KR20190121235A - Apparatus for displaying augmented reality and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
아래 실시예들은 AR 디스플레이 장치 및 방법에 관한 것으로, 예를 들어 편광판과 광학 레이어를 이용하여 차량용 HUD를 표시하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The embodiments below relate to an AR display apparatus and method, and for example, to an apparatus and method for displaying a vehicle HUD using a polarizing plate and an optical layer.
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.The head up display (HUD) system can provide a variety of information to the driver by generating a virtual image in front of the driver and displaying information in the virtual image. The information provided to the driver may include instrument panel information such as vehicle speed, fuel remaining amount, engine revolution (revolution per minute) and navigation information. The driver can easily grasp the information displayed in front of the driver without moving his / her eyes while driving, thereby increasing driving stability. In addition to instrument panel information and navigation information, the HUD system can provide drivers with Augmented Reality (AR) techniques for lane marking, construction marking, traffic accident marking, and pedestrian warning to assist in poor visibility. .
광(light)은 전기장과 자기장의 조합으로 구성되어 있으며, 전기장과 자기장은 서로에 대하여 수직의 방향으로 진동한다. 전기장의 진동방향이 입사 평면에 대하여 수직인 경우 s-극성(s-polarization)에 해당할 수 있으며, 전기장의 진동방향이 입사평면에 대하여 수직인 경우 p-극성(p-polarization)에 해당할 수 있다. 빛이 한 매질에서 다른 매질로 입사될 때, 빛이 반사되는 양과 투과되는 양은 두 매질의 굴절률과 빛의 입사각에 따라 결정될 수 있다. 빛이 반사되는 양과 투과되는 양은 프레넬 방정식(Fresnel equation)을 통하여 설명될 수 있다.Light consists of a combination of electric and magnetic fields, which oscillate in a direction perpendicular to each other. It may correspond to s-polarization when the vibration direction of the electric field is perpendicular to the plane of incidence and may correspond to p-polarization when the vibration direction of the electric field is perpendicular to the plane of incidence. have. When light is incident from one medium to another, the amount of light reflected and transmitted can be determined by the refractive indices of the two media and the angle of incidence of the light. The amount of light reflected and transmitted can be explained by the Fresnel equation.
일실시예에 따른 편광판 및 광학 레이어를 활용한 AR 디스플레이 장치는 출력부(110)에서 출력된 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선(radiation)이 미리 정해진 시청공간으로 전달되도록 함으로써, 차량의 운전자가 시각적 정보(HUD 영상)를 시청하도록 할 수 있다.An AR display device using a polarizing plate and an optical layer according to an embodiment may transmit a p-polar ray including visual information output from the
일실시예에 따른 편광판 및 광학 레이어를 활용한 AR 디스플레이 장치는 외부에서 입사된 광선이 미리 정해진 시청공간으로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 외부에서 입사된 광선의 파장이 광학 레이어에서 반사시키는 스펙트럼에 포함되고, 외부에서 입사된 광선이 p-극성의 광선에 해당하는 경우, 외부에서 입사된 광선의 적어도 75%를 미리 정해진 시청공간으로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 외부에서 입사된 광선의 파장이 광학 레이어가 수신된 광선의 적어도 일부를 반사시키는 스펙트럼에 포함되지 않거나, 외부에서 입사된 광선이 s-극성의 광선에 해당하는 경우, 외부에서 입사된 광선의 전부를 미리 정해진 시청공간으로 전달되지 않도록 차단할 수 있다.An AR display device using a polarizing plate and an optical layer according to an exemplary embodiment may block the light incident from the outside to be transmitted to a predetermined viewing space. If the wavelength of the externally incident light beam is included in the spectrum reflected by the optical layer, and the externally incident light beam corresponds to the p-polar light beam, at least 75% of the externally incident light beam is transmitted to a predetermined viewing space. You can block it. If the wavelength of the externally incident light beam is not included in the spectrum where the optical layer reflects at least a portion of the received light beam, or if the externally incident light beam corresponds to the s-polar light beam, then all of the externally incident light beams It can be blocked from being delivered to the predetermined viewing space.
일실시예에 따른 AR 디스플레이 장치는 미리 정해진 스펙트럼 내에서 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선(p-polarized radiation)을 출력하는 출력부; s-극성의 광선(s-polarized radiation)을 흡수하고, p-극성의 광선을 통과시키는 편광판; 및 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 반사시키는 광학 레이어를 포함한다.According to an embodiment, an AR display apparatus includes an output unit configured to output p-polarized radiation including visual information within a predetermined spectrum; a polarizing plate that absorbs s-polarized radiation and passes p-polarized radiation; And an optical layer for reflecting at least a portion of the light ray having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum.
일실시예에 따르면, 상기 출력부는 상기 시각적 정보를 포함하는 상기 p-극성의 광선이 상기 편광판을 통과하여 상기 광학 레이어로 투영되도록, 상기 시각적 정보를 포함하는 상기 p-극성의 광선을 출력할 수 있다.According to an embodiment, the output unit may output the p-polar light beam including the visual information such that the p-polar light beam including the visual information is projected through the polarizer to the optical layer. have.
일실시예에 따르면, 상기 광학 레이어는 상기 편광판을 통과한 상기 p-극성의 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 미리 정해진 시청공간으로 반사시킬 수 있다.According to one embodiment, the optical layer may reflect at least a portion of the light ray having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum of the p-polar light rays passing through the polarizing plate to a predetermined viewing space.
일실시예에 따르면, 상기 출력부는 상기 미리 정해진 스펙트럼에 기초하여 상기 시각적 정보를 표시하는 디스플레이 패널; 및 광(light)을 상기 디스플레이 패널에 제공하는 광원을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the output unit comprises a display panel for displaying the visual information based on the predetermined spectrum; And a light source for providing light to the display panel.
일실시예에 따르면, 상기 시각적 정보를 포함하는 상기 p-극성의 광선은 상기 광학 레이어로 투영될 때 미리 정해진 임계 각으로 입사될 수 있다.According to one embodiment, the p-polar light rays comprising the visual information may be incident at a predetermined threshold angle when projected onto the optical layer.
일실시예에 따르면, 상기 편광판은 외부에서 입사되어 상기 광학 레이어를 통과한 광선 중 s-극성의 광선을 흡수할 수 있다.According to an embodiment, the polarizer may absorb s-polar light rays of light rays incident from the outside and passing through the optical layer.
일실시예에 따르면, 외부에서 입사되어 상기 광학 레이어를 통과한 광선 중 p-극성의 광선은 상기 편광판을 통과하여 상기 출력부에 의하여 반사되고, 상기 출력부에 의하여 반사된 상기 p-극성의 광선은 상기 편광판을 통과하여 상기 광학 레이어로 투영될 수 있다.According to one embodiment, the p-polar light rays of the light incident from the outside passing through the optical layer is reflected by the output portion through the polarizing plate, the p-polar light rays reflected by the output portion May be projected to the optical layer through the polarizer.
일실시예에 따르면, 상기 외부에서 입사되는 p-극성의 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 p-극성의 광선은 상기 광학 레이어에 의하여 반사되고, 상기 외부에서 입사되는 p-극성의 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼 이외의 파장을 가지는 p-극성의 광선은 상기 광학 레이어 및 상기 편광판을 통과하여 상기 출력부에 의하여 반사되며, 상기 출력부에 의하여 반사된 상기 미리 정해진 스펙트럼 이외의 파장을 가지는 p-극성의 광선은 상기 편광판을 통과하여 상기 광학 레이어로 투영되고, 상기 광학 레이어에 의하여 반사되지 않고 상기 광학 레이어를 통과할 수 있다.According to one embodiment, the p-polar light rays having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum of the p-polar light rays incident from the outside is reflected by the optical layer, the p-polar light incident from the outside P-polar light rays having a wavelength other than the predetermined spectrum among the light rays are reflected by the output unit through the optical layer and the polarizing plate, and have a wavelength other than the predetermined spectrum reflected by the output unit. P-polar light rays pass through the polarizer and are projected onto the optical layer, and may pass through the optical layer without being reflected by the optical layer.
일실시예에 따르면, 상기 광학 레이어는 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선을 미리 정해진 반사율에 따라 반사시킬 수 있다.In example embodiments, the optical layer may reflect light rays having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum according to a predetermined reflectance.
일실시예에 따르면, 상기 미리 정해진 스펙트럼은 복수의 파장들을 포함하고, 상기 광학 레이어는 상기 복수의 파장들 별로 상이한 반사율을 가질 수 있다.In example embodiments, the predetermined spectrum may include a plurality of wavelengths, and the optical layer may have a different reflectance for each of the plurality of wavelengths.
일실시예에 따르면, 상기 미리 정해진 스펙트럼은 적색 계통의 파장을 가지는 광선, 녹색 계통의 파장을 가지는 광선, 및 청색 계통의 파장을 가지는 광선 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the predetermined spectrum may include at least one of a light ray having a wavelength of a red line, a light ray having a wavelength of a green line, and a light ray having a wavelength of a blue line.
일실시예에 따르면, 상기 광학 레이어의 반사율은 상기 광학 레이어에 의하여 요구되는 가시성(visibility)에 기초하여 결정될 수 있다.According to one embodiment, the reflectance of the optical layer may be determined based on the visibility required by the optical layer.
일실시예에 따르면, 상기 광학 레이어는 상기 외부에서 입사되는 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 반사시킬 수 있다.According to an embodiment, the optical layer may reflect at least a portion of light rays having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum among light rays incident from the outside.
일실시예에 따르면, 상기 광학 레이어는 상기 외부에서 입사되는 광선 중 적외선 계통의 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 반사시킬 수 있다.In example embodiments, the optical layer may reflect at least a portion of a light ray having a wavelength of an infrared ray system among light rays incident from the outside.
일실시예에 따르면, 상기 광학 레이어는 상기 차량의 윈드 실드(windshield)와 내부 유리 레이어(cover layer) 사이, 상기 차량의 윈드 실드(windshield)의 바깥, 혹은 상기 내부 유리 레이어(cover layer) 안쪽에 위치할 수 있다.According to one embodiment, the optical layer is between the windshield and the inner glass layer of the vehicle, outside of the windshield of the vehicle, or inside the inner glass layer. Can be located.
일실시예에 따르면, 상기 광학 레이어는 회절 광학 소자(DOE) 및 홀로그래픽 광학 소자(HOE) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In example embodiments, the optical layer may include at least one of a diffractive optical element (DOE) and a holographic optical element (HOE).
일 실시예에 따른 AR 디스플레이 방법은 출력부를 이용하여, 미리 정해진 스펙트럼 내에서 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선을 출력하는 단계; 편광판을 이용하여, 상기 출력부에 의하여 출력된 상기 p-극성의 광선을 통과시키는 단계; 및 광학 레이어를 이용하여, 상기 편광판에서 통과된 상기 p-극성의 광선의 적어도 일부를 미리 정해진 시청공간으로 반사시키는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, an AR display method includes: outputting a p-polar ray including visual information in a predetermined spectrum using an output unit; Passing the p-polar light beam output by the output unit using a polarizing plate; And reflecting at least a portion of the p-polar light beams passed through the polarizer into a predetermined viewing space using an optical layer.
도 1은 일실시예에 따른 HUD 표시 장치의 동작과 일실시예에 따른 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선의 진행을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 외부에서 입사된 광선의 진행을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 굴절률이 다른 매질로 입사하는 광선의 극성 및 입사각에 따른 반사율을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 광학 레이어가 반사시키는 광선의 파장의 스펙트럼의 예시도이다.
도 5는 일실시예에 따른 광학 레이어의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 편광 안경을 착용했을 때의 HUD 영상의 가시성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일실시예에 따른 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선의 진행을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 8은 일실시예에 따른 외부에서 입사된 광선의 진행을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an operation of a HUD display device and a progress of p-polar light rays including visual information according to an embodiment.
2 is a view for explaining the progress of light rays incident from the outside according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating a reflectance according to polarity and an incident angle of light rays incident on a medium having different refractive indices, according to an exemplary embodiment.
4 is an exemplary diagram of a spectrum of wavelengths of light reflected by an optical layer, according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram for describing an operation of an optical layer, according to an exemplary embodiment.
6 is a diagram illustrating visibility of a HUD image when wearing polarized glasses according to an exemplary embodiment.
7 is a flowchart illustrating an operation of a p-polar light ray including visual information according to an embodiment.
8 is a flowchart illustrating an operation of an incident light beam from the outside according to an exemplary embodiment.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for purposes of illustration only, and may be practiced in various forms. Accordingly, the embodiments are not limited to the specific disclosure, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical idea.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but such terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" to another component, it should be understood that there may be a direct connection or connection to that other component, but there may be other components in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 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.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but includes one or more other features or numbers, It is to be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.
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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined herein. Do not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 일실시예에 따른 HUD 표시 장치의 동작과 일실시예에 따른 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선의 진행을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an operation of a HUD display device and a progress of p-polar light rays including visual information according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 HUD 표시 장치는 출력부(110), 편광판(120), 및 광학 레이어(140)를 포함한다. 출력부(110)는 미리 정해진 스펙트럼에 기초하여 시각적 정보를 포함하는 p-극성(p-polarized)의 영상을 출력한다. 편광판(120)은 s-극성의 광선을 흡수하고, p-극성의 광선을 통과시킨다. 광학 레이어(140)는 미리 정해진 스펙트럼의 광선 중 적어도 일부를 반사시킨다.Referring to FIG. 1, the HUD display device according to an exemplary embodiment includes an
예를 들어, 광학 레이어(140)는 미리 정해진 스펙트럼 내 파장을 가지는 p-극성의 광선을 반사시킬 수 있다. 이 경우, 출력부(110)에 의하여 출력된 p-극성의 영상은 편광판(120)을 통과하여 광학 레이어(140)에 입사한 뒤, 광학 레이어(140)에서 반사되어 사용자에게 제공될 수 있다.For example, the
아래에서 상세히 설명하겠으나, p-극성의 영상을 이용하여 시각적 정보를 제공함으로써, s-극성의 영상을 이용하여 시각적 정보를 제공하는 경우 발생하는 문제들이 해결될 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 실시예들은 차량의 HUD 시스템에 적용될 수 있고, 차량 외부에서 입사되는 태양광이 사용자(예를 들어, 운전자 등)에게 반사되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 편광 선글라스를 착용한 사용자(예를 들어, 운전자 등)에게도 HUD 영상이 제공될 수 있다. 그 밖에도 실시예들에 따른 다양한 기술적 효과들이 존재하며, 보다 구체적인 사항은 후술한다.As will be described in detail below, by providing visual information using a p-polar image, problems that occur when providing visual information using an s-polar image can be solved. For example, referring to FIG. 2, embodiments may be applied to a HUD system of a vehicle, and reflection of sunlight incident from the outside of the vehicle to a user (eg, a driver, etc.) may be prevented. In addition, referring to FIG. 6, the HUD image may be provided to a user (eg, a driver) wearing polarized sunglasses. In addition, there are various technical effects according to the embodiments, more specific details will be described later.
다시 도 1을 참조하면, 출력부(110)는 디스플레이 패널(111) 및 광원(113)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(111)은 미리 정해진 제1 스펙트럼에 기초하여 시각적 정보를 포함하는 p-극성(p-polarized)의 HUD 영상을 표시할 수 있고, 광원(113)은 HUD 영상을 표시하기 위한 백색의 광(light)을 디스플레이 패널(111)에 제공할 수 있다. Referring back to FIG. 1, the
미리 정해진 제1 스펙트럼은 광학 레이어(140)에 의하여 반사되도록 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함될 수 있다. 미리 정해진 제1 스펙트럼은 적색 계통의 파장을 가지는 광선, 녹색 계통의 파장을 가지는 광선, 및 청색 계통의 파장을 가지는 광선 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(111)은 적색 계통의 파장을 가지는 광선을 이용하여 HUD 영상을 표시할 수도 있고, 적색 계통의 파장을 가지는 광선, 녹색 계통의 파장을 가지는 광선, 및 청색 계통의 파장을 가지는 광선을 함께 이용하여 HUD 영상을 표시할 수도 있다. 디스플레이 패널(111) 및 광원(113)이 함께 작동함으로써, 이들을 포함하는 출력부(110)는 미리 정해진 제1 스펙트럼 내에서 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선을 출력할 수 있다.The first predetermined spectrum may be included in the second predetermined spectrum to be reflected by the
광원(113)은 LED 타입 또는 레이저(laser) 타입에 해당할 수 있다. 다만, 광원(113)의 타입은 반드시 LED 타입 또는 레이저 타입에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 패널(111)에 반드시 백색의 광을 제공하도록 한정되는 것도 아니다. 이하, 설명의 편의를 위하여 출력부(110) 내 디스플레이 패널(111) 및 광원(113)이 별도의 레이어로 구현되고 광원(113)이 백색의 광을 제공하는 실시예들을 설명하나, 경우에 따라 출력부(110)의 디스플레이 패널(111)과 광원(113)은 단일 레이어로 구현될 수도 있고, 광원(113)이 백색이 아닌 다른 색 계통의 파장을 가지는 광을 제공할 수도 있다.The
출력부(110)에서 출력된 광선은 편광판(120)으로 투사될 수 있다. 편광판(120)은 s-극성의 광선(s-polarized radiation)을 흡수하고, p-극성의 광선을 통과시키는 특성을 가진다. 출력부(110)에서 출력되는 시각적 정보를 포함하는 광선은 p-극성을 가지므로 편광판을 통과할 수 있다. 출력부(110)의 오작동 또는 설계의 오류 등의 원인으로 인하여 출력부(110)에서 출력되는 광선의 전부 또는 일부가 s-극성의 광선에 해당하게 되는 경우, 편광판(120)은 s-극성의 광선을 흡수함으로써 편광판(120)을 통과한 후의 광선이 p-극성의 광선이 되도록 할 수 있다.Light rays output from the
또한, 일실시예에 따른 HUD 표시 장치는 하나 이상의 거울(130)을 더 포함할 수 있으며, 광학 레이어(140)는 차량의 윈드 실드(windshield)(150)에 삽입 혹은 부착될 수 있다.In addition, the HUD display device according to an exemplary embodiment may further include one or
시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선은 편광판(120)을 통과하여 하나 이상의 거울(130)로 투사될 수 있다. 하나 이상의 거울(130)은 하나 이상의 평면 거울, 하나 이상의 볼록 거울, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 거울(130)은 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선이 반사되는 방향을 조정함으로써, 하나 이상의 거울(130)에서 반사된 광선이 광학 레이어(140)에 입사될 때 미리 정해진 임계 각(예를 들어, 브루스터 각 등)으로 입사되도록 할 수 있다. 아래에서 상세하게 설명하겠으나, 임계 각은 미리 정해진 각도 범위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 광학 레이어(140)에 광선이 입사되는 입사 각도에 따라 s-극성의 광선만 반사되고 p-극성의 광선은 투과하는 각도 범위가 존재하는데, 일 실시예에 따른 임계 각은 해당 각도 범위를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.The p-polar light rays that contain visual information may pass through the
하나 이상의 거울(130)이 하나 이상의 볼록 거울을 포함하는 경우, 볼록 거울은 출력부(110)가 포함하는 디스플레이 패널(111)이 표시하는 HUD 영상의 크기를 조정함으로써, 차량의 운전자가 시청하게 될 HUD 영상의 크기를 조정(예를 들어, 확대)할 수 있다. 다만, 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선이 투사되는 방향 및 차량의 운전자가 시청하게 될 HUD 영상의 크기를 적절하게 조정하는 것은 출력부(110)의 적절한 설계를 통해서도 달성 가능한 것이므로, 전술한 목적을 달성하기 위하여 하나 이상의 거울(130)이 반드시 필수적인 것은 아니다. 이하, 설명의 편의를 위하여 하나 이상의 거울(130)이 포함된 실시예들을 설명하나, 경우에 따라 HUD 표시 장치는 하나 이상의 거울(130)을 포함하지 않을 수 있다.When the at least one
시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선이 광학 레이어(140)에 입사될 때의 입사각과 관련된 보다 상세한 사항은 도 3을 통하여 후술한다.More details regarding the angle of incidence when the p-polar light ray including visual information is incident on the
광학 레이어(140)는 미리 정해진 제2 스펙트럼 내에서 수신된 광선의 적어도 일부를 반사시킬 수 있다. 미리 정해진 제2 스펙트럼은 출력부(110)에서 이용하는 미리 정해진 제1 스펙트럼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 제1 스펙트럼에 대응하는 파장이 적색 계통의 파장에 해당하는 경우, 제2 스펙트럼에 대응하는 파장은 적색 계통의 파장 및 적외선 계통의 파장에 해당할 수 있다. 출력부(110)로부터 미리 정해진 제1 스펙트럼 내에서 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선은 미리 정해진 임계 각으로 광학 레이어(140)로 입사되고, 광학 레이어(140)에서 적어도 일부가 미리 정해진 시청공간으로 반사될 수 있다. 미리 정해진 시청공간은 차량의 운전자가 시각적 정보를 시청할 수 있도록 정해진 공간일 수 있다. The
미리 정해진 제2 스펙트럼 내에서 광학 레이어(140)에 입사된 광선 중 광학 레이어(140)에서 반사되는 광선의 비율이 광학 레이어(140)의 반사율이 될 수 있다. 광학 레이어(140)의 반사율은 요구되는 가시성(visibility)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 차량의 운전자가 시청하는 HUD 영상이 상대적으로 높은 가시성을 가지도록 요구되는 경우, 광학 레이어(140)는 미리 정해진 스펙트럼에 대하여 80%의 반사율을 가지도록 설계될 수 있다. 반면, 차량의 운전자가 시청하는 HUD 영상이 상대적으로 낮은 가시성을 가지도록 요구되는 경우, 광학 레이어(140)는 미리 정해진 스펙트럼에 대하여 30%의 반사율을 가지도록 설계될 수 있다.The ratio of the light rays reflected by the
광학 레이어(140)는 차량의 윈드 실드(windshield)(150)와 내부 유리 레이어(cover layer) 사이에 위치하거나, 차량의 윈드 실드(150) 바깥에 위치하거나, 내부 유리 레이어 안쪽에 위치할 수 있다. 내부 유리 레이어는 차량의 윈드 실드(150)의 차량 내부 쪽 표면에 위치하는 유리 레이어일 수 있다. 광학 레이어(140)가 차량의 윈드 실드(150)와 내부 유리 레이어 사이에 위치한다는 것은 차량의 윈드 실드(150)를 구성하는 유리와 내부 유리 레이어를 구성하는 유리 사이에 광학 레이어(140)가 삽입되는 경우를 포함할 수 있다. 광학 레이어(140)가 차량의 윈드 실드(150) 바깥에 위치한다는 것은 차량의 윈드 실드(150)의 차량 외부 쪽 표면에 광학 레이어(140)가 필름 형태로 부착되는 것을 포함할 수 있고, 광학 레이어(140)가 내부 유리 레이어 안쪽에 위치한다는 것은 내부 유리 레이어의 차량 내부 쪽 표면에 광학 레이어(140)가 필름 형태로 부착되는 것을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 광학 레이어(140)가 차량의 윈드 실드(windshield)(150)와 내부 유리 레이어(cover layer) 사이에 위치하도록 구현된 실시예들을 설명하나, 경우에 따라 상술한 다른 방식으로 광학 레이어(140)가 위치하도록 구현될 수도 있다.The
광학 레이어(140)의 동작과 관련된 보다 상세한 사항은 도 4 및 도 5를 통하여 후술한다.More details related to the operation of the
시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선이 광학 레이어(140)에서 미리 정해진 시청공간으로 반사됨으로써, 차량의 운전자는 HUD 영상을 시청할 수 있다. 차량의 운전자는 자신의 시야(field of view) 전방에 위치한 가상 이미지 평면(160)에 HUD 영상이 위치하는 것처럼 영상을 시청할 수 있다. 가상 이미지 평면(160)은 운전자의 가시권(visibility range) 내부에 위치할 수 있으며, 운전을 위한 시야를 방해하지 않도록 그 위치가 결정될 수 있다. 가상 이미지 평면(160)의 적절한 위치는 운전자의 편의를 도모하고 운전 중의 위험을 방지할 수 있으며, HUD 표시 장치의 적절한 설계에 의하여 달성될 수 있다.As the p-polar light ray including visual information is reflected from the
일실시예에 따른 편광판 및 광학 레이어를 활용한 AR 디스플레이 장치는 출력부(110)에서 출력된 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선이 미리 정해진 시청공간으로 전달되도록 함으로써, 차량의 운전자가 시각적 정보(HUD 영상)를 시청하도록 할 수 있다.In the AR display apparatus using the polarizing plate and the optical layer according to an exemplary embodiment, the p-polar ray including the visual information output from the
도 2는 일실시예에 따른 외부에서 입사된 광선의 진행을 설명하기 위한 도면이다. 출력부(220)는 도 1의 출력부(110)에 대응될 수 있고, 편광판(230)은 도 1의 편광판(120)에 대응될 수 있고, 하나 이상의 거울(240)은 도 1의 하나 이상의 거울(130)에 대응될 수 있고, 광학 레이어(250)는 도 1의 광학 레이어(140)에 대응될 수 있다. 도 2에서 점선은 s-극성의 광선에 해당하고, 실선은 p-극성의 광선에 해당할 수 있다.2 is a view for explaining the progress of light rays incident from the outside according to an embodiment. The
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따라 p-극성의 영상을 이용하여 시각적 정보를 제공하는 HUD 시스템에서, 외부에서 입사되는 태양광은 사용자에게 반사되지 않는다. 예를 들어, 태양광이 광학 레이어(250)로 입사하면, 태양광 내 미리 정해진 스펙트럼 내 파장을 가지는 광선(211, 212)이 반사될 수 있다. 나머지 파장의 광선(213, 214)은 광학 레이어(250)를 통과하여 편광판(230)에 도달한다. 편광판(230)에서 s-극성의 광선(213)이 흡수되고, p-극성의 광선(214)만 통과된다. p-극성의 광선(214)은 출력부(220)에 의하여 반사되어 광학 레이어(250)로 역 전파될 수 있다. 일 실시예에 따르면 광학 레이어(250)는 미리 정해진 스펙트럼 내 파장을 가지는 광선만 선택적으로 반사하며, p-극성의 광선(214)은 해당 스펙트럼 이외의 파장을 가지므로, p-극성의 광선(214)은 광학 레이어(250)에서 반사되지 않고 통과된다. 이로 인하여, 외부에서 입사되는 태양광은 사용자에게 반사되지 않는다.Referring to FIG. 2, in an HUD system that provides visual information using a p-polar image, sunlight incident from the outside is not reflected to the user. For example, when sunlight is incident on the
한편, s-극성의 영상을 이용하여 시각적 정보를 제공하는 HUD 시스템에서는 s-극성의 광선이 출력부에 의하여 반사되어 광학 레이어로 역 전파될 수 있다. 이 경우에도, s-극성의 광선은 광학 레이어에서 반사되도록 설계된 스펙트럼 내 파장을 가지지 않는다. 하지만, 도 3을 참조하면, 광학 레이어에서 s-극성의 광선의 적어도 일부가 항상 반사되므로, 해당하는 일부의 s-극성의 광선이 사용자에게 반사된다. 이로 인하여, 외부의 태양광으로 인한 눈부심 현상 등 HUD 영상의 시청을 저해하는 문제들이 발생할 수 있다.On the other hand, in a HUD system that provides visual information using an s-polar image, the s-polar light beam may be reflected by the output and propagated back to the optical layer. Even in this case, the s-polar light does not have an in-spectrum wavelength designed to reflect in the optical layer. However, referring to FIG. 3, at least some of the s-polar light rays are always reflected in the optical layer, such that some of the s-polar light rays are reflected to the user. As a result, problems that may hinder viewing of the HUD image, such as glare caused by external sunlight, may occur.
이하, 일 실시예에 따라 p-극성의 영상을 이용하여 시각적 정보를 제공하는 HUD 시스템의 동작을 구체적으로 설명한다. 광학 레이어(250)는 미리 정해진 제2 스펙트럼 내에서 수신된 광선의 적어도 일부를 반사시킬 수 있다. 제1 광선(211)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지는 광선 중 s-극성의 광선에 해당할 수 있고, 제2 광선(212)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지는 광선 중 p-극성의 광선에 해당할 수 있으며, 제3 광선(213)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되지 않는 파장을 가지는 광선 중 s-극성의 광선에 해당할 수 있고, 제4 광선(214)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되지 않는 파장을 가지는 광선 중 p-극성의 광선에 해당할 수 있다.Hereinafter, an operation of the HUD system for providing visual information using a p-polar image according to an embodiment will be described in detail. The
제1 광선(211) 및 제2 광선(212)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지므로, 광학 레이어(250)의 성질에 의하여 적어도 일부가 광학 레이어에서 반사된다. 미리 정해진 제2 스펙트럼에 대하여 광학 레이어(250)의 반사율이 100%인 경우, 제1 광선(211) 및 제2 광선(212)은 광학 레이어(250)에서 완전히 반사되므로, 운전자의 시야에 전혀 도달하지 않을 수 있다. 광학 레이어(250)의 반사율이 100%가 아닌 경우, 제1 광선(211) 및 제2 광선(212)의 일부는 광학 레이어(250)를 투과할 수 있다. 제1 광선(211) 및 제2 광선(212)의 일부가 광학 레이어(250)를 투과한 경우, 제1 광선(211)은 광학 레이어(250)를 투과한 제3 광선(213)과 진행이 동일할 수 있고, 제2 광선(212)은 광학 레이어(250)를 투과한 제4 광선(214)과 그 진행이 대부분 동일할 수 있으므로, 제1 광선(211) 및 제2 광선(212)의 일부가 광학 레이어(250)를 투과한 이후의 빛의 진행은 그 도시를 생략하였다.Since the
제3 광선(213) 및 제4 광선(214)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지지 않으므로, 광학 레이어(250)의 성질에 의하여 반사되지 않을 수 있다. 차량 외부의 공기를 진행하여 차량의 윈드 실드에 도달한 광선은 굴절률의 변화에 의하여 일부가 반사될 수 있으나, 굴절률의 변화로 인하여 외부로 반사된 제3 광선 및 제4 광선은 AR 디스플레이 장치에 어떠한 영향도 미치지 않으므로 그 이후의 진행은 고려하지 않을 수 있다. 굴절률의 변화로 인하여 외부로 반사되지 않은 적어도 일부의 제3 광선(213) 및 제4 광선(214)은 광학 레이어(250)를 투과할 수 있다.Since the third
굴절률의 변화에 의하여 외부에서 입사되는 광선의 일부가 반사되는 것과 관련된 보다 상세한 사항은 도 3을 통하여 후술한다.More details related to the reflection of a part of light incident from the outside by the change of the refractive index will be described later with reference to FIG. 3.
광학 레이어(250)를 투과한 제3 광선(213) 및 제4 광선(214)의 일부는 하나 이상의 거울(240)로 투사될 수 있다. 하나 이상의 거울(240)에서 반사된 제3 광선(213) 및 제4 광선(214)은 편광판(230)으로 투사될 수 있다. 편광판(230)은 s-극성의 광선을 흡수하고, p-극성의 광선을 통과시키는 특성을 가진다. 제3 광선(213)은 s-극성의 광선에 해당하므로, 편광판(230)에서 흡수될 수 있다. 제4 광선(214)은 p-극성의 광선에 해당하므로, 편광판(230)을 통과하여 출력부(220)로 투사될 수 있다. 출력부(220)로 광선이 입사되는 경우, 출력부(220)는 거울의 역할을 수행할 수 있다. 제4 광선(214)은 출력부(220)에서 반사되어 하나 이상의 거울(240)로 투사될 수 있다. 제4 광선(214)이 출력부(220)에서 반사되는 과정에서 편광판(230)을 다시 통과할 수 있으나, 제4 광선(214)은 p-극성의 광선에 해당하므로, 그 진행에 영향을 받지 않을 수 있다.Some of the third and fourth
출력부(220)에서 반사된 제4 광선(214)은 하나 이상의 거울(240)로 투사될 수 있다. 하나 이상의 거울(240)은 출력부(220)에서 반사된 광선의 방향을 조정함으로써, 하나 이상의 거울(240)에서 반사된 광선이 광학 레이어(250)에 입사될 때 임계 각으로 입사하도록 할 수 있다.The fourth
광학 레이어(250)에 입사되는 각도를 조정하는 것과 관련된 보다 상세한 사항은 도 3을 통하여 후술한다.More details related to adjusting the angle incident on the
하나 이상의 거울(240)에서 다시 반사된 제4 광선(214)은 광학 레이어(250)로 투사될 수 있다. 광학 레이어(250)는 미리 정해진 제2 스펙트럼 내에서 수신된 광선의 적어도 일부를 반사시킬 수 있다. The fourth
제4 광선(214)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지지 않으므로, 광학 레이어(250)의 성질에 의하여 반사되지 않을 수 있다. 제4 광선(214)이 광학 레이어(250)에 입사될 때 임계 각으로 입사되고, 제4 광선(214)은 p-극성의 광선에 해당하므로, 차량 내부의 공기와 내부 유리 레이어 사이의 경계면에서의 반사 계수가 0이 될 수 있다. 따라서, 차량 내부를 진행하여 유리 레이어에 도달한 제4 광선(214)의 전부는 굴절률의 변화에도 불구하고 반사되지 않을 수 있고, 광학 레이어(250)를 투과하여 외부로 진행할 수 있으므로, 미리 정해진 시청공간으로 반사되지 않을 수 있다.Since the
한편, 제2 광선(212) 중 일부가 광학 레이어(250)를 통과하는 경우, 제2 광선(212)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지므로, 광학 레이어(250)의 성질에 의하여 적어도 일부가 광학 레이어에서 반사될 수 있다. 따라서, 제2 광선(212)의 일부는 광학 레이어(250)에서 미리 정해진 시청공간으로 반사될 수 있다. 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장에 대한 광학 레이어(250)의 반사율을 R이라고 두면(이해의 편의를 위하여 반사율을 퍼센트 값이 아닌 0과 1 사이의 지수 값으로 설정하였음), 외부에서 입사되는 제2 광선의 최대 (1-R)만큼이 광학 레이어(250)를 투과할 수 있다. 또한, 하나 이상의 거울(240)에서 반사된 제2 광선의 R만큼이 광학 레이어(250)에서 미리 정해진 시청공간으로 반사될 수 있다. 따라서, 외부에서 입사되는 제2 광선의 최대 R (1-R)만큼이 광학 레이어(250)를 투과할 수 있다. R (1-R)은 R=0.5일 때 0.25를 최대값으로 가지므로, 반사율이 1이 아닌 경우 제2 광선은 최대 1/4만큼 미리 정해진 시청공간으로 반사될 수 있다.On the other hand, when a part of the second
일실시예에 따른 편광판 및 광학 레이어를 활용한 AR 디스플레이 장치는 외부에서 입사된 광선이 미리 정해진 시청공간으로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 예를 들어, 외부에서 입사된 광선의 파장이 광학 레이어에서 반사시키는 스펙트럼에 포함되고, 외부에서 입사된 광선이 p-극성의 광선에 해당하는 경우, 외부에서 입사된 광선의 적어도 75%를 미리 정해진 시청공간으로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 또는, 외부에서 입사된 광선의 파장이 광학 레이어가 수신된 광선의 적어도 일부를 반사시키는 스펙트럼에 포함되지 않거나, 외부에서 입사된 광선이 s-극성의 광선에 해당하는 경우, 외부에서 입사된 광선의 전부를 미리 정해진 시청공간으로 전달되지 않도록 차단할 수 있다.An AR display device using a polarizing plate and an optical layer according to an exemplary embodiment may block the light incident from the outside to be transmitted to a predetermined viewing space. For example, when the wavelength of an externally incident ray is included in a spectrum reflected by the optical layer, and the externally incident ray corresponds to a p-polar ray, at least 75% of the externally incident ray is predetermined. It can be blocked from being delivered to the viewing space. Or, if the wavelength of the light incident from the outside is not included in the spectrum reflecting at least a portion of the received light by the optical layer, or if the light incident from the outside corresponds to the s-polar light, The whole can be blocked from being delivered to the predetermined viewing space.
도 3은 일실시예에 따른 굴절률이 다른 매질로 입사하는 광선의 극성 및 입사각에 따른 반사율을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram illustrating a reflectance according to polarity and an incident angle of light rays incident on a medium having different refractive indices, according to an exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, 한 매질에서 굴절률이 다른 매질로 광(light)이 입사될 때 두 물질의 굴절지수의 차이로 인하여 표면에서 광이 일부 반사하는 현상이 나타날 수 있다. 표면에서 광이 반사하는 정도는 광선의 극성과, 두 매질의 경계면에 광이 입사되는 각도에 의하여 결정될 수 있다. 도 3에 도시된 그래프는 굴절률이 작은 매질인 공기(굴절률 1.0)에서 큰 매질인 유리(굴절률 1.5)로 광선이 입사될 때, 그 입사각에 따른 반사율을 나타낸 것일 수 있다. 그래프에 따르면, 임계 각(예를 들어, 브루스터 각()(330)에서 p-극성의 광선(320)의 반사율은 0에 가깝고, s-극성의 반사율은 약 20%일 수 있다. 따라서, 광학 레이어로 입사되는 광선의 입사각이 임계 각(330)이 되도록 조정하면, p-극성의 광선(320)은 반사 없이 투과될 수 있다. 이하, 도 1 및 도 2에서 설명된 실시예의 일부를 더 상세하게 설명한다.Referring to FIG. 3, when light enters a medium having different refractive indices in one medium, light may partially reflect from a surface due to a difference in refractive index of two materials. The degree of reflection of light at the surface can be determined by the polarity of the light beam and the angle at which light is incident on the interface between the two media. The graph shown in FIG. 3 may indicate reflectance according to the incident angle when light is incident on the glass (refractive index 1.5) from the air (refractive index 1.0), which is a medium having a small refractive index. According to the graph, the critical angle (e.g., Brewster angle ( At 330, the reflectivity of the p-polar light ray 320 may be close to zero, and the reflectance of the s-polar light may be about 20%. Thus, if the angle of incidence of light rays incident on the optical layer is adjusted to be the
도 1에서, 하나 이상의 거울(130)은 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선(320)이 반사되는 방향을 조정함으로써, 하나 이상의 거울(130)에서 반사된 광선이 광학 레이어(140)에 입사될 때 임계 각(330)을 입사각으로 가지도록 할 수 있다. 또는, 출력부(110)의 적절한 설계를 통해서, 하나 이상의 거울(130)을 사용하지 않고도 광선이 광학 레이어(140)에 입사될 때 임계 각(330)을 입사각으로 가지도록 할 수 있다. In FIG. 1, the one or
광학 레이어(140)는 미리 정해진 제2 스펙트럼 내에서 수신된 광선의 적어도 일부를 반사시킬 수 있고, 미리 정해진 제2 스펙트럼은 출력부(110)에서 이용하는 미리 정해진 제1 스펙트럼을 포함할 수 있다.The
광학 레이어(140)가 차량의 윈드 실드(windshield)(150)와 내부 유리 레이어(cover layer) 사이에 위치하는 경우, 차량 내부의 공기와 내부 유리 레이어의 경계면에서는 반사 계수가 0이 되어 광선이 반사 없이 투과되지만 광학 레이어(140)의 성질에 의하여 광선의 적어도 일부가 반사될 수 있다. 광학 레이어(140)가 차량의 윈드 실드(150) 바깥에 위치하는 경우에도, 차량 내부의 공기와 내부 유리 레이어의 경계면에서는 반사 계수가 0이 되어 광선이 반사 없이 투과되지만 광학 레이어(140)에서는 광학 레이어(140)의 성질에 의하여 광선의 적어도 일부가 반사될 수 있다. 광학 레이어(140)가 내부 유리 레이어 안쪽에 위치하는 경우, 광선이 내부 유리 레이어에 도달하기 전에 광학 레이어(140)에 먼저 도달하게 되고, 광학 레이어(140)의 성질에 의하여 광선의 적어도 일부가 반사될 수 있다.When the
도 1에서, 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선(320)이 광학 레이어(140)에 입사될 때 임계 각(330) 이외의 값을 입사각으로 가진다고 가정하는 경우에도, 광학 레이어(140)에서 광선의 적어도 일부가 반사될 수 있다. 다만, p-극성의 광선(320)이 광학 레이어(140)에 입사될 때 임계 각(330)을 입사각으로 가지도록 조정하지 않을 경우, 광학 레이어(140)뿐만 아니라 차량 내부의 공기와 내부 유리 레이어의 경계면에서의 반사 계수가 0이 되지 않을 수 있다. 이 경우, 정보를 포함하는 p-극성의 광선(320)이 이중으로 나뉘어 미리 정해진 시청공간으로 반사될 수 있으므로, 차량의 운전자가 시청하는 HUD 영상은 흐리게 보이거나 두 개가 겹쳐 보이는 형태가 되어 가시성이 저하될 수 있다. 이는 운전 중의 위험을 초래할 수 있으며 운전자의 불편을 야기할 수 있으므로, p-극성의 광선(320)이 광학 레이어(140)에 입사될 때 임계 각(330)을 입사각으로 가지도록 조정될 수 있다.In FIG. 1, even when it is assumed that the p-polar light ray 320 including visual information has a value other than the
도 2에서, 외부에서 입사되는 광선은 차량의 윈드 실드 및 광학 레이어(250)로 입사될 때 다양한 입사각을 가질 수 있다. 제3 광선(213) 및 제4 광선(214)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지지 않으므로, 광학 레이어(250)의 성질에 의하여 반사되지 않을 수 있다. 도 3을 참조하면, 제3 광선(213)은 s-극성(310)을 가지고, 윈드 실드로 입사될 때 굴절률의 변화에 의하여 반사될 수 있다. In FIG. 2, light rays incident from the outside may have various incident angles when incident to the wind shield and the
일실시예에 따르면, p-극성의 광선을 출력하는 출력부와 s-극성의 광선을 흡수하는 편광판을 이용함으로써, 외부로부터 입사되는 p-극성의 광선이 운전자의 시야를 방해하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 제4 광선(214)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지지 않으므로, 광학 레이어(250)의 성질에 의하여 반사되지 않을 수 있다. 제4 광선(214)이 광학 레이어(250)에 입사될 때 임계 각의 입사각으로 가지고, 제4 광선(214)은 p-극성의 광선(320)에 해당하므로, 차량 내부의 공기와 내부 유리 레이어 사이의 경계면에서의 반사 계수가 0이 될 수 있다. 따라서, 차량 내부를 진행하여 유리 레이어에 도달한 광선은 굴절률의 변화에도 불구하고 반사되지 않을 수 있다. 따라서, 제4 광선(214)의 전부는 광학 레이어(250)를 투과하여 외부로 진행할 수 있으므로, 미리 정해진 시청공간으로 반사되지 않을 수 있다. According to one embodiment, by using the output unit for outputting the p-polar light rays and the polarizing plate to absorb the s-polar light rays, it is possible to prevent the p-polar light rays incident from the outside obstruct the driver's view. have. For example, since the
도 4는 일실시예에 따른 광학 레이어가 반사시키는 광선의 파장의 스펙트럼의 예시도이다.4 is an exemplary diagram of a spectrum of wavelengths of light reflected by an optical layer, according to an exemplary embodiment.
도 4를 참조하면, 광학 레이어는 미리 정해진 제2 스펙트럼 내에서 수신된 광선의 적어도 일부를 반사시킬 수 있으며, 미리 정해진 제2 스펙트럼은 출력부에서 이용되는 미리 정해진 제1 스펙트럼을 포함할 수 있다. 그래프 (a)(410) 내지 그래프 (e)(450)는 가능한 제2 스펙트럼의 범위 및 가능한 반사도에 대한 그래프일 수 있다. 그래프 (a)(410) 내지 그래프 (e)(450)에서 B는 청색 계통(blue)의 파장을 나타내고, G는 녹색 계통(green)의 파장을 나타내며, R은 적색 계통(red)의 파장을 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 4, the optical layer may reflect at least some of the received light rays within the second predetermined spectrum, and the second predetermined spectrum may include the first predetermined spectrum used at the output unit. Graphs (a) 410 through (e) 450 may be graphs of the range of possible second spectra and the possible reflectivity. In graphs (a) 410 to (e) 450, B represents the wavelength of blue, G represents the wavelength of green, and R represents the wavelength of red. Can be represented.
미리 정해진 제2 스펙트럼은 청색 계통의 파장, 녹색 계통의 파장, 및 적색 계통의 파장 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 그래프 (a)(410)에는 미리 정해진 제2 스펙트럼이 청색 계통의 파장, 녹색 계통의 파장, 및 적색 계통의 파장 전부를 포함하는 것으로 도시하였으나, 제2 스펙트럼이 이들 중 일부만을 포함할 수도 있다. 다만, 출력부에서 시각적 정보를 포함하는 광선을 출력한다는 점을 감안하면, 미리 정해진 시청공간으로 반사되는 광선 또한 가시성이 있어야 하므로, 청색 계통의 파장, 녹색 계통의 파장, 및 적색 계통의 파장 중 적어도 일부는 포함할 수 있다.The second predetermined spectrum may include at least a portion of the wavelength of the blue system, the wavelength of the green system, and the wavelength of the red system. For convenience of description, the graph (a) 410 shows that the second predetermined spectrum includes all of the wavelengths of the blue system, the wavelength of the green system, and the wavelengths of the red system, but the second spectrum includes only some of them. It may also include. However, considering that the output unit outputs light rays including visual information, the light rays reflected in the predetermined viewing space must also be visible, and therefore, at least one of the wavelength of the blue system, the wavelength of the green system, and the wavelength of the red system Some may include.
미리 정해진 제2 스펙트럼이 청색 계통의 파장, 녹색 계통의 파장, 및 적색 계통의 파장 중 적어도 일부를 포함하는 경우, 각각에 대하여 제2 스펙트럼이 포함하는 파장의 범위는 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 그래프 (b)(420)에서 청색 계통의 파장, 녹색 계통의 파장, 및 적색 계통의 파장에 대하여 제2 스펙트럼이 포함하는 파장의 범위는 그래프 (a)(410)에서 청색 계통의 파장, 녹색 계통의 파장, 및 적색 계통의 파장에 대하여 제2 스펙트럼이 포함하는 파장의 범위보다 상대적으로 넓을 수 있다.When the second predetermined spectrum includes at least some of the wavelength of the blue system, the wavelength of the green system, and the wavelength of the red system, the range of wavelengths included in the second spectrum may be variously determined for each. For example, the range of wavelengths included in the second spectrum with respect to the wavelength of the blue system, the wavelength of the green system, and the wavelength of the red system in graph (b) 420 is shown in the graph (a) 410. The wavelength, the wavelength of the green line, and the wavelength of the red line may be relatively wider than the range of the wavelength included in the second spectrum.
미리 정해진 제2 스펙트럼에 대한 반사율은 다양하게 결정될 수 있다. 미리 정해진 제2 스펙트럼에 대한 반사율은 요구되는 가시성(visibility)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 그래프 (c)(430)에서 미리 정해진 제2 스펙트럼에 대한 광학 레이어의 반사율은 그래프 (a)(410)에서 미리 정해진 제2 스펙트럼에 대한 광학 레이어의 반사율보다 상대적으로 작은 값을 가질 수 있다.The reflectance for the second predetermined spectrum can be variously determined. The reflectance for the second predetermined spectrum can be determined based on the required visibility. For example, the reflectance of the optical layer for the second predetermined spectrum in graph (c) 430 may have a value that is relatively smaller than the reflectance of the optical layer for the second predetermined spectrum in graph (a) 410. Can be.
미리 정해진 제2 스펙트럼은 청색 계통의 파장, 녹색 계통의 파장, 및 적색 계통의 파장뿐만 아니라, 다른 파장 또한 포함할 수 있다. 일 예시로써, 그래프 (d)(440)에서, 미리 정해진 제2 스펙트럼은 청색 계통의 파장, 녹색 계통의 파장, 및 적색 계통의 파장뿐만 아니라 적외선 계통의 파장 또한 포함할 수 있다. 외부에서 입사되는 광선 중 적외선 계통의 파장을 가지는 광선이 차량 내부로 입사되면 적외선 복사에 의하여 차량 내부의 온도가 상승할 수 있으므로, 미리 정해진 제2 스펙트럼이 적외선 계통의 파장을 포함함으로써 적외선 복사에 의한 차량 내부의 온도 상승을 완화 또는 방지할 수 있다. 또 다른 예시로써, 그래프 (e)(450)에서, 미리 정해진 제2 스펙트럼은 전체 파장을 포함할 수 있다. 다만, 미리 정해진 제2 스펙트럼이 전체 파장을 포함하는 경우, 반사율이 1에 가까워지면 외부에서 입사되는 광선이 광학 레이어에서 실질적으로 모두 반사되어 운전자가 외부 환경에 대한 시야를 확보하지 못하게 되므로, 반사율은 1 미만의 값(예를 들어, 0.5)으로 결정될 수 있다.The second predetermined spectrum may include not only the wavelength of the blue line, the wavelength of the green line, and the wavelength of the red line, but also other wavelengths. As an example, in graph (d) 440, the second predetermined spectrum may include the wavelength of the blue line, the wavelength of the green line, and the wavelength of the infrared line as well as the wavelength of the red line. When a ray having a wavelength of an infrared ray system is incident inside the vehicle, the temperature inside the vehicle may increase due to infrared radiation, and thus, the second predetermined spectrum includes the wavelength of the infrared ray system. The temperature rise inside the vehicle can be alleviated or prevented. As another example, in graph (e) 450, the second predetermined spectrum may include the entire wavelength. However, when the second predetermined spectrum includes the entire wavelength, when the reflectance is close to 1, since the light incident from the outside is substantially reflected in the optical layer, the driver does not have a view of the external environment. It can be determined as a value less than 1 (eg, 0.5).
도 5는 일실시예에 따른 광학 레이어의 동작을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing an operation of an optical layer, according to an exemplary embodiment.
도 5를 참조하면, 출력부에서 출력된 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선(510)이 임계 각을 입사각으로 가지면서 내부 유리 레이어(540)에 입사되는 경우, 차량 내부의 공기와 내부 유리 레이어(540) 사이의 경계면에서의 반사 계수가 0이 될 수 있다. 따라서, 차량 내부를 진행하여 유리 레이어에 도달한 광선은 굴절률의 변화에도 불구하고 반사되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 5, when the p-
내부 유리 레이어(540)를 통과한 광선(510)이 광학 레이어(530)에 입사되는 경우, 광학 레이어(530)의 성질에 의하여 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지는 광선(510)의 적어도 일부가 반사될 수 있다. 미리 정해진 제2 스펙트럼에 대하여 광학 레이어(530)의 반사율이 100%인 경우, 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지는 광선(510) 전부가 반사될 수 있다. 미리 정해진 제2 스펙트럼에 대하여 광학 레이어(530)의 반사율이 100%가 아닌 경우, 광선(510)의 일부는 광학 레이어(530)를 통과하여 진행할 수 있다. 광선(510) 이 내부 유리 레이어(540)에 입사될 때의 입사각은 임계 각에 해당하고, 굴절률이 작은 차량 내부 공기에서 굴절률이 큰 내부 유리 레이어로 입사된 경우 굴절각은 입사각보다 더 작아질 수 있다. 광선(510)이 차량 내부 공기에서 내부 유리 레이어(540)로 입사될 때의 굴절각은 광선(510)이 차량의 윈드 실드(520)에서 차량 외부 공기로 입사될 때의 입사각이 되므로, 이 때의 입사각은 임계 각을 가지고, 경계면에서의 반사 계수는 0이 될 수 있다. 따라서, 차량의 윈드 실드(520)를 진행하여 차량의 윈드 실드(520)와 차량 외부 공기의 경계면에 도달한 광선은 굴절률의 변화에도 불구하고 반사되지 않을 수 있다. 즉, 미리 정해진 제2 스펙트럼에 대하여 광학 레이어(530)의 반사율이 100%가 아니더라도, 광학 레이어(530)에서만 반사가 일어날 수 있다. 광학 레이어(530)에서만 반사가 일어나면, 광선(510)이 이중으로 나뉘어 반사되지 않으므로, 차량의 운전자가 시청하는 HUD 영상이 흐리게 보이거나 두 개가 겹쳐 보이지 않도록 할 수 있다.When the
광학 레이어(530)의 반사율이 100%인 경우, 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지는 광선 중 p-극성의 광선(510) 전부가 광학 레이어(530)에서 반사되므로 차량의 윈드 실드(520) 바깥에 존재하는 물, 얼음, 진흙 등의 다양한 이물질(550)에 영향을 받지 않을 수 있다. 반면, 광학 레이어(530)의 반사율이 100%가 아닌 경우, 광선(510)의 일부가 차량의 윈드 실드(520)와 이물질(550)의 경계면에 도달할 수 있다. 이 경우, 이물질에 의하여 광선의 반사가 일어날 수 있다. 이물질에 의하여 광선의 반사가 일어나면, 광선(510)이 이중으로 나뉘어 반사되므로, 차량의 운전자가 시청하는 HUD 영상은 흐리게 보이거나 두 개가 겹쳐 보이는 형태가 되어 가시성이 저하될 수 있다. 다만, 광학 레이어(530)의 반사율을 R이라고 두면, 차량 내부 공기에서 내부 유리 레이어(540)로 입사되는 광선(510)의 최대 (1-R)만큼이 광학 레이어(530)를 투과할 수 있고, 이물질에 의하여 반사가 일어난 광선의 최대 (1-R)만큼이 다시 광학 레이어(530)를 투과할 수 있으므로, 유리 레이어(540)로 입사되는 광선(510)의 최대 (1-R)2만큼이 이물질에 의하여 반사될 수 있다. 따라서, R이 1에 가까운 값일수록 이물질에 의한 이중 반사는 줄어들 수 있다.When the reflectance of the
이상, 설명의 편의를 위하여 광학 레이어(530)가 차량의 윈드 실드(520)와 내부 유리 레이어(540) 사이에 위치하도록 구현된 실시예들을 설명하였으나, 경우에 따라 광학 레이어가 차량의 윈드 실드(520) 바깥에 위치하거나, 내부 유리 레이어(540) 안쪽에 위치할 수도 있다. 다만, 이러한 경우에도 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지는 광선 중 p-극성의 광선(510)이 임계 각을 입사각으로 가지는 경우, 내부 유리 레이어(540) 및 차량의 윈드 실드(520)에서는 반사가 일어날 수 없고, 광학 레이어(530)에서만 반사가 일어날 수 있다. 또한, 차량의 윈드 실드(520) 바깥에 존재하는 이물질(550)에 의한 이중 반사의 경우에도, 광선(510)이 광학 레이어(530)를 두 번 투과한다는 점은 동일하다. 따라서, 상술한 설명들에 의하여, 광학 레이어가 차량의 윈드 실드(520) 바깥에 위치하거나 내부 유리 레이어(540) 안쪽에 위치하는 실시예 또한 마찬가지로 설명이 가능할 수 있다.In the above, the embodiments in which the
도 6은 일실시예에 따른 편광 안경을 착용했을 때의 HUD 영상의 가시성을 설명하기 위한 도면이다. HUD 시스템의 출력부가 LCD 디스플레이를 기반으로 하는 경우, 편광 안경(예를 들어, 편광 선글라스 등)의 편광 방향과 LCD 디스플레이의 편광 방향이 직교하여, 사용자는 HUD 영상을 시청할 수 없는 문제가 존재한다. 일 실시예에 따르면, p-극성의 영상을 이용하여 시각적 정보를 제공함으로써 편광 안경을 착용한 사용자에게도 문제없이 HUD 영상이 제공될 수 있다.6 is a diagram illustrating visibility of a HUD image when wearing polarized glasses according to an exemplary embodiment. When the output unit of the HUD system is based on the LCD display, the polarization direction of the polarizing glasses (for example, polarized sunglasses, etc.) and the polarization direction of the LCD display are orthogonal, so that a user may not be able to view the HUD image. According to an embodiment, the HUD image may be provided to the user wearing the polarized glasses without any problem by providing visual information using the p-polar image.
도 6을 참조하면, 출력부에서 출력된 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선(610)이 임계 각을 입사각으로 가지면서 내부 유리 레이어 또는 광학 레이어(620)에 입사되는 경우, 차량 내부의 공기와 내부 유리 레이어 사이의 경계면에서의 반사 계수가 0이 될 수 있으므로, 광선(610)은 내부 유리 레이어에서 반사되지 않는다. 출력부에서 출력된 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선(610)은 미리 정해진 제1 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지고, 미리 정해진 제1 스펙트럼은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함될 수 있다. 다시 말해, 광선(610)은 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가질 수 있다. 내부 유리 레이어를 통과한 광선(610)이 광학 레이어(620)에 입사되는 경우, 광학 레이어(620)의 성질에 의하여 미리 정해진 제2 스펙트럼에 포함되는 파장을 가지는 광선(610)의 적어도 일부가 반사될 수 있다. Referring to FIG. 6, when the p-
운전자는 p-편광 안경(630)을 착용하여 운전 중의 눈부심을 방지함으로써 편의를 도모하고 운전 중의 위험을 방지할 수 있다. 출력부에서 출력된 시각적 정보를 포함하는 광선(610)은 p-극성의 광선에 해당하므로, p-편광 안경(630)의 편광 렌즈를 통과할 수 있다. 따라서, 운전자가 p-편광 안경(630)을 착용한 경우에도 HUD 영상의 가시성이 확보될 수 있다. p-편광 안경(630)은 예를 들어, 편광 선글라스를 포함할 수 있다.The driver may wear p-polarized
도 7은 일실시예에 따른 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선의 진행을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an operation of a p-polar light ray including visual information according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 출력부에서 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선을 출력할 수 있다(710). 단계 710은 도 1의 출력부(110)에 의하여 수행될 수 있다. 출력된 광선은 p-극성의 광선을 통과시키고 s-극성의 광선을 흡수하는 편광판을 통과할 수 있다(720). 단계 720은 도 1의 편광판(120)에 의하여 수행될 수 있다. 편광판을 통과한 광선은 하나 이상의 거울에서 반사될 수 있다(730). 하나 이상의 거울은 광선이 투사되는 방향 및 차량의 운전자가 시청하게 될 HUD 영상의 크기를 적절하게 조정할 수 있으나, 이는 출력부의 적절한 설계를 통해서도 달성 가능한 것이므로, 이러한 목적을 달성하기 위하여 하나 이상의 거울이 반드시 필수적인 것은 아니다. 단계 730은 도 1의 하나 이상의 거울(130)에 의하여 수행될 수 있다. 하나 이상의 거울에서 반사된 광선(하나 이상의 거울에서 반사되지 않은 경우, 편광판을 통과한 광선)은 광학 레이어에서 적어도 일부가 미리 정해진 시청공간으로 반사될 수 있다(740). 단계 740은 도 1의 광학 레이어(140)에 의하여 수행될 수 있다.Referring to FIG. 7, the output unit may output a p-polar ray including visual information (710). Step 710 may be performed by the
도 8은 일실시예에 따른 외부에서 입사된 광선의 진행을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an operation of an incident light beam from the outside according to an exemplary embodiment.
도 8을 참조하면, 외부에서 입사된 광선이 광학 레이어에서 수신될 수 있다(801). 외부에서 입사된 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되는 경우(802), 광학 레이어의 반사율이 100%인지 여부(803)에 따라 광선의 진행이 달라질 수 있다. 외부에서 입사된 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되는 경우는 도 2의 제1 광선(211) 및 제2 광선(212)에 대응될 수 있다. 광학 레이어의 반사율이 100%인 경우, 광선은 완전히 외부로 반사될 수 있다(804). 광학 레이어의 반사율이 100%가 아닌 경우, 광선의 일부는 외부로 반사되고, 나머지 일부는 광학 레이어를 투과할 수 있다(805).Referring to FIG. 8, an externally incident ray may be received at the optical layer (801). When the wavelength of the light incident from the outside is included in the second spectrum (802), the propagation of the light may vary depending on whether the reflectance of the optical layer is 100% (803). When the wavelength of the light incident from the outside is included in the second spectrum, it may correspond to the
외부에서 입사된 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되지 않는 경우(802), 광선은 광학 레이어를 투과할 수 있다(806). 외부에서 입사된 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되지 않는 경우는 도 2의 제3 광선(213) 및 제4 광선(214)에 대응될 수 있다. 광학 레이어에서 투과(805, 806)된 광선은 하나 이상의 거울에서 반사될 수 있다(807). 하나 이상의 거울에서 반사된 광선은 편광판에 투사될 수 있다(808). s-극성의 광선(809)은 편광판에서 흡수될 수 있다(810). s-극성의 광선은 도 2의 제1 광선(211) 및 제3 광선(213)에 대응될 수 있다. p-극성의 광선(809)은 편광판을 통과하고, 출력부에서 반사될 수 있다(811). p-극성의 광선은 도 2의 제2 광선(212) 및 제4 광선(214)에 대응될 수 있다. 출력부에서 반사된 광선은 하나 이상의 거울에서 반사될 수 있다(812). 다만, 편광판 및 출력부가 적절히 설계된 경우 하나 이상의 거울이 반드시 필요한 것은 아니므로, 경우에 따라 단계 807 및 단계 812는 생략될 수 있다.If the wavelength of the light incident from the outside is not included in the second spectrum (802), the light beam may pass through the optical layer (806). When the wavelength of the light incident from the outside is not included in the second spectrum, it may correspond to the third
하나 이상의 거울에서 반사된 광선(하나 이상의 거울에서 반사되지 않은 경우, 편광판을 통과한 광선)은 광학 레이어에 투사될 수 있다(813). 광학 레이어에 투사된 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되는 경우(814), 광선의 일부가 미리 정해진 시청공간으로 반사될 수 있다(815). 광학 레이어에 투사된 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되는 경우는 도 2의 제2 광선(212)에 대응될 수 있다. 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되는 경우, 단계 802에서 단계 803으로 동작이 진행되었을 것이므로, 단계 815까지 동작이 진행되기 위해서는 단계 805에서 단계 807로 동작이 진행되었어야 한다. 즉, 단계 805로 동작이 진행하기 위해서는 광학 레이어의 반사율이 100%일 수 없으므로, 단계 815에서 '적어도 일부'가 아닌, '일부'가 미리 정해진 시청공간으로 반사될 수 있다. 광학 레이어에 투사된 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되지 않는 경우(814), 광선은 광학 레이어를 투사할 수 있다(816). 광학 레이어에 투사된 광선의 파장이 제2 스펙트럼에 포함되지 않는 경우는 도 2의 제4 광선(214)에 대응될 수 있다.Light rays reflected from one or more mirrors (rays passing through the polarizer, if not reflected from one or more mirrors) may be projected to the optical layer (813). When the wavelength of the light beam projected on the optical layer is included in the second spectrum (814), a portion of the light beam may be reflected to the predetermined viewing space (815). When the wavelength of the light beam projected on the optical layer is included in the second spectrum, it may correspond to the second
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.The embodiments described above may be implemented as hardware components, software components, and / or combinations of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments may include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors, microcomputers, field programmable gates (FPGAs). It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as an array, a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process and generate data in response to the execution of the software. For the convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person skilled in the art will appreciate that the processing device includes a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as parallel processors.
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.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process it independently or collectively. You can command the device. Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device in order to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. Or may be permanently or temporarily embodied in a signal wave to be transmitted. The software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
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.The method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
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.Although the embodiments have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.
Claims (19)
s-극성의 광선(s-polarized radiation)을 흡수하고, p-극성의 광선을 통과시키는 편광판; 및
상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 반사시키는 광학 레이어
를 포함하는, AR 디스플레이 장치.
An output unit for outputting p-polarized radiation including visual information within a predetermined spectrum;
a polarizing plate that absorbs s-polarized radiation and passes p-polarized radiation; And
An optical layer reflecting at least a portion of the light ray having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum
It includes, AR display device.
상기 출력부는
상기 시각적 정보를 포함하는 상기 p-극성의 광선이 상기 편광판을 통과하여 상기 광학 레이어로 투영되도록, 상기 시각적 정보를 포함하는 상기 p-극성의 광선을 출력하는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The output unit
Outputting the p-polar light beam including the visual information such that the p-polar light beam including the visual information is projected through the polarizer to the optical layer,
AR display device.
상기 광학 레이어는
상기 편광판을 통과한 상기 p-극성의 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 미리 정해진 시청공간으로 반사시키는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The optical layer is
Reflecting at least a portion of the light rays having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum among the p-polar light rays passing through the polarizing plate to a predetermined viewing space,
AR display device.
상기 출력부는
상기 미리 정해진 스펙트럼에 기초하여 상기 시각적 정보를 표시하는 디스플레이 패널; 및
광(light)을 상기 디스플레이 패널에 제공하는 광원
을 포함하는, AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The output unit
A display panel displaying the visual information based on the predetermined spectrum; And
A light source providing light to the display panel
Including, AR display device.
상기 시각적 정보를 포함하는 상기 p-극성의 광선은
상기 광학 레이어로 투영될 때 미리 정해진 임계 각으로 입사되는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The p-polar rays containing the visual information
Incident at a predetermined critical angle when projected onto the optical layer,
AR display device.
상기 편광판은
외부에서 입사되어 상기 광학 레이어를 통과한 광선 중 s-극성의 광선을 흡수하는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The polarizer is
Absorbs s-polar rays of light that are incident from the outside and pass through the optical layer,
AR display device.
외부에서 입사되어 상기 광학 레이어를 통과한 광선 중 p-극성의 광선은 상기 편광판을 통과하여 상기 출력부에 의하여 반사되고,
상기 출력부에 의하여 반사된 상기 p-극성의 광선은 상기 편광판을 통과하여 상기 광학 레이어로 투영되는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
Among the light rays incident from the outside and passed through the optical layer, p-polar light rays pass through the polarizing plate and are reflected by the output unit,
The p-polar light rays reflected by the output part are projected through the polarizer to the optical layer,
AR display device.
상기 외부에서 입사되는 p-극성의 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 p-극성의 광선은 상기 광학 레이어에 의하여 반사되고,
상기 외부에서 입사되는 p-극성의 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼 이외의 파장을 가지는 p-극성의 광선은 상기 광학 레이어 및 상기 편광판을 통과하여 상기 출력부에 의하여 반사되며,
상기 출력부에 의하여 반사된 상기 미리 정해진 스펙트럼 이외의 파장을 가지는 p-극성의 광선은 상기 편광판을 통과하여 상기 광학 레이어로 투영되고, 상기 광학 레이어에 의하여 반사되지 않고 상기 광학 레이어를 통과하는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
P-polar light rays having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum among the p-polar light rays incident from the outside are reflected by the optical layer,
Among the p-polar light rays incident from the outside, p-polar light rays having wavelengths other than the predetermined spectrum are reflected by the output part through the optical layer and the polarizing plate,
A p-polar light ray having a wavelength other than the predetermined spectrum reflected by the output part is projected to the optical layer through the polarizing plate and passes through the optical layer without being reflected by the optical layer,
AR display device.
상기 광학 레이어는
상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선을 미리 정해진 반사율에 따라 반사시키는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The optical layer is
Reflecting a light ray having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum according to a predetermined reflectance,
AR display device.
상기 미리 정해진 스펙트럼은 복수의 파장들을 포함하고,
상기 광학 레이어는 상기 복수의 파장들 별로 상이한 반사율을 가지는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The predetermined spectrum comprises a plurality of wavelengths,
The optical layer has a different reflectance for each of the plurality of wavelengths,
AR display device.
상기 미리 정해진 스펙트럼은
적색 계통의 파장을 가지는 광선, 녹색 계통의 파장을 가지는 광선, 및 청색 계통의 파장을 가지는 광선 중 적어도 하나를 포함하는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The predetermined spectrum is
At least one of a light ray having a wavelength of a red line, a light ray having a wavelength of a green line, and a light ray having a wavelength of a blue line,
AR display device.
상기 광학 레이어의 반사율은
상기 광학 레이어에 의하여 요구되는 가시성(visibility)에 기초하여 결정되는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The reflectance of the optical layer is
Determined based on the visibility required by the optical layer,
AR display device.
상기 광학 레이어는
상기 외부에서 입사되는 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 반사시키는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The optical layer is
Reflecting at least a portion of a light ray having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum among light rays incident from the outside;
AR display device.
상기 광학 레이어는
상기 외부에서 입사되는 광선 중 적외선 계통의 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 반사시키는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The optical layer is
Reflecting at least a portion of light rays having a wavelength of an infrared ray system among the light rays incident from the outside,
AR display device.
상기 광학 레이어는
상기 차량의 윈드 실드(windshield)와 내부 유리 레이어(cover layer) 사이, 상기 차량의 윈드 실드(windshield)의 바깥, 혹은 상기 내부 유리 레이어(cover layer) 안쪽에 위치하는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The optical layer is
Located between the windshield and the inner glass layer of the vehicle, outside the windshield of the vehicle, or inside the inner glass layer,
AR display device.
상기 광학 레이어는
회절 광학 소자(DOE) 및 홀로그래픽 광학 소자(HOE) 중 적어도 하나를 포함하는,
AR 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The optical layer is
At least one of a diffractive optical element (DOE) and a holographic optical element (HOE),
AR display device.
편광판을 이용하여, 상기 출력부에 의하여 출력된 상기 p-극성의 광선을 통과시키는 단계; 및
광학 레이어를 이용하여, 상기 편광판에서 통과된 상기 p-극성의 광선의 적어도 일부를 미리 정해진 시청공간으로 반사시키는 단계
를 포함하는, AR 디스플레이 방법.
Outputting a p-polar ray comprising visual information within a predetermined spectrum using an output;
Passing the p-polar light beam output by the output unit using a polarizing plate; And
Reflecting at least a portion of the p-polar light beam passing through the polarizer into a predetermined viewing space using an optical layer
Including, AR display method.
상기 시각적 정보를 포함하는 p-극성의 광선을 출력하는 단계는
상기 시각적 정보를 포함하는 상기 p-극성의 광선이 상기 편광판을 통과하여 상기 광학 레이어로 투영되도록, 상기 시각적 정보를 포함하는 상기 p-극성의 광선을 출력하는 단계
를 포함하는, AR 디스플레이 방법.
The method of claim 17,
Outputting a p-polar light ray comprising the visual information
Outputting the p-polar light beam including the visual information such that the p-polar light beam including the visual information is projected through the polarizer to the optical layer.
Including, AR display method.
상기 미리 정해진 시청공간으로 반사시키는 단계는
상기 편광판을 통과한 상기 p-극성의 광선 중 상기 미리 정해진 스펙트럼에 대응하는 파장을 가지는 광선의 적어도 일부를 상기 미리 정해진 시청공간으로 반사시키는 단계
를 포함하는, AR 디스플레이 방법.The method of claim 17,
Reflecting to the predetermined viewing space
Reflecting at least a portion of the light ray having a wavelength corresponding to the predetermined spectrum among the p-polar light rays passing through the polarizing plate to the predetermined viewing space
Including, AR display method.
Priority Applications (4)
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