KR20220006646A - 헤드-업 디스플레이 시스템, 능동 발광 이미지 원, 헤드-업 디스플레이 및 자동차 - Google Patents
헤드-업 디스플레이 시스템, 능동 발광 이미지 원, 헤드-업 디스플레이 및 자동차 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220006646A KR20220006646A KR1020217040998A KR20217040998A KR20220006646A KR 20220006646 A KR20220006646 A KR 20220006646A KR 1020217040998 A KR1020217040998 A KR 1020217040998A KR 20217040998 A KR20217040998 A KR 20217040998A KR 20220006646 A KR20220006646 A KR 20220006646A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- head
- micro
- lens
- display system
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 41
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 33
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 22
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 20
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 35
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 45
- 230000008859 change Effects 0.000 description 17
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 3
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 3
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000003380 Passiflora rubra Species 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000007 bat wing Anatomy 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- -1 tungsten halogen Chemical class 0.000 description 1
- 208000008918 voyeurism Diseases 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
- G02B30/29—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays characterised by the geometry of the lenticular array, e.g. slanted arrays, irregular arrays or arrays of varying shape or size
-
- 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
-
- 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
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
-
- 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
- G02B2027/0132—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
- G02B2027/0134—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems of stereoscopic type
-
- 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
- G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
- G02B2027/0181—Adaptation to the pilot/driver
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
- H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
헤드-업 디스플레이 시스템, 능동 발광 이미지 원, 헤드-업 디스플레이 및 자동차. 헤드-업 디스플레이 시스템은 미리 설정된 규칙에 따라 배치되는 복수의 광원들(10); 복수의 마이크로렌즈들(201)을 포함하는 마이크로렌즈 어레이(20) -각각의 마이크로렌즈(201)는 하나 이상의 광원들(10)에 대응하고 하나 이상의 광원들(10)에 의해 방출된 광의 광축 방향을 조정하는 마이크로렌즈 어레이(20) )대응하고, 마이크로렌즈 어레이(20)는 상기 복수의 광원(10)에서 방출된 광의 광축들을 수렴하여 마이크로렌즈 어레이(20)에서 방출된 광의 광축이 미리 결정된 범위(100)로 향하도록 함-; 및 광원(10)으로부터 떨어져서 마이크로렌즈 어레이(20) 측에 설치되어 관찰 영역(200)에 광을 조사하는 반사 이미징 장치(30)를 포함한다. 마이크로렌즈 어레이(20)를 제공함으로써, 광원들(10)에 의해 방출되는 특정한 발산각을 갖는 광을 동일한 방향으로 유도하여 광원들(10)에 의해 방출되는 광의 이용률 및 밝기를 향상시킬 수 있다.
Description
본 출원은 2019년 5월 17일에 출원된 중국 특허 출원 201910412213.8호 및 2020년 4월 22일에 출원된 중국 특허 출원 202010321007.9호의 우선권을 주장하고, 그 개시는 모든 목적을 위해 본 출원의 일부로서 그 전체가 참고로 본 명세서에 포함된다.
본 개시는 헤드-업 디스플레이 시스템(head-up display system), 능동 발광 이미지 원, 헤드-업 디스플레이 및 자동차에 관한 것이다.
HUD(헤드-업 디스플레이)(head-up display)는 일종의 반사형 광학 설계(reflective optical design)로 이미지 원에 의해 방출된 광을 최종적으로 디스플레이 창(displaying window)(디스플레이 패널(displaying panel), 전면 유리(windshield) 등)에 투사하여, 운전자가 아래를 내려다보지 않고 직접 픽처(picture)를 볼 수 있도록 하여 운전 중 대시보드(dashboard)를 내려다보는 운전자의 주의산만(distraction)을 방지하고 운전 안전율(driving safety factor)를 향상시키고 더 나은 운전 경험(driving experience)을 제공한다.
현재 디스플레이 창을 통해 디스플레이되는 HUD 이미지는 밝기(brightness)가 좋지 않아 직사광선(direct sunlight)과 같은 강한 광 아래서는 HUD 이미지를 선명하게 보기 어려운 경우가 많다. 전면 유리에 디스플레이되는 HUD 이미지의 밝기를 확실하게 하기 위해서는 HUD 이미지 원의 밝기를 향상시킬 필요가 있다. 기존의 HUD 설계는 기본적으로 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)(LCD)를 이미지 원으로 사용하지만 LCD 이미지 원은 광원으로부터의 광의 이용률(utilization rate)이 낮다. 결과적으로, 이미지 원의 밝기를 향상시켜 HUD 디스플레이 및 이미징의 밝기를 확실하게 하는 솔루션은 이미지 원의 소비 전력(power consumption)을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 소비 전력 증가 및 더 큰 발열과 같은 문제로 이어질 수 있고, 그 중 HUD의 추가 대중화(popularization) 및 적용(application)이 제한될 수 있다. 따라서 보다 적은 소비 전력으로 고-선명도 화면 디스플레이(high-brightness screen display)를 구현할 수 있는 HUD 설계가 시급한 실정이다.
본 개시의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 헤드-업 디스플레이 시스템이 제공된다. 헤드-업 디스플레이 시스템은 미리 결정된(predetermined) 규칙(rule)에 따라 배치(arrange)된 복수의 광원(light source)들; 복수의 마이크로-렌즈(micro-lens)들을 포함하는 마이크로-렌즈 어레이(micro-lens array); 및 복수의 광원들로부터 떨어져서(away) 마이크로-렌즈 어레이의 측(side)에 배치된 디스플레이용 반사기 장치(reflector device for displaying)를 포함하고, 복수의 마이크로-렌즈들의 각각의 마이크로-렌즈는 하나 이상의 광원들에 대응하고, 각각의 마이크로-렌즈에 대응하는 하나 이상의 광원들에 의해 방출(emit)되는 주광(chief light)(광축(optical axis))의 방향(direction)을 조정(adjust)하도록 구성되고, 마이크로-렌즈 어레이는 복수의 광원들에 의해 방출된 광의 주광을 집광(concentrate)시키도록 구성되어, 광의 주광이 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된(exited) 후 미리 결정된 범위로 향(direct)하도록 하고, 복수의 광원들에 의해 방출된 광은 마이크로-렌즈 어레이를 통과한 후 디스플레이용 반사기 장치에 입사(incident)되고, 디스플레이용 반사기 장치의 표면에서 반사되고, 반사된 광은 관찰 영역(observation region)에 입사된다.
일부 예들에서, 복수의 광원들 중 적어도 일부(part)는 이미지 광(image light)을 형성(form)하기 위해, 광을 방출하도록 독립적으로 제어되도록 구성된다.
일부 예들에서, 미리 결정된 범위의 면적(area)은 관찰 영역의 면적보다 작다.
일부 예들에서, 미리 결정된 규칙은 복수의 광원들이 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배치된다는 것을 포함하고, 제1 방향은 제2 방향과 다르다.
일부 예들에서, 마이크로-렌즈는 콘덴서 마이크로-렌즈(condenser micro-lens)를 포함한다.
일부 예들에서, 콘덴서 마이크로-렌즈는 볼록 렌즈(convex lens)들을 포함하고, 볼록 렌즈들은 복수의 광원들의 발광 방향(light-emitting direction)으로 복수의 광원들과 일대일 대응(one-to-one correspondence)하여 배치된다.
일부 예들에서, 볼록 렌즈의 주축(main axis)은 볼록 렌즈에 대응하는 광원에 의해 방출되는 광의 주광과 일치하지 않는다.
일부 예들에서, 콘덴서 마이크로-렌즈는 제1 원통형 렌즈(cylindrical lens)를 포함하고, 제1 원통형 렌즈는 제1 방향을 따라 배치된 복수의 광원들의 발광 방향으로 대응하여 배치된다.
일부 예들에서, 제1 방향을 따라서 배치된 복수의 광원들 중 주광이 위치하는 평면(plane)은 제1 평면이고, 제1 원통형 렌즈의 주축은 제1 평면과 완전히 일치하지 않는다.
일부 예들에서, 콘덴서 마이크로-렌즈는 제2 원통형 렌즈를 더 포함하고, 제2 원통형 렌즈는 제1 원통형 렌즈와 디스플레이용 반사기 장치 사이에 있고, 제2 원통형 렌즈의 주축은 제1 원통형 렌즈의 주축에 수직(perpendicular)이다.
일부 예들에서, 복수의 광원들은 적색 발광 다이오드(red light-emitting diode), 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드로 이루어진 그룹(group)으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일부 예들에서, 발광 다이오드의 외관(appearance) 및 복수의 발광 다이오드들의 배치는, 발광 다이오드의 외관은 원형(round shape)이고, 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게(closely) 배치되는 것, 발광 다이오드의 외관은 삼각형(triangular shape)이고, 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것, 발광 다이오드의 외관은 직사각형(rectangular shape)이고, 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것, 발광 다이오드의 외관은 육각형(hexagonal shape)이고, 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것, 발광 다이오드의 외관은 팔각형(octagonal shape)이고, 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것, 발광 다이오드의 외관은 원형 또는 팔각형이고, 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되고, 네 발광 다이오드들마다 갭의 크기와 일치하는 크기를 가지는 발광 다이오드가 갭에 추가로 배치되는 것, 및 복수의 발광 다이오드들은 제1 왜곡 상태(distortion state)에 따라 배치되고, 제1 왜곡 상태는 디스플레이용 반사기 장치의 제2 왜곡 상태에 반대이고 대응하는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 채택한다.
일부 예들에서, 헤드-업 디스플레이 시스템은 확산 요소(diffuser element)를 더 포함하고, 확산 요소는 복수의 광원들로부터 떨어져서 마이크로-렌즈 어레이의 측에 있고, 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 광은 확산 요소를 통과하여 확산되고, 확산된 광은 디스플레이용 반사기 장치에 입사된다.
일부 예들에서, 확산 요소는 회절 광학 요소(diffractive optical element) 및 산란 광학 요소(scattering optical element)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일부 예들에서, 확산 요소는 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 광을 미리 결정된 단면 형상(cross-sectional shape)을 가지는 광 빔(light beam)으로 변환되도록 구성된다.
일부 예들에서, 헤드-업 디스플레이 시스템은 발광 제어 유닛(light-emitting control unit)을 더 포함하고, 발광 제어 유닛은 복수의 광원들과 각각 전기적으로(electrically) 연결되고, 이미지 광을 형성하기 위해 복수의 광원들의 발광 상태(light-emitting state)를 제어하도록 구성된다.
일부 예들에서, 헤드-업 디스플레이 시스템은 광 차단 부재(light blocking member)를 더 포함하고, 광 차단 부재는 복수의 광원들로부터 떨어져서 마이크로-렌즈 어레이의 측에 위치하고, 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사되는 광의 출사각(exit angle)을 제한하도록 구성된다.
일부 예들에서, 헤드-업 디스플레이 시스템은 복수의 마이크로-렌즈 어레이들을 포함하고, 복수의 마이크로-렌즈 어레이들의 각각의 마이크로-렌즈 어레이는 각각의 마이크로-렌즈 어레이에 대응하는 복수의 광원들에 의해 방출된 광의 주광을 집광시키도록 구성되어, 복수의 마이크로-렌즈 어레이들로부터 출사된 주광이 다른 미리 결정된 범위들로 향하도록 하고, 복수의 마이크로-렌즈 어레이들로부터 출사된 광은 디스플레이용 반사기 장치에 입사되고, 디스플레이용 반사기 장치의 표면에 반사되고, 반사된 광은 상이한 관찰 영역들로 입사된다.
일부 예들에서, 복수의 광원들로부터 떨어져서 마이크로-렌즈 어레이의 측에 있는 입체 비전 형성 층(stereoscopic vision forming layer)을 더 포함하고, 입체 비전 형성 층은 입체 비전 형성 층을 통과한 광이 각각 제1 위치 및 제2 위치에 입사되도록 구성된다.
일부 예들에서, 입체 비전 형성 층은 간격들을 두고 배치되는 복수의 배리어 유닛(barrier unit)들을 포함하고, 배리어 유닛과 마이크로-렌즈 어레이 사이에 미리 결정된 거리가 있다.
일부 예들에서, 입체 비전 형성 층은 광 분할 렌즈 층(light splitting lens layer)을 포함하고, 광 분할 렌즈 층은 복수의 광 분할 렌즈들을 포함한다.
일부 예들에서, 헤드-업 디스플레이 시스템은 적어도 하나의 반사기 요소(reflector element)를 더 포함하고, 적어도 하나의 반사기 요소는 마이크로-렌즈 어레이와 디스플레이용 반사기 장치 사이에 있고, 적어도 하나의 반사기 요소는 곡면 반사기 요소(curved reflector element) 및 평면 반사기 요소(planar reflector element)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일부 예들에서, 복수의 마이크로-렌즈들 중 적어도 2개의 마이크로-렌즈들의 주축들은 서로 상이하여, 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 주광이 미리 결정된 범위로 향하도록 한다.
일부 예들에서, 복수의 광원들은 광을 생성하기 위해, 전기장(electric field)에 의해 여기(excite)된다.
본 개시의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 능동 발광 이미지 원이 제공된다. 능동 발광 이미지 원(active light-emitting image source)은 어레이로 배치된 복수의 광원들을 포함하는 광원 어레이; 복수의 광원들에 의해 방출되는 광의 주광을 집광시키도록 구성되어, 광의 주광이 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 후 미리 결정된 범위로 향하도록 하는 광 제어 장치(light controller device); 및 광 제어 장치의 광 출사 측(light exit side)에 있는 확산 요소를 포함하고, 광 제어 장치로부터 출사된 광은 광 제어 장치로부터 출사된 광을 미리 결정된 단면 형상을 가지는 광 빔으로 변환하도록, 확산 요소를 통과한 후 확산된다.
본 개시의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 헤드-업 디스플레이가 제공된다. 헤드-업 디스플레이는 상술된 능동 발광 이미지 원, 및 디스플레이용 반사기 장치를 포함하고, 디스플레이용 반사기 장치는 확산 요소로부터 출사된 광이 관찰 영역으로 입사되도록 하기 위해, 확산 요소의 광 출사 측에 있다.
본 개시의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 자동차가 개시된다. 자동차는 상술된 헤드-업 디스플레이 시스템 또는 상술된 헤드-업 디스플레이를 포함한다.
본 개시의 실시예들의 기술적 솔루션들을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예들의 도면들을 간략하게 설명한다; 설명된 도면들은 단지 본 개시의 일부 실시예들과 관련된 것으로, 본 개시를 제한하지 않음은 자명하다.
도 1은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 3a는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 미리 결정된 규칙에 따라 배치된 광원들의 개략도를 도시한다.
도 3b는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 미리 결정된 규칙에 따라 배치된 광원들의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 원통형 렌즈들에 대응하는 복수의 광원들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 복수의 광원들의 주광이 위치하는 제1 평면의 개략도이다.
도 8a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 원통형 렌즈의 주축과 복수의 광원들의 주광이 위치하는 제1 평면 사이의 위치 관계에 대한 제1 개략도이다.
도 8b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 원통형 렌즈의 주축과 복수의 광원들의 주광이 위치하는 제1 평면 사이의 위치 관계에 대한 제2 개략도이다.
도 8c는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 원통형 렌즈의 주축과 복수의 광원들의 주광이 위치하는 제1 평면 사이의 위치 관계에 대한 제3 개략도이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 제1 원통형 렌즈 및 제2 원통형 렌즈의 개략도를 도시한다.
도 11a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 11b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 12a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 12b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 13a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 13b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 15a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 15b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 16a는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 이미지 원을 반사함으로써 형성된 왜곡된 가상 이미지의 개략적인 이미징 다이어그램을 도시한다.
도 16b는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 왜곡 제거를 갖는 이미지 원의 반사 이미징을 예시하는 제1 이미징 다이어그램이다.
도 16c는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 왜곡 제거를 갖는 이미지 원의 반사 이미징을 예시하는 제2 이미징 다이어그램이다.
도 17은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 18은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 19a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 확산 요소에 의해 광을 확산시키는 원리를 예시하는 개략도이다.
도 19b는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 확산 요소에 의해 광을 확산시키는 원리를 예시하는 개략도이다.
도 20은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 21은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 22는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 23은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 25는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 26은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 27은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 28은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 29는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 30은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 31은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 32는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다. 및
도 33은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 1은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 3a는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 미리 결정된 규칙에 따라 배치된 광원들의 개략도를 도시한다.
도 3b는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 미리 결정된 규칙에 따라 배치된 광원들의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 원통형 렌즈들에 대응하는 복수의 광원들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 복수의 광원들의 주광이 위치하는 제1 평면의 개략도이다.
도 8a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 원통형 렌즈의 주축과 복수의 광원들의 주광이 위치하는 제1 평면 사이의 위치 관계에 대한 제1 개략도이다.
도 8b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 원통형 렌즈의 주축과 복수의 광원들의 주광이 위치하는 제1 평면 사이의 위치 관계에 대한 제2 개략도이다.
도 8c는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 원통형 렌즈의 주축과 복수의 광원들의 주광이 위치하는 제1 평면 사이의 위치 관계에 대한 제3 개략도이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 제1 원통형 렌즈 및 제2 원통형 렌즈의 개략도를 도시한다.
도 11a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 11b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 12a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 12b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 13a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 13b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 15a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 15b는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 발광 다이오드들의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 16a는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 이미지 원을 반사함으로써 형성된 왜곡된 가상 이미지의 개략적인 이미징 다이어그램을 도시한다.
도 16b는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 왜곡 제거를 갖는 이미지 원의 반사 이미징을 예시하는 제1 이미징 다이어그램이다.
도 16c는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 왜곡 제거를 갖는 이미지 원의 반사 이미징을 예시하는 제2 이미징 다이어그램이다.
도 17은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 18은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 19a는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 확산 요소에 의해 광을 확산시키는 원리를 예시하는 개략도이다.
도 19b는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 확산 요소에 의해 광을 확산시키는 원리를 예시하는 개략도이다.
도 20은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 21은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 22는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 23은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 25는 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 26은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 27은 본 개시의 실시예에 의해 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 28은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 29는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 30은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 31은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
도 32는 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다. 및
도 33은 본 개시의 일 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원의 개략적인 구조도를 도시한다.
본 개시의 실시예들의 목적들, 기술적 솔루션들 및 이점들을 보다 명확하게 하기 위하여, 본 개시의 실시예들과 관련된 도면들을 참조하여 실시예들의 기술적 솔루션들을 명확하고 충분히 이해할 수 있도록 설명한다. 명백하게, 설명된 실시예들은 단지 일부일 뿐이고 본 개시의 실시예들의 전부는 아니다. 본 명세서에 기술된 실시예들에 기초하여, 당업자는 본 개시의 범위 내에 있어야 하는 어떠한 독창적인 작동 없이도 다른 실시예(들)를 획득할 수 있다.
하기 실시예들에서 제공되는 예시들은 본 개시의 기본 사상을 개략적으로 예시한 것일 뿐, 도면에서는 실제 구현 시 구성요소들의 개수, 형상 및 크기에 따라 도면을 도시하지 않고 본 개시와 관련된 구성요소들만을 도시하였다는 것에 유의해야 한다. 실제 구현에서 다양한 구성요소들의 유형, 개수 및 비율은 임의로 변경될 수 있으며 구성요소들의 레이아웃이 더 복잡해질 수 있다.
간결하고 직관적인 설명을 위해, 본 개시의 기술적 솔루션(들)을 예시하기 위해 몇몇 대표적인 실시예들이 아래에 설명된다는 점에 유의해야 한다. 실시예들의 많은 세부사항들은 본 개시의 기술적 솔루션(들)을 이해하는 것을 돕기 위해서만 사용된다. 그러나, 본 개시의 기술적 솔루션(들)의 구현이 이러한 세부사항들에 제한되지 않을 수 있음은 명백하다. 본 개시의 기술적 솔루션(들)을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 일부 실시예들은 상세하게 설명되지 않고, 단지 프레임워크(framework)만이 제공된다. 이하, "포함하는/포함하는"은 "포함하는/포함하지만 이에 국한되지 않는"을 의미하고 "...에 따라"는 "...에 따라 적어도 ...에 따라, 그러나 ??에 따라에만 제한되지 않는"을 의미한다. "제1", "제2" 등은 특징들을 지칭할 때만 사용되며, 순서에 따른 제한들과 같은 특징들에 대한 제한들을 가하려는 의도가 아니다. 중국어의 언어 습관으로 인해 다음에서 구성요소의 번호를 지정하지 않는 경우 구성요소가 하나 이상일 수 있거나 하나 이상으로 이해될 수 있음을 의미한다.
실시예는 도 1에 도시된 바와 같이 헤드-업 디스플레이 시스템을 제공하고, 헤드-업 디스플레이 시스템은 전기장에 의해 여기되는 복수의 광원들(10); 복수의 마이크로-렌즈들(201)을 포함하는 마이크로-렌즈 어레이(20); 및 광원들(10)로부터 떨어져서 마이크로-렌즈 어레이(20)의 측에 배치된 디스플레이용 반사기 장치(30)를 포함하고, 복수의 광원들(10)은 미리 결정된 규칙에 따라 배치되고, 마이크로-렌즈(201)는 하나 이상의 광원들(10)에 대응하고, 대응하는 하나 이상의 광원들(10)에 의해 방출되는 주광의 방향을 조정하고, 마이크로-렌즈 어레이(20)는 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광의 주광을 미리 결정된 범위(100)로 수렴(converge)한다. 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광은 마이크로-렌즈 어레이(20)를 통과한 후, 디스플레이용 반사기 장치(30)로 방출되어 디스플레이용 반사기 장치(30)의 표면에서 반사되고, 반사된 광은 관찰 영역(200)에 입사된다. 예를 들어, "주광"은 광 빔의 중심 선(center line)을 지칭한다. 또한, 위 실시예들에서는 복수의 광원들(10)이 전기장에 의한 여기(excitation)를 통해 광을 발생시키는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 개시에 따른 실시예들은 이에 한정되지 않고 복수의 광원들은 다른 유형들의 광원들을 채택할 수도 있다.
일부 예들에서, 복수의 광원들의 전부 또는 일부는 이미지 광을 형성하기 위해 광을 방출하도록 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 회색조 이미지(gray-scale image)들이 형성될 수 있도록, 복수의 광원들은 백색 광원(white light source)들일 수 있고; 또는, 복수의 광원들은 적색, 녹색 및 청색과 같은 서로 다른 색상들의 광원들을 포함할 수도 있고, 서로 다른 색상들의 광원들의 밝기를 제어하는 것에 의해 컬러 이미지(colored image)들이 형성될 수 있다.
이 실시예에서, 예를 들어, 광원(10)은 전기장에 의해 여기되어 광을 발생시키며, 광원(10)은 점광원(point light source), 즉 광원(10)에 의해 방출된 광은 특정한 발산각(divergence angle)을 갖고 상이한 방향들로 방출된다. 이 실시예에서, 마이크로-렌즈 어레이(20)를 배치함으로써, 복수의 광원들(10)에서 방출되는 광의 주광 방향들이 조정될 수 있고, 주광이 미리 결정된 범위로 수렴되어 광의 진행 방향(propagation direction)을 변화시킨다. 그러면 수렴된 광은 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 반사되고, 반사된 광이 관찰 영역(200)에 도달하여 관찰 영역(200)에 위치한 눈(eyes)을 가진 관찰자가 가상 이미지(300)를 볼 수 있도록 하고, 가상 이미지(300)는 미리 결정된 규칙에 따라 배치된 복수의 광원들(10)에 의해 형성되는 가상 이미지이고, 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 형성된다. 예를 들어, 관찰자는 운전자(driver) 또는 승객(passenger)이 될 수 있다. 그러한 경우, 이 경우, 관찰자가 이미징을 관찰할 필요가 있는 영역은 실제 요구들에 따라 미리 결정될 수 있고, 즉, 관찰자의 눈이 위치하여 HUD 이미지를 볼 수 있는 영역을 의미하는 아이박스(eyebox)이다. 이 경우, 관찰 영역(200)이 아이박스를 커버하기만 하면 된다. 일부 예들에서, 관찰 영역(200)의 크기는 아이박스의 범위에 가깝고 아이박스의 범위를 커버할 뿐이다. 이 실시예에서, 아이박스와 관찰 영역(200)은 모두 특정한 크기를 갖는다. 관찰자의 눈이 아이박스의 중심에서 특정한 거리만큼 상,하,좌,우로 이동하는 등 특정한 거리 이탈(deviate)하더라도, 관찰자의 눈이 여전히 아이박스에 있는 한 관찰자는 여전히 HUD 이미지를 볼 수 있다.
도 2는 이 실시예에 따른 헤드-업 디스플레이 시스템의 구체적인 작동 원리를 도시한 것이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 및 도 2는 모두 디스플레이용 반사기 장치(30)가 평면 형태인 경우를 예시적으로 도시하였다. 헤드-업 디스플레이 시스템은 예를 들어 발광 다이오드(light-emitting diode)(LED), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode)(OLED), 미니 LED, 마이크로 LED, 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp)(CCFL), 냉 LED 조명(cold LED light)(CLL), 전자-발광(electro luminescent)(EL) 장치, 전계 방출 디스플레이(field emission display)(FED) 또는 양자점(quantum dot)(QD) 발광 장치 등과 같은 전계발광 장치(electroluminescent device)들일 수 있는 복수의 광원들(10)을 포함한다. 복수의 광원들(10)이 미리 결정된 규칙에 따라 배치되는 경우, 이미지 광이 형성될 수 있다; 예를 들어, LED가 어레이에서 순서대로 배치되는 경우, 상이한 밝기로 광을 방출할 수 있는 LED 어레이들을 이용하여 회색조 이미지를 형성할 수 있다; LED가 적색 광, 녹색 광 또는 청색 광을 방출할 수 있는 컬러 LED인 경우, LED의 온-오프(on-off) 및 밝기를 제어하여 컬러 이미지를 형성할 수 있다. 일부 예들에서, 광원(10)은 미니 LED 또는 마이크로 LED일 수 있고, 미리 결정된 규칙에 따라 배치된 복수의 광원들(10)에 의해 형성된 이미지는 고해상도 및 적은 에너지 소비로 더 선명하고 미세하다.
도 2에서, 실선 화살표(solid arrow)는 광원(10)에 의해 방출된 광의 주광의 방향을 나타내고, 주광의 방향은 광원(10)의 에너지 분포 중심을 지나 광원(10)의 최대 광 강도(maximum light intensity) 방향으로 향한다. 예를 들어, 주광의 방향은 또한 일반적으로 광원(10)에 의해 방출된 광의 중심축(central axis)의 방향인 광원(10)의 광 강도 분포의 대칭축(symmetry axis)의 방향일 수 있다. 주광의 방향은 광의 주요 진행 방향을 나타내며, 주광 방향과 주광 방향에 가까운 광 강도는 다른 방향의 광 강도보다 크다. 도 2에서, 각각의 마이크로-렌즈(201)는 하나의 광원(10)에 대응하고, 광원(10)로부터 출사되는 광의 주광 방향은 광원(10)의 중심축 방향이며, 마이크로-렌즈(201)를 통과한 후 변화한다. 도 2에서 가장 왼쪽에 있는(leftmost) 광원(10)에서 방출되는 광의 주광 방향 A를 예로 들면, 광이 마이크로-렌즈를 통과한 후 주광의 방향이 A에서 A1으로 바뀌고, 복수의 마이크로-렌즈들(201)은 각각 대응하는 광원들에서 방출되는 광의 주광 방향을 변경하여, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광이 마이크로-렌즈 어레이(20)를 통과한 후, 주광의 복수의 방향들이 변경되어 주광이 미리 결정된 범위(100)로 수렴되도록 한다. 미리 결정된 범위는 점 또는 더 작은 영역일 수 있음을 이해할 수 있으며, 이는 이 실시예에서 제한되지 않는다. 도 2에서는 복수의 광원들(10)의 주광이 작은 영역에 수렴되는 경우를 예로 들어 설명한다; 디스플레이용 반사기 장치(30)가 제공되는 경우, 복수의 광원들의 주광은 미리 결정된 범위(100)로 수렴되고; 디스플레이용 반사기 장치(30)가 제공되지 않는 경우, 주광(A1)은 도면에 도시된 바와 같이 점선을 따라 연장되고, 복수의 광원들의 주광은 여전히 특정한 범위에 수렴된다. 이 범위는 디스플레이용 반사기 장치(30)에 대한 미리 결정된 범위(100)의 미러링된 위치(mirrored position)(1001)이며, 예를 들면, 미러링된 위치(1001)는 디스플레이용 반사기 장치(30)에 대한 미리 결정된 범위(100)의 가상 이미지의 위치로서 간주된다. 즉, 이 실시예에서, 마이크로-렌즈 어레이(20)는 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광의 주광을 미리 결정된 범위(100)로 수렴하고, 이는 마이크로-렌즈 어레이(20)가 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 반사된 후 광원들(10)에 의해 방출된 광의 주광이 미리 결정된 범위(100)로 수렴한다는 것을 의미한다.
위의 설명을 바탕으로, 마이크로-렌즈 어레이는 복수의 광원에 의해 방출된 광의 주광을 수렴하여 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 광의 주광이 미리 결정된 범위로 향해질 수 있음을 알 수 있고, 예를 들어, 미리 결정된 범위는 도 2의 미리 결정된 범위(1001)를 참조할 수 있다. 여기서, '특정한 범위로 향하다'는 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사되는 광의 주광 또는 주광의 연장선(extension line)들이 미리 결정된 범위(1001)에 도달하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로-렌즈에서 나온 광의 주광 방향들이 마이크로-렌즈에서 나온 광 이후에 다른 광학 요소(optical element)들에 의해 변경되지 않는 경우, 마이크로-렌즈 어레이에서 나온 광의 주광은 미리 결정된 범위(1001)로 수렴될 것이며; 반면에, 마이크로-렌즈에서 나온 광의 주광의 방향들이 마이크로-렌즈에서 나온 광 이후에 다른 광학 요소들에 의해 바뀌면 마이크로-렌즈 어레이에서 나온 광의 주광의 연장선들은 미리 결정된 범위(1001)로 수렴될 것이다.
주광의 방향에 대해 특정한 각도를 갖는 광원(10)에 의해 방출된 다른 광 강도 마이크로-렌즈(201)를 통과한 후 방향을 변경한다. 마이크로-렌즈 어레이(20)는 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광을 집광시킨다. 도 2에서는 광원(10)으로부터 출사되는 주광의 방향에 대하여 특정한 각도를 가지는 B광(도면에서 점선 화살표들)을 예시적으로 도시하였다. 마이크로-렌즈 어레이(20)를 통과한 광(B)은 진행 방향을 바꾸어 관찰 영역(200)에 집광된다. 주광의 방향과 같거나 가까운 광원(10)에 의해 방출된 광은 마이크로-렌즈 어레이를 통과한 후 주광의 방향을 변경하고, 이 부분의 광은 미리 결정된 범위(100)로 수렴되고; 반면에 주광의 방향에 대해 특정한 각도를 갖는 광은 마이크로-렌즈 어레이(20)를 통과한 후 관찰 영역(200)으로 집광되고; 도 2에서는 관찰 영역(200)이 직사각형 영역으로 도시되어 있으나, 관찰 영역(200)의 형상이 직사각형임을 의미하지는 않는다는 것이 이해될 수 있다. 관찰 영역(200)은 미리 결정된 범위(100)를 포함하고 미리 결정된 범위(100)보다 크고, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광은 모두 관찰 영역(200)의 범위에 집광되고, 주광은 모두 관찰 영역 내의 미리 결정된 범위(100)에 집광되므로 관찰 영역(200) 내의 미리 결정된 범위(100) 밖의 다른 영역(들)의 광 강도는 미리 결정된 범위(100) 내의 강도보다 작다는 것이 이해되어야 한다. 디스플레이용 반사기 장치(30)가 제공되는 경우, 광원들(10)에 의해 방출된 광은 관찰 영역(200)에 집광되고; 디스플레이용 반사기 장치(30)가 제공되지 않는 경우, 광원들(10)으로부터 방출된 광은 여전히 특정한 범위로 수렴될 것이 이해될 수 있다. 이 특정한 범위는 디스플레이용 반사기 장치(30)에 대한 관찰 영역(200)의 미러링된 위치(2001)이고, 예를 들어, 미러링된 위치(2001)는 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 형성된 관찰 영역(200)의 가상 위치로서 간주된다.
예를 들어, 미리 결정된 범위(100, 1001)의 면적들은 모두 관찰 영역(200)의 면적보다 작다.
예를 들어, 마이크로-렌즈(201)는 집광할 수 있는 콘덴서 마이크로-렌즈를 포함한다. 콘덴서 마이크로-렌즈는 볼록 렌즈, 프레넬 렌즈(Fresnel lens) 또는 원통형 렌즈를 포함하지만 이에 국한되지 않고, 또한 위의 렌즈들의 조합 또는 위의 렌즈들과 오목 렌즈(concave lens)들의 조합과 같이 집광 효과(concentrating effect)가 있는 렌즈들의 조합을 포함한다; 마이크로-렌즈의 직경은 밀리미터 수준, 마이크로미터 수준 또는 나노미터 수준을 포함하며, 예를 들어 마이크로-렌즈의 직경은 10nm-1000nm 또는 1μm-1000μm 또는 1mm-100mm이다.
디스플레이용 반사기 장치(30)는 광원들(10)로부터 떨어져서 마이크로-렌즈 어레이(20)의 측에 있다. 마이크로-렌즈 어레이(20)를 통과한 후, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광은 디스플레이용 반사기 장치(30)로 방출되어 디스플레이용 반사기 장치(30)의 표면에서 반사되고, 반사된 광은 관찰 영역(200)으로 입사되어 관찰자(예를 들어, 운전자 또는 승객)가 관찰 영역(200)에 눈이 위치할 때 HUD 이미지를 볼 수 있다. 설명의 편의를 위해, 본 개시의 실시예들 및 명세서에 첨부된 도면들은 평면으로 디스플레이하기 위한 반사기 장치를 예시하여 개략적으로 설명한다. 마이크로-렌즈 어레이(20)로부터 출사된 광은 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 반사되어 관찰 영역(200)에 도달하여, 관찰 영역(200)에 눈이 위치하는 관찰자는 이미지를 볼 수 있다. 이때 관찰자가 보는 이미지는 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 형성된 가상 이미지이다. 예를 들어, 관찰자는 운전자 또는 승객이 될 수 있다. 이 경우 관찰자가 이미지를 관찰해야 하는 영역, 즉 아이박스는 실제 요구들에 따라 미리 결정될 수 있다. 아이박스는 관찰자의 눈이 위치하고 HUD 이미지를 볼 수 있는 영역을 의미한다. 또한, 위에서 언급한 관찰 영역(200)만 아이박스를 커버하기만 하면 된다. 또한, 예를 들어, 미리 결정된 범위(100)는 아이박스와 일치하도록 구성되어, 양쪽 눈이 아이박스의 범위 내에 있는 관찰자가 더 높은 밝기로 이미지를 볼 수 있다. 이 실시예에서, 아이박스는 특정한 크기를 가지고, 관찰자의 눈이 아이박스의 중심에서 특정한 거리만큼 상,하,좌,우로 이동하는 등 특정한 거리 이탈하더라도, 관찰자의 눈이 여전히 아이박스에 있는 한 관찰자는 여전히 HUD 이미지를 볼 수 있다. 실제 적용에서, 예를 들어, 디스플레이용 반사기 장치(30)는 특정한 라디안(radian)을 갖는 곡면(curved surface)을 가지고, 그 이미징 원리는 여기에서 반복되지 않고 도 2에 도시된 것과 유사하다. 전면 유리와 같은 디스플레이용 곡면 반사기 장치(curved reflector device)(30)의 경우, 상이한 위치들에서 관찰될 때 가상 이미지의 위치가 고정되지 않는다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 그러므로, 디스플레이용 반사기 장치(30)가 전면 유리 또는 특정한 라디안을 가지는 디스플레이 창인 경우, 이 실시예에서 가상 이미지란 관찰 영역(200)에서 볼 수 있는 가상 이미지를 의미하며, 즉 가상 이미지(300)의 위치는 관찰자가 관찰 영역(200)에서 관찰한 가상 이미지의 위치이다.
일부 예들에서, 이 실시예에서 설명하는 헤드-업 디스플레이 시스템은 차량과 같은 운송수단(transportation)에 설치되고, 예를 들어, 이 실시예에서 디스플레이(30)를 위한 반사기 장치는 차량의 전면 유리고; 또는 전면 유리에 부착된 반투과 필름(transflective film); 또는 컴바이너 헤드-업 디스플레이 장치(combiner head-up display)(C-HUD) 시스템의 디스플레이 창과 같이 투명 수지(transparent resin), 폴리머 투명 물질(polymer transparent material) 또는 유리를 포함하는 투명 물질로 형성된 디스플레이 창을 포함한다. 디스플레이용 반사기 장치(30)는 반투과 특성(transflective characteristics)을 가지므로 반사에 의해 형성된 가상 이미지를 관찰할 수 있을 뿐만 아니라 차량 외부의 광 강도 디스플레이용 반사기 장치(30)를 투과하여 관찰 영역(200)에 도달할 수 있다; 이러한 방식으로, 관찰 영역(200)에 있는 양쪽 눈을 가진 관찰자는 또한 차량 외부의 장면을 정상적으로 관찰할 수 있다. 이 실시예에서, 예를 들어, 복수의 광원들(10) 및 마이크로-렌즈 어레이(20)는 차량의 전면 유리 아래 및 콘솔(console)의 표면에 배치된다. 또한, 예를 들어, 복수의 광원들(10)과 마이크로-렌즈 어레이(20)가 넓은 면적에 배치되고, 마이크로-렌즈 어레이(20)로부터 출사된 광은 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 반사된 후 대형 이미지를 형성할 수 있어 헤드-업 디스플레이 시스템의 사용 경험을 더욱 향상시킬 수 있다.
이 실시예에서, 복수의 광원들(10)이 배치되어 이미지를 형성하고, 마이크로-렌즈 어레이(20)를 배치함으로써 광원들(10)에 의해 방출되는 광의 주광을 특정한 범위(100)로 집광시킬 수 있고, 즉, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광은 관찰 영역(200)에 집광되어 디스플레이용 반사기 장치(30)의 표면에 반사되어 이미지를 형성하여 관찰 영역(200)에 눈을 가진 관찰자가 광이 집광되는 곳에서 이미지를 관찰할 수 있고; 광이 집광되기 때문에 이미징 밝기가 더 높고 관찰자는 더 높은 밝기로 이미지를 볼 수 있어 광 이용률(light utilization rate)이 향상된다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 복수의 광원들(10)은 다음을 포함하는 미리 결정된 규칙에 따라 배치된다: 복수의 광원들은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배치되고, 제1 방향은 제2 방향과 다르다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 방향은 제2 방향에 수직이다. 도 3a는 광원(10)의 발광 방향에서 본 개략적인 평면도이다. 제1 방향은 광원(10)이 전개 및 배치되는 수평 방향을 포함한다. 제2 방향은 광원(10)이 전개 및 배치되는 수직 방향을 포함한다. 광원들(10)은 서로 직교하는 제1 방향과 제2 방향을 따라 전개 및 배치(어레이 배치)되어 영역 광원(area light source)을 형성한다. 제2 방향은 또한 제1 방향에 수직이 아닌 다른 방향들을 포함한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 방향은 제1 방향과 수직이 아니고, 제2 방향과 제1 방향 사이에는 끼인각(
)이 있고, 여기서 
∈(0, 90°)이고, 예를 들어 
는 10°, 20°, 30°, 45° 또는 80°이고; 이 경우, 제1 방향 및 제2 방향을 따라 전개 및 배치된 광원들(10)도 영역 광원을 형성한다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 예를 들어, 콘덴서 마이크로-렌즈(ES)는 볼록 렌즈(2011)이고, 볼록 렌즈(2011)는 광원들(10)과 일대일로 대응하여 배치된다. 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 광원(10)에는 광원(10)의 발광 방향으로 배치되고 대응하는 광원(10)에 의해 방출된 광의 주광 방향을 조정하는 하나의 볼록 렌즈(2011)가 대응하여 제공된다. 예를 들어, 볼록 렌즈(2011)는 다음을 포함하여 광원(10)으로부터 방출된 광의 주광의 대응 방향을 조정한다: 광원(10)에서 방출되는 광의 주광 방향을 바꾸지 않거나, 광원(10)에서 방출되는 광의 주광 방향을 바꾸지 않는다.
또한, 볼록 렌즈(2011)의 주축(C)은 광원(10)에서 방출되는 광의 주광(A)과 일치하지 않고, 볼록 렌즈(2011)는 그에 대응하는 광원(10)에서 방출되는 광의 주광 방향을 변경한다. 예를 들어, 볼록 렌즈의 주축은 볼록 렌즈의 광학 중심을 지나 렌즈에 수직인 직선을 의미한다. 볼록 렌즈의 주축과 일치하는 광은 볼록 렌즈를 통과한 후에도 진행 방향이 변하지 않는다는 것은 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 광원(10)에서 방출되는 광의 주광(A)이 볼록렌즈(2011)의 주축과 일치하면 볼록렌즈(2011)를 통과한 광의 방향은 바뀌지 않는다. 그러므로, 볼록 렌즈(2011)의 주축은 광원(10)으로부터 출사되는 주광과 일치하지 않도록 구성되어 볼록 렌즈(2011)를 통과한 주광의 방향이 변경된다. 예를 들어, 주축(C)는 주광(A)와 평행하지만 주광(A)와 일치하지 않는다. 광원(10)에 의해 방출된 광이 볼록 렌즈(2011)를 통과한 후, 도 1에 도시된 바와 같이, 모든 광원들(10)에 의해 방출되는 광의 주광의 방향들이 바뀌고, 주광은 특정한 범위(100)로 집광된다는 것이 이해될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 일부 광원들(10)에서 방출되는 주광의 방향들은 변하지 않고, 다른 일부 광원들(10)에서 방출되는 주광의 방향들이 바뀌며, 주광은 미리 결정된 범위(100)로 집광된다. 일부 광원들(10)에서 방출되는 광의 주광은 방향을 바꾸지 않지만 결국에는 미리 결정된 범위(100)로 집광된다. 이 실시예는 마이크로-렌즈 어레이(20)를 통과한 후 각 광원(10)의 주광이 변경되는 것을 제한하지 않고, 주광이 미리 결정된 범위(100)로 집광되기만 하면 된다. 선택적으로, 볼록 렌즈(2011)는 평면-볼록 렌즈(plano-convex lens), 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 또는 오목-볼록 렌즈(concave-convex lens)를 포함하며, 이는 이 실시예에서 제한되지 않는다.
이 실시예에서, 볼록 렌즈들(2011)은 광원들(10)과 일대일로 대응하여 배치되고, 볼록 렌즈들(2011)의 집광 효과에 의해 광원(10)으로부터 출사되는 광의 주광 방향이 조정되어, 복수의 광원들(10)로부터 출사된 광의 주광이 특정한 범위(100)로 수렴되도록 하고, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광은 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 반사된 후 관찰 영역(200)에 집광되고; 이러한 방식으로, 반사 이미징 밝기가 더 높고 관찰 영역(200)에 있는 두 눈을 가진 관찰자는 더 높은 밝기로 이미징을 볼 수 있으므로 광 이용률이 향상된다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 콘덴서 마이크로-렌즈는 제1 원통형 렌즈(2012)를 포함하고, 제1 방향을 따라 배치 및 배치된 복수의 광원들(10)의 발광 방향으로 대응하여 배치되고, 대응하는 광원(10)에서 방출되는 광의 주광 방향을 조정한다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 마이크로-렌즈 어레이(20)는 복수의 제1 원통형 렌즈들(2012)을 포함하고, 제1 원통형 렌즈들(2012)은 제1 방향을 따라 전개 및 배치된 복수의 광원들(10)의 발광 방향으로 대응하여 배치된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 방향을 따라 전개 및 배치되고 각각의 제1 원통형 렌즈(2012)에 대응되는 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 주광(A)이 위치하는 평면이 제1 평면이고, 복수의 광원들(10)로부터 출사된 광의 주광은 복수의 광원들(10)에 대응하는 제1 원통형 렌즈를 통과한 후 특정한 범위(100)로 집광된다. 예를 들어, 원통형 렌즈(2012)는 다음을 포함하는 대응하는 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광의 주광 방향들을 조정한다: 복수의 광원들(10)에서 방출되는 광의 주광 방향들을 바꾸지 않거나, 복수의 광원들(10)에서 방출되는 광의 주광 방향들을 바꾸지 않는다.
또한, 제1 원통형 렌즈(2012)의 주축은 제1 평면과 완전히 일치하지 않고, 제1 원통형 렌즈(2012)는 이에 대응하는 복수의 광원들(10)로부터 출사되는 광의 주광 방향들을 변경한다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 원통형 렌즈의 주축은 제1 원통형 렌즈의 원통의 축 자오선(axial meridian)이고, 당업자는 축 자오선을 통과하는 광이 그 집광의 정도를 변경하지 않을 것, 즉 진행 방향이 변경되지 않을 것임을 이해할 수 있다. 그러므로, 제1 평면이 제1 원통형 렌즈(2012)의 주축과 완전히 일치하는 경우, 즉 주축이 제1 평면 상에 있는 경우, 복수의 광원들(10)에서 방출되는 광의 주광(A)은 제1 원통형 렌즈(2012)를 통과한 후 방향들이 바뀌지 않는다. 따라서, 제1 원통형 렌즈(2012)의 주축은 제1 평면과 완전히 일치하지 않도록 구성된다. 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 제1 원통형 렌즈(2012)의 주축은 제1 평면과 평행하지만 제1 평면과 일치하지 않으며, 복수의 광원들(10)에서 방출되는 광의 주광의 방향들이 바뀌고 주광은 미리 결정된 범위(100)로 집광된다는 것이 이해될 수 있다. 제1 평면은 또한 도 8c에 도시된 바와 같이 제1 원통형 렌즈의 주축과 교차할 수 있으며, 교차점에 대응하는 하나 이상의 광원들(10)에 의해 방출된 광의 주광은 제1 원통형 렌즈(2012)의 주축을 통과하고, 주등의 방향들은 바뀌지 않지만 결국 주등은 미리 결정된 범위(100)로 집광될 것이다. 이 실시예는 마이크로-렌즈 어레이(20)를 통과한 후 각 광원(10)에서 방출되는 주광이 변경되는 것을 제한하지 않고, 주광이 미리 결정된 범위(100)로 집광되기만 하면 된다. 선택적으로, 제1 원통형 렌즈는 평면 볼록 원통형 렌즈(planoconvex cylindrical lens), 양면 볼록 원통형 렌즈(biconvex cylindrical lens), 메니스커스 원통형 렌즈(meniscus cylindrical lens), 직교 원통형 렌즈(orthogonally cylindrical lens), 특수형 원통형 렌즈(special-shaped cylindrical lens) 및 위 렌즈 조합들 중 하나 이상을 포함하고, 즉, 예를 들어 제1 원통형 렌즈는 평면 볼록 원통형 렌즈, 양면 볼록 원통형 렌즈, 메니스커스 원통형 렌즈, 직교 원통형 렌즈, 특수 형상의 원통형 렌즈 및 렌즈 조합들(예: 평면 볼록 원통형 렌즈 및 메니스커스 원통형 렌즈의 조합)이고, 이는 이 실시예에서 제한되지 않는다.
이 실시예에서, 제1 방향을 따라 배치되어 배치된 복수의 광원들(10)에 대응하는 제1 원통형 렌즈(2012)가 배치되고, 광원들(10)에서 방출되는 광의 주광 방향들은 원통형 렌즈의 집광 작용(concentrating action)에 의해 조정되어, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광의 주광은 미리 결정된 범위(100)로 수렴되고, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광은 관찰 영역(200)에 집광되도록 하고, 이러한 방식으로, 반사 이미징 밝기가 더 높고, 관찰 영역(200)에 있는 두 눈을 가진 관찰자가 더 높은 밝기로 이미징을 볼 수 있으므로 광 이용률이 향상된다. 또한, 복수의 광원들(10)에 대응하는 하나의 원통형 렌즈(2012)의 구현이 채택되어, 실용상 보다 간단하고 용이하며, 설치 및 분해(disassemble)가 용이하다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 콘덴서 마이크로-렌즈는 제2 원통형 렌즈(2013)를 더 포함하고, 제2 원통형 렌즈(2013)는 제1 원통형 렌즈(2012)와 디스플레이용 반사기 장치(30) 사이에 배치되고, 제2 원통형 렌즈(2013)의 주축은 제1 원통형 렌즈(2012)의 주축에 수직이다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 원통형 렌즈(2013)는 제1 원통형 렌즈(2012)와 디스플레이용 반사기 장치(30) 사이에 배치되고; 제1 원통형 렌즈(2012)로부터 출사된 광은 제2 원통형 렌즈(2013)를 통과하여 디스플레이용 반사기 장치(30)에 입사되고, 그런 다음 관찰 영역(200)에 집광된다. 제2 원통형 렌즈(2013)의 주축은 제2 원통형 렌즈의 축방향 자오선이다. 원통형 렌즈는 주축을 통과하는 광의 방향과 집광 강도를 변경하지 않는다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원(10)에 의해 방출된 광이 제1 원통형 렌즈(2012)를 통과한 후, 제1 원통형 렌즈(2012)의 주축에 수직인 방향(즉, 원통형 렌즈의 굴절력의 자오선 방향)으로 방향 및 집광 강도를 변경한다. 그러므로, 제1 원통형 렌즈(2012)의 주축과 평행한 방향으로 광이 집광되지 않고, 복수의 광원들(10)의 주광이 집광되는 미리 결정된 범위(100)가 띠 형상의 영역(strip-shaped region)이고, 최종적으로 광이 집광되는 관찰 영역(200)도 띠 형상의 영역이다. 집광 강도를 높이고 광 이용률을 더욱 향상시키기 위해, 제2 원통형 렌즈(2013)는 제1 원통형 렌즈(2012)와 디스플레이용 반사기 장치(30) 사이에 배치된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 마이크로-렌즈 어레이(20)는 복수의 제1 원통형 렌즈들(2012) 및 제1 원통형 렌즈들(2012)과 적층된 복수의 제2 원통형 렌즈들(2013)을 포함하고, 제2 원통형 렌즈들(2013)의 주축은 제1 원통형 렌즈들(2012)의 주축에 수직이고, 제1 원통형 렌즈들(2012)에 의해 방향과 집광의 정도가 변경될 수 없는 광의 일부가 다시 제2 원통형 렌즈들(2013)에 의해 집광되도록 하고; 두 번 집광된 광은 관찰 영역(200)에 집광되어 집광의 정도가 향상되고 광 이용률이 더욱 향상된다.
이 실시예에서, 마이크로-렌즈 어레이(20)는 주축들이 서로 수직인 복수의 제1 원통형 렌즈들(2012) 및 제2 원통형 렌즈들(2013)을 포함하고, 마이크로-렌즈 어레이(20)는 제1 원통형 렌즈들과 제2 원통형 렌즈들의 서로 다른 방향들의 집광 작용들에 의해 광원들(10)에서 방출되는 광의 주광 방향들을 조정하여, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광의 주광은 미리 결정된 범위(100)로 수렴되고, 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광은 관찰 영역(200)에 집광되도록 하고; 이러한 방식으로, 반사 이미징 밝기가 더 높고, 관찰 영역(200)에 있는 두 눈을 가진 관찰자가 더 높은 밝기로 이미징을 볼 수 있으므로 광 이용률이 향상된다. 또한, 복수의 광원들(10)에 대응하는 하나의 원통형 렌즈의 구현이 채택되어, 실용상 더 간단하고 용이하며 설치 및 분해가 용이하다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 광원(10)은 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드 중 적어도 하나를 포함하고, 예를 들어, 갈륨 비소 다이오드(gallium arsenide diode)는 적색 광 스펙트럼을 방출하고, 갈륨 인화물 다이오드(gallium phosphide diode)는 녹색 광 스펙트럼을 방출하고, 탄화규소 다이오드(silicon carbide diode)는 황색 광 스펙트럼을 방출하고, 및 질화갈륨 다이오드(gallium nitride diode)는 청색 광 스펙트럼을 방출한다. 예시적인 실시예에서, 광원(10)은 적색 발광 다이오드들, 녹색 발광 다이오드들 및 청색 발광 다이오드들로 구성되며, 예를 들어 LED들의 온-오프 및 휘도 밝기(luminous brightness)를 제어하여 컬러 이미지들을 형성한다.
일부 예들에서, 이 실시예에서 광원(10)에 의해 방출된 광은 협대역 광(narrowband light)이며, 이는 광의 파장 대역의 반치폭(full width at half maximum)(FWHM)이 60nm 이하, 바람직하게는, 파장 대역(wavelength band)의 FWHM은 30nm 이하이고, 보다 바람직하게는 파장 대역의 FWHM은 10nm 이하이다. 광원(10)이 적색 발광 다이오드인 경우, 광원(10)에 의해 방출되는 협대역 광의 피크 값은 590nm-690nm의 간격 범위 내에 있고; 광원(10)이 녹색 발광 다이오드인 경우, 광원(10)에 의해 방출되는 협대역 광의 피크 값은 500nm-580nm의 간격 범위 내에 있고; 광원(10)이 청색 발광 다이오드인 경우, 광원(10)에 의해 방출되는 협대역 광의 피크 값은 400nm-470nm의 간격 범위 내에 있다. HUD가 컬러 이미지를 디스플레이하기 위해 복수의 광원들(10)은 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 광원들(10)은 630nm±10nm의 파장대(waveband)를 갖는 적색 협대역 광, 540nm±10nm의 파장대를 갖는 녹색 협대역 광 및 450nm±10nm의 파장대를 갖는 청색 협대역 광(청색)을 방출하고, 즉, 3개의 파장대들이다. 협대역 광을 방출하는 복수의 광원들(10)이 이미지를 형성하도록 배치되어 더 넓은 스펙트럼 색역(color gamut)을 생성할 수 있고 보다 생생(vivid)하고 다채로운(colorful) 이미지를 허용하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 광원(10)은 발광 다이오드(101)이고, 복수의 발광 다이오드들이 밀접하게 배치된다. 발광 다이오드들은 일반적으로 점광원들이라는 것이 이해될 수 있다. 발광 다이오드들이 흩어져서 배치되면, 복수의 발광 다이오드들(101) 사이에 갭들이 생겨 최종적으로 관찰되는 이미지는 강한 입자감(graininess)을 나타낼 것이다. 따라서, 밀접하게 배치된 복수의 발광 다이오드들(101)은 공간 이용률을 향상시키고 좋은 시야 경험(viewing experience)을 제공할 수 있다. 이 실시예에서 "밀접하게 배치된다"는 것은 그러한 배치로 LED들(101) 사이에 갭이 없거나 매우 작은 갭이 있을 수 있다는 것을 의미한다.
예를 들어, 발광 다이오드의 외관을 설계함으로써 발광 다이오드들의 컴팩트 배치(compact arrangement)가 실현될 수 있다. 이 실시예에서 "발광 다이오드의 외관"은 구체적으로 발광 다이오드의 발광 표면(light-emitting surface)의 형상 특성을 지칭한다. 예를 들어, LED(101)의 외관이 삼각형(예: 정삼각형), 사각형(예: 마름모꼴, 직사각형 등) 또는 육각형(예: 정육각형)인 경우, 복수의 LED들(101)은 완전히 밀접하게 배치된다. 선택적으로, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(101)의 외관은 원형이고, 복수의 발광 다이오드들(101)이 밀접하게 배치되어 발광 다이오드들 사이의 갭이 크다. 도 12a 및 도 12b는 삼각형 외관의 발광 다이오드들(101)이 두 가지 형태들로 완전히 밀접하게 배치된 것을 각각 도시하고, 발광 다이오드(101)의 외관이 삼각형으로 되어 있고, 복수의 발광 다이오드들(101)이 그 사이에 갭들 없이 완전히 밀접하게 배치된다. 도 13a 및 도 13b는 각각 직사각형 외관의 발광 다이오드들(101)이 두 가지 형태로 완전히 밀접하게 배치된 것을 도시하고, 발광 다이오드(101)의 외관이 직사각형이고, 복수의 발광 다이오드들(101)이 완전히 밀접하게 배치된다. 도 14를 참조하면, 발광 다이오드(101)의 외관은 정육각형이며, 복수의 발광 다이오드들(101)이 완전히 밀접하게 배치된다.
선택적으로, 발광 다이오드(101)의 외관도 팔각형(예를 들어, 정팔각형)일 수 있고, 복수의 발광 다이오드들(101)이 밀접하게 배치되고; 또한, 팔각형의 형태는 완전히 밀접한 배치를 허용할 수 없기 때문에, 복수의 발광 다이오드들(101) 사이의 갭들은 더 작은 발광 다이오드들로 채워질 수 있다. 예를 들어, 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 복수의 발광 다이오드들(101) 사이의 갭과 일치하는 크기의 발광 다이오드들(101)이 갭에 추가로 배치된다. 갭에 채워진 발광 다이오드(101)는 임의의 형상일 수 있으며, 이는 또한 예로서 도면에서 팔각형 형상으로 도시되어 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, LED의 크기가 갭에 매칭된다는 것은 그 갭이 특정한 크기의 LED로 채워질 수 있음을 의미한다.
선택적으로, 디스플레이용 반사기 장치(30)가 전면 유리 또는 운송수단의 C-HUD의 투명 디스플레이 창인 경우, 전면 유리와 디스플레이 창은 일반적으로 평면이 아니지만 특정한 라디안을 가지고, 디스플레이용 반사기 장치(30)가 전면 유리나 디스플레이 창에 직접적으로 의존하여 반사 이미징을 수행하는 경우 왜곡의 문제가 존재할 수 있다. 이 실시예에서, 복수의 발광 다이오드들(101)은 디스플레이용 반사기 장치(30)의 제2 왜곡 상태와 반대이고 대응하는 제1 왜곡 상태에 따라 배치된다. 예를 들어, 디스플레이용 반사기 장치(30)의 제2 왜곡 상태는 헤드-업 디스플레이 시스템의 이미지 원(1)이 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 반사되고 이미징될 때 가상 이미지의 왜곡 상태를 의미한다. 이미지 원(1)은 복수의 광원들(10), 마이크로-렌즈 어레이(20) 등을 포함한다. 이미지 원(1)는 이미지 광을 방출한다.
예를 들어, 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 설명의 편의를 위해 복수의 광원들(10) 및 마이크로-렌즈 어레이(20) 대신에 이미지 원들(1)이 사용되고 설명된다. 이미지 원(1)은 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 반사되고 이미징된다. 그러나, 특정한 라디안으로 디스플레이용 반사기 장치(30)는 제2 왜곡 상태를 가지므로 가상 이미지는 왜곡된 가상 이미지이다. 도 16a에서 디스플레이용 반사기 장치(30)의 격자 패턴(grid pattern)은 왜곡된 가상 이미지를 나타낸다. 본 실시예에서는 제2 디스플레이용 반사기 장치(30)의 왜곡 상태에 따라, 이에 대응하고 반대되는 제1 왜곡 상태가 결정되고, 이미지 원(1)의 복수의 발광 다이오드들(101)은 제1 왜곡 상태에 따라 배치되고, 예를 들어, 각 발광 다이오드(101)의 위치는 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 야기되는 왜곡을 제거하도록 구성된다. 예를 들어, 도 16b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 이미지 원(1)의 발광 다이오드들(101)은 제1 왜곡 상태에 따라 배치된다. 도 16b에서, 예를 들어, 이미지 원(1)의 각 격자는 하나의 발광 다이오드(101) 또는 이미지 원(1)의 하나의 픽셀 유닛를 나타내므로, 왜곡 없는 가상 이미지가 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 형성될 수 있다. 도 16b에서 디스플레이용 반사기 장치(30)의 격자 패턴은 왜곡이 없는 가상 이미지를 나타낸다. 즉 다시 말해, 발광 다이오드들(101)은 제1 왜곡 상태에 따라 배치되어 디스플레이용 반사기 장치(30)의 제2 왜곡 상태에 의해 야기된 가상 이미지 왜곡을 적어도 부분적으로 또는 완전히 상쇄하여 관찰자가 반사된 정상 이미지(normal image)를 볼 수 있도록 하고, 디스플레이용 반사기 장치에 의해 이미징 된다.
선택적으로, 발광 다이오드들(101)이 정상 배치 모드에 따라 규칙적으로 배치되는 경우, 예를 들어, 예를 들어, 도 11a 내지 15b에 도시된 배치 모드들 중 하나에 따르면, 이미지 원(1) 자체에 의해 방출된 이미지는 제1 왜곡 상태를 갖는 이미지로 구성되어, 왜곡이 없는 가상 이미지가 예를 들어 도 16c에 도시된 바와 같이 디스플레이용 반사기 장치(30)에도 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 다른 색의 광을 방출하는 발광 다이오드들(101)을 배치하는 것에 의해, 흑백(monochrome) 또는 컬러(multicolor) 디스플레이가 실현될 수 있고, 흑백 또는 다채로운 HUD 이미지가 관찰될 수 있다. 발광 다이오드(101)의 형상을 추가로 구성하는 것에 의해, 복수의 발광 다이오드들(101)을 밀접하게 배치할 수 있고, 이는 공간 이용률을 향상시키고, 이미지 디스플레이 품질을 향상시키고, 좋은 시야 경험을 제공할 수 있다. 발광 다이오드들(101)을 특정한 배치 모드에 따라 배치하는 것에 의해, 특정한 라디안으로 디스플레이용 반사기 장치(30)에 의해 야기되는 이미지 왜곡이 제거될 수 있으므로 헤드-업 디스플레이 시스템의 이미징이 보다 규칙적이고, 헤드-업 디스플레이 시스템의 사용 경험이 향상된다.
본 개시의 상술한 실시예들에 기초하여, 헤드-업 디스플레이 시스템은 확산 요소(40)를 더 포함한다. 위의 실시예들에 기초하여, 마이크로-렌즈 어레이(20)는 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 광을 집광하여 디스플레이용 반사기 장치(30)에서 광이 반사된 후 관찰 영역(200)으로 광을 방출할 수 있지만, 주광 방향의 광이 더 큰 광의 세기를 갖고 광의 이 부분이 미리 결정된 범위(100)로 수렴될 것이기 때문에, 관찰 영역(200) 내에서 미리 결정된 범위(100) 밖의 광 강도는 미리 결정된 범위(100)에서보다 더 작을 것이고, 가장자리 영역의 광의 밝기는 상대적으로 약할 것이다. 이 실시예에서, 확산 요소(40)는 광의 밝기를 균질화(homogenize)하도록 배치된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 광원(10)에 의해 방출된 광의 주광(A)은 마이크로-렌즈 어레이(20)를 통과하여 방향을 A1으로 변경하고, 그리고 나서, 광은 확산 요소(40)를 통과한 후 원래의 주광(A1)에서 이탈한 미리 결정된 확산 각(diffusion angle)으로 확산된다. 도면에서 A2와 A3은 원래 주광 A1에서 벗어나 미리 결정된 확산 각으로 확산된 광을 나타내고, 확산된 광은 미리 결정된 확산 영역(1002)에 수렴되고; 확산 영역(1002)의 면적은 미리 결정된 범위(100)의 면적보다 크다. 주광 방향으로 광이 확산되는 원리와 같이, 광원(10)으로부터 출사되어 주광의 방향과 특정한 끼인각을 갖고 최종적으로 관찰 영역(200)에서 미리 결정된 범위(100) 밖의 영역에 수렴되는 광은 또한 확산 요소(40)를 통과한 후 원래 진행 방향에서 벗어나 미리 결정된 확산 각도로 확산될 것이다. 따라서, 확산 요소(40)의 광에 대한 확산작용에 의해 결국 광은 확산 관찰 영역(2002)으로 확산되어 집광되고, 이 영역의 광 강도는 도 18에 도시된 바와 같이 광 확산 후에 균일하게 분포될 것이다. 예를 들어, 확산 요소(40)는 광 균질화기(light homogenizer), 확산기(diffuser) 등과 같은 낮은 비용의 산란 광학 요소일 수 있거나, 확산 요소(40)는 또한 빔 형성기 등과 같은 확산 효과의 보다 정확한 제어를 갖는 회절 광학 요소(DOE)일 수 있다. 광 균질화기(light homogenizer)와 같은 산란 광학 요소를 통과하는 경우, 광은 산란되어 상이한 각도들로 전달되며, 또한 소량의 회절(diffraction)이 발생하며 그 중 광 산란 작용이 주요 역할을 하여 더 큰 광 스팟(light spot)을 생성한다; 회절 광학 요소는 주로 표면에 특정한 미세 구조들(microstructures)을 설계하여 회절을 통한 빔 확장(beam expanding) 기능들을 수행하므로 광 스팟이 더 작고 광 스팟의 크기와 형상을 제어할 수 있다. 광이 확산 요소(40)를 통과한 후, 확산된 광 빔의 미리 결정된 단면-형상은 확산 관찰 영역(diffusion observation region)(2002)의 형상과 일치함을 알 수 있다.
또한, 확산 요소(40)는 마이크로-렌즈 어레이(20)로부터 출사된 광을 미리 결정된 단면 형상을 갖는 광 빔으로 변환시킨다. 이 실시예에서, 확산 요소(40)는 예를 들어 회절 광학 요소고, 확산 요소(40)를 통과한 광 후에 확산된 광 빔은 주광의 진행 방향에 수직인 단면에서 특정한 형상을 갖는다. 선택적으로, 광 빔의 미리 결정된 단면 형상은 선형(linear), 원형(circular), 타원형(elliptical), 정사각형(square) 또는 직사각형(rectangular) 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 도 19a에 도시된 바와 같이, 광이 회절 광학 요소와 같은 확산 요소(40)를 통과한 후, 광은 확산되고 미리 결정된 단면 형상으로 형성되며, 도 19a는 미리 결정된 단면 형상을 예시적으로 직사각형으로 도시한다.
또한, 예를 들어, 확산 요소(40)는 분리형 확산 요소(separation-typed diffuser element)이며, 즉, 예를 들어, 확산 요소(40)는 통과하는 광을 복수의 범위들로 확산시키고, 각 범위의 형상은 선형, 원형, 타원형, 정사각형 및 직사각형 형상들을 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 예를 들어 확산 후 이러한 범위의 형상들은 동일하거나 상이하다. 도 19b에 도시된 바와 같이, 분리형 확산 요소(40)를 통과한 후, 광은 복수의 영역들로 확산될 수 있고, 각 영역은 하나의 확산 관찰 영역(2002)에 대응하고; 도 19b는 광이 두 개의 직사각형 영역들로 확산되는 경우를 예시적으로 도시한다.
이 실시예에서, 헤드-업 디스플레이 시스템은 확산 요소에 의해 광을 확산시켜 광의 밝기를 균일하게 하므로 헤드-업 디스플레이 시스템의 이미징 밝기가 관찰 영역에서 균일하고 사용 경험이 향상된다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 헤드-업 디스플레이 시스템은 도 20에 도시된 바와 같이 복수의 광원들(10)과 전기적으로 연결되고 복수의 광원들(10)의 발광 상태들을 제어하여 이미지를 형성하는 발광 제어 유닛(50)을 더 포함한다. 예를 들어, 발광 제어 유닛(50)은 디지털 신호들을 전송하여 광원들(10)을 켜고, 광원(10)의 발광 상태들을 제어하여 흑백 또는 컬러 이미지를 형성하여 이미지 광을 방출한다. 예를 들어 여기에서 발광 상태는 발광의 "온" 또는 "오프"일 수 있으며 광 밝기의 조정일 수도 있다. 예를 들어, 복수의 광원들(10) 각각의 발광 상태는 발광 제어 유닛(50)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 발광 제어 유닛(50)은, 예를 들어 송신단(sending end), 수신단(receiving end) 및 프로세서를 포함하고; 수신단은 유선 또는 무선 방식으로 디지털 신호들을 수신하고; 프로세서는 디지털 신호를 광원들(10)을 제어하기 위한 제어 신호들로 변환한 후, 광원들(10)과의 전기적 연결을 통해 배선(wire)들 등의 회로(circuit)들을 통해 제어 신호들을 전송함으로써 광원들(10)을 제어하고 이미지를 형성한다. 일부 예들에서, 발광 제어 유닛(50)는 발광 다이오드 화면 제어기일 수 있고, 광원들(10)은 발광 다이오드들이고, 광원(10)의 배치와 제어기를 통한 발광 다이오드의 온-오프에 의해 이미지이 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 발광 제어 유닛을 구성하는 것에 의해, 헤드-업 디스플레이 시스템은 복수의 광원들(10)의 온-오프 상태를 제어하고, 이미지를 형성하고 이미지 광을 방출하여 헤드-업 디스플레이 시스템이 이미지 정보를 디스플레이할 수 있도록 한다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 헤드-업 디스플레이 시스템은 광원들(10)로부터 떨어져 마이크로-렌즈 어레이(20)의 측에 배치되어 마이크로-렌즈 어레이(20)로부터 출사되는 광의 출사각을 제한하는 광 차단 부재(60)를 포함한다. 본 실시예에서 광 차단 부재(60)는 미리 결정된 높이의 복수의 광 차단 배리어(light blocking barrier)들을 포함하고, 배리어 어레이는 특정한 방향으로의 광의 진행을 물리적으로 차단하기 위해 복수의 융기된(raised) 광 차단 배리어들에 의해 형성된다. 예를 들어, 광 차단 배리어의 높이와 너비를 설계함으로써 관찰자가 광을 볼 수 있는 각도가 제한된다. 도 21에 도시된 바와 같이, 마이크로-렌즈 어레이(20)로부터 출사된 광은 광 차단 부재(60)에 의해 각도(α) 내로 제한되어 관찰 가능한 영역(observable region)을 형성하고; 즉, 인간의 눈-1은 관찰 가능 영역에 위치하여 이때 이미지 광을 볼 수 있지만 인간의 눈-2는 관찰 가능 영역 밖에 있어 이미지 광을 볼 수 없다. 이 실시예에서, 광 차단 층(60)은 배리어 어레이의 층일 수 있고, 배리어 어레이는 수평 방향, 수직 방향 또는 임의의 각도일 수 있어, 배리어에 평행한 방향의 광만이 통과할 수 있다. 광 차단 층(60)의 시야각은 48도, 60도, 75도, 또는 임의의 다른 원하는 각도들이다. 또한, 예를 들어, 광 차단 층(60)은 2층의 배리어 어레이가 직교하는 적층체이거나, 또는 특정한 각도로 엇갈린 2층의 배리어층이 적층된 것이다. 예를 들어, 배리어 어레이의 각 층은 수평 방향, 수직 방향 또는 임의의 각도로 있다. 예를 들어, 시야각은 45도, 60도, 75도 또는 기타 원하는 각도이다. 예를 들어, 광 차단 층(60)은 엿보기 방지 그레이팅(anti-peeping grating)이다.
선택적으로, 광 차단 부재(60)는 광 차단 부재(60)의 표면에서 외부 주변 광(external ambient light)의 반사에 의해 야기되는 눈부심(glare)을 방지할 수 있는 광 산란 층을 더 포함하여 정상 구동(normal driving)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 광 산란 층은 광 차단 부재(60)의 마이크로-렌즈 어레이(20)로부터 떨어진 측에 배치되어 외부의 주변 광을 산란시키기 위해 사용된다. 개시된 실시예에서, 광 차단 부재(60)의 외부에 광 산란 층을 추가하는 것에 의해, 태양광(sunlight)과 같은 외부 주변 광을 산란시켜 광 차단 부재(60)의 표면을 조사(irradiating)하는 외부 태양광에 의한 눈부심을 방지할 수 있다. 예를 들어, 광 산란 층 및 광 차단 층(60)은 예를 들어, 반투명의 엿보기 방지 그레이팅(frosted peep-proof grating)과 같이 일체로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 마이크로-렌즈 어레이(20)의 외부 표면에 광 차단 층(60)을 추가하여 광의 출사각을 제한한다. 예를 들어, 광 차단 부재(60)가 구비되지 않은 이미지 원(1)이 차량의 콘솔 표면에 배치되는 경우, 운전자는 이미지 원(1)와 전면 유리에 의해 반사된 가상 이미지를 동시에 볼 수 있으며, 이는 운전자의 차량 운전에 영향을 미칠 수 있다. 광 차단 층(60)은 광이 전면 유리 쪽으로만 출사되도록 하고, 즉, 이미지 원(1) 자체의 이미지는 운전자의 관점에서 볼 수 없고, 결과적으로 사용자가 차량을 운전하는 경우, 헤드-업 디스플레이 시스템의 화면 밝기가 사용자의 시야에 영향을 미치거나 화면에 실제 이미지를 형성할 때 사용자에게 어지러움을 유발하는 것을 방지하여 운전 중 안전을 향상시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 광 산란 층을 추가하여 태양광과 같은 외부 광의 반사에 의한 눈부심을 방지함으로써 운전 안전율을 더욱 향상시킨다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 헤드-업 디스플레이 시스템은 복수의 마이크로-렌즈 어레이들(20)을 포함하고, 각각의 마이크로-렌즈 어레이(20)는 마이크로-렌즈 어레이(20)에 대응하는 복수의 광원들(10)에 의해 방출된 주광을 서로 다른 미리 결정된 범위들(100)로 수렴하고, 상이한 마이크로-렌즈 어레이들(20)은 디스플레이용 반사기 장치(30)에 광을 방출하고, 광은 디스플레이용 반사기 장치의 표면에서 반사되고, 반사된 광은 상이한(different) 관찰 영역들(200)에 입사된다. 예를 들어, 다중 관찰자들의 경우, 복수의 마이크로-렌즈 어레이들(20)이 채택되는 경우, 개략적인 이미징 다이어그램은 도 22에 도시된다. 도 22에서 두 마이크로-렌즈 어레이들(20)은 두 관찰 영역들(200)을 형성하는데, 이는 운전자와 승객과 같은 서로 다른 관찰자들, 즉 두 아이박스들에 각각 대응할 수 있다. 두 마이크로-렌즈 어레이들(20) 각각에 대응하는 복수의 광원들(10)은 동일하거나 다른 내용들을 디스플레이할 수 있어 다중 시야각(multiple viewing angle)들에서 동시 관찰(simultaneous observation)이 가능함을 알 수 있다.
본 실시예에서는, 복수의 마이크로-렌즈 어레이들(20)을 배치하고, 마이크로-렌즈 어레이들(20)에 대응하는 복수의 광원들(10)로부터의 광을 서로 다른 관찰 영역들(200)에 집광하는 것에 의해, 다중 시야각 이미징이 실현될 수 있고, 서로 다른 관찰 영역(200)에 있는 눈을 가진 사용자들이 서로 다르거나 동일한 이미지들을 동시에 볼 수 있으므로 헤드-업 디스플레이 시스템의 실용성(practicability) 및 사용 경험이 더욱 향상된다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 헤드-업 디스플레이 시스템은 광원들(10)으로부터 떨어져서 마이크로-렌즈 어레이(20)의 측에 배치되는 입체 비전 형성 층(70)을 더 포함하고, 이를 통과한 광이 도 23에 도시된 바와 같이 제1 위치 및 제2 위치에 각각 입사되도록 한다.
예를 들어, 제1 위치 및 제2 위치는 각각 사용자의 왼쪽 눈 및 오른쪽 눈이 위치하는 위치이고, 입체 비전 형성 층(70)은 간격들을 두고 배치된 복수의 배리어 유닛들(7011)을 포함하는 배리어 층(701)을 포함하고, 미리 결정된 거리는 도 24에 도시된 바와 같이, 배리어 유닛들(7011)과 마이크로-렌즈 어레이(20) 사이에 제공된다. 설명의 편의를 위해, 도 24 및 도 25는 모두 마이크로-렌즈 어레이(20) 및 복수의 광원들(10) 대신에 이미지 원(1)을 사용하여 설명한다. 도 24에서는, 예를 들어, 이미지 원(1)이 6개의 픽셀 유닛들에 대응하고, 배리어 층(701)이 5개의 배리어 유닛(7011)을 포함하는 것으로 도시되고, 각 픽셀 유닛은 적어도 하나의 광원(10)에서 방출되는 광을 포함한다. 도면들과 같이, 배리어 층(701)과 이미지 원(1) 사이에 갭이 있기 때문에, 배리어 층(701)은 광을 차단할 수 있으므로 이미지 원(1)에 대응하는 일부 픽셀 유닛들(R1, R2, R3)에 의해 방출된 광은 왼쪽 눈 위치에 도달할 수 없고, 따라서 왼쪽 눈은 픽셀 유닛들(L1, L2 및 L3)에 의해 방출된 광만 볼 수 있고, 마찬가지로 오른쪽 눈은 픽셀 유닛(R1, R2, R3)에서 방출되는 광만 볼 수 있다. 따라서 배리어 층(701)은 이미지 원(1)에 대응하는 픽셀 유닛들을 두 부분들로 나눌 수 있으므로 픽셀 유닛들(L1, L2 및 L3)과 같은 일부 픽셀 유닛들에 의해 방출된 광은 왼쪽 눈 위치에만 도달할 수 있는 반면 픽셀 유닛들(R1, R2 및 R3)과 같은 일부 다른 픽셀 유닛들에 의해 방출된 광은 오른쪽 눈 위치에만 도달할 수 있다. 두 종류의 광학 시차(optical parallax)가 있는 이미지를 이미지 원(1)에 대응하는 서로 다른 픽셀 유닛들로 디스플레이하여, 왼쪽 눈이 보는 이미지와 오른쪽 눈이 보는 이미지 사이에 광학 시차가 존재하여 입체 비전 이미징을 실현한다. 배리어 층(701)의 각 배리어 유닛(7011)의 크기와 배리어 유닛들(7011) 사이의 상대적인 위치들은 정밀한 계산에 의해 특별히 설계되어 특정한 위치들에서 이미징이 가능하다. 이러한 방식으로 관찰자는 특수 안경(special eyeglasses)을 착용하지 않고도 입체 이미지들을 볼 수 있지만 관찰자는 더 나은 3D 이미징 효과를 획득하기 위해 특정한 위치에 있어야 한다.
선택적으로, 배리어 층(701)의 배리어 유닛(7011)은 액정들 또는 그레이팅들을 포함하고; 예를 들어, 배리어 유닛(7011)이 액정들을 포함하는 경우, 2D 이미지 디스플레이와 입체 비전 이미지 디스플레이 사이의 전환은 액정의 작동 상태를 제어함으로써 실현된다. 예를 들어 관찰자가 2D 이미지를 시청해야 하는 경우, 배리어 층(701)의 액정들이 배리어 유닛들을 형성하지 않도록 배치 상태를 나타내면, 픽셀 유닛들은 2D 이미지를 정상적으로 디스플레이한다. 관찰자가 입체 비전 이미지를 볼 필요가 있는 경우, 배리어 층(701)의 액정들은 배리어 유닛들을 형성하고, 픽셀 유닛들은 광학 시차를 가지는 이미지를 디스플레이하여 관찰자가 특정한 위치에서 입체 비전 이미지를 볼 수 있도록 한다.
또는, 제1 위치 및 제2 위치는 각각 사용자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 위치이고, 입체 비전 형성 층(70)은 복수의 광 분할 렌즈를 포함하는 광 분할 렌즈 층(702)을 포함하고, 예를 들어 광 분할 렌즈들은 구체적으로 원통형 렌즈들이다. 예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이, 광 분할 렌즈 층(702)은 수직으로 배치된 복수의 원통형 렌즈들을 포함하고, 각각의 원통형 렌즈는 적어도 이미지 원(1)의 두 상이한 열들의 픽셀 유닛들을 커버하고; 원통형 렌즈는 한 열의 픽셀 유닛들에 의해 방출된 광을 제1 위치로 수렴하고 다른 픽셀 유닛들의 열에 의해 방출된 광을 제2 위치로 수렴하도록 구성되어 입체 비전 이미징이 실현될 수 있다. 도 25에서, 이미지 원(1)은 12개의 픽셀 유닛들의 열들에 대응하고, 광 분할 렌즈 층(702)은 6개의 원통형 렌즈들을 포함하고, 각 원통형 렌즈는 픽셀 유닛들의 두 열들을 커버하고, 도 25에 도시된 바와 같이, 최상부(uppermost)의 원통형 렌즈는 픽셀 유닛들(R1, L1)을 커버한다. 원통형 렌즈의 굴절 특성에 기초하여 원통형 렌즈의 곡면을 구성하는 것에 의해, 한 열의 픽셀 유닛에 의해 방출된 광은 원통형 렌즈를 통과한 후 제1 위치에 입사될 수 있고, 예를 들어, 픽셀 유닛(R1)에 의해 방출된 광은 오른쪽 눈의 위치에 입사되고; 또한, 픽셀 유닛들의 다른 열에서 방출된 광은 원통형 렌즈를 통과한 후 제2 위치로 입사되는데, 예를 들어 픽셀 유닛(L1)에서 방출된 광은 왼쪽 눈 위치로 입사된다. 예를 들어, 원통형 렌즈의 형상을 정확하게 구성하는 것에 의해, 일부 픽셀 유닛들에 의해 방출된 광은 특정한 위치로 입사되고, 일부 다른 픽셀 유닛들에 의해 방출된 광은 다른 위치로 입사될 수 있다. 즉, 도 25에 도시된 바와 같이, 픽셀 유닛들(R1, R2, R3, R4, R5, R6) 등에서 방출된 광은 오른쪽 눈 위치에 수렴될 수 있고 픽셀 유닛들(L1, L2, L3, L4, L5, L6) 등에서 방출된 광은 왼쪽 눈 위치에 수렴되어 관찰자가 특정한 위치에서 입체 비전 이미지들을 볼 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 원통형 렌즈는 광학적 원통형 렌즈일 수 있고, 또한 액정 원통형 렌즈일 수 있다.
본 실시예에서는 입체 비전 형성 층(70)을 제공하는 것에 의해, 입체 비전 디스플레이를 실현할 수 있고, 제1 위치와 제2 위치에 눈이 있는 사용자들은 입체 비전 이미지들을 볼 수 있어 헤드-업 디스플레이 시스템의 실용성과 사용 경험이 더욱 향상된다.
본 개시의 위 실시예들에 기초하여, 헤드-업 디스플레이 시스템은 적어도 하나의 반사기 요소(80)를 더 포함하고; 반사기 요소(80)는 마이크로-렌즈 어레이(20)와 디스플레이용 반사기 장치(30) 사이에 배치되고, 곡면 반사기 요소(801) 및 평면 반사기 요소(802) 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 반사기 요소(80)가 마이크로-렌즈 어레이(20)와 디스플레이용 반사기 장치(30) 사이에 배치되는 경우, 이는 반사기 요소(80)가 마이크로-렌즈 어레이(20)로부터 출사된 이미지 광학 광로 상에 배치된다는 것을 의미한다. 설명의 편의를 위해, 도 26 및 도 27에서는 마이크로-렌즈 어레이(20) 및 광원들(10) 대신에 이미지 원(1)이 사용되었다. 예를 들어, 반사기 요소(80)는 곡면 반사기 요소(801)일 수 있다. 예를 들어, 곡면 반사기 요소(801)를 제공하는 것에 의해, 헤드-업 디스플레이 시스템의 가상 이미지의 이미징 거리가 증가하고, 또한 곡면 반사기 요소(801)도 도 26에 도시된 바와 같이 이미지를 특정한 정도 확대할 수 있다. 반사기 요소(80)는 또한 평면 반사기 요소(802)를 포함하고, 평면 반사기 요소(802)의 추가는 도 27에 도시된 바와 같이 광학 경로를 접을 수 있고 헤드-업 디스플레이 시스템의 체적(volume)를 감소시키며 장치들의 적용 가능성을 증가시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 곡면 반사기 요소(801)는 자유 형태 미러이고, 평면 반사기 요소(802)는 평면 알루미늄 미러 또는 평면 유전체 필름 미러(planar dielectric film mirror)일 수 있으며, 이는 본 실시예에서 제한되지 않는다.
이 실시예에서, 반사기 요소(80)는 디스플레이용 반사기 장치(30)에 광을 반사하고, 곡면 반사기 요소(801)의 오목한 반사면은 이미지 원(1)의 이미징 영역을 확대할 수 있으므로 헤드-업 디스플레이 시스템은 이미지 원(1)의 크기가 더 작더라도 더 큰 크기의 가상 이미지를 생성할 수 있다. 평면 반사기 요소(802)는 헤드-업 디스플레이 시스템의 설치 및 사용에 편리한 헤드-업 디스플레이 시스템의 체적을 더욱 감소시킬 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의해 제공되는 위 기술적 솔루션들에서, 복수의 광원들과 마이크로-렌즈 어레이들이 배치되고, 복수의 광원들에서 방출되는 주광은 마이크로-렌즈 어레이들을 통해 미리 결정된 범위로 집광되고, 집광된 광은 디스플레이용 반사기 장치에 입사되고 디스플레이용 반사기 장치의 표면에서 반사되어 이미지를 형성하고; 예를 들어, 광원들에서 방출되는 특정한 발산각을 가진 광은 동일한 방향으로 지향되므로, 광원들에서 방출되는 광의 이용률과 밝기가 향상된다. 동일한 밝기 요건 하에서, 본 실시예에서 제공되는 헤드-업 디스플레이 시스템은 더 적은 소비 전력으로 더 높은 밝기의 이미지를 형성할 수 있어 소비 전력을 줄일 수 있다.
이 실시예는 광 제어 장치(1000) 및 복수의 광원들(104)을 포함하는 도 28에 도시된 바와 같이 능동 발광 이미지 원을 제공한다; 복수의 광원들(104)은 상이한 위치들에 분포 및 배치되고; 광 제어 장치(1000)는 콜리메이팅 요소(collimating element)(107)를 포함한다. 콜리메이팅 요소(107)는 하나 이상의 광원(104)을 커버하고, 커버된 광원(104)에 의해 방출된 광을 콜리메이팅 하고 콜리메이팅된 광을 방출하는 데 사용된다. 능동 발광 이미지 원은 또한 집광 요소(105)를 포함한다. 집광 요소(105)는 광원(104)으로부터 떨어진 콜리메이팅 요소(107)의 측에 배치되고, 광원들(104)에 의해 방출된 모든 광을 동일한 위치, 즉 도 28에서 미리 결정된 위치(1062)로 수렴하기 위해 사용된다. 예를 들어, 도 28에 도시된 바와 같이, 집광 요소(105)에는 복수의 콜리메이팅 요소들(107)이 대응하여 제공된다. 예를 들어, 미리 결정된 위치(1062)는 미리 결정된 범위일 수 있고, 집광 요소(105)를 통과한 광의 주광은 미리 결정된 범위로 향하게 된다.
이 실시예에서, 콜리메이팅 요소(107)는 광의 방출 방향들을 미리 결정된 각도 범위 내로 조정하기 위해 사용된다. 도 28은 하나의 광원에 하나의 콜리메이팅 요소(107)가 제공되는 경우를 예시적으로 도시한다. 광원(104)은 예를 들어, LED일 수 있고, LED에 의해 방출된 대부분의 광이 동일한 방향으로 향하도록 LED에 의해 방출된 확산된 광을 콜리메이팅하기 위해 하나의 콜리메이팅 요소(107)가 각 LED의 표면에 배치된다.
선택적으로, 콜리메이팅 요소(107)는 콜리메이팅 렌즈 또는 콜리메이팅 필름일 수 있으며; 콜리메이팅 렌즈는 볼록 렌즈, 프레넬 렌즈 및 렌즈 조합(예: 볼록 렌즈와 오목 렌즈의 조합, 프레넬 렌즈와 오목 렌즈의 조합 등)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 콜리메이팅 요소(107)는 볼록 렌즈일 수 있고, 그러면 광원(104)은 볼록 렌즈의 "초점 거리(focal length)"에 배치될 수 있고, 즉, 볼록 렌즈와 광원 사이의 거리는 볼록 렌즈의 초점 거리이므로 광원(104)에서 방출된 상이한 방향들의 광은 콜리메이팅 요소(107)를 통과한 후 평행하게 출사될 수 있다. 또는, 콜리메이팅 요소(107)는 밝기 향상 필름(brightness enhancement film)(BEF)과 같은 콜리메이팅 필름일 수 있고, 이는 광의 출사 방향을 미리 결정된 각도 범위 내로 조정하기 위해 사용되며, 광은 콜리메이팅 필름의 법선(normal line)에서 벗어나 -35°~+35°의 각도 범위 내로 집광된다.
예를 들어, 광원(104)은 구체적으로 광원(104)은 구체적으로 발광 다이오드(LED), 백열 램프, 레이저, 양자점 광원 등, 예를 들어 유기 발광 다이오드(OLED), 미니 LED, 마이크로 LED, 냉음극 형광 램프(CCFL), 전계발광 디스플레이(electroluminescent display)(ELD), 냉 LED 조명(CLL), 전자 발광(EL), 전계 방출 디스플레이(FED), 텅스텐 할로겐 램프(tungsten halogen lamp), 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등과 같은 전계발광 장치이다.
본 실시예에 의해 제공되는 능동 발광 이미지 원에 따르면, 광원에 의해 방출된 광은 콜리메이팅 요소에 의해 콜리메이팅되어 광원에 의해 방출된 산란된 광이 동일한 방향으로 균일하게 지향될 수 있고; 이러한 방식으로 광원이 산란된 광(scattered light)을 방출하는 것을 방지한다. 또한, 콜리메이팅 요소에서 출사된 광은 광학 수렴 요소(optical converging element)에 의해 수렴되어 광원에서 방출되는 광의 밝기를 향상시킨다. 동일한 밝기 요구가 주어지면 기존의 능동 발광 이미지 원과 비교하여 이 실시예에서 제공되는 능동 발광 이미지 원은 더 낮은 전력에서 충분한 밝기를 보장할 수 있으므로 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
선택적으로, 집광 요소(105)를 사용하는 것 외에, 각 광원의 주광의 방향을 조정하여 광원의 광을 집광시켜 광 수렴을 실현할 수 있다. 도 29에 도시된 바와 같이, 광 제어 장치(1000)는 방향 제어 요소(direction controller element)(108)를 더 포함하고; 방향 제어 요소(108)는 하나 이상의 광원들(104)에 대응하고, 대응하는 광원들(104)의 주광의 방향을 조정하고 대응하는 광원들(104)에 의해 방출된 광을 다른 위치들에서 수렴하기 위해 사용된다; 도 29에 도시된 바와 같이, 광원(104)에 의해 방출된 광은 미리 결정된 위치(1062)에 수렴된다.
이 실시예에서, 광원들(104)에 의해 방출된 광은 복수의 방향 제어 요소들(108)에 의해 수렴된다. 예를 들어, 도 29에 도시된 바와 같이, 광원들(104)은 상이한 위치들에 배치되고, 7개의 광원들(104)이 예로서 도시되고; 따라서, 7개의 방향 제어 요소들(108)은 광원들(104)에 의해 방출된 광의 방향들을 제어하기 위해 제공된다. 도 29에 도시된 바와 같이, 방향 제어 요소들(108)은 복수의 광원들(104)에 의해 방출된 광을 미리 결정된 위치(1062)로 수렴시킨다. 도 29에서, 미리 결정된 위치(1062)는 예로서 점 위치(point position)로 도시되어 있지만, 이 실시예에서 미리 결정된 위치(1062)는 또한 광원(104)에 의해 방출된 광이 이 영역에 수렴될 수 있는 한 작은 영역일 수 있다. 예를 들어, 광원들(104)에 의해 방출된 광의 방향들은 다른 위치들에서 방향 제어 요소들(108)의 방향들을 구성함으로써 조정되고, 즉, 광원들의 주광의 방향들을 조정하여 광 수렴을 실현한다.
선택적으로, 도 30에 도시된 바와 같이, 방향 제어 요소는 오목한 기판(1081)이고, 광원들(104)은 기판(1081)의 오목한 표면에 배치되고, 광원들(104)이 위치한 평면은 기판(1081)의 오목한 표면에 접(tangent)한다. 기판(1081)의 형상을 구성하는 것에 의해, 광원들(104)의 주광의 방향들도 조정할 수 있어, 집광을 실현할 수 있다.
선택적으로, 도 31에 도시된 바와 같이, 방향 제어 요소(108)는 경사각을 갖는 렌즈(1082)이고, 렌즈(1082)의 주광은 미리 결정된 위치(1062)로 지향된다. 광원(104)의 주광의 조정은 렌즈(1082)의 지향에 의해 실현된다.
위 실시예들에 기초하여, 집광 요소(105) 또는 방향 제어 요소(108)를 이용하여 광 수렴을 달성하는 경우, 능동 발광 이미지 원은 이미징 밝기가 높지만 이미징 영역이 작고 시야 범위가 좁아 여러 사용자들이 동시에 시청하기에 적합하지 않다. 이 실시예에서, 광 제어 장치(100)는 확산 요소(106)를 더 포함한다. 도 32 또는 도 33에 도시된 바와 같이, 확산 요소(106)는 광원(104)으로부터 떨어진 집광 요소(105)의 측에 배치되거나 광원(104)으로부터 떨어진 방향 제어 요소(108)의 측에 배치되고, 확산 요소(106)는 광원들(104)에 의해 방출된 광을 확산시키고 광 스팟(1061)을 형성하기 위해 사용된다.
도 33을 참조하면, 예로서, 이 실시예에서, 광원들(104)에 의해 방출된 광은 복수의 방향 제어 요소들(108)에 의해 수렴된다. 예를 들어, 도 33에 도시된 바와 같이, 광원들(104)은 서로 다른 위치에 배치되고, 7개의 광원들(104)이 예시적으로 도 33에 도시된다. 따라서, 광원들(104)에 의해 방출되는 광의 방향들을 제어하기 위해 7개의 방향 제어 요소들(108)이 제공된다. 도 33에 도시된 바와 같이, 확산 요소(106)가 제공되지 않는 경우, 방향 제어 요소(108)는 복수의 광원들(104)에 의해 방출된 광을 미리 결정된 위치(1062)로 수렴시킨다. 도 33에서, 미리 결정된 위치(1062)는 예로서 점 위치로 도시되어 있지만, 이 실시예에서 미리 결정된 위치(1062)는 광원들(104)에 의해 방출된 광이 이 영역에 수렴되는 한 작은 영역일 수도 있다. 예를 들어, 광원들(104)에 의해 방출된 광의 방향들은 다른 위치들에서 방향 제어 요소들(108)의 방향들을 구성함으로써 조정되고, 즉, 광원들의 주광의 방향들을 조정하여 광 수렴을 실현한다.
또한, 상이한 위치들의 광이 작은 범위의 미리 결정된 위치(1062)에만 수렴된다면, 능동 발광 이미지 원은 작은 범위에서만 이미징될 수 있으며, 이는 관찰자가 이미지 원에 의해 형성된 이미지를 관찰하는 데 불편하다. 이 실시예에서, 광은 확산 요소(106)에 의해 확산되고, 미리 결정된 형상 및 더 큰 이미징 범위를 갖는 광 스팟(1061)이 형성되며, 이는 관찰자가 이미지 원의 이미징을 넓은 범위에서 관찰하는 데 편리하다. 예를 들어, 도 33에서 가장 왼쪽에 있는 방향 제어 요소(108)를 예로 들면, 도 33에 도시된 바와 같이, 확산 요소(106)가 제공되지 않은 경우에, 가장 왼쪽에 있는 광원(104)에 의해 방출된 광(A)은 광학 경로(a)를 따라 미리 결정된 위치(1062)로 입사될 수 있고; 확산 요소(106)가 방향 제어 요소(108)의 외부에 배치되는 경우, 확산 요소(106)는 광(A)를 복수의 광빔들(광빔 A1, A2 등 포함)으로 확산시키고, 복수의 광빔들을 특정한 범위, 즉 광 스팟(1061)으로 확산시켜 관찰자가 편리하게 광 스팟(1061)의 범위 내에서 능동 발광 이미지 원의 이미징을 본다.
선택적으로, 확산 요소(106)는 빔 형성기와 같은 회절 광학 요소(DOE)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 회절 광학 요소를 통과한 후 광은 확산되어 특정한 기하학적 형상(geometric shape)의 광 스팟을 형성한다. 광 스팟의 크기와 형상은 회절 광학 요소의 미세 구조에 의해 결정된다. 광 스팟의 형상은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 및 박쥐 날개(bat wing) 형상을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 측면에서 볼 때 확산 후 광 스팟의 확산 각도는 10도, 바람직하게는 5도이고; 예를 들어, 정면 방향의 확산 각도는 50도, 바람직하게는 30도이다.
예를 들어, 복수의 방향 제어 요소들(108)이 제공되고, 상이한 방향 제어 요소들(108)는 상이한 위치에서 광원들에 의해 방출된 광의 방출 방향을 조정하기 위해 상이한 위치들에 배치되고, 상이한 위치들에 있는 광원들에 의해 방출된 광의 방출 방향들은 모두 동일한 미리 결정된 위치로 향한다. 도 33에 도시된 바와 같이, 도 33의 방향 제어 요소들(108)의 수는 7개이다. 하나의 방향 제어 요소(108)는 하나의 광원(104)에 의해 방출되는 광을 조정하거나 복수의 광원들(104)에 의해 방출되는 광을 조정할 수 있으며, 이는 이 실시예에서 제한되지 않는다.
도 33은 확산 요소(106)의 확산 작용의 개략도일 뿐이라는 것이 당업자에 의해 이해될 수 있고, 이것은 광 스팟(1061) 내에서 광원(104)에 의해 방출된 광을 완전히 제한하는 대신 광 스팟(1061)의 범위로 광을 확산시킬 수 있다. 즉, 광 A는 확산 요소(106)를 통과한 후 더 넓은 범위의 광 스팟을 형성할 수 있고, 다른 광원들(104)에 의해 방출된 광은 확산 요소(106)를 통과한 후 다른 광 스팟들을 형성할 수 있지만, 모든 광원들(104)에 의해 방출된 광은 광 스팟(1061)에 도달할 수 있다.
본 실시예에서 제공되는 능동 발광 이미지 원에 따르면, 다른 위치들의 광은 방향 제어 요소들을 통해 동일한 위치에 수렴되어 광의 밝기가 향상될 수 있다; 또한, 광은 확산 요소에 의해 확산되어 미리 결정된 형상의 광 스팟이 형성될 수 있으므로 광 스팟 범위의 후속 이미징(subsequent imaging)에 편리하므로 광의 밝기가 향상되고 이미징 범위가 확장된다.
위의 실시예들에 기초하여, 방향 제어 요소(108)는 하나 이상의 광원들(104)에 의해 방출된 광의 방출 방향을 조정하기 위해 사용된다.
방향 제어 요소(108)가 위치하는 평면 상의 점(x, y, z)은 다음 식을 만족한다:
여기서 xp, yp, zp는 각각 미리 결정된 위치(1062)의 x축, y축 및 z축의 좌표들을 나타내고, x0, y0, z0은 각각 방향 제어 요소(108)가 위치한 평면 상의 기지 점(known point)의 x축, y축 및 z축의 좌표들을 나타낸다.
이 실시예에서, 방향 제어 요소(108)가 복수의 광원들(104)에 의해 방출된 광의 출사 방향을 조정하기 위해 사용되는 경우, 방향 제어 요소(108)가 위치하는 평면은 복수의 광원들(104)의 배치 평면(arrangement plane)을 나타낸다. 즉, 광의 출사 방향은 방향 제어 요소(108)가 위치한 평면에 수직이다. 광이 향하는 미리 결정된 위치(1062)가 점 P로 설정되면, 그 좌표들은 (xp, yp, zp)이고; 방향 제어 요소(108)가 위치한 평면 상의 기지 점 M0의 좌표들은 (x0, y0, z0)인 반면, 광의 방출 방향에 대응하는 벡터는 다음과 같이 표현된다:
또한, 능동 발광 이미지 원의 수렴 효과를 확보하기 위하여, 방향 제어 요소(108)의 크기는 가능한 한 작아야 하고, 예를 들어, 방향 제어 요소(108)의 크기는 실제 요구들에 따라 구체적으로 결정된다. 방향 제어 요소(108)가 위치하는 평면 상의 점(x, y, z)은 다음 값 범위들을 충족한다:
대안적으로, 방향 제어 요소(108)가 위치한 평면 상의 점(x, y, z)은 다음 값 범위들을 만족한다:
위의 실시예들에 기초하여, 광 제어 장치(1000)는 광 차단 부재를 더 포함하고; 광 차단 부재는 광 제어 장치의 최외곽 측(outermost side)에 배치되며, 예를 들어 광원들(104)로부터 멀어지는 확산 요소(106)의 측에 배치되고, 광 차단 부재는 능동 발광 이미지 원에 의해 방출되는 광의 출사각을 제한하기 위해 사용된다. 여기서의 광 차단 부재는 여기에서의 반복을 반복하지 않고, 실시예들의 광 차단 부재와 동일할 수 있다.
위의 실시예들에 기초하여, 방향 제어 요소(108)는 반사기 요소를 더 포함하고; 반사기 요소는 램프 컵(lamp cup)을 포함하고; 램프 컵은 반사면(reflective surface)들로 둘러싸인 속이 빈 쉘(hollow shell)이고 램프 컵의 개방 방향(opening direction)은 콜리메이팅 요소(107)를 지향한다; 개구부(opening)에서 떨어진 램프 컵의 맨 끝(tail end)은 광원(104)을 설치하기 위해 사용된다.
게다가, 또한, 본 실시예에 따른 능동 발광 이미지 원은 상술한 실시예에서 설명한 바와 같이 입체 비전 형성 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 입체 비전 형성 층은 광 제어 장치(1000)의 발광 측에 배치될 수 있다. 입체 비전 형성 층의 설명을 위해, 여기에서 반복을 반복하지 않고 실시예들을 참조할 수 있다. 예를 들어, 여기에서 반복하지 않고, 본 실시예의 능동 발광 이미지 원에서 광원(104)의 외관 및 배치는 실시예의 발광 다이오드(101)의 것과 동일할 수 있다. 본 개시의 다른 실시예들에 따르면, 헤드-업 디스플레이가 또한 제공되며, 헤드-업 디스플레이의 이미지 원은 위 실시예들에서 임의의 능동 발광 이미지 원이다. 또한, 능동 발광 이미지 원 외에도, 예를 들어, 헤드-업 디스플레이는 또한 도 27에 도시된 바와 같이 반사기 요소(80) 및 디스플레이(30)를 위한 반사기 장치를 포함하고, 대응하는 배치는 또한 여기서 반복을 반복하지 않고 도 27 및 관련 설명들을 참조할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 다음을 포함하는 능동 발광 이미지 원도 제공된다: 어레이로 배치된 복수의 광원들을 포함하는 광원 어레이; 복수의 광원들에 의해 방출되는 광의 주광을 집광시키도록 구성되어, 광의 주광이 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 후 미리 결정된 범위로 향하도록 하는 광 제어 장치; 및 광 제어 장치의 광 출사 측에 있는 확산 요소를 포함하고, 광 제어 장치로부터 출사된 광은, 광 제어 장치로부터 출사된 광을 미리 결정된 단면 형상을 가지는 광 빔으로 변환하도록, 확산 요소를 통과한 후 확산된다. 예를 들어, 여기서 "광 제어 장치"는 위 실시예들에서 마이크로-렌즈 어레이(20) 또는 광 제어 장치(1000) 중 어느 하나를 지칭할 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 실시예는 이러한 능동 발광 이미지 원을 포함하는 헤드-업 디스플레이를 제공하고, 헤드-업 디스플레이는 확산 요소의 발광 측에 배치되어 확산 요소로부터 출사되는 광이 관찰 영역에 입사되도록 한다.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 헤드-업 디스플레이 시스템, 헤드-업 디스플레이 또는 위 실시예 중 어느 하나에서 설명된 능동 발광 이미지 원을 포함하는 자동차가 제공된다.
또한, 도 28 내지 도 34에서 설명한 능동 발광 이미지 원은 전술한 실시예들의 헤드-업 디스플레이 시스템에도 적용될 수 있다.
위 실시예들에 기초하여, 본 개시는 또한 다음과 같은 기술적 솔루션들을 제공한다:
(1) 헤드-업 디스플레이는 능동 발광 이미지 원을 포함하고; 능동 발광 이미지 원은 이미지 원 기판 및 복수의 광원들을 포함하고, 모든 광원들은 이미지 원 기판 상에 및 이미지 원 기판의 동일한 측에 배치되고; 광원의 외관은 원형이고, 복수의 광원들은 밀접하게 적층 및 배치되고; 또는 광원의 외관은 직사각형이고, 복수의 광원들은 밀접하게 적층 및 배치되고; 또는 광원의 외관은 육각형이고, 복수의 광원들은 밀접하게 적층 및 배치되고; 또는 광원의 외관은 팔각형이고, 복수의 광원들은 밀접하게 적층 및 배치되고; 또는 광원의 외관은 원형 또는 팔각형이고, 복수의 광원들은 밀접하게 적층 및 배치되고; 네 광원들마다 갭들에 일치하는 크기의 보조 광원(sub-light source)들이 더 배치되고, 복수의 광원들은 제1 왜곡 상태에 따라 배치되고, 제1 왜곡 상태는 전면 유리의 제2 왜곡 상태와 반대이고 대응하는 관계에 있다.
(2) (1)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 능동 발광 이미지 원은 광 제어 장치 및 복수의 광원들을 포함하고; 복수의 광원들은 상이한 위치들에 분포 및 배치되고; 광 제어 장치는 콜리메이팅 요소를 포함하고; 콜리메이팅 요소는 하나 이상의 광원을 커버하고, 커버된 광원에 의해 방출된 광을 콜리메이팅 하고 콜리메이팅된 광을 방출하는 데 사용된다; 집광 요소(105)는 광원(104)으로부터 떨어진 콜리메이팅 요소(107)의 측에 배치되고, 모든 광원들에 의해 방출된 광을 수렴하기 위해 사용된다.
(3) (2)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 광 제어 장치는 방향 제어 요소를 더 포함하고; 방향 제어 요소는 하나 이상의 광원들에 대응하고, 대응하는 광원들의 주광의 방향을 조정하고 대응하는 광원들에 의해 방출된 광을 다른 위치들에서 수렴하기 위해 사용된다.
(4) (3)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 복수의 방향 제어 요소들이 제공되고, 상이한 위치들에 있는 광원들에 의해 방출된 광의 출사 방향을 조정하기 위해 상이한 방향 제어 요소들이 상이한 위치들에 배치되고, 상이한 위치들에 있는 광원들에 의해 방출된 광의 출사 방향은 모두 동일한 미리 결정된 위치로 향한다.
(5) (3)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 방향 제어 요소는 하나 이상의 광원들에 의해 방출된 광의 방출 방향을 조정하기 위해 사용되고; 방향 제어 요소가 위치한 평면의 점 
는 다음 방정식을 충족한다:
(6) (3)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 방향 제어 요소는 오목한 기판이고, 광원들은 기판의 오목한 표변에 배치되고, 광원들이 위치하는 평면은 기판의 오목한 표면에 접하고; 또는, 방향 제어 요소는 경사 각을 갖는 렌즈이고, 렌즈의 주광은 미리 결정된 위치로 지향된다.
(7) (3)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 방향 제어 요소는 반사기 요소를 더 포함하고; 반사기 요소는 램프 컵을 포함하고; 라이트 컵(light cup)은 반사면들로 둘러싸인 속이 빈 쉘이고 라이트 컵의 개방 방향은 콜리메이팅 요소를 지향한다; 개구부에서 떨어진 램프 컵의 맨 끝은 광원을 설치하기 위해 사용된다.
(8) (2) 내지 (7) 중 어느 하나에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 광 제어 장치는 확산 요소를 더 포함하고; 확산 요소는 광원들로부터 떨어진 집광 요소 측에 배치되거나 광원들로부터 떨어진 방향 제어 요소 측에 배치되고, 광원들에 의해 방출된 광을 확산시키고 광 스팟을 형성하기 위해 사용된다.
(9) (2)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 능동 발광 이미지 원은 광원들로부터 떨어져서 콜리메이팅 요소 측에 배치된 배리어 층을 더 포함하고, 배리어 층과 콜리메이팅 요소 사이에 미리 결정된 거리가 제공되고, 배리어 층은 간격들을 두고 배치된 복수의 배리어 유닛들을 포함한다.
(10) (9)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 배리어 유닛은 액정들을 포함하고, 배리어 층은 일체형 액정(integrated liquid crystal)을 포함하고, 간격들을 두고 배치된 복수의 배리어 유닛들은 일체형 액정(integral liquid crystal)의 액정 유닛들의 작동 상태를 제어하는 것에 의해 형성된다.
(11) (2)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 능동 발광 이미지 원은 광원들로부터 떨어져 콜리메이팅 요소의 측에 배치된 원통형 렌즈 층을 더 포함하고; 원통형 렌즈 층은 수직으로 배치된 복수의 원통형 렌즈들을 포함하고, 각각의 원통형 렌즈는 상이한 열들에 있는 두 개 이상의 광원들을 커버하고; 및 원통형 렌즈는 한 열의 광원들에 의해 방출된 광을 제1 위치에 입사시키고 다른 열의 광원들에 의해 방출된 광을 제2 위치로 입사시키기 위해 사용된다.
(12) (2) 내지 (11) 중 어느 하나에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 광 제어 장치는 광 차단 부재를 더 포함하고; 광 차단 부재는 광 제어 장치의 최외곽 측에 배치되며 헤드-업 디스플레이에 의해 출사되는 광의 출사각을 제한하기 위해 사용된다.
(13) (12)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 광 차단 부재는 미리 결정된 높이를 가지는 복수의 광 차단 배리어들을 포함하고, 광 차단 배리어들의 높이 방향은 전면 유리를 지향한다.
(14) (1)에 따른 헤드-업 디스플레이에 있어서, 반사 미러(reflective mirror) 및 곡면 미러(curved mirror)를 더 포함하고; 곡면 미러에는 오목한 반사면이 제공되고; 반사 미러는 능동 발광 이미지 원에 의해 방출된 광의 출사 경로 상에 배치되고, 능동 발광 이미지 원에 의해 방출된 광을 곡면 미러에 반사시키기 위해 사용되고; 및 곡면 미러는 반사 미러로부터 출사된 광을 이미징 영역으로 반사시키기 위해 사용된다.
이상은 본 개시의 예시적인 실시예들에 불과하다. 본 개시의 원리(들)로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 여러 수정들 및 개선들이 이루어질 수 있고, 이러한 수정들 및 개선들은 본 개시의 보호 범위 내에 있다.
Claims (27)
- 헤드-업 디스플레이 시스템에 있어서,
미리 결정된 규칙에 따라 배치된 복수의 광원들;
복수의 마이크로-렌즈들을 포함하는 마이크로-렌즈 어레이; 및
상기 복수의 광원들로부터 떨어져서 상기 마이크로-렌즈 어레이의 측에 배치된 디스플레이용 반사기 장치
를 포함하고,
상기 복수의 마이크로-렌즈들의 각각의 마이크로-렌즈는,
하나 이상의 광원들에 대응하고,
상기 각각의 마이크로-렌즈에 대응하는 상기 하나 이상의 광원들에 의해 방출되는 주광의 방향을 조정하도록 구성되고,
상기 마이크로-렌즈 어레이는,
상기 복수의 광원들에 의해 방출된 광의 주광을 집광시키도록 구성되어, 상기 광의 주광이 상기 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 후 미리 결정된 범위로 향하도록 하고,
상기 복수의 광원들에 의해 방출된 광은,
상기 마이크로-렌즈 어레이를 통과한 후 상기 디스플레이용 반사기 장치에 입사되고,
상기 디스플레이용 반사기 장치의 표면에서 반사되고,
반사된 광은 관찰 영역에 입사되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 광원들 중 적어도 일부는,
이미지 광을 형성하기 위해, 광을 방출하도록 독립적으로 제어되도록 구성되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 미리 결정된 범위의 면적은,
상기 관찰 영역의 면적보다 작은,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 규칙은,
상기 복수의 광원들이 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배치된다는 것을 포함하고,
상기 제1 방향은,
상기 제2 방향과 다른,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 마이크로-렌즈는,
콘덴서 마이크로-렌즈를 포함하는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 콘덴서 마이크로-렌즈는,
볼록 렌즈들을 포함하고,
상기 볼록 렌즈들은,
상기 복수의 광원들의 발광 방향으로 상기 복수의 광원들과 일대일 대응하여 배치되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 볼록 렌즈의 주축은,
상기 볼록 렌즈에 대응하는 광원에 의해 방출되는 광의 주광과 일치하지 않는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 콘덴서 마이크로-렌즈는,
제1 원통형 렌즈를 포함하고,
상기 제1 원통형 렌즈는,
상기 제1 방향을 따라 배치된 복수의 광원들의 발광 방향으로 대응하여 배치되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 제1 방향을 따라서 배치된 복수의 광원들 중 상기 주광이 위치하는 평면은,
제1 평면이고,
상기 제1 원통형 렌즈의 주축은,
상기 제1 평면과 완전히 일치하지 않는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 콘덴서 마이크로-렌즈는,
제2 원통형 렌즈를 더 포함하고,
상기 제2 원통형 렌즈는,
상기 제1 원통형 렌즈와 상기 디스플레이용 반사기 장치 사이에 있고,
상기 제2 원통형 렌즈의 주축은,
상기 제1 원통형 렌즈의 주축에 수직인,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 광원들은,
적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 발광 다이오드의 외관 및 복수의 발광 다이오드들의 배치는,
상기 발광 다이오드의 외관은 원형이고, 상기 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것,
상기 발광 다이오드의 외관은 삼각형이고, 상기 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것,
상기 발광 다이오드의 외관은 직사각형이고, 상기 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것,
상기 발광 다이오드의 외관은 육각형이고, 상기 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것,
상기 발광 다이오드의 외관은 팔각형이고, 상기 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되는 것,
상기 발광 다이오드의 외관은 원형 또는 팔각형이고, 상기 복수의 발광 다이오드들은 밀접하게 배치되고, 네 발광 다이오드들마다 갭의 크기와 일치하는 크기를 가지는 발광 다이오드가 상기 갭에 추가로 배치되는 것, 및
상기 복수의 발광 다이오드들은 제1 왜곡 상태에 따라 배치되고, 상기 제1 왜곡 상태는 상기 디스플레이용 반사기 장치의 제2 왜곡 상태에 반대이고 대응하는 것
으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 채택하는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드-업 디스플레이 시스템은,
확산 요소를 더 포함하고,
상기 확산 요소는,
상기 복수의 광원들로부터 떨어져서 상기 마이크로-렌즈 어레이의 측에 있고,
상기 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 광은,
상기 확산 요소를 통과하여 확산되고,
확산된 광은,
상기 디스플레이용 반사기 장치에 입사되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 확산 요소는,
회절 광학 요소 및 산란 광학 요소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 확산 요소는,
상기 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 광을 미리 결정된 단면 형상을 가지는 광 빔으로 변환되도록 구성되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드-업 디스플레이 시스템은,
발광 제어 유닛을 더 포함하고,
상기 발광 제어 유닛은,
상기 복수의 광원들과 각각 전기적으로 연결되고,
이미지 광을 형성하기 위해 상기 복수의 광원들의 발광 상태를 제어하도록 구성되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드-업 디스플레이 시스템은,
광 차단 부재를 더 포함하고,
상기 광 차단 부재는,
상기 복수의 광원들로부터 떨어져서 상기 마이크로-렌즈 어레이의 측에 위치하고,
상기 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사되는 광의 출사각을 제한하도록 구성되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드-업 디스플레이 시스템은,
복수의 마이크로-렌즈 어레이들을 포함하고,
상기 복수의 마이크로-렌즈 어레이들의 각각의 마이크로-렌즈 어레이는,
상기 각각의 마이크로-렌즈 어레이에 대응하는 상기 복수의 광원들에 의해 방출된 광의 주광을 집광시키도록 구성되어, 상기 복수의 마이크로-렌즈 어레이들로부터 출사된 주광이 다른 미리 결정된 범위들로 향하도록 하고,
상기 복수의 마이크로-렌즈 어레이들로부터 출사된 상기 광은,
상기 디스플레이용 반사기 장치에 입사되고,
상기 디스플레이용 반사기 장치의 상기 표면에 반사되고,
상기 반사된 광은 상이한 관찰 영역들로 입사되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 광원들로부터 떨어져서 상기 마이크로-렌즈 어레이의 측에 있는 입체 비전 형성 층
을 더 포함하고,
상기 입체 비전 형성 층은,
상기 입체 비전 형성 층을 통과한 광이 각각 제1 위치 및 제2 위치에 입사되도록 구성되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제19항에 있어서,
상기 입체 비전 형성 층은,
간격들을 두고 배치되는 복수의 배리어 유닛들
을 포함하고,
상기 배리어 유닛과 상기 마이크로-렌즈 어레이 사이에 미리 결정된 거리가 있는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제19항에 있어서,
상기 입체 비전 형성 층은,
광 분할 렌즈 층을 포함하고,
상기 광 분할 렌즈 층은,
복수의 광 분할 렌즈들을 포함하는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드-업 디스플레이 시스템은,
적어도 하나의 반사기 요소를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 반사기 요소는,
상기 마이크로-렌즈 어레이와 상기 디스플레이용 반사기 장치 사이에 있고,
상기 적어도 하나의 반사기 요소는,
곡면 반사기 요소 및 평면 반사기 요소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 마이크로-렌즈들 중 적어도 2개의 마이크로-렌즈들의 주축들은,
서로 상이하여,
상기 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 상기 주광이 상기 미리 결정된 범위로 향하도록 하는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 광원들은,
광을 생성하기 위해, 전기장에 의해 여기되는,
헤드-업 디스플레이 시스템. - 능동 발광 이미지 원에 있어서,
어레이로 배치된 복수의 광원들을 포함하는 광원 어레이;
상기 복수의 광원들에 의해 방출되는 광의 주광을 집광시키도록 구성되어, 상기 광의 주광이 상기 마이크로-렌즈 어레이로부터 출사된 후 미리 결정된 범위로 향하도록 하는 광 제어 장치; 및
상기 광 제어 장치의 광 출사 측에 있는 확산 요소
를 포함하고,
상기 광 제어 장치로부터 출사된 상기 광은,
상기 광 제어 장치로부터 출사된 상기 광을 미리 결정된 단면 형상을 가지는 광 빔으로 변환하도록, 상기 확산 요소를 통과한 후 확산되는,
능동 발광 이미지 원. - 헤드-업 디스플레이에 있어서,
제25항에 따른 능동 발광 이미지 원, 및
디스플레이용 반사기 장치
를 포함하고,
상기 디스플레이용 반사기 장치는,
상기 확산 요소로부터 출사된 광이 관찰 영역으로 입사되도록 하기 위해, 상기 확산 요소의 광 출사 측에 있는,
헤드-업 디스플레이. - 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 헤드-업 디스플레이 시스템 또는 제26항에 따른 헤드-업 디스플레이를 포함하는 자동차.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910412213 | 2019-05-17 | ||
| CN201910412213.8 | 2019-05-17 | ||
| CN202010321007.9 | 2020-04-22 | ||
| CN202010321007.9A CN111948813A (zh) | 2019-05-17 | 2020-04-22 | 一种抬头显示系统 |
| PCT/CN2020/090610 WO2020233529A1 (zh) | 2019-05-17 | 2020-05-15 | 抬头显示系统、主动发光像源、抬头显示器和机动车 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220006646A true KR20220006646A (ko) | 2022-01-17 |
Family
ID=73337847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020217040998A KR20220006646A (ko) | 2019-05-17 | 2020-05-15 | 헤드-업 디스플레이 시스템, 능동 발광 이미지 원, 헤드-업 디스플레이 및 자동차 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220252899A1 (ko) |
| EP (1) | EP3971631A4 (ko) |
| JP (1) | JP7345209B2 (ko) |
| KR (1) | KR20220006646A (ko) |
| CN (2) | CN212255878U (ko) |
| WO (1) | WO2020233529A1 (ko) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN212255878U (zh) * | 2019-05-17 | 2020-12-29 | 未来（北京）黑科技有限公司 | 一种抬头显示系统 |
| WO2021147973A1 (zh) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | 未来（北京）黑科技有限公司 | 多视角抬头显示系统和方法以及交通工具 |
| JPWO2022124028A1 (ko) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | ||
| CN113866997B (zh) * | 2021-09-17 | 2023-10-24 | 深圳技术大学 | 显示系统 |
| CN114879290B (zh) * | 2022-05-13 | 2024-09-10 | 宁波舜宇奥来技术有限公司 | 扩散片和抬头显示设备 |
| WO2024018339A1 (en) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 3M Innovative Properties Company | Display and display system |
| CN116047788B (zh) * | 2023-03-31 | 2023-09-29 | 成都工业学院 | 一种超分辨率立体显示装置 |
| CN116500804B (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-15 | 成都工业学院 | 一种时分复用的逆反射立体显示装置 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2653186B2 (ja) * | 1989-09-27 | 1997-09-10 | キヤノン株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| US5867134A (en) * | 1995-08-25 | 1999-02-02 | Alvelda; Phillip | VLSI visual display |
| DE19948889C1 (de) * | 1999-10-11 | 2001-06-07 | Unique M O D E Ag | Vorrichtung zur Symmetrierung der Strahlung von linearen optischen Emittern und Verwendung der Vorrichtung |
| US6536907B1 (en) * | 2000-02-08 | 2003-03-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Aberration compensation in image projection displays |
| US7762683B2 (en) * | 2007-02-23 | 2010-07-27 | Raytheon Company | Optical device with tilt and power microlenses |
| JP5732969B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2015-06-10 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| JP6207850B2 (ja) * | 2013-03-13 | 2017-10-04 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 虚像表示装置 |
| DE102014212186A1 (de) * | 2014-06-25 | 2015-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs |
| WO2016092724A1 (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ヘッドアップディスプレイおよびそれを備えた移動体 |
| EP3447561B1 (en) * | 2016-04-20 | 2022-02-16 | Nippon Seiki Co., Ltd. | Head-up display device |
| US10203431B2 (en) * | 2016-09-28 | 2019-02-12 | Ricoh Company, Ltd. | Microlens array, image display apparatus, object apparatus, and mold |
| JP2018185437A (ja) * | 2017-04-26 | 2018-11-22 | 京セラ株式会社 | ３次元表示装置、３次元表示システム、ヘッドアップディスプレイシステム、および移動体 |
| KR102311183B1 (ko) * | 2017-06-22 | 2021-10-12 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 헤드업 디스플레이 장치 |
| JP6791058B2 (ja) * | 2017-08-09 | 2020-11-25 | 株式会社デンソー | 立体表示装置 |
| CN207817313U (zh) * | 2018-01-15 | 2018-09-04 | 深圳市恒晨电器有限公司 | 一种在挡风玻璃成像的激光抬头显示光学系统 |
| CN112088329B (zh) * | 2018-05-04 | 2022-12-02 | 哈曼国际工业有限公司 | 用于多平面平视显示器的可再配置的光学器件 |
| CN108983423A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-11 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种双目显示系统及车载抬头显示系统 |
| CN212255878U (zh) * | 2019-05-17 | 2020-12-29 | 未来（北京）黑科技有限公司 | 一种抬头显示系统 |
-
2020
- 2020-04-22 CN CN202020611849.3U patent/CN212255878U/zh active Active
- 2020-04-22 CN CN202010321007.9A patent/CN111948813A/zh active Pending
- 2020-05-15 JP JP2021568708A patent/JP7345209B2/ja active Active
- 2020-05-15 US US17/611,993 patent/US20220252899A1/en active Pending
- 2020-05-15 KR KR1020217040998A patent/KR20220006646A/ko active IP Right Grant
- 2020-05-15 EP EP20810541.1A patent/EP3971631A4/en active Pending
- 2020-05-15 WO PCT/CN2020/090610 patent/WO2020233529A1/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3971631A1 (en) | 2022-03-23 |
| EP3971631A4 (en) | 2023-10-18 |
| CN212255878U (zh) | 2020-12-29 |
| US20220252899A1 (en) | 2022-08-11 |
| WO2020233529A1 (zh) | 2020-11-26 |
| CN111948813A (zh) | 2020-11-17 |
| JP7345209B2 (ja) | 2023-09-15 |
| JP2022533657A (ja) | 2022-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20220006646A (ko) | 헤드-업 디스플레이 시스템, 능동 발광 이미지 원, 헤드-업 디스플레이 및 자동차 | |
| WO2020233530A1 (zh) | 光线控制装置、被动发光像源以及抬头显示系统 | |
| US11061279B2 (en) | Illumination apparatus | |
| JP6403216B2 (ja) | 指向性バックライトにおけるクロストークの抑制 | |
| CN213092010U (zh) | 一种抬头显示装置及机动车 | |
| ES2865127T3 (es) | Retroiluminación direccional | |
| CN114730044A (zh) | 定向照明设备和隐私显示器 | |
| US20080018558A1 (en) | Electronic display with photoluminescent wavelength conversion | |
| US20200310114A1 (en) | Display device, display system, and mobile object | |
| CN212569297U (zh) | 一种抬头显示装置及抬头显示系统 | |
| WO2013022109A1 (en) | Backlight | |
| JP7445579B2 (ja) | バックライトモジュール | |
| CN114252994A (zh) | 抬头显示装置及车辆 | |
| CN114077057A (zh) | 一种抬头显示装置及抬头显示系统 | |
| CN111948808A (zh) | 一种抬头显示器 | |
| CN213338216U (zh) | 抬头显示装置及车辆 | |
| WO2020158258A1 (ja) | 虚像表示装置 | |
| KR102548363B1 (ko) | 헤드 업 디스플레이 장치 | |
| JP2005018056A (ja) | 三次元画像表示装置 | |
| CN210038331U (zh) | 一种光线控制装置和被动发光像源 | |
| CN213240676U (zh) | 一种平视显示设备、车辆 | |
| CN210666197U (zh) | 一种主动发光像源 | |
| CN219676413U (zh) | 一种背光模组、图像生成单元、抬头显示装置和载具 | |
| CN210038332U (zh) | 一种光线控制装置和被动发光像源 | |
| CN112034619A (zh) | 一种光线控制装置和被动发光像源 |
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 |