 장치(2110)에서 제공된 멀티밴드의 광이 광학 렌즈들(2120), 광학 소자(2130) 및 눈동자(2140)를 통해 망막(2150)에 도달하는 경로가 도시되어 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(Arithmetic Logic Unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(Field Programmable Gate Array), PLU(Programmable Logic Unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (20)

  1. HUD(head up display)를 위한 광학 소자에 있어서,
    HUD 영상의 허상(virtual image)을 확대하는 프레넬 패턴 레이어(Fresnel pattern layer);
    상기 프레넬 패턴 레이어 상에 형성되고, 광원으로부터 멀티밴드의 광을 수신하여 상기 멀티밴드에 관해 설정된 투과율에 따라 상기 멀티밴드의 광에서 일부를 투과시키는 멀티밴드 코팅 레이어(multiband coating layer); 및
    상기 멀티밴드 코팅 레이어 상에 형성되고, 상기 프레넬 패턴 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 이머전 레이어(immersion layer)
    를 포함하는 광학 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 멀티밴드는 적색 광(red light)을 나타내는 파장 대역(wavelength band), 녹색 광(green light)을 나타내는 파장 대역, 및 청색 광(blue light)을 나타내는 파장 대역을 포함하는, 광학 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투과율은 백색 광(white light)에 관한 투과율이 미리 정해진 수준으로 유지될 수 있도록 상기 멀티밴드에 관해 설정되는, 광학 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투과율은 윈드쉴드(windshield)에 관한 상기 광학 소자의 시인성(visibility)에 기초하여 설정되는, 광학 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투과율은 상기 멀티밴드를 구성하는 각 파장 대역의 대역폭이 좁을수록 작게 설정되는, 광학 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투과율은 LED(light emitting diode) 타입에 관해 제1 투과율로 설정되고, 레이저(laser) 타입에 관해 제2 투과율로 설정되며, 상기 제1 투과율은 상기 제2 투과율에 비해 큰, 광학 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 멀티밴드 코팅 레이어는 상기 프레넬 패턴 레이어의 경사면에 형성되는, 광학 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프레넬 패턴 레이어는 상기 HUD 영상이 사용자에게 조사되는 각도에 대응하여 프레넬 렌즈(Fresnel lens)의 일부 영역을 포함하는, 광학 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프레넬 렌즈는 제1 방향의 경사면을 포함하는 제1 영역, 제2 방향의 경사면을 포함하는 제2 영역 및 중심축 주변의 제3 영역을 포함하고,
    상기 프레넬 패턴 레이어는 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역을 포함하는, 광학 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광학 소자는 윈드쉴드(windshield) 내에 삽입되거나, 또는 상기 윈드쉴드에 필름 형태로 부착되는, 광학 소자.
  11. HUD 영상을 위한 멀티밴드의 광을 제공하는 광원; 및
    상기 멀티밴드의 광을 조절하는 제1 광학 소자;
    상기 HUD 영상의 허상(virtual image)을 확대하는 제1 레이어, 상기 멀티밴드에 관해 설정된 투과율에 따라 상기 멀티밴드의 광에서 일부를 투과시키는 제2 레이어, 및 상기 제1 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 제3 레이어를 포함하는 제2 광학 소자
    를 포함하는 HUD 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 멀티밴드는 적색 광(red light)을 나타내는 파장 대역(wavelength band), 녹색 광(green light)을 나타내는 파장 대역, 및 청색 광(blue light)을 나타내는 파장 대역을 포함하는, HUD 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 광학 소자는
    적어도 하나의 미러(mirror), 또는 적어도 하나의 투사 광학부(projection optic)를 포함하는, HUD 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 투과율은 백색 광(white light)에 관한 투과율이 미리 정해진 수준으로 유지될 수 있도록 상기 멀티밴드에 관해 설정되는, HUD 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 광원이 LED(light emitting diode) 타입인 경우 상기 투과율은 제1 투과율로 설정되고, 상기 광원이 레이저(laser) 타입인 경우 상기 투과율은 제2 투과율로 설정되며, 상기 제1 투과율은 상기 제2 투과율에 비해 큰, HUD 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제2 레이어는 상기 제1 레이어의 경사면에 형성되는, HUD 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 레이어는 상기 HUD 영상이 사용자에게 조사되는 각도에 대응하는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)의 일부 영역을 포함하는, HUD 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 HUD 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
    상기 HUD 영상을 3D로 변환하는 3D 광학 레이어를 더 포함하는, HUD 시스템.
  19. HUD 영상을 위한 제1 멀티밴드의 광을 제공하는 광원; 및
    상기 광원에 의해 제공된 상기 제1 멀티밴드의 광을 반사하고, 차량의 외부에서 유입된 제2 멀티밴드의 광을 투과시키는 제1 광학 소자; 및
    상기 HUD 영상의 허상(virtual image)을 확대하는 제1 레이어, 상기 제1 광학 소자에 의해 반사된 상기 제1 멀티밴드의 광 및 상기 차량의 외부에서 유입된 상기 제1 멀티밴드의 광을 반사하고, 상기 차량의 외부에서 유입된 상기 제2 멀티밴드의 광을 투과시키는 제2 레이어, 및 상기 제1 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 제3 레이어를 포함하는 제2 광학 소자
    를 포함하는 HUD 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 멀티밴드는 적색에 대응하는 제1 파장 대역의 일부, 녹색에 대응하는 제2 파장 대역의 일부, 및 청색에 대응하는 제3 파장 대역의 일부를 포함하고,
    상기 제2 멀티밴드는 상기 제1 파장 대역에서 상기 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부, 상기 제2 파장 대역에서 상기 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부, 및 상기 제3 파장 대역에서 상기 제1 멀티밴드를 제외한 나머지의 적어도 일부를 포함하는, HUD 시스템.
KR1020170158610A 2017-11-24 2017-11-24 Hud 시스템 및 hud를 위한 광학 소자 KR102547822B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170158610A KR102547822B1 (ko) 2017-11-24 2017-11-24 Hud 시스템 및 hud를 위한 광학 소자
US16/178,957 US20190162959A1 (en) 2017-11-24 2018-11-02 Head up display (hud) system and optical element for hud
JP2018213904A JP7190873B2 (ja) 2017-11-24 2018-11-14 Ｈｕｄシステム及びｈｕｄのための光学素子
EP18206160.6A EP3495868B1 (en) 2017-11-24 2018-11-14 Head up display (hud) system and optical element for hud
CN201811406740.XA CN109839744B (zh) 2017-11-24 2018-11-23 平视显示系统和用于平视显示的光学元件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170158610A KR102547822B1 (ko) 2017-11-24 2017-11-24 Hud 시스템 및 hud를 위한 광학 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190060426A true KR20190060426A (ko) 2019-06-03
KR102547822B1 KR102547822B1 (ko) 2023-06-26

Family

ID=64316346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170158610A KR102547822B1 (ko) 2017-11-24 2017-11-24 Hud 시스템 및 hud를 위한 광학 소자

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190162959A1 (ko)
EP (1) EP3495868B1 (ko)
JP (1) JP7190873B2 (ko)
KR (1) KR102547822B1 (ko)
CN (1) CN109839744B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11733539B2 (en) 2018-12-12 2023-08-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for displaying three-dimensional image

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102565277B1 (ko) 2017-11-24 2023-08-09 삼성전자주식회사 영상 복원 장치 및 방법
JP7122673B2 (ja) 2018-06-29 2022-08-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示器、表示システム、移動体
JP7012617B2 (ja) * 2018-08-07 2022-02-14 本田技研工業株式会社 表示装置、および表示制御方法
DE102021200078A1 (de) 2021-01-07 2022-07-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugscheibe, Fahrzeugscheibe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229752A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Toshiba Corp 表示装置、表示方法及びヘッドアップディスプレイ
US20120019923A1 (en) * 2010-07-26 2012-01-26 Microvision, Inc. Variable Reflectivity Notch Filter and Optical Devices Using Same
JP2015161732A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 矢崎総業株式会社 表示光投影用光学デバイス
JP2015215508A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置及びその表示方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867287A (en) * 1994-09-30 1999-02-02 Hughes Aircraft Company Head up display with a lens decentered to the optical axis of the illumination
US6236511B1 (en) * 2000-03-20 2001-05-22 Rockwell Collins, Inc. Beam combining optical element
JP4395245B2 (ja) * 2000-08-10 2010-01-06 矢崎総業株式会社 車両用表示装置
JP3785461B2 (ja) * 2003-01-17 2006-06-14 国土交通省国土技術政策総合研究所長 ヘッドアップディスプレイ方式
US7119960B1 (en) * 2003-05-06 2006-10-10 Semrock, Inc. Method of making high performance optical edge and laser-line filters and resulting products
JP4402429B2 (ja) 2003-11-11 2010-01-20 大日本印刷株式会社 光学素子
WO2006080518A1 (ja) * 2005-01-31 2006-08-03 Kuraray Co., Ltd. 透過型スクリーン及び塗布装置
JP4743607B2 (ja) 2005-12-22 2011-08-10 株式会社ニコン フレネルレンズ、および、このフレネルレンズを用いた液晶プロジェクタ
JP4873462B2 (ja) 2006-07-04 2012-02-08 独立行政法人産業技術総合研究所 蛍光顕微鏡
US7656585B1 (en) * 2008-08-19 2010-02-02 Microvision, Inc. Embedded relay lens for head-up displays or the like
JP5101344B2 (ja) 2008-03-04 2012-12-19 日本真空光学株式会社 多層膜偏光ビームスプリッタ
JP2011191715A (ja) * 2010-03-17 2011-09-29 Toshiba Corp 光学素子、表示装置、表示方法、及び、移動体
CN103140791B (zh) * 2010-10-01 2016-03-30 松下知识产权经营株式会社 透视显示装置及搭载透视显示装置的车辆
JP5499015B2 (ja) * 2011-12-26 2014-05-21 株式会社東芝 光学素子、表示装置、表示方法、及び、移動体
KR20150140815A (ko) * 2013-05-10 2015-12-16 인텔 코포레이션 투영 장치
DE102014205519A1 (de) * 2014-03-25 2015-10-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Anpassen einer Anzeige eines autostereoskopischen Displays für ein Fahrzeug
US20160025973A1 (en) * 2014-07-22 2016-01-28 Navdy, Inc. Compact Heads-Up Display System
JP6489841B2 (ja) 2015-01-21 2019-03-27 パイオニア株式会社 ヘッドアップディスプレイ
JP2016200682A (ja) 2015-04-09 2016-12-01 大日本印刷株式会社 光学部材、表示装置
CN205003361U (zh) 2015-08-21 2016-01-27 杨毅 显示屏和显示装置
CN105501123A (zh) * 2016-02-03 2016-04-20 苏州全谱光电科技有限公司 一种车载平视增强显示系统
JP6724424B2 (ja) * 2016-03-04 2020-07-15 大日本印刷株式会社 反射スクリーン、映像表示装置
US11163163B2 (en) * 2017-07-03 2021-11-02 Holovisions Augmented reality (AR) eyewear with at least one quasi Fresnel reflector (QFR)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229752A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Toshiba Corp 表示装置、表示方法及びヘッドアップディスプレイ
US20120019923A1 (en) * 2010-07-26 2012-01-26 Microvision, Inc. Variable Reflectivity Notch Filter and Optical Devices Using Same
JP2015161732A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 矢崎総業株式会社 表示光投影用光学デバイス
JP2015215508A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置及びその表示方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11733539B2 (en) 2018-12-12 2023-08-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for displaying three-dimensional image

Also Published As

Publication number Publication date
EP3495868B1 (en) 2023-03-08
KR102547822B1 (ko) 2023-06-26
CN109839744B (zh) 2022-09-02
JP2019095786A (ja) 2019-06-20
JP7190873B2 (ja) 2022-12-16
US20190162959A1 (en) 2019-05-30
EP3495868A1 (en) 2019-06-12
CN109839744A (zh) 2019-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102547822B1 (ko) Hud 시스템 및 hud를 위한 광학 소자
US11662584B2 (en) Gradient refractive index grating for display leakage reduction
US10578876B1 (en) Waveguide having a phase-matching region
CN109073882B (zh) 具有出射光瞳扩展器的基于波导的显示器
US8773599B2 (en) Near-to-eye display with diffraction grating that bends and focuses light
US8743464B1 (en) Waveguide with embedded mirrors
JP5950233B2 (ja) シースルーディスプレイ装置及びシースルーディスプレイ装置を搭載した車両
US10061126B2 (en) Optical device
US10551616B2 (en) Display device system with tilted lens group to prevent ghost images
US9442291B1 (en) Segmented diffractive optical elements for a head wearable display
US11314092B2 (en) Systems, devices, and methods for light guide based wearable heads-up displays
JP6465353B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
US11372250B2 (en) Head-mounted display having reflective elements
CN108254918B (zh) 光学元件和显示装置
JP2015161732A (ja) 表示光投影用光学デバイス
JP6081603B2 (ja) プリズム補正レンズ
WO2017188008A1 (ja) 表示装置
KR20230152040A (ko) 홀로그래픽 소자, 광학 장치 및 헤드업 디스플레이를 장착한, 헤드업 디스플레이용 파면 제어장치
JP7183981B2 (ja) 虚像表示装置
JP7183611B2 (ja) 虚像表示装置
US10509230B2 (en) Virtual display apparatus
US20230037929A1 (en) Selective deposition/patterning for layered waveguide fabrication
JP2023057103A (ja) ヘッドマウントディスプレイ
CN216848346U (zh) 增强现实设备
EP3730993B1 (en) Image display device and display device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant