KR20240052018A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20240052018A
KR20240052018A KR1020247009968A KR20247009968A KR20240052018A KR 20240052018 A KR20240052018 A KR 20240052018A KR 1020247009968 A KR1020247009968 A KR 1020247009968A KR 20247009968 A KR20247009968 A KR 20247009968A KR 20240052018 A KR20240052018 A KR 20240052018A
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opb
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목진명
최동준
류형숙
최승열
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 개구가 형성되는 케이스와, 케이스 내의 제1 측에 배치되는 제1 광학 미러와, 케이스 내의 제2 측에 배치되며, 제1 광학 미러의 하부에 배치되는 제2 광학 미러를 구비하며, 제1 광학 미러에 곡면이 형성되며, 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차가, 제1 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다. 이에 의해, 플로팅 영상 표시를 위해 시야각을 개선할 수 있는 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.

Description

디스플레이 장치
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 플로팅 영상 표시를 위해 시야각을 개선할 수 있는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
플로팅 디스플레이 장치는, 광학 미러를 이용하여 플로팅 영상을 표시하는 장치이다.
한국등록특허번호 10-0219602호(이하, 선행문헌 1 이라 함)는, 입체영상 표시 스위치에 관한 것으로서, 반사체를 이용하여 플로팅 영상을 디스플레이 하는 것이 개시된다.
그러나, 선행문헌 1에 의하면, 반사체가 대칭형 포물 광학면을 이용하므로, 시야각이 좁아지며, 그 부피가 상당하다는 단점이 있다.
한국등록특허번호 10-0697343호(이하, 선행문헌 2 이라 함)는, 다시점 투영장치 및 이를 이용한 영상재현장치에 관한 것으로서, 2개의 오목 거울을 이용하여, 플로팅 영상을 디스플레이 하는 것이 개시된다.
그러나, 선행문헌 2에 의하면, 2개의 오목 거울이 대칭형 포물 광학면을 가지므로, 시야각이 좁아지며, 그 부피가 상당하다는 단점이 있다. 특히, 내부의 오목 거울의 사이즈가 커져야하는 단점이 있다.
한편, 오목 거울의 사이즈가 커질수록, 물품의 플로팅 영상 중 상측 영상과 하측 영상의 배율이 다르거나, 왜곡이 발생할 확률이 증대된다.
본 발명의 목적은, 플로팅 영상 표시를 위해 시야각을 개선할 수 있는 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 플로팅 영상 표시를 위해 사이즈를 저감할 수 있는 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 목적은, 플로팅 영상의 크기를 증가시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 목적은, 프리폼의 광학 미러를 이용하여 플로팅 영상의 크기를 증가시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 개구가 형성되는 케이스와, 케이스 내의 제1 측에 배치되는 제1 광학 미러와, 케이스 내의 제2 측에 배치되며, 제1 광학 미러의 하부에 배치되는 제2 광학 미러를 구비하며, 제1 광학 미러에 곡면이 형성되며, 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차가, 제1 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
한편, 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차가 최저 레벨인 잔차 중심에서, 제1 광학 미러의 양단부로 갈수록, 잔차가 커지되, 양단부 중 제1 단부에서의 잔차 보다 제2 단부에서의 잔차가 더 큰 것이 바람직하다.
한편, 제1 광학 미러의 양단부 중 개구에 가까운 제1 단부에서의 잔차 보다, 개구에 더 먼 제2 단부에서의 잔차가 더 큰 것이 바람직하다.
한편, 제1 광학 미러의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리 대비, 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차의 최저 레벨인 잔차 중심에서 제1 광학 미러의 제1 단부 사이의 제1 거리의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것이 바람직하다.
한편, 제1 광학 미러의 곡면은, 포물면 대비하여 평평할 수 있다.
한편, 제2 광학 미러에 곡면이 형성되며, 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가, 제2 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
한편, 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가 최저 레벨인 제2 잔차 중심에서, 제2 광학 미러의 양단부로 갈수록, 제2 잔차가 커지되, 양단부 중 제3 단부에서의 잔차 보다 제4 단부에서의 잔차가 더 큰 것이 바람직하다.
한편, 제2 광학 미러의 양단부 중 개구에 가까운 제3 단부에서의 잔차 보다, 개구에 더 먼 제4 단부에서의 잔차가 더 큰 것이 바람직하다.
한편, 제2 광학 미러의 제3 단부와 제4 단부 사이의 거리 대비, 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차의 최저 레벨인 제2 잔차 중심에서, 제2 광학 미러의 제3 단부 사이의 제2 거리의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것이 바람직하다.
한편, 제2 광학 미러의 곡면은, 포물면 대비하여 오목할 수 있다.
한편, 제2 광학 미러의 곡률 대비 제1 광학 미러의 곡률의 비율의 절대값은, 0.75 내지 1.25인 것이 바람직하다.
한편, 제1 광학 미러의 곡면의 곡률은 복수개인 것이 바람직하다.
한편, 제2 광학 미러의 곡면의 곡률은 복수개인 것이 바람직하다.
한편, 제1 광학 미러와 개구 사이의 거리가, 제2 광학 미러와 개구 사이의 거리 보다 작은 것이 바람직하다.
한편, 제1 광학 미러는, 케이스 내에 배치되는 물품에 대향하여 배치되며, 제2 광학 미러와 물품 사이의 거리가, 제1 광학 미러와 물품 사이의 거리 보다 작은 것이 바람직하다.
한편, 물품으로부터의 광은 제1 광학 미러에서 반사되며, 제1 광학 미러로부터의 광은 제2 광학 미러에서 반사되어, 개구를 통과할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 개구가 형성되는 케이스와, 케이스 내의 제1 측에 배치되는 제1 광학 미러와, 케이스 내의 제2 측에 배치되며, 제1 광학 미러의 하부에 배치되는 제2 광학 미러를 구비하며, 제2 광학 미러에 곡면이 형성되며, 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가, 제2 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 개구가 형성되는 케이스와, 케이스 내의 제1 측에 배치되는 제1 광학 미러와, 케이스 내의 제2 측에 배치되며, 제1 광학 미러의 하부에 배치되는 제2 광학 미러를 구비하며, 제1 광학 미러에 곡면이 형성되며, 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차가, 제1 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있게 된다. 또한, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
아울러, 플로팅 영상의 크기를 증가시킬 수 있게 된다. 특히, 프리폼의 광학 미러를 이용하여 플로팅 영상의 크기를 증가시킬 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차가 최저 레벨인 잔차 중심에서, 제1 광학 미러의 양단부로 갈수록, 잔차가 커지되, 양단부 중 제1 단부에서의 잔차 보다 제2 단부에서의 잔차가 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러의 양단부 중 개구에 가까운 제1 단부에서의 잔차 보다, 개구에 더 먼 제2 단부에서의 잔차가 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리 대비, 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차의 최저 레벨인 잔차 중심에서 제1 광학 미러의 제1 단부 사이의 제1 거리의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러의 곡면은, 포물면 대비하여 평평할 수 있다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러에 곡면이 형성되며, 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가, 제2 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가 최저 레벨인 제2 잔차 중심에서, 제2 광학 미러의 양단부로 갈수록, 제2 잔차가 커지되, 양단부 중 제3 단부에서의 잔차 보다 제4 단부에서의 잔차가 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러의 양단부 중 개구에 가까운 제3 단부에서의 잔차 보다, 개구에 더 먼 제4 단부에서의 잔차가 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러의 제3 단부와 제4 단부 사이의 거리 대비, 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차의 최저 레벨인 제2 잔차 중심에서, 제2 광학 미러의 제3 단부 사이의 제2 거리의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러의 곡면은, 포물면 대비하여 오목할 수 있다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러의 곡률 대비 제1 광학 미러의 곡률의 비율의 절대값은, 0.75 내지 1.25인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러의 곡면의 곡률은 복수개인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러의 곡면의 곡률은 복수개인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러와 개구 사이의 거리가, 제2 광학 미러와 개구 사이의 거리 보다 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러는, 케이스 내에 배치되는 물품에 대향하여 배치되며, 제2 광학 미러와 물품 사이의 거리가, 제1 광학 미러와 물품 사이의 거리 보다 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 물품으로부터의 광은 제1 광학 미러에서 반사되며, 제1 광학 미러로부터의 광은 제2 광학 미러에서 반사되어, 개구를 통과할 수 있다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 개구가 형성되는 케이스와, 케이스 내의 제1 측에 배치되는 제1 광학 미러와, 케이스 내의 제2 측에 배치되며, 제1 광학 미러의 하부에 배치되는 제2 광학 미러를 구비하며, 제2 광학 미러에 곡면이 형성되며, 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가, 제2 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다. 이에 따라, 플로팅 영상 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 사이즈를 저감할 수 있게 된다. 아울러, 플로팅 영상의 크기를 증가시킬 수 있게 된다. 특히, 프리폼의 광학 미러를 이용하여 플로팅 영상의 크기를 증가시킬 수 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 1b는 도 1a의 디스플레이 장치의 측면도이다.
도 1c는 도 1a의 제1 광학 미러와 제2 광학 미러에서의 광 경로를 도시한 도면이다.
도 1d는 도 1a의 디스플레이 장치에서 표시되는 플로팅 영상의 다양한 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명과 관련 디스플레이 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 3a는 도 2의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 일예를 도시하는 도면이다.
도 3b는 도 1a의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 일예를 도시하는 도면이다.
도 4a는 도 2의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 4b는 도 1a의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 5a는 도 2의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 5b는 도 1a의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명과 관련 디스플레이 장치의 다양한 예를 도시하는 도면이다.
도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도 7a 내지 도 15d는 도 1a의 설명에 참조되는 도면이다.
도 16은 도 1a의 디스플레이 장치의 내부 블록도의 일예이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것들의 존재, 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a의 디스플레이 장치의 측면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 관찰자(10)을 위해 플로팅(floating) 영상(IM)을 표시하는 장치이다.
이때의, 플로팅(floating) 영상(IM)은, 디스플레이 패널 등에서 표시되는 것이 아닌, 내부의 광학 미러(OPa,OPb)를 이용하여, 허공에 표시되는 영상일 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 개구(OPN)가 형성되는 케이스(CSE)와, 케이스(CSE) 내의 제1 측에 배치되는 제1 광학 미러(OPb)와, 케이스(CSE) 내의 제2 측에 배치되며, 제1 광학 미러(OPb)의 하부에 배치되는 제2 광학 미러(OPa)를 구비한다.
한편, 물품(OBJ)으로부터의 광은 제1 광학 미러(OPb)에서 반사되며, 제1 광학 미러(OPb)로부터의 광은 제2 광학 미러(OPa)에서 반사되어, 개구(OPN)를 통과할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100) 내의 제1 광학 미러(OPb)에 곡면이 형성되며, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면)과 포물면의 차이인 잔차가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있게 된다. 또한, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
아울러, 플로팅 영상(IM)의 크기를 증가시킬 수 있게 된다. 특히, 프리폼의 광학 미러(OPb)를 이용하여 플로팅 영상(IM)의 크기를 증가시킬 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)는, 케이스(CSE) 내에 배치되는 물품(OBJ)에 대향하여 배치되며, 제2 광학 미러(OPa)와 물품(OBJ) 사이의 거리가, 제1 광학 미러(OPb)와 물품(OBJ) 사이의 거리 보다 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100) 내의 제2 광학 미러(OPa)에 곡면이 형성되며, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가, 제2 광학 미러(OPa)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다. 아울러, 플로팅 영상(IM)의 크기를 증가시킬 수 있게 된다. 특히, 프리폼의 광학 미러(OPa)를 이용하여 플로팅 영상(IM)의 크기를 증가시킬 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)는, 케이스(CSE) 내에 배치되는 물품(OBJ)에 대향하여 배치되며, 제2 광학 미러(OPa)와 물품(OBJ) 사이의 거리가, 제1 광학 미러(OPb)와 물품(OBJ) 사이의 거리 보다 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 도 1b와 같이, 케이스(CSE)의 하부에 배치되는 제2 광학 미러(OPa)의 사이즈가, 케이스(CSE)의 상부에 배치되는 제1 광학 미러(OPb)의 사이즈 보다 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 안정적으로, 제2 광학 미러(OPa)가, 제1 광학 미러(OPb)로부터의 광을 개구(OPN) 방향으로 반사시킬 수 있게 된다.
도 1c는 도 1a의 제1 광학 미러와 제2 광학 미러에서의 광 경로(PATHa)를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 물품(OBJ)으로부터의 광은 제1 광학 미러(OPb)에서 반사되며, 제1 광학 미러(OPb)로부터의 광은 제2 광학 미러(OPa)에서 반사되어, 개구(OPN)를 통과할 수 있다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
도 1d는 도 1a의 디스플레이 장치에서 표시되는 플로팅 영상의 다양한 예를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 물품(OBJ)의 위치가, 제1 위치(Pa)에 있는 경우, 물품(OBJ)으로부터의 광은 제1 광학 미러(OPb)에서 반사되며, 제1 광학 미러(OPb)로부터의 광은 제2 광학 미러(OPa)에서 반사되어, 개구(OPN)를 통과할 수 있다.
이에 따라, 개구(OPN)와 관찰자(10) 사이의 제1 공간(P1)에 플로팅 영상(IM)이 표시되게 된다.
도면에서는, 제1 공간(P1)에 표시되는 플로팅 영상(IM)의 일부 면인 SFa가 표시되는 것을 예시한다.
한편, 물품(OBJ)의 위치가, 제1 위치(Pa) 보다 상부인 제2 위치(Pb)에 있는 경우, 물품(OBJ)으로부터의 광은 제1 광학 미러(OPb)에서 반사되며, 제1 광학 미러(OPb)로부터의 광은 제2 광학 미러(OPa)에서 반사되어, 개구(OPN)를 통과할 수 있다.
이에 따라, 개구(OPN)와 관찰자(10) 사이의 제2 공간(P2)에 플로팅 영상(IM)이 표시되게 된다. 특히, 제2 공간(P2)은, 제1 공간(P1) 보다 관찰자(10)에게 더 근접하게 된다.
한편, 도면에서는, 제2 공간(P2)에 표시되는 플로팅 영상(IM)의 일부 면인 SFb가 표시되는 것을 예시한다.
한편, 제1 위치(Pa)와 제2 위치(Pb)의 간격(d1) 보다, 제1 공간(P1)과 제2 공간(P2)의 간격(d2)가 더 크게 된다.
특히, 제2 위치(Pb)가 제1 위치(Pa) 보다 일정한 간격(d1)으로 상부 방향에 위치하는 경우, 제2 공간(P2)은, 제1 공간(P1)에 대비하여 일정한 간격(d2)이 아니며, 소정 각도 만큼 기울여져 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 제1 광학 미러(OPb)와 제2 광학 미러(OPa)의 곡면이, 포물선(parabola)이 아닌, 프리폼(freeform) 형태로 형성되므로, 물품(OBJ)의 위치에 따라 플로팅 영상의 각도 조정이 가능하게 된다.
특히, 물품(OBJ)의 위치가, 제2 광학 미러(OPa)의 높이 보다 높아질수록, 플로팅 영상(IM)의 위치가, 개구(OPN)와 관찰자(10) 사이에서 관찰자(10) 방향으로 더 가까워지며, 플로팅 영상(IM)의 각도가, 관찰자(10) 방향으로 더 기울어지게 된다.
즉, 물품(OBJ)의 위치가, 제2 광학 미러(OPa)의 높이 보다 높아질수록, 플로팅 영상(IM)의 각도가 가변하여, 관찰자(10) 방향으로 더 기울어지게 된다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)의 곡률은 복수개인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면의 곡률은 복수개인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)와 개구(OPN) 사이의 거리가, 제2 광학 미러(OPa)와 개구(OPN) 사이의 거리 보다 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명과 관련 디스플레이 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명과 관련 디스플레이 장치(100x)는, 선행문헌 2에서와 같이, 대칭형 포물 광학면을 가지는 2개의 오목 거울(OPax,OPbx)을 구비할 수 있다.
대칭형 포물 광학면을 가지는 2개의 오목 거울(OPax,OPbx)에 의해, 플로팅 영상(IMx)이 도시되나, 2개의 오목 거울(OPax,OPbx)의 곡면이 포물선(parabola)에 대응하므로, 물품(OBJx)의 사이즈가 커진수록, 2개의 오목 거울(OPax,OPbx)의 사이즈가 커져야 하며, 결국, 디스플레이 장치(100x)의 사이즈가 커져야하는 단점이 있다.
또한, 2개의 오목 거울(OPax,OPbx)의 사이즈가 커질수록, 물품(OBJx)의 플로팅 영상(IMx) 중 상측 영상과 하측 영상의 배율이 다르거나, 왜곡이 발생할 확률이 증대된다.
이에, 본 발명의 실시예에서는, 디스플레이 장치(100) 내의 제1 광학 미러(OPb)와, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면이, 포물면이 아닌 프리폼 형상을 가지도록 한다.
예를 들어, 제1 광학 미러(OPb) 또는 제2 광학 미러(OPa)의 곡면은, Zernike polynomial 또는 xy polynomial 과 같은 자유 형상 곡면으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 플로팅 영상의 배율 차이 또는 왜곡 발생을 저감할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 디스플레이 장치(100) 내의 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차가, 비대칭으로 형성되도록 한다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있게 된다. 또한, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
도 3a는 도 2의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 일예를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 3a의 디스플레이 장치(100x)는, 상측 오목 거울(OPbx)과 하측 오목 거울(OPax)을 구비하며, 상측 오목 거울(OPbx)과 하측 오목 거울(OPax)은, 포물면을 가질 수 있다.
한편, 도 3a의 (a)와 같이, 하측 오목 거울(OPax) 주변의 L1x에 물체(OBJx)가 배치되는 경우, 상측 오목 거울(OPbx) 주변의 L2x에 플로팅 영상(IMXa)이 표시될 수 있다.
이때, 관찰자(10)가 우측에 있다면, 플로팅 영상(IMXa) 보다 물체(OBJx)가 더 근접할 수 있다.
한편, 도 3a의 (b)는, 플로팅 영상(IMXa)을 예시한다.
도 3b는 도 1a의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 일예를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 3b의 디스플레이 장치(100)는, 제1 광학 미러(OPb)와 제2 광학 미러(OPa)를 구비하며, 제1 광학 미러(OPb)와 제2 광학 미러(OPa)는, 포물면이 아닌 프리폼의 곡면을 가질 수 있다.
한편, 도 3b의 (a)와 같이, 제2 광학 미러(OPa) 주변의 L1a에 물체(OBJ)가 배치되는 경우, 제1 광학 미러(OPb) 주변의 L2a에 플로팅 영상(IMa)이 표시될 수 있다.
이때, 관찰자(10)가 우측에 있다면, 플로팅 영상(IMa)이 물체(OBJ) 보다 더 근접할 수 있다. 이에 따라, 도 3a에 비해, 큰 사이즈의 플로팅 영상(IMa)의 구현이 가능하게 된다.
한편, 도 3b의 (b)는, 플로팅 영상(IMa)을 예시한다.
도 3b의 (b)의 플로팅 영상(IMa)과, 도 3a의 (b)의 플로팅 영상(IMXa)을 비교하면, 도 3b의 (b)의 플로팅 영상(IMa)의 사이즈가 더 큰 것을 알 수 있다.
한편, 도 3b와 같이, 프리폼의 광학 미러를 사용하는 경우, 도 3a의 디스플레이 장치(100x) 보다 작은 사이즈의 디스플레이 장치(100)의 구현이 가능하게 된다.
도 3a의 디스플레이 장치(100x)와 도 3b의 디스플레이 장치(100)의 높이가 동일하나, 도 3a의 디스플레이 장치(100x)의 하측 오목 미러(OPax)의 직경보다, 도 3b의 디스플레이 장치(100)의 제2 광학 미러(OPa)의 직경이 더 작게 된다.
예를 들어, 도 3a의 디스플레이 장치(100x)의 하측 오목 미러(OPax)의 직경이 560mm이고, 도 3b의 디스플레이 장치(100)의 제2 광학 미러(OPa)의 직경이 480mm일 수 있다.
도 4a는 도 2의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 4a의 디스플레이 장치(100x)는, 도 3a의 디스플레이 장치(100x)와 유사하나, 도 3a의 디스플레이 장치(100x) 보다 그 사이즈가 작은 것에 그 차이가 있다.
예를 들어, 도 4a의 디스플레이 장치(100x)의 하측 오목 미러(OPax)의 직경이 370mm일 수 있다.
도 4b는 도 1a의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 4b의 디스플레이 장치(100b)는, 도 3b의 디스플레이 장치(100)와 유사하나, 도 4a의 디스플레이 장치(100b) 보다 그 사이즈가 작은 것에 그 차이가 있다.
예를 들어, 도 4b의 디스플레이 장치(100b)의 제2 광학 미러(OPa)의 직경이 350mm일 수 있다.
한편, 도 4b의 (a)와 같이, 제2 광학 미러(OPa) 주변의 L1b에 물체(OBJ)가 배치되는 경우, 제1 광학 미러(OPb) 주변의 L2b에 플로팅 영상(IMb)이 표시될 수 있다.
한편, 도 4b의 (b)의 플로팅 영상(IMb)과, 도 4a의 (b)의 플로팅 영상(IMXa)을 비교하면, 도 4b의 (b)의 플로팅 영상(IMb)의 사이즈가 더 큰 것을 알 수 있다.
한편, 도 4b와 같이, 프리폼의 광학 미러를 사용하는 경우, 도 4a의 디스플레이 장치(100x) 보다 작은 사이즈의 디스플레이 장치(100b)의 구현이 가능하게 된다.
도 4a의 디스플레이 장치(100x)와 도 4b의 디스플레이 장치(100b)의 높이가 동일하나, 도 4a의 디스플레이 장치(100x)의 하측 오목 미러(OPax)의 직경 보다, 도 4b의 디스플레이 장치(100b)의 제2 광학 미러(OPa)의 직경이 더 작게 된다.
도 5a는 도 2의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 5a의 디스플레이 장치(100x)는, 도 3a의 디스플레이 장치(100x)와 유사하나, 도 3a의 디스플레이 장치(100x) 보다 그 사이즈가 작은 것에 그 차이가 있다.
예를 들어, 도 5a의 디스플레이 장치(100x)의 하측 오목 미러(OPax)의 직경이 400mm일 수 있다.
도 5b는 도 1a의 디스플레이 장치에 의한 플로팅 영상의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 5b의 디스플레이 장치(100c)는, 도 3b의 디스플레이 장치(100)와 유사하나, 도 5a의 디스플레이 장치(100c) 보다 그 사이즈가 작은 것에 그 차이가 있다.
예를 들어, 도 5b의 디스플레이 장치(100c)의 제2 광학 미러(OPa)의 직경이 380mm일 수 있다.
한편, 도 5b의 (a)와 같이, 제2 광학 미러(OPa) 주변의 L1c에 물체(OBJ)가 배치되는 경우, 제1 광학 미러(OPc) 주변의 L2c에 플로팅 영상(IMc)이 표시될 수 있다.
한편, 도 5b의 (c)의 플로팅 영상(IMc)과, 도 5a의 (c)의 플로팅 영상(IMXa)을 비교하면, 도 5b의 (c)의 플로팅 영상(IMc)의 사이즈가 더 큰 것을 알 수 있다.
한편, 도 5b와 같이, 프리폼의 광학 미러를 사용하는 경우, 도 5a의 디스플레이 장치(100x) 보다 작은 사이즈의 디스플레이 장치(100c)의 구현이 가능하게 된다.
도 5a의 디스플레이 장치(100x)와 도 5b의 디스플레이 장치(100c)의 높이가 동일하나, 도 5a의 디스플레이 장치(100x)의 하측 오목 미러(OPax)의 직경 보다, 도 5b의 디스플레이 장치(100c)의 제2 광학 미러(OPa)의 직경이 더 작게 된다.
한편, 도 5a와 도 5b를 비교하면, 도 5a의 디스플레이 장치(100x)는 사이즈 제약 등으로 인해, 물체(OBJx)의 사이즈에 제한이 있으나, 도 5b의 디스플레이 장치(100c)에 의하면, 도 5a에 비해 큰 사이즈의 물체(OBJ)를 이용한 플로팅 영상 표시가 가능하게 된다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명과 관련 디스플레이 장치의 다양한 예를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 6a의 디스플레이 장치(100xa)는, 포물면이 형성된 2개의 오목 거울을 구비하며, 하측 오목 거울의 직경은 대략 1370mm 이하일 수 있다.
다음, 도 6b의 디스플레이 장치(100xb)는, 포물면이 형성된 2개의 오목 거울을 구비하며, 하측 오목 거울의 직경은 대략 1600mm 이하일 수 있다.
도면을 참조하면, 도 6b의 디스플레이 장치(100xb)는, 도 6a에 비해, 사이즈가 증가하며, 상측 오목 거울 부근인 Arx 영역에, 출력되는 광이 차단되는 단점이 있다.
도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 6c의 디스플레이 장치(100)는, 포물면이 아닌 프리폼의 곡면을 가지는 제1 광학 미러(OPb), 제2 광학 미러(OPa)를 구비한다.
이때, 제2 광학 미러(OPa)의 직경은 대략 1230mm 이하일 수 있다.
도 6a 및 도 6b의 디스플레이 장치들(100xa,100xb)와 비교하여, 직경 사이즈가 현저히 줄일 수 있으므로, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
도 7a 내지 도 15d는 도 1a의 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 7a는 도 1a의 디스플레이 장치(100)의 제1 광학 미러(OPb)의 곡면과, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 상세히 도시한 도면이다.
제1 광학 미러(OPb)의 곡면과, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면은, 포물면이 아닌 프리폼의 곡면일 수 있다.
예를 들어, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면과, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면은, Zernike polynomial 또는 xy polynomial 과 같은 자유 형상 곡면으로 형성될 수 있다.
한편, 도 7b는 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 7b의 (a)는, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)을 예시한다.
이때, 도 7b의 (a)의 가로축의 좌측 방향에, 관찰자(10) 또는 개구(OPN)가 위치할 수 있다.
한편, 도 7b의 (b)는, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 도 7b의 (b)의 가로축의 좌측 방향에, 관찰자(10) 또는 개구(OPN)가 위치할 수 있다.
그리고, 도 7b의 (b)의 가로축의 양단부는, 제1 광학 미러(OPb)의 양단부에 대응할 수 있다.
도 7b의 (b)를 보면, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가 최저 레벨인 잔차(GRc) 중심에서, 제1 광학 미러(OPb)의 양단부로 갈수록, 잔차(GRc)가 커지되, 양단부 중 제1 단부에서의 잔차(GRc) 보다 제2 단부에서의 잔차(GRc)가 더 큰 것이 바람직하다.
이때, 제1 광학 미러(OPb)의 제1 단부는, 도 7b의 (b)의 좌측 단부에 대응하며, 제1 광학 미러(OPb)의 제2 단부는, 도 7b의 (b)의 우측 단부에 대응한다.
이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)의 양단부 중 개구(OPN)에 가까운 제1 단부에서의 잔차(GRc) 보다, 개구(OPN)에 더 먼 제2 단부에서의 잔차(GRc)가 더 큰 것이 바람직하다.
이때, 개구(OPN)에 가까운 제1 단부는, 도 7b의 (b)의 좌측 단부에 대응하며, 개구(OPN)에 더 먼 제2 단부는, 도 7b의 (b)의 우측 단부에 대응한다.
이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리(a) 대비, 잔차(GRc)의 최저 레벨인 잔차(GRc) 중심에서 제1 광학 미러(OPb)의 제1 단부 사이의 제1 거리(b)의 비율이, 0.5 미만인 경우, 제1 광학 미러(OPb)의 중심에서 제2 단부까지 너무 오목해져 포물면 형상에 가까워지게 된다. 따라서, 3차원 물체(OBJ)의 윗면에서 출발광 광선의 제2 광학 미러(OPa)의 활용 가능 영역이 좁아져, 이에 의한 상의 축소를 야기한다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리(a) 대비, 잔차(GRc)의 최저 레벨인 잔차(GRc) 중심에서 제1 광학 미러(OPb)의 제1 단부 사이의 제1 거리(b)의 비율이, 0.65 초과인 경우, 개구(OPN)에서 제1 광학 미러(OPb)의 중심까지 너무 오목해져 포물면 형상에 가까워지게 된다. 따라서, 3차원 물체(OBJ)의 윗면에서 출발광 광선의 제2 광학 미러(OPa)의 활용 가능 영역이 좁아져, 이에 의한 상의 축소를 야기한다.
결국, 3차원 물체(OBJ)의 상의 축소 방지 등을 위해, 제1 광학 미러(OPb)의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리(a) 대비, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)의 최저 레벨인 잔차(GRc) 중심에서 제1 광학 미러(OPb)의 제1 단부 사이의 거리인 제1 거리(b)의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)은, 포물면(GRa) 대비하여 평평할 수 있다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 도 7a 내지 도 7b에서는, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면에 대해, 기술하였으며, 이러한 내용은 제2 광학 미러(OPa)의 곡면에도 그대로 적용 가능하다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)에 곡면이 형성되며, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면과 제2 포물면(GRa)의 차이인 제2 잔차(GRc)가, 제2 광학 미러(OPa)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면과 제2 포물면(GRa)의 차이인 제2 잔차(GRc)가 최저 레벨인 제2 잔차(GRc) 중심에서, 제2 광학 미러(OPa)의 양단부로 갈수록, 제2 잔차(GRc)가 커지되, 양단부 중 제3 단부에서의 잔차(GRc) 보다 제4 단부에서의 잔차(GRc)가 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)의 양단부 중 개구(OPN)에 가까운 제3 단부에서의 잔차(GRc) 보다, 개구(OPN)에 더 먼 제4 단부에서의 잔차(GRc)가 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)의 제3 단부와 제4 단부 사이의 거리(a) 대비, 잔차(GRc)의 최저 레벨인 잔차(GRc) 중심에서 제2 광학 미러(OPa)의 제1 단부 사이의 제1 거리(b)의 비율이, 0.5 미만인 경우, 제2 광학 미러(OPa)의 중심에서 제4 단부까지 너무 평평해져 포물면 형상에 가까워지게 된다. 따라서, 3차원 물체(OBJ)의 윗면에서 출발광 광선의 일부가 제1 광학 미러(OPb)에서 잘리게 되어, 활용 가능 영역이 좁아져, 이에 의한 상의 축소를 야기한다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)의 제3 단부와 제4 단부 사이의 거리(a) 대비, 잔차(GRc)의 최저 레벨인 잔차(GRc) 중심에서 제2 광학 미러(OPa)의 제1 단부 사이의 제1 거리(b)의 비율이, 0.65 초과인 경우, 개구(OPN)에서 제2 광학 미러(OPa)의 중심까지 너무 평평해져 포물면 형상에 가까워지게 된다. 따라서, 3차원 물체(OBJ)의 윗면에서 출발광 광선의 일부가 제1 광학 미러(OPb)에서 잘리게 되어, 활용 가능 영역이 좁아져, 이에 의한 상의 축소를 야기한다.
결국, 3차원 물체(OBJ)의 상의 축소 방지 등을 위해, 제2 광학 미러(OPa)의 제3 단부와 제4 단부 사이의 거리(a) 대비, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면과 제2 포물면(GRa)의 차이인 제2 잔차(GRc)의 최저 레벨인 제2 잔차(GRc) 중심에서 제2 광학 미러(OPa)의 제3 단부 사이의 거리인 제2 거리(b)의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면은, 포물면(GRa) 대비하여 오목할 수 있다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
도 8a는 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율이, 0.5 내지 0.65인 다양한 제1 광학 미러(OPb)의 예를 예시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 실시예1(Exa1)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.57이며, 실시예2(Exa2)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.56이며, 실시예3(Exa3)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.53이며, 실시예4(Exa4)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.57이며, 실시예5(Exa5)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.55이며, 실시예6(Exa6)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.62이며, 실시예7(Exa7)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.60일 수 있다.
이러한 제1 광학 미러(OPb)의 곡면을 기반으로, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
다음, 도 8b는 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율이, 0.5 내지 0.65인 다양한 제2 광학 미러(OPa)의 예를 예시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 실시예1(Exb1)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.58이며, 실시예2(Exb2)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.60이며, 실시예3(Exb3)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.60이며, 실시예4(Exb4)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.58이며, 실시예5(Exb5)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.52이며, 실시예6(Exb6)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.57이며, 실시예7(Exb7)의 거리(a) 대비 제1 거리(b)의 비율은, 0.64일 수 있다.
이러한 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 기반으로, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률의 비율의 절대값이 0.75 미만인 경우, 플로팅 영상의 크기가 너무 작아지고, 3차원 물체(OBJ)의 바닥면에서 출발한 광선이, 제1 광학 미러(OPb)에의 관찰자910) 방향에서 일부 잘리게 되어, 플로팅 영상의 구현이 어렵게 된다.
한편, 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률의 비율의 절대값이 1.25 초과인 경우, 3차원 물체(OBJ)의 상면에서 출발한 광선이, 제1 광학 미러(OPb)에의 관찰자(10)의 반대 방향에서 일부 잘리게 되어, 플로팅 영상의 구현이 어렵게 된다.
이에 따라, 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률의 비율의 절대값은, 0.75 내지 1.25인 것이 바람직하다. 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있게 된다. 또한, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
도 8c는 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률의 비율의 절대값의 다양한 예를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 실시예1(Ext1)의 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률의 비율은, -1.26이며, 실시예2(Ext2)의 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률은, -1.10이며, 실시예3(Ext3)의 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률은, -1.12이며, 실시예4(Ext4)의 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률은, -0.89이며, 실시예5(Ext5)의 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률의 비율은, -0.90이며, 실시예6(Ext6)의 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률은, -0.74이며, 실시예7(Ext7)의 제2 광학 미러(OPa)의 곡률 대비 제1 광학 미러(OPb)의 곡률의 비율은, -0.90일 수 있다.
이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
도 9a의 (a)는 도 8a의 실시예1(EXa1)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)를 도시하며, 도 9a의 (b)는 도 8b의 실시예1(EXb1)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)를 도시한다.
도 9b의 (a)는 도 8a의 실시예1(EXa1)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 곡면을 도시하며, 도 9b의 (b)는 도 8b의 실시예1(EXb1)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 도시한다.
도 9c의 (a)는 도 8a의 실시예1(EXa1)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 형상을 도시하며, 도 9c의 (b)는 도 8b의 실시예1(EXb1)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 형상을 도시한다.
도 9d의 (a)는 도 8a의 실시예1(EXa1)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 그래프를 도시하며, 도 9d의 (b)는 도 8b의 실시예1(EXb1)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 그래프를 도시한다.
도 9d를 참조하면, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
또한, 제2 광학 미러(OPa)의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가, 제2 광학 미러(OPa)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다. 이에 따라, 이에 따라, 플로팅 영상(IM) 표시시 시야각을 개선할 수 있게 된다. 또한, 디스플레이 장치(100)의 사이즈를 저감할 수 있게 된다.
도 10a의 (a)는 도 8a의 실시예2(EXa2)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)를 도시하며, 도 10a의 (b)는 도 8b의 실시예2(EXb2)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)를 도시한다.
도 10b의 (a)는 도 8a의 실시예2(EXa2)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 곡면을 도시하며, 도 10b의 (b)는 도 8b의 실시예2(EXb2)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 도시한다.
도 10c의 (a)는 도 8a의 실시예2(EXa2)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 형상을 도시하며, 도 10c의 (b)는 도 8b의 실시예2(EXb2)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 형상을 도시한다.
도 10d의 (a)는 도 8a의 실시예2(EXa2)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 그래프를 도시하며, 도 10d의 (b)는 도 8b의 실시예2(EXb2)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 그래프를 도시한다.
도 10d를 참조하면, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
도 11a의 (a)는 도 8a의 실시예3(EXa3)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)를 도시하며, 도 11a의 (b)는 도 8b의 실시예3(EXb3)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)를 도시한다.
도 11b의 (a)는 도 8a의 실시예3(EXa3)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 곡면을 도시하며, 도 11b의 (b)는 도 8b의 실시예3(EXb3)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 도시한다.
도 11c의 (a)는 도 8a의 실시예3(EXa3)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 형상을 도시하며, 도 11c의 (b)는 도 8b의 실시예3(EXb3)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 형상을 도시한다.
도 11d의 (a)는 도 8a의 실시예3(EXa3)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 그래프를 도시하며, 도 11d의 (b)는 도 8b의 실시예3(EXb3)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 그래프를 도시한다.
도 11d를 참조하면, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
도 12a의 (a)는 도 8a의 실시예4(EXa4)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)를 도시하며, 도 12a의 (b)는 도 8b의 실시예4(EXb4)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)를 도시한다.
도 12b의 (a)는 도 8a의 실시예4(EXa4)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 곡면을 도시하며, 도 12b의 (b)는 도 8b의 실시예4(EXb4)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 도시한다.
도 12c의 (a)는 도 8a의 실시예4(EXa4)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 형상을 도시하며, 도 12c의 (b)는 도 8b의 실시예4(EXb4)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 형상을 도시한다.
도 12d의 (a)는 도 8a의 실시예4(EXa4)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 그래프를 도시하며, 도 12d의 (b)는 도 8b의 실시예4(EXb4)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 그래프를 도시한다.
도 12d를 참조하면, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
도 13a의 (a)는 도 8a의 실시예5(EXa5)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)를 도시하며, 도 13a의 (b)는 도 8b의 실시예5(EXb5)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)를 도시한다.
도 13b의 (a)는 도 8a의 실시예5(EXa5)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 곡면을 도시하며, 도 13b의 (b)는 도 8b의 실시예5(EXb5)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 도시한다.
도 13c의 (a)는 도 8a의 실시예5(EXa5)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 형상을 도시하며, 도 13c의 (b)는 도 8b의 실시예5(EXb5)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 형상을 도시한다.
도 13d의 (a)는 도 8a의 실시예5(EXa5)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 그래프를 도시하며, 도 13d의 (b)는 도 8b의 실시예5(EXb5)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 그래프를 도시한다.
도 13d를 참조하면, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
도 14a의 (a)는 도 8a의 실시예6(EXa6)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)를 도시하며, 도 14a의 (b)는 도 8b의 실시예6(EXb6)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)를 도시한다.
도 14b의 (a)는 도 8a의 실시예6(EXa6)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 곡면을 도시하며, 도 14b의 (b)는 도 8b의 실시예6(EXb6)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 도시한다.
도 14c의 (a)는 도 8a의 실시예6(EXa6)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 형상을 도시하며, 도 14c의 (b)는 도 8b의 실시예6(EXb6)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 형상을 도시한다.
도 14d의 (a)는 도 8a의 실시예6(EXa6)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 그래프를 도시하며, 도 14d의 (b)는 도 8b의 실시예6(EXb6)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 그래프를 도시한다.
도 14d를 참조하면, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
도 15a의 (a)는 도 8a의 실시예7(EXa7)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)를 도시하며, 도 15a의 (b)는 도 8b의 실시예7(EXb7)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)를 도시한다.
도 15b의 (a)는 도 8a의 실시예7(EXa7)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 곡면을 도시하며, 도 15b의 (b)는 도 8b의 실시예7(EXb7)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 곡면을 도시한다.
도 15c의 (a)는 도 8a의 실시예7(EXa7)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 형상을 도시하며, 도 15c의 (b)는 도 8b의 실시예7(EXb7)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 형상을 도시한다.
도 15d의 (a)는 도 8a의 실시예7(EXa7)에 대응하는 제1 광학 미러(OPb)의 잔차(residual) 그래프를 도시하며, 도 15d의 (b)는 도 8b의 실시예7(EXb7)에 대응하는 제2 광학 미러(OPa)의 잔차 그래프를 도시한다.
도 15d를 참조하면, 제1 광학 미러(OPb)의 곡면(GRb)과 포물면(GRa)의 차이인 잔차(GRc)가, 제1 광학 미러(OPb)의 양 단부에서 비대칭으로 형성된다.
도 16은 도 1a의 디스플레이 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 메모리(120), 제어부(170), 통신 모듈(160), 영상 표시부(185), 광학부(210), 및 전원 공급부(190) 등을 구비할 수 있다.
한편, 광학부(210)는, 상술한 제1 광학 미러(OPb)와, 제2 광학 미러(OPa)를 구비할 수 있다.
한편, 영상 표시부(185)는, LCD, OLED, LED 등의 다양한 디스플레이 패널을 구비할 수 있으며, 디스플레이 패널을 통해, 소정 영상을 표시할 수 있다.
광학부(210)는, 영상 표시부(185)에 표시되는 소정 영상을 공중(air)으로 결상되도록 할 수 있다.
메모리(120)는 제어부(170)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
통신 모듈(135)은, 디스플레이 장치(100)에 유선 또는 무선으로 연결되는 모든 외부 장치 또는 네트워크와의 인터페이스 역할을 수행한다. 통신 모듈(135)은 이러한 외부 장치로부터 데이터 또는 영상을 전송받거나 전원을 공급받아 디스플레이 장치(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 디스플레이 장치(100) 내부의 데이터가 외부 장치로 전송되도록 할 수 있다.
특히, 통신 모듈(135)은, 인접하는 이동 단말기(미도시)로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자 데이터, 영상 데이터 등 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
이를 위해, 통신 모듈(135)은, 근거리 통신 모듈(미도시)를 구비할 수 있다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), NFC(Near Field Communication) 등이 이용될 수 있다.
제어부(170)는, 디스플레이 장치(100)의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 장치(100) 내의 각 유닛의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(170)는, 메모리(120)에 저장되는 비디오 영상, 또는 통신 모듈(135)을 통해 외부 장치로부터 수신되는 비디오 영상을, 출력 영상으로서 출력하도록, 제어할 수 있다.
특히, 제어부(170)는, 소정 영상을 출력하도록 영상 표시부(185)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 표시할 비디오 영상에 대응하는 R,G,B 신호를, 영상 표시부(185)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 영상 표시부(185)는 소정 영상을 표시할 수 있게 된다.
전원 공급부(190)는 제어부(170)의 제어에 의해 외부의 전원 또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 디스플레이 장치(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다. 특히, 시스템 온 칩(System On Chip,SOC)의 형태로 구현될 수 있는 제어부(170)와, 영상 표시를 위한 영상 표시부(185), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(미도시)에 전원을 공급할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (18)

  1. 개구가 형성되는 케이스;
    상기 케이스 내의 제1 측에 배치되는 제1 광학 미러;
    상기 케이스 내의 제2 측에 배치되며, 상기 제1 광학 미러의 하부에 배치되는 제2 광학 미러;를 구비하며,
    상기 제1 광학 미러에 곡면이 형성되며,
    상기 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 잔차가, 상기 제1 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성되는 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 상기 잔차가 최저 레벨인 잔차 중심에서, 상기 제1 광학 미러의 양단부로 갈수록, 상기 잔차가 커지되, 상기 양단부 중 제1 단부에서의 잔차 보다 제2 단부에서의 잔차가 더 큰 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 미러의 양단부 중 상기 개구에 가까운 제1 단부에서의 잔차 보다, 상기 개구에 더 먼 제2 단부에서의 잔차가 더 큰 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 미러의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리 대비, 상기 제1 광학 미러의 곡면과 포물면의 차이인 상기 잔차의 최저 레벨인 잔차 중심에서 상기 제1 광학 미러의 제1 단부 사이의 제1 거리의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러에 곡면이 형성되며,
    상기 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가, 상기 제2 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성되는 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 상기 제2 잔차가 최저 레벨인 제2 잔차 중심에서, 상기 제2 광학 미러의 양단부로 갈수록, 상기 제2 잔차가 커지되, 상기 양단부 중 제3 단부에서의 잔차 보다 제4 단부에서의 잔차가 더 큰 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러의 양단부 중 상기 개구에 가까운 제3 단부에서의 잔차 보다, 상기 개구에 더 먼 제4 단부에서의 잔차가 더 큰 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러의 제3 단부와 제4 단부 사이의 거리 대비, 상기 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 상기 제2 잔차의 최저 레벨인 제2 잔차 중심에서, 상기 제2 광학 미러의 제3 단부 사이의 제2 거리의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러의 곡률 대비 상기 제1 광학 미러의 곡률의 비율의 절대값은, 0.75 내지 1.25인 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 미러의 곡면의 곡률은 복수개인 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러의 곡면의 곡률은 복수개인 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 미러와 상기 개구 사이의 거리가, 상기 제2 광학 미러와 상기 개구 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 미러는, 상기 케이스 내에 배치되는 물품에 대향하여 배치되며,
    상기 제2 광학 미러와 상기 물품 사이의 거리가, 상기 제1 광학 미러와 상기 물품 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 물품으로부터의 광은 상기 제1 광학 미러에서 반사되며, 상기 제1 광학 미러로부터의 광은 상기 제2 광학 미러에서 반사되어, 상기 개구를 통과하는 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  15. 개구가 형성되는 케이스;
    상기 케이스 내의 제1 측에 배치되는 제1 광학 미러;
    상기 케이스 내의 제2 측에 배치되며, 상기 제1 광학 미러의 하부에 배치되는 제2 광학 미러;를 구비하며,
    상기 제2 광학 미러에 곡면이 형성되며,
    상기 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 제2 잔차가, 상기 제2 광학 미러의 양 단부에서 비대칭으로 형성되는 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 상기 제2 잔차가 최저 레벨인 제2 잔차 중심에서, 상기 제2 광학 미러의 양단부로 갈수록, 상기 제2 잔차가 커지되, 상기 양단부 중 제3 단부에서의 잔차 보다 제4 단부에서의 잔차가 더 큰 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러의 양단부 중 상기 개구에 가까운 제3 단부에서의 잔차 보다, 상기 개구에 더 먼 제4 단부에서의 잔차가 더 큰 것을 특징으로 디스플레이 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 광학 미러의 제3 단부와 제4 단부 사이의 거리 대비, 상기 제2 광학 미러의 곡면과 제2 포물면의 차이인 상기 제2 잔차의 최저 레벨인 제2 잔차 중심에서, 상기 제2 광학 미러의 제3 단부 사이의 제2 거리의 비율은, 0.5 내지 0.65인 것을 특징으로 디스플레이 장치.
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