WO2018056548A1 - 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템 - Google Patents

고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템 Download PDF

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WO2018056548A1
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display
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김진호
홍승기
오진택
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주식회사 세코닉스
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Definitions

  • the present invention relates to a lens system for a head-up display.
  • a head-up display for avoiding ghost images is designed to provide a high-resolution image by forming a lens proximate to an aperture in a screen direction to avoid ghost image generation. It relates to a lens system for.
  • a head-up display is mainly used for providing a user with information about a device or surrounding information within a range not to deviate from the main line of sight of the user.
  • the head-up display device for a vehicle is to promote the driver's safety and to effectively transmit vehicle driving information and surrounding situation information to the driver, and to provide display information in front of the driver, that is, the windshield while driving the vehicle.
  • the projection image of the projector is reflected in a virtual image shape on the front windshield of the car by using a mirror for the head-up display.
  • Such a vehicle head-up display device is easier to be mounted in a vehicle, and further miniaturization and high resolution are required to improve its performance, and for this purpose, five sheets are required to implement high resolution inside the projector for the head-up display device.
  • the above lens system is constituted.
  • such a lens system may generate an unwanted ghost image in the screen of the projected image that generates the virtual image, which is generated in the image that the driver sees and requires high image quality and contrast ratio. It is a problem when applied to a display device.
  • such a lens system is more likely to be affected by the heat generated from the internal elements as the size of the lens is reduced, and in particular, as the temperature inside the vehicle increases or the temperature of the internal elements increases, the refractive power of the lens becomes more severe. As a result, the image is not projected as the lens is designed, and the distorted image is finally formed.
  • the desired effective focal length can be obtained, but as the temperature increases, the effective focal length in each lens changes, especially as the product's usage time increases. As a result, the effective focal length is changed to cause a problem in which desired image quality is not realized.
  • unwanted ghost images can be generated in the screen of the projected image to generate virtual images in such a lens system, which is known to be due to lenses having a planar shape.
  • a flat lens acts as a flat mirror and is reflected back in the direction in which light is incident, and re-entered into a DMD (Digital mirror device). It enters the surface and causes ghost image generation.
  • DMD Digital mirror device
  • FIG. 2A shows a real ghost image by such a lens system
  • FIG. 2B shows a simulation image thereof, which the driver sees as it is. It is pointed out as a fatal problem for the head-up display device because it is generated in the image.
  • the present invention is to solve the above problems, the lens system for the head-up display for ghost image avoidance designed to provide a high-resolution image by forming a lens close to the aperture concave in the screen direction to avoid ghost image generation
  • the purpose is to provide.
  • the present invention provides a lens system for a head-up display, comprising a group 1 lens positioned in the screen direction with respect to the aperture and a group 2 lens positioned in the image element direction, wherein the aperture of the group 2 lens A lens located immediately adjacent to the image element of the lens is formed in a concave shape in the screen direction, the refractive power of the group 1 lens has a negative refractive power, the refractive power of the group 2 lens has a positive refractive power, and
  • f1 A head-up display lens system for ghost image avoidance, characterized in that it satisfies
  • the lens system for a head-up display is composed of a group 1 lens positioned in the screen direction relative to the aperture and a group 2 lens located in the image element direction, wherein the group 1 lens is a first lens from the screen direction along the optical axis And a second lens, a third lens, and a fourth lens, wherein the two-group lens is arranged as the fifth lens, the sixth lens, the seventh lens, and the eighth lens from the screen direction along the optical axis. It is preferable that it is formed in the shape concave in a screen direction.
  • the radius of curvature of the lens surface of the fifth lens in the screen direction is preferably -100 mm to -30 mm.
  • the radius of curvature of the screen direction lens surface of the fifth lens is -100mm to -30mm, and the image element direction lens surface and the screen direction lens surface of the first to fourth and sixth to seventh lenses are All may not be planar.
  • the refractive power P of the fifth lens, the seventh lens, and the eighth lens is preferably 40.00 ⁇ P ⁇ 70.00.
  • the values of the refractive power of the fifth lens, the seventh lens and the eighth lens have a high value with respect to the refractive power of the second lens and the third lens, and the fifth lens, the seventh lens.
  • the DN / DT (abs.) (Temperature Coefficients of Refractive Index (10 ⁇ 6 / ° C. at 632.8 nm)) value of the eighth lens may have a negative value in a temperature range of 60 ° C. to 80 ° C.
  • the value of DN / DT (abs.) Is preferably selected from materials having a value in the range of -7.8 to -3.3.
  • the first lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 0.3 to 1.0, and the second lens has a DN / DT (abs.)
  • the third lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 0.1 to 0.5, and the fourth lens has a DN / DT (abs.) Of -1.4.
  • the fifth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -7.7 to -7.1, and the sixth lens has a DN / DT (abs.) Of -1.2.
  • the seventh lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -7.7 to -7.1, and the eighth lens has a DN / DT (abs.) Of -4.9. It is preferred to select from materials having ⁇ 4.3.
  • the first lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 1.7 to 2.3, and the second lens has a DN / DT (abs.) Of 0.2 to 0.8.
  • the third lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 1.4 to 2.0, and the fourth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 0.4 to 1.0.
  • the fifth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -6.7 to -7.3
  • the sixth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 0.5 to 1.1
  • the seventh lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -7.3 to -6.7
  • the eighth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -3.9 to -3.3. It is preferable.
  • the head-up display lens system preferably satisfies -3.5 ⁇ f1 / f2 ⁇ 0 (where f1 represents the effective focal length of the group 1 lens and f2 represents the effective focal length of the group 2 lens).
  • the lens system for the head-up display satisfies f2 / F> 1.1 (where f2 represents the effective focal length of the two-group lens and F represents the effective focal length of the entire lens system).
  • the present invention also provides a lens system for a head-up display, comprising a group 1 lens positioned in the screen direction with respect to the aperture and a group 2 lens positioned in the image element direction, wherein the group 1 lens is located from the screen direction along the optical axis.
  • the first lens has a meniscus shape, has a negative refractive power
  • the second lens is convex toward the image element
  • the third lens has a meniscus shape, and has a positive refractive power.
  • the fourth lens has a meniscus shape, has a negative refractive power
  • the fifth lens is concave in the screen direction, has a positive refractive power
  • the sixth lens is concave in the image element or the screen direction.
  • the seventh lens is convex toward the image element, has a positive refractive power
  • the eighth lens is convex in the screen direction, has a positive refractive power
  • the radius of curvature is -100 mm to -30 mm
  • the first to eighth lenses are formed of glass material, and according to another technical gist of the lens system for head-up display for ghost image avoidance.
  • the first to eighth lenses may be spherical lenses.
  • the present invention is to provide a lens system for a head-up display for ghost image avoidance designed to provide a high-resolution image by forming a lens disposed in close proximity to the aperture concave toward the screen to avoid ghost image generation. .
  • the present invention relates to a lens system including a lens array including a total of eight lenses, comprising a group 1 lens positioned in the screen direction with respect to the aperture and a group 2 lens positioned in the image element direction.
  • the present invention is to set the DN / DT value for the lens having the refractive power and the high refractive power of the first to eighth lens, and to form the shape of the fifth lens concave in the screen direction, generating a ghost image
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cause of ghost image generation in a conventional head-up display lens system.
  • the present invention is to provide a lens system for a head-up display for ghost image avoidance designed to provide a high-resolution image by forming a lens disposed in close proximity to the aperture concave toward the screen to avoid ghost image generation. .
  • a ghost designed to provide a high resolution image by forming a fifth lens proximate to the aperture in the screen direction to avoid ghost image generation.
  • a lens system for a head-up display for image avoidance is provided.
  • DN / DT values are set for the lenses having the refractive power and the high refractive power of the first to eighth lenses, and the shape of the fifth lens is concave in the screen direction to avoid ghost image generation.
  • the present invention aims to provide a high resolution and high performance capable of providing a stable image even with temperature changes while satisfying thermal compensation characteristics, and to provide a lens system for a compact, lightweight head-up display.
  • FIGS. 3 and 5 are diagrams illustrating an embodiment of a lens system for a head-up display according to the present invention
  • FIGS. 4 and 6 are views illustrating simulation images of ghost images by the lens system of FIGS. 3 and 5. .
  • a lens system for a head-up display comprising a group 1 lens positioned in a screen direction with respect to an aperture and a group 2 lens positioned in an image element direction, and directly in the direction of an image element of the aperture among the group 2 lenses.
  • a head-up display lens system for ghost image avoidance characterized in that adjacent lenses are formed concave in the screen direction.
  • the refractive power of the group 1 lens has a negative refractive power
  • the refractive power of the group 2 lens has a positive refractive power,
  • the lens close to the diaphragm is formed in a planar shape and is reflected back in the direction in which light is incident to enter the image element surface, thus causing a ghost image.
  • the lens positioned immediately adjacent to the image element disposed close to the STO is concave in the screen direction to avoid the above ghost image generation.
  • the lens system for a head-up display having such a feature is composed of a plurality of lenses, in particular, composed of a group 1 lens positioned in the screen direction with respect to the aperture and a group 2 lens located in the direction of the image element, and refraction of the group 1 lens.
  • the refractive power of the two-group lens has the positive refractive power, and
  • the total number of lenses of the lens array constituting such a lens system can be appropriately selected in consideration of the use, resolution, and the like of 5, 6, 7, and 8 lenses.
  • the present invention comprises a group 1 lens positioned in the screen direction with respect to the aperture (STO) and a group 2 lens positioned in the image element direction, wherein the group 1 lens has an optical axis.
  • the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 are arranged along the screen direction, and the two-group lens is a fifth lens from the screen direction along the optical axis.
  • L5, the sixth lens (L6), the seventh lens (L7) and the eighth lens (L8) the fifth lens is characterized in that formed in a concave shape in the screen direction.
  • a group 1 lens positioned in the screen direction based on the aperture and a group 2 lens located in the direction of the image element 400 are configured, and the group 1 lens may be formed of the first lens from the screen direction along the optical axis.
  • L1 a second lens L2, a third lens L3, and a fourth lens L4, wherein the two-group lens has a fifth lens L5 and a sixth lens L6 from the screen direction along the optical axis.
  • the seventh lens L7 and the eighth lens L8, the first lens L1 is formed in a meniscus shape, has a negative refractive power
  • the second lens L2 is an image element ( Convex toward 400, positive refractive power
  • the third lens L3 has a meniscus shape, positive refractive power
  • the fourth lens L4 has a meniscus shape, Has a refractive power
  • the fifth lens L5 is concave in the screen direction, has a positive refractive power
  • the sixth lens L6 is the image element 400 or the screen.
  • the seventh lens L7 is convex toward the image element 400, has positive refractive power
  • the eighth lens L8 is convex in the screen direction
  • the first lens L1 to the eighth lens L8 may be formed of an optical material such as glass or plastic.
  • the lens system for the head-up display includes a screen (not shown) located at the leftmost side, a lens array 100, an internal reflection prism 200, a cover glass 300, and the like.
  • An image device 400 located at the leftmost side, a lens array 100, an internal reflection prism 200, a cover glass 300, and the like.
  • the lens array 100 constituting the lens system for a head-up display according to the present invention is to enable the distribution of the positive and negative refractive power of each lens evenly, enabling high performance suitable for a high pixel lens system.
  • the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 positioned in the screen direction with respect to the aperture STO constitute a group 1 lens
  • the aperture As a reference, the fifth lens L5, the sixth lens L6, the seventh lens L7, and the eighth lens L8 positioned in the direction of the image element 400 constitute a two-group lens.
  • the first lens L1 which is a group 1 lens
  • the second lens L2 is convex toward the image element 400, and has a positive refractive power
  • the third lens L3 is formed in a meniscus shape, has a positive refractive power
  • the fourth lens L4 is formed in a meniscus shape, and appropriately distributes the shape and refractive power of the lens, thereby miniaturizing the lens system. The distortion is corrected so that the performance is maintained at high resolution.
  • the seventh lens L7 is convex toward the image element 400 and has positive refractive power
  • the eighth lens L8 is convex toward the screen and is formed to have positive refractive power and passes through the aperture. It is formed so as to reach the image element 400, and by designing by appropriately distributing the shape and refractive power of the lens, the lens system can be miniaturized and high resolution is achieved.
  • the first lens L1 to the eighth lens L8 are formed of a glass material, so that the characteristic change according to the temperature change is minimized, and thus the optical performance of the lens due to the heat change. It is to reduce the change.
  • the lens close to the aperture is formed in a planar shape and is reflected back in the direction in which light is incident to enter the surface of the image element, thus causing ghost image generation.
  • the fifth lens L5 disposed close to the aperture STO is concave in the screen direction to avoid the ghost image generation.
  • the refractive power of the group 1 lens has a negative refractive power
  • the refractive power of the group 2 lens has a positive refractive power,
  • the fifth lens is concave in the screen direction
  • the radius of curvature of the lens surface in the screen direction is preferably formed to be -100mm ⁇ -30mm.
  • the range of the radius of curvature of the fifth lens is a range in which a concave shape is formed while maintaining a certain required performance as a lens system.
  • the radius of curvature of the lens surface of the fifth lens in the screen direction is -100 mm to -30 mm, and the first to fourth and sixth lenses are formed.
  • the image element direction lens surface and the screen direction lens surface of the seventh to seventh lenses may be formed in, for example, spherical lenses, concave or convex lenses, meniscus shapes, or the like.
  • the fifth lens L5, the seventh lens L7, and the eighth lens L8 constituting the two-group lens have a second focal length and a different positive refractive power. And a material having a relatively higher refractive power than the third lens L3, and particularly, the fifth lens L5, the seventh lens L7, and the eighth lens L8 constituting the two-group lens.
  • the refractive power P is characterized by 40.00 ⁇ P ⁇ 70.00.
  • DN / DT (abs.) Of the fifth lens L5, the seventh lens L7, and the eighth lens L8 constituting the two-group lens (Temperature Coefficients of Refractive Index (10 ⁇ 6 / ° C. at) 632.8 nm)) is selected from materials having a negative value in a high temperature environment, for example in the range of 60 ° C. to 80 ° C., in particular, the value of DN / DT (abs.) Is in the range of ⁇ 7.8 to ⁇ 3.3 It is preferably selected from materials having a value of.
  • the first lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 0.3 to 1.0, and the second lens has a DN / DT (abs.)
  • the third lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 0.1 to 0.5, and the fourth lens has a DN / DT (abs.) Of -1.4.
  • the fifth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -7.7 to -7.1, and the sixth lens has a DN / DT (abs.) Of -1.2.
  • the seventh lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -7.7 to -7.1, and the eighth lens has a DN / DT (abs.) Of -4.9. It is preferred to select from materials having ⁇ 4.3.
  • the first lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 1.7 to 2.3, and the second lens has a DN / DT (abs.) Of 0.2 to 0.8.
  • the third lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 1.4 to 2.0, and the fourth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 0.4 to 1.0.
  • the fifth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -6.7 to -7.3
  • the sixth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of 0.5 to 1.1
  • the seventh lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -7.3 to -6.7
  • the eighth lens is selected from a material having a DN / DT (abs.) Of -3.9 to -3.3. It is preferable.
  • the glass material has a finer refractive index as the temperature increases, and most lenses have a positive DN / DT value, and the present invention checks the refractive power of each lens and has a positive focal length.
  • the lens array 100 is configured by selecting a material having a relatively high refractive power (a fifth lens, a seventh lens, an eighth lens) as a material having a negative DN / DT value at a high temperature.
  • focal length is forcibly changed by heat, and it is used to have the property of compensating the focal length change inversely as the length of the lens changes at a high temperature.
  • the thermal compensation characteristics are not highly dependent on the lens length and thickness, and are determined by the material (DN / DT value) of the lens, refractive power, and positive / negative refraction between lens groups.
  • the lens system's refractive power is limited to the desired value during the design of the lens system, and the DN / DT value, which is a unique property of the lens, varies from material to material, so that the amount of change in focal length can be controlled by selecting the lens with reference to it. It would be.
  • the lens system for a head-up display according to the present invention, -3.5 ⁇ f1 / f2 ⁇ 0 (where f1 represents the effective focal length of the group 1 lens, f2 represents the effective focal length of the group 2 lens) It is characterized by being satisfied.
  • the lens system for head-up display is characterized by satisfying f2 / F> 1.1 (where f2 represents the effective focal length of the two-group lens and F represents the effective focal length of the entire lens system).
  • the focal length of the entire lens system is shorter than the focal length of the two-lens lens, so that it is advantageous to the miniaturized design.
  • the lens system for the head-up display 0.5 ⁇ t1 / t2 ⁇ 1.5 (where t1 represents the distance from the object surface of the first lens L1 to the aperture, t2 represents the distance from the aperture to the image surface) It is characterized by satisfying.
  • the length from the aperture to the image element 400 is not significantly different from the length from the screen of the first lens L1 to the aperture STO.
  • the lengths of t1 and t2 are the same, the distortion of the lens system can be corrected. have.
  • the lens system for the head-up display is, E6 / T6 ⁇ 3.0 (where E6 is the thickness of the portion where the outermost ray of the second lens (L2) is incident, T6 is the center thickness of the sixth lens (L6) It is characterized by the).
  • the first lens L1 to the eighth lens L8 are spherical lenses.
  • the present invention provides a lens system for a head-up display, in which a fifth lens proximate to an aperture is recessed in the screen direction to avoid ghost image generation, thereby providing a high resolution image. It is an object of the present invention to provide a lens system for a head-up display.
  • the present invention is to set the DN / DT value for the lens having the refractive power and the high refractive power of the first to eighth lens, and to form the shape of the fifth lens concave in the screen direction, generating a ghost image
  • the present invention aims to provide a lens system for a head-up display to avoid high resolution, to satisfy thermal compensation characteristics, to correct distortion, to achieve high resolution and high performance, and to avoid small and light ghost images.
  • FIG. 3 and 5 show an embodiment of a lens system for a head-up display according to the present invention.
  • FIG. 5 shows that the length of the entire lens system and the thickness of the lens are different from those of FIG. 3.
  • FIG. 3 shows a radius of curvature of the fifth lens L5 of -100 mm
  • FIG. 5 shows a curvature of the fifth lens L5. This is the case when the radius is -40mm.
  • FIGS. 4 and 6 illustrate simulation images of the ghost image by the lens system of FIGS. 3 and 5, and it can be seen that ghost image generation is minimized.
  • the first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), the fourth lens (L4), the aperture (STO), the fifth lens (L5) from the screen along the optical axis Arranged in order of the lens array 100 including the sixth lens L6, the seventh lens L7, and the eighth lens L8, the internal reflection prism 200, the cover glass 300, and the image element 400. Will be.
  • Table 1 shows refractive power of individual lenses of the lens array 100 according to the embodiment of FIG. 3.
  • Each individual lens has a meniscus of the first lens L1, a convex of the second lens L2 toward the image element, a meniscus of the third lens L3, and a mens of the fourth lens L4.
  • the fifth lens L5 is concave in the screen direction
  • the sixth lens L6 is concave in the image element and the screen direction
  • the seventh lens L7 is convex in the image element direction
  • the eighth lens L8 is the screen It has a convex shape in the direction.
  • Table 2 shows the material of each individual lens, and the first lens L1 to the eighth lens L8 are all glass materials, and show the trade name of HOYA.
  • Table 3 shows DN / DT values at low and high temperatures of each individual lens, and shows DN / DT values in the low temperature range (-40 ° C to -20 ° C) and the high temperature range (60 ° C to 80 ° C). Indicated.
  • Table 4 shows the effective focal lengths of the individual lenses, the effective focal lengths F of the entire lens array 100, and the effective focal lengths of the group 1 and group 2 lenses.
  • the effective focal length of the group 1 lenses L1 to L4 is -39.0705 mm
  • the effective focal length of the two group lenses L5 to L8 is 12.3707 mmg, which is the first of the two group lenses having the shortest effective focal length.
  • a lens having a negative DN / DT value in a high temperature region is concentrated in a group 2 lens, and an effective focal length of a group 1 lens has a negative value, and an effective focal length of a group 2 lens has a positive value.
  • a compensation relationship with temperature is established, so that the amount of change in the overall effective focal length is reduced, thereby providing a stable image even with temperature change.
  • the present invention provides a lens system for head-up display avoiding a ghost image designed to provide a high-resolution image by forming a fifth lens disposed close to an aperture in a screen direction to avoid ghost image generation. Is to provide.
  • each lens was checked to select a material having a negative DN / DT value at a high temperature among materials of a lens having a relatively large refractive power among lenses having a positive focal length. This is to have a thermal compensation property that compensates for the change in focal length as the lens length changes at high temperatures.
  • the thermal compensation characteristics do not depend greatly on the lens length and thickness, and are determined by the material of the lens (DN / DT value), refractive power, and positive / negative refractive power between the lens groups.
  • the material and refractive power of the was specified to select the material.
  • the lens system's refractive power is limited to the desired value during design of the lens system, and since the DN / DT value, which is a unique property of the lens, is different for each material, the lens is selected based on the reference. By controlling the amount of change in focal length, it can be designed to have thermal compensation characteristics.
  • the distance from the screen direction surface of the first lens L1 to the aperture STO is 24 mm, and the distance from the aperture STO to the surface direction of the image element 400 of the eighth lens L8 is 42 mm.
  • STO) to the image device 400 is 40.8396 mm.
  • Table 5 shows the thickness of the center of each lens, the thickness (edge thickness) of the portion where the outermost ray is incident on each lens, and the deviation thereof.
  • the center thickness and the edge thickness of each individual lens are limited within a specific range, and in particular, the thickness at the edge and the center of the sixth lens L6 is limited within a specific range, thereby reducing or equalizing the sensitivity when manufacturing the lens tolerance. Mitigation can be induced to provide excellent performance reproducibility.
  • the present invention provides a lens system for ghost image avoidance, which is designed to provide a high resolution image by forming a lens disposed in close proximity to an aperture in a screen direction to avoid ghost image generation. I would like to.
  • a ghost designed to provide a high resolution image by forming a fifth lens proximate to the aperture in the screen direction to avoid ghost image generation.
  • a lens system for a head-up display for image avoidance is provided.
  • the present invention is to set the DN / DT value for the lens having the refractive power and the high refractive power of the first to eighth lens, and to form the shape of the fifth lens concave in the screen direction, generating a ghost image
  • the present invention aims to provide a high resolution and high performance that can provide a stable image even with temperature changes while satisfying thermal compensation characteristics, and to provide a lens system for a compact and lightweight head-up display.
  • the present invention properly distributes the refractive power of each lens constituting such a lens system, using a glass material that is insensitive to temperature changes, and sets the shape (concave, convex or meniscus) of each lens Select materials with negative and positive DN / DT values, and place them in the proper positions in the lens array so that the refractive index changes due to heat and the focal length also changes when the fixed position of the lens changes due to heat.
  • a lens system for a head-up display aiming at high resolution, high performance, and small size and light weight is provided.
  • the position of the aperture was set, and the refractive powers of the group 1 and group 2 lenses were appropriately distributed, and the materials of the group 1 and the group 2 lenses were set, respectively.
  • the effective focal length of each lens properly, the temperature compensation relationship can be effectively established even in the use environment such as high temperature, and for head-up display for ghost image avoidance that can provide stable image even with temperature change. It is to provide a lens system.

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Abstract

본 발명은 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서, 조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되고, 상기 2군렌즈 중 상기 조리개의 이미지 소자 방향으로 바로 인접하게 위치한 렌즈가 스크린 방향으로 오목한 형상으로 형성되며, 상기 1군렌즈의 굴절능은 부의 굴절능을 가지며, 상기 2군렌즈의 굴절능은 정의 굴절능을 갖고, |f1|>|f2|(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이 렌즈 시스템을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 조리개에 근접하게 배치된 렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하는 이점이 있다.

Description

고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템
본 발명은 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 특히 조리개에 근접한 렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 관한 것이다.
최근, 휴대 단말기, 드론, 액션캠, 헤드마운티드 디스플레이, 헤드업 디스플레이 등의 장치의 소형화 및 고해상도의 요구에 따라 소형 카메라 모듈이 널리 사용되고 있다.
이러한 장치 중 헤드업 디스플레이(Head-up display)는 사용자의 주 시야 선을 벗어나지 않는 범위에서 장치에 대한 정보나 주변 정보를 사용자에게 제공하는 용도로 주로 사용되고 있다.
특히, 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 운전자의 안전을 도모하고 차량 주행 정보와 주변 상황 정보를 효과적으로 운전자에게 전달해주기 위한 것으로서, 차량 주행 중 운전자 정면 즉, 전면 유리창에 디스플레이 정보가 제공되도록 하는 것으로서, 일반적으로 프로젝터의 투영이미지를 헤드업 디스플레이용 거울을 이용하여 자동차의 전면 유리창에 허상(virtual image) 형상으로 비추어지도록 하는 것이다.
이러한 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 차량에 장착이 보다 용이하도록 하고, 그 성능의 개선을 위해 소형화 및 고해상도가 더욱 요구되고 있는 추세이며, 이를 위해 헤드업 디스플레이 장치용 프로젝터 내부에 고해상도의 구현을 위해 5매 이상의 렌즈 시스템을 구성하고 있다.
또한, 이러한 렌즈 시스템은 허상 이미지를 생성하는 프로젝션 이미지의 스크린 내에 원치 않는 고스트 이미지(ghost image)가 발생될 수 있는데, 이는 그대로 운전자가 보는 이미지에 생성이 되어 높은 이미지 퀄리티 및 명암비를 요하는 헤드업 디스플레이 장치에 적용시 문제가 되고 있다.
또한, 이러한 렌즈 시스템은 소형화가 진행될수록 내부 소자에서 발생되는 열에 의해 영향을 받을 가능성이 높으며, 특히 차량 내부의 온도가 증가하거나, 내부 소자의 온도가 높아질수록 렌즈의 굴절능의 변화가 심해지고, 이로 인해 렌즈가 설계된 대로 화상이 투영되지 못해 최종적으로 왜곡된 상이 결상되게 된다.
일반적으로, 20℃의 실온에서는 원하는 유효 초점거리가 얻어질 수 있지만, 온도가 증가함에 따라 각각의 렌즈에서의 유효 초점거리가 변화하게 되는데, 특히 제품의 사용시간이 증가할수록 내부 온도가 증가하게 되며, 이에 의해 유효 초점거리가 변화하여 원하는 화질이 구현되지 못하는 문제가 발생하게 된다.
종래의 기술들은 이러한 소형 카메라 시스템의 조리개(stop)를 기준으로 하여 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈의 유효 초점거리의 편차와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈의 유효 초점거리의 편차가 모두 정 또는 양의 방향으로 편향되게 설계되어 있어, 영상의 왜곡이 심하며, 고해상도, 고성능, 소형화의 실현이 어려운 문제점이 있다.
또한, 이러한 렌즈 시스템 내에서의 허상 이미지를 생성하는 프로젝션 이미지의 스크린 내에 원치 않는 고스트 이미지(ghost image)가 발생될 수 있는데, 이는 평면 형상을 갖는 렌즈에 의한 것으로 알려져 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 헤드업 디스플레이의 렌즈 시스템은 평면 형상의 렌즈가 평면 거울의 역할을 하여 빛이 입사된 방향으로 다시 반사되어 DMD(Digital mirror device)로 재입사되어 이미지 소자 면으로 들어가게 되어, 고스트 이미지 발생의 원인이 되고 있다.
특히, 조리개에 근접한 렌즈의 평면 형상에서 고스트 이미지를 생성할 확률이 높으며, 도 2a는 이러한 렌즈 시스템에 의한 실제 고스트 이미지를 나타낸 것이고, 도 2b는 이에 대한 시뮬레이션 이미지를 나타낸 것으로서, 이는 그대로 운전자가 보는 이미지에 생성이 되어 헤드업 디스플레이 장치에 치명적인 문제점으로 지적되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조리개에 근접한 렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서, 조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되고, 상기 2군렌즈 중 상기 조리개의 이미지 소자 방향으로 바로 인접하게 위치한 렌즈가 스크린 방향으로 오목한 형상으로 형성되며, 상기 1군렌즈의 굴절능은 부의 굴절능을 가지며, 상기 2군렌즈의 굴절능은 정의 굴절능을 갖고, |f1|>|f2|(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이 렌즈 시스템을 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서, 조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈로 배열되고, 제5렌즈는 스크린 방향으로 오목한 형상으로 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 제5렌즈의 스크린 방향 렌즈면의 곡률반경은 -100mm ~ -30mm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제5렌즈의 스크린 방향 렌즈면의 곡률반경은 -100mm ~ -30mm이고, 상기 제1렌즈 내지 제4렌즈 및 제6렌즈 내지 제7렌즈의 이미지 소자 방향 렌즈면 및 스크린 방향 렌즈면이 모두 평면 형상이 아닐 수도 있다.
또한, 상기 제5렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈의 굴절능(P)은, 40.00<P<70.00인 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 제5렌즈, 상기 제7렌즈 및 상기 제8렌즈의 굴절능의 값은 상기 제2렌즈 및 상기 제3렌즈의 굴절능에 대해 높은 값을 가지면서, 상기 제5렌즈, 제7렌즈, 제8렌즈의 DN/DT(abs.)(Temperature Coefficients of Refractive Index(10-6/℃ at 632.8nm)) 값은 온도가 60℃~80℃ 범위에서 음수값을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 DN/DT(abs.)의 값은, -7.8 내지 -3.3 범위의 값을 갖는 재료로부터 선택되는 것이 바람직하다.
여기에서, 온도 -40℃ ~ -20℃ 범위에서, 상기 제1렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.3 ~ 1.0을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제2렌즈는 DN/DT(abs.)가 -1.6 ~ -1.0을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제3렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.1 ~ 0.5를 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제4렌즈는 DN/DT(abs.)가 -1.4 ~ -0.8을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제5렌즈는 DN/DT(abs.)가 -7.7 ~ -7.1을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제6렌즈는 DN/DT(abs.)가 -1.2 ~ -0.6을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제7렌즈는 DN/DT(abs.)가 -7.7 ~ -7.1을 갖는 재료로부터 선택되며, 상기 제8렌즈는 DN/DT(abs.)가 -4.9 ~ -4.3을 갖는 재료로부터 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 온도 60℃ ~ 80℃ 범위에서, 상기 제1렌즈는 DN/DT(abs.)가 1.7 ~ 2.3을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제2렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.2 ~ 0.8을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제3렌즈는 DN/DT(abs.)가 1.4 ~ 2.0을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제4렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.4 ~ 1.0을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제5렌즈는 DN/DT(abs.)가 -6.7 ~ -7.3을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제6렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.5 ~ 1.1을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제7렌즈는 DN/DT(abs.)가 -7.3 ~ -6.7을 갖는 재료로부터 선택되며, 상기 제8렌즈는 DN/DT(abs.)가 -3.9 ~ -3.3을 갖는 재료로부터 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은, -3.5<f1/f2<0(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은, f2/F>1.1(여기에서, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리, F는 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리를 나타낸다)을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서, 조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈로 배열되고, 제1렌즈는 매니스커스 형상으로 형성되며, 부의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 이미지 소자 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 매니스커스 형상으로 형성되며, 정의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 매니스커스 형상으로 형성되며, 부의 굴절능을 가지고, 제5렌즈는 스크린 방향으로 오목하며, 정의 굴절능을 가지고, 제6렌즈는 이미지 소자 또는 스크린 방향으로 오목하며, 부의 굴절능을 가지고, 제7렌즈는 이미지 소자 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지고, 제8렌즈는 스크린 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지고, 상기 제5렌즈의 스크린 방향 렌즈면의 곡률반경은 -100mm ~ -30mm이며, 상기 제1렌즈 내지 제8렌즈는 글래스 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 또 다른 기술적 요지로 한다.
한편, 상기 제1렌즈 내지 제8렌즈는 구면렌즈인 것이 바람직하다.
본 발명은 조리개에 근접하게 배치된 렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 총 8매의 렌즈로 구성된 렌즈 어레이를 포함하는 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되어, 소형, 경량의 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 조리개에 근접하게 배치된 제5렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 제1렌즈 내지 제8렌즈의 굴절능 그리고 높은 굴절능을 갖는 렌즈에 대해 DN/DT 값을 설정하고, 제5렌즈의 형상을 스크린 방향으로 오목하게 형성하여, 고스트 이미지 생성을 회피하고, 열보상 특성을 만족하도록 하면서, 왜곡이 보정되도록 하여 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있는 고해상도, 고성능화를 도모한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하는 효과가 있다.
도 1 - 종래의 헤드업 디스플레이 렌즈 시스템에 있어서 고스트 이미지 발생 원인을 나타낸 모식도.
도 2a - 도 1의 렌즈 시스템에 의한 실제 고스트 이미지.
도 2b - 도 1의 렌즈 시스템에 의한 실제 고스트 이미지의 시뮬레이션 이미지
도 3 및 도 5 - 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템의 실시예를 나타낸 도.
도 4 및 도 6 - 각각 도 3 및 도 5의 렌즈 시스템에 의한 고스트 이미지에 대한 시뮬레이션 이미지를 나타낸 도.
본 발명은 조리개에 근접하게 배치된 렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
예컨대, 총 8매의 렌즈로 구성된 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템의 경우에는, 조리개에 근접한 제5렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하도록 한다.
또한, 상기 제1렌즈 내지 제8렌즈의 굴절능 그리고 높은 굴절능을 갖는 렌즈에 대해 DN/DT 값을 설정하고, 제5렌즈의 형상을 스크린 방향으로 오목하게 형성하여, 고스트 이미지 생성을 회피하고, 열보상 특성을 만족하도록 하면서, 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있는 고해상도, 고성능화를 도모하고, 소형 경량의 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 3 및 도 5는 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템의 실시예를 나타낸 도이고, 도 4 및 도 6은 도 3 및 도 5의 렌즈 시스템에 의한 고스트 이미지에 대한 시뮬레이션 이미지를 나타낸 도이다.
본 발명은, 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서, 조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 2군렌즈 중 상기 조리개의 이미지 소자 방향으로 바로 인접하게 위치한 렌즈가 스크린 방향으로 오목한 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이 렌즈 시스템을 그 특징으로 한다.
그리고, 상기 1군렌즈의 굴절능은 부의 굴절능을 가지며, 상기 2군렌즈의 굴절능은 정의 굴절능을 갖고, |f1|>|f2|(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하도록 한다.
일반적으로 종래의 헤드업 디스플레이의 렌즈 시스템은 조리개에 근접한 렌즈가 평면 형상으로 형성되어 빛이 입사된 방향으로 다시 반사되어 이미지 소자 면으로 들어가게 되어, 고스트 이미지 발생의 원인이 되었으며, 본 발명에서는 상기 조리개(STO)에 근접하게 배치된 이미지 소자 방향으로 바로 인접하게 위치한 렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 상기의 고스트 이미지 생성을 회피할 수 있도록 한 것이다.
이러한 특징을 갖는 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은 복수개의 렌즈들로 이루어지며, 특히 조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈의 굴절능은 부의 굴절능을 가지며, 상기 2군렌즈의 굴절능은 정의 굴절능을 갖고, |f1|>|f2|(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하도록 하여, 빛이 입사된 방향으로 다시 반사되어 이미지 소자 면으로 들어가는 것을 더욱 효율적으로 방지하도록 한 것이다.
이러한 렌즈 시스템을 구성하는 렌즈 어레이의 총 렌즈의 갯수를 5매, 6매, 7매 및 8매 등 사용하고자 하는 곳의 용도 및 해상도 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.
본 발명에서는 일실시예로 8매 렌즈에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서, 조리개(STO)를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3) 및 제4렌즈(L4)로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)로 배열되고, 제5렌즈는 스크린 방향으로 오목한 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 일실시예로 조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자(400) 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3) 및 제4렌즈(L4)로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)로 배열되고, 제1렌즈(L1)는 매니스커스 형상으로 형성되며, 부의 굴절능을 가지고, 제2렌즈(L2)는 이미지 소자(400) 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지고, 제3렌즈(L3)는 매니스커스 형상으로 형성되며, 정의 굴절능을 가지고, 제4렌즈(L4)는 매니스커스 형상으로 형성되며, 부의 굴절능을 가지고, 제5렌즈(L5)는 스크린 방향으로 오목하며, 정의 굴절능을 가지고, 제6렌즈(L6)는 이미지 소자(400) 또는 스크린 방향으로 오목하며, 부의 굴절능을 가지고, 제7렌즈(L7)는 이미지 소자(400) 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지고, 제8렌즈(L8)는 스크린 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지며, 제1렌즈(L1) 내지 제8렌즈(L8)는 광학 재질 예컨대 글래스 또는 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
이러한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제일 왼쪽에 위치하는 스크린(미도시), 렌즈 어레이(100), 내부전반사 프리즘(200), 커버글래스(300) 및 이미지 소자(400)를 포함한다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 이루는 렌즈 어레이(100)는 각 렌즈가 양과 음의 굴절능이 고르게 분포하도록 하여, 고화소 렌즈 시스템에 적합한 고성능의 구현이 가능하도록 한 것이다.
특히, 조리개(STO)를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3) 및 제4렌즈(L4)는 1군렌즈를 구성하며, 조리개를 기준으로 이미지 소자(400) 방향으로 위치한 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)는 2군렌즈를 구성하고 있다.
여기에서, 1군렌즈인 제1렌즈(L1)는 매니스커스 형상으로 형성되며, 부의 굴절능을 가지고, 제2렌즈(L2)는 이미지 소자(400) 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지고, 제3렌즈(L3)는 매니스커스 형상으로 형성되며, 정의 굴절능을 가지고, 제4렌즈(L4)는 매니스커스 형상으로 형성되어, 렌즈의 형상 및 굴절능을 적절히 분배하여 소형 렌즈 시스템을 구축하도록 하였으며, 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도로 성능이 유지되도록 한 것이다.
그리고, 2군렌즈인 제5렌즈(L5)는 스크린 방향으로 오목하며, 정의 굴절능을 가지고, 제6렌즈(L6)는 이미지 소자(400) 또는 스크린 방향으로 오목하며, 부의 굴절능을 가지고, 제7렌즈(L7)는 이미지 소자(400) 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지고, 제8렌즈(L8)는 스크린 방향으로 볼록하며, 정의 굴절능을 가지도록 형성되어, 조리개를 통과한 광선이 이미지 소자(400)에 도달하도록 형성되며, 렌즈의 형상 및 굴절능을 적절히 분배하여 설계함으로써, 렌즈 시스템의 소형화, 고해상도를 도모하도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 실시예에 의하면 상기 제1렌즈(L1) 내지 제8렌즈(L8)는 글래스 재질로 형성되어, 온도 변화에 따른 특성 변화가 최소화되도록 하여, 열 변화에 의한 렌즈의 광학적 성능 변화를 줄이도록 한 것이다.
상술한 바에 의하면, 종래의 헤드업 디스플레이의 렌즈 시스템은 조리개에 근접한 렌즈가 평면 형상으로 형성되어 빛이 입사된 방향으로 다시 반사되어 이미지 소자 면으로 들어가게 되어, 고스트 이미지 발생의 원인이 되었으며, 본 발명에서는 상기 조리개(STO)에 근접하게 배치된 상기 제5렌즈(L5)를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 상기의 고스트 이미지 생성을 회피할 수 있도록 한 것이다.
그리고, 상기 1군렌즈의 굴절능은 부의 굴절능을 가지며, 상기 2군렌즈의 굴절능은 정의 굴절능을 갖고, |f1|>|f2|(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하도록 하여, 빛이 입사된 방향으로 다시 반사되는 것을 최소화하고자 한 것이다.
여기에서, 상기 제5렌즈는 스크린 방향으로 오목하게 형성되되, 스크린 방향 렌즈면의 곡률반경은 -100mm ~ -30mm로 형성되는 것이 바람직하다. 상기의 제5렌즈의 곡률반경의 범위는 렌즈 시스템으로서의 일정 요구성능은 유지하면서 오목 형상을 내는 범위이다.
또한, 평면 형상을 갖는 렌즈가 고스트 이미지를 생성할 확률이 크기 때문에, 상기 제5렌즈의 스크린 방향 렌즈면의 곡률반경은 -100mm ~ -30mm이고, 상기 제1렌즈 내지 제4렌즈 및 제6렌즈 내지 제7렌즈의 이미지 소자 방향 렌즈면 및 스크린 방향 렌즈면이 모두 평면 형상이 아니도록, 예컨대 구면 렌즈, 오목 또는 볼록 렌즈, 매니스커스 형상 등으로 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 2군렌즈를 이루는 상기 제5렌즈(L5), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)는 양의 초점거리를 가지면서 다른 양의 굴절능을 갖는 제2렌즈(L2) 및 제3렌즈(L3)에 비해 굴절능이 비교적 큰 재료로부터 선택하는 것이 바람직하며, 특히, 상기 2군렌즈를 이루는 상기 제5렌즈(L5), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)의 굴절능(P)은, 40.00<P<70.00인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2군렌즈를 이루는 상기 제5렌즈(L5), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)의 DN/DT(abs.)(Temperature Coefficients of Refractive Index(10-6/℃ at 632.8nm))의 값은 고온 환경에서, 예컨대 온도가 60℃~80℃ 범위에서 음수값을 갖는 재료로부터 선택되며, 특히, 상기 DN/DT(abs.)의 값은, -7.8 내지 -3.3 범위의 값을 갖는 재료로부터 선택되는 것이 바람직하다.
여기에서, 온도 -40℃ ~ -20℃ 범위에서, 상기 제1렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.3 ~ 1.0을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제2렌즈는 DN/DT(abs.)가 -1.6 ~ -1.0을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제3렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.1 ~ 0.5를 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제4렌즈는 DN/DT(abs.)가 -1.4 ~ -0.8을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제5렌즈는 DN/DT(abs.)가 -7.7 ~ -7.1을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제6렌즈는 DN/DT(abs.)가 -1.2 ~ -0.6을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제7렌즈는 DN/DT(abs.)가 -7.7 ~ -7.1을 갖는 재료로부터 선택되며, 상기 제8렌즈는 DN/DT(abs.)가 -4.9 ~ -4.3을 갖는 재료로부터 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 온도 60℃ ~ 80℃ 범위에서, 상기 제1렌즈는 DN/DT(abs.)가 1.7 ~ 2.3을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제2렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.2 ~ 0.8을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제3렌즈는 DN/DT(abs.)가 1.4 ~ 2.0을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제4렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.4 ~ 1.0을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제5렌즈는 DN/DT(abs.)가 -6.7 ~ -7.3을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제6렌즈는 DN/DT(abs.)가 0.5 ~ 1.1을 갖는 재료로부터 선택되고, 상기 제7렌즈는 DN/DT(abs.)가 -7.3 ~ -6.7을 갖는 재료로부터 선택되며, 상기 제8렌즈는 DN/DT(abs.)가 -3.9 ~ -3.3을 갖는 재료로부터 선택되는 것이 바람직하다.
일반적으로 글래스 재질은 온도가 높아짐에 따라 굴절률도 미세하게 높아지게 되며, 대부분의 렌즈는 DN/DT 값이 양수를 갖게 되는데, 본 발명은 각각의 렌즈 굴절능을 확인하여 양의 초점거리를 갖는 렌즈 중 굴절능이 비교적 큰 렌즈(제5렌즈, 제7렌즈, 제8렌즈)의 재료를 DN/DT 값이 고온에서 음수를 갖는 재료로 선정하여 렌즈 어레이(100)를 구성하는 것이다.
이는 열에 의해 초점거리가 강제적으로 변하며, 고온에서 렌즈의 길이가 변함에 따른 초점거리 변화를 역으로 보상을 하게 되는 성질을 갖는 것을 이용한 것이다.
이러한 열보상 특성은 렌즈 길이 및 두께 등에는 크게 의존하지 않으며, 렌즈의 재질(DN/DT 값), 굴절능, 렌즈군 간의 굴절능 양/음수 보상 등에 의해 결정되게 된다.
따라서, 렌즈 시스템의 설계 중 렌즈의 굴절능을 원하는 수치로 제약하며, 렌즈의 고유 물성인 DN/DT 값의 크기가 재질마다 다름으로 이를 참조로 렌즈를 선정함에 따라 초점거리의 변화량을 컨트롤할 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은, -3.5<f1/f2<0(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하는 것을 특징으로 한다.
즉, 1군렌즈의 유효 초점거리에 대한 2군렌즈의 유효 초점거리를 설정하여, 각 유효 초점거리에 대한 비에 따라 렌즈 시스템의 크기를 조절할 수 있으며, 각 렌즈군의 유효 초점거리가 유사할수록 렌즈 시스템의 소형화가 구현되게 된다.
그리고, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은, f2/F>1.1(여기에서, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리, F는 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
이는 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리에 대한 2군렌즈의 유효 초점거리를 설정한 것으로서, 2군렌즈의 초점거리에 비해 전체 렌즈 시스템의 초점거리는 짧게 형성함으로써, 소형화 설계에 유리하도록 한 것이다.
또한, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은, 0.5<t1/t2<1.5(여기에서, t1은 제1렌즈(L1)의 물체면에서 조리개까지의 거리, t2는 조리개에서 상면까지의 거리를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
이는 조리개에서 이미지 소자(400)까지의 길이가 제1렌즈(L1)의 스크린에서 조리개(STO)까지의 길이와 큰 차이가 없으며, t1과 t2의 길이가 같을수록 렌즈 시스템의 왜곡을 보정할 수 있다.
또한, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은, E6/T6<3.0(여기에서, E6는 제2렌즈(L2)의 최외곽 광선이 입사되는 부분의 두께, T6는 제6렌즈(L6)의 중심 두께를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
이는, 제6렌즈(L6)의 엣지 및 중심에서의 두께를 규정한 것으로서, 렌즈 제작시 민감도를 저감 또는 균등화시켜 공차 완화를 유도할 수 있도록 하여, 성능 재현성이 우수한 장점이 있다.
또한, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은, 상기 제1렌즈(L1) 내지 제8렌즈(L8)는 구면렌즈인 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서, 조리개에 근접한 제5렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 제1렌즈 내지 제8렌즈의 굴절능 그리고 높은 굴절능을 갖는 렌즈에 대해 DN/DT 값을 설정하고, 제5렌즈의 형상을 스크린 방향으로 오목하게 형성하여, 고스트 이미지 생성을 회피하고, 열보상 특성을 만족하도록 하면서, 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도, 고성능화를 도모하고, 소형 경량의 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대해 설명하고자 한다.
도 3 및 도 5는 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템의 실시예를 나타낸 것이다. 도 5는 도 3에 대해 전체 렌즈 시스템의 길이 및 렌즈의 두께 등이 다르게 형성된 것으로서, 도 3은 제5렌즈(L5)의 곡률반경이 -100mm이고, 도 5는 제5렌즈(L5)의 곡률반경이 -40mm인 경우이다.
도 4 및 도 6은 도 3 및 도 5의 렌즈 시스템에 의한 고스트 이미지에 대한 시뮬레이션 이미지를 나타낸 것으로서, 고스트 이미지 생성이 최소화됨을 확인할 수 있었다.
도시된 바와 같이, 광축을 따라 스크린으로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 조리개(STO), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7), 제8렌즈(L8)로 이루어진 렌즈 어레이(100), 내부전반사 프리즘(200), 커버글래스(300) 및 이미지 소자(400)의 순서로 배치되게 된다.
다음 표 1은 도 3의 실시예에 따른 렌즈 어레이(100)의 개별 렌즈의 굴절능을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2017005570-appb-I000001
그리고, 각 개별 렌즈는 제1렌즈(L1)는 매니스커스, 제2렌즈(L2)는 이미지 소자 방향으로 볼록, 제3렌즈(L3)는 매니스커스, 제4렌즈(L4)는 매니스커스, 제5렌즈(L5)는 스크린 방향으로 오목, 제6렌즈(L6)는 이미지 소자 및 스크린 방향으로 오목, 제7렌즈(L7)는 이미지 소자 방향으로 볼록, 제8렌즈(L8)는 스크린 방향으로 볼록한 형상을 갖는다.
다음 표 2는 각 개별 렌즈의 재질을 나타낸 것으로서, 제1렌즈(L1) 내지 제8렌즈(L8) 모두 글래스 재질이며, 호야(HOYA) 사의 상품명을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2017005570-appb-I000002
다음 표 3은 각 개별 렌즈의 저온 및 고온에서의 DN/DT 값을 나타낸 것으로써, 저온 영역(-40℃ ~ -20℃) 및 고온 영역(60℃ ~ 80℃)에서의 DN/DT 값을 나타내었다.
Figure PCTKR2017005570-appb-I000003
다음 표 4는 각 개별 렌즈의 유효 초점거리, 전체 렌즈 어레이(100)의 유효 초점거리(F), 1군렌즈 및 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2017005570-appb-I000004
표 4에 나타낸 바와 같이, 1군렌즈(L1~L4)의 유효 초점거리는 -39.0705mm이고, 2군렌즈(L5~L8)의 유효 초점거리는 12.3707mmg로, 유효 초점거리가 짧은 2군렌즈 중 제5렌즈(L5), 제7렌즈(L7), 제8렌즈(L8)의 DN/DT 값이 음수를 갖는 재질의 렌즈를 사용함으로써, 고온에서의 렌즈의 굴절률 변화가 적도록 하면서, 제1 내지 제8렌즈(L8)의 전체적인 DN/DT 값의 절대수치가 작아지도록 렌즈 어레이(100)를 구성하여 열에 의한 광학적 성능 변화를 최소화하도록 한 것이다.
즉, 고온영역에서의 DN/DT 값이 음수를 갖는 렌즈가 2군렌즈에 집중되어 있으며, 1군렌즈의 유효 초점거리는 음의 값을 갖고, 2군렌즈의 유효 초점거리는 양의 값을 가지므로, 온도에 대한 보상관계가 성립하여, 전체 유효 초점거리의 변화량이 줄어들어 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 조리개에 근접하게 배치된 제5렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 각 렌즈의 굴절능을 확인하여 양의 초점거리를 갖는 렌즈 중 굴절능이 비교적 큰 렌즈의 재료 중에서 DN/DT 값이 고온에서 음수를 갖는 재료로 선정하였다. 이는 고온에서 렌즈의 길이가 변함에 따른 초점거리 변화를 역으로 보상을 하게 되는 열보상 특성을 갖도록 한 것이다.
이러한 열보상 특성은 렌즈 길이 및 두께 등에는 크게 의존하지 않으며, 렌즈의 재질(DN/DT 값), 굴절능, 렌즈군 간의 굴절능 양/음수 보상 등에 의해 결정되게 되므로, 열보상 특성을 갖도록 렌즈의 재질 및 굴절능을 특정하여 재료를 선택하도록 하였다.
따라서, 렌즈 시스템의 설계 중 렌즈의 굴절능을 원하는 수치로 제약하며, 렌즈의 고유 물성인 DN/DT 값의 크기가 재질마다 다름으로 이를 참조로 렌즈를 선정함으로써, 1군렌즈 및 2군렌즈의 초점거리의 변화량을 컨트롤하여 열보상 특성을 갖도록 설계할 수 있는 것이다.
그리고, 제1렌즈(L1)의 스크린 방향 면에서 조리개(STO)까지의 거리는 24mm이고, 조리개(STO)에서 제8렌즈(L8)의 이미지 소자(400) 방향 면까지의 거리는 42mm이며, 조리개(STO)에서 이미지 소자(400)까지의 거리는 40.8396mm이다.
다음 표 5는 개별 렌즈의 중심두께, 각 렌즈에서의 최외곽 광선이 입사되는 부분의 두께(엣지두께) 및 그 편차를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2017005570-appb-I000005
표 5는 각 개별 렌즈에서의 중심두께 및 엣지두께를 특정한 범위 내로 한정하였으며, 특히 제6렌즈(L6)의 엣지 및 중심에서의 두께를 특정한 범위 내로 한정함으로써 렌즈 제작시 민감도를 저감 또는 균등화시켜 공차 완화를 유도할 수 있도록 하여, 성능 재현성이 우수하도록 하였다.
이와 같이, 본 발명은 조리개에 근접하게 배치된 렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
예컨대, 총 8매의 렌즈로 구성된 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템의 경우에는, 조리개에 근접한 제5렌즈를 스크린 방향으로 오목하게 형성하여 고스트 이미지 생성을 회피하도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1렌즈 내지 제8렌즈의 굴절능 그리고 높은 굴절능을 갖는 렌즈에 대해 DN/DT 값을 설정하고, 제5렌즈의 형상을 스크린 방향으로 오목하게 형성하여, 고스트 이미지 생성을 회피하고, 열보상 특성을 만족하도록 하면서, 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있는 고해상도, 고성능화를 도모하고, 소형 경량의 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다
또한, 본 발명에서는 이러한 렌즈 시스템을 구성하는 각 렌즈들의 굴절능을 적절히 분배하고, 온도에 따른 특성 변화가 둔감한 글래스 재질을 사용하며, 각 렌즈들의 형상(오목, 볼록 또는 매니스커스)을 설정하고, DN/DT값이 음수, 양수 값을 갖는 재질을 선택하며, 렌즈 어레이 내 적정 위치에 배치시켜 열에 의한 굴절률이 변하면서 열에 의해 렌즈의 고정된 위치가 변할 때 초점거리도 같이 변하도록 하여 해상력 저하를 보상할 수 있도록 하여, 고해상도, 고성능화 및 소형, 경량화를 도모한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고 있다.
또한, 조리개의 위치를 설정하고, 이를 중심으로 1군렌즈 및 2군렌즈의 굴절능을 적절히 분배하고, 1군렌즈 및 2군렌즈의 재질을 각 설정하였으며, 각 렌즈 및 1군렌즈와 2군렌즈들의 각각의 유효 초점거리 등을 적절히 설계하여, 고온 등의 사용 환경에서도 온도 보상관계가 유효하게 성립할 수 있도록 하여, 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

Claims (9)

  1. 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서,
    조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되고,
    상기 2군렌즈 중 상기 조리개의 이미지 소자 방향으로 바로 인접하게 위치한 렌즈가 스크린 방향으로 오목한 형상으로 형성되며,
    상기 1군렌즈의 굴절능은 부의 굴절능을 가지며, 상기 2군렌즈의 굴절능은 정의 굴절능을 갖고, |f1|>|f2|(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이 렌즈 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은,
    상기 1군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈로 배열되고,
    제5렌즈는 스크린 방향으로 오목한 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제5렌즈의 스크린 방향 렌즈면의 곡률반경은 -100mm ~ -30mm인 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제5렌즈의 스크린 방향 렌즈면의 곡률반경은 -100mm ~ -30mm이고, 상기 제1렌즈 내지 제4렌즈 및 제6렌즈 내지 제7렌즈의 이미지 소자 방향 렌즈면 및 스크린 방향 렌즈면이 모두 평면 형상이 아닌 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제5렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈의 굴절능(P)은,
    40.00<P<70.00인 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제5렌즈, 상기 제7렌즈 및 상기 제8렌즈의 굴절능의 값은 상기 제3렌즈의 굴절능에 대해 높은 값을 가지면서, 상기 제5렌즈, 제7렌즈, 제8렌즈의 DN/DT(abs.)(Temperature Coefficients of Refractive Index(10-6/℃ at 632.8nm)) 값은 온도가 60℃~80℃ 범위에서 음수값을 갖는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은,
    -3.5<f1/f2<0(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템은,
    f2/F>1.1(여기에서, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리, F는 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템.
  9. 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템에 있어서,
    조리개를 기준으로 스크린 방향으로 위치한 1군렌즈와 이미지 소자 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며,
    상기 1군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 스크린 방향으로부터 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈로 배열되고,
    상기 1군렌즈의 굴절능은 부의 굴절능을 가지며, 상기 2군렌즈의 굴절능은 정의 굴절능을 갖고, |f1|>|f2|(여기에서, f1은 1군렌즈의 유효 초점거리, f2는 2군렌즈의 유효 초점거리를 나타낸다)를 만족하면서,
    상기 제5렌즈의 스크린 방향 렌즈면의 곡률반경은 -100mm ~ -30mm이고, 상기 제1렌즈 내지 제4렌즈 및 제6렌즈 내지 제7렌즈의 이미지 소자 방향 렌즈면 및 스크린 방향 렌즈면이 모두 평면 형상이 아니며,
    상기 제1렌즈 내지 제8렌즈는 광학 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 고스트 이미지 회피를 위한 헤드업 디스플레이용 렌즈 시스템.
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