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KR100206688B1 - 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치 - Google Patents

천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치 Download PDF

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Publication number
KR100206688B1
KR100206688B1 KR1019960038808A KR19960038808A KR100206688B1 KR 100206688 B1 KR100206688 B1 KR 100206688B1 KR 1019960038808 A KR1019960038808 A KR 1019960038808A KR 19960038808 A KR19960038808 A KR 19960038808A KR 100206688 B1 KR100206688 B1 KR 100206688B1
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KR
South Korea
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holographic
color
display panel
head
holographic optical
Prior art date
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KR1019960038808A
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손정영
브이. 스미르노프 바딤
Original Assignee
박원훈
한국과학기술연구원
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Publication date
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Abstract

자동차, 항공기, 선박 등의 각종 항행체에서 운전자가 시선을 돌리지 않고도 주변 광경과 컬러 영상으로 주어지는 항행 정보를 동시에 투시가능하게 하는 천연색 홀로그래픽 표시 장치에 관하여 기술하였다. 주변 광경과 항행 정보를 동시에 투시가능하게 해주는 홀로그래픽 결합기는 렌즈 또는 구형 반사경의 특성을 가진 홀로그래픽 광학 소자가 매트릭스 형태로 된 것을 사용하며, 각 광학 소자는 대응하는 정보표시판의 천연색 화소로부터의 빛만을 눈통으로 입사시킬 수 있게 아주 좁은 대폭을 가진다. 본 발명의 표시 장치는 밝고 또한 상호 변조 잡음에 의한 화질 저하가 없는 천연색 영상의 표시가 가능하다.

Description

천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치
본 발명은 일반적으로 홀로그래피(Holography)응용 기술에 관한 것으로, 특히 항공기나 자동차 등에 탑재되어 주변 광경과 스크린에 표시된 천연색 영상(정보)을 동시에 볼 수 있고, 차내에 장착된 정지 지시기(Stop Indicator)등에 적용될 수 있는 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(Head Up Display)에 관한 것이다.
홀로그래픽 헤드 업 표시 장치는 상기투사 장치의 일종으로 투사될 정보를 표시해 주는 CRT 또는 LCD(Liquid Crystal Display)등과 같은 표시판, 이 표시판에 표시된 상을 전달해 주는 중계 광학계(Relay Otical System), 및 이 중계 광학계로 부터의 상을 조종사나 운전자의 눈으로 전달하여 조종사나 운전자의 시야(Field of View)에 필요한 영상 정보를 표시해 주며, 동시에 외부 광경을 볼 수 있게 해 주는 출사 동공(Exit Pupil)의 역할을 하는 홀로그래픽 결합기(Holographic Combiner)로 구성되어 있다.
홀로그래픽 결합기를 사용한 항공기의 헤드 업 표시 장치는 본 기술 분야에 이미 잘 알려져 있다. 홀로그래픽 결합기는 홀로그래픽 원리를 이용해 만든 광학소자, 즉 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Element)의 일종으로서, 두 개의 다른 상을 동시에 결합시켜 볼 수 있도록 하는 역할을 한다. 홀로그래픽 결합기는 빛을 일부 투과시키는 것은 물론 동시에 반사경, 구형 반사경, 확산판, 렌즈 중의 어느 하나 내지는 두가지가 복합된 것과 같은 역할을 한다.
이러한 홀로그래픽 결합기를 이용한 헤드 업 표시 장치에는 2가지 종류가 있는데, 하나는 비행기 조종사나 자동차 운전자가 눈을 다른 곳으로 돌리지 않고 원격 목표물을 계속 주시할 수 있도록 투사상이 무한대에 생기게 하는 것이고, 다른 하나는 비행기 조종사나 자동차 운전자가 항공기나 자동차의 진행 방향과 다른 방향으로 고개를 돌리지 않고도 항행이나 주행에 필요한 정보를 얻을 수 있도록 투사상이 관찰자와 가까운 거리에 생기게 하는 것이다. 투사상이 무한대에 생기게 하는 헤드 업 표시 장치의 일례로는 미국 특허 제 4763990호에 기술된 것이 있다.
이하, 도1을 참조로 이 특허에 기술된 내용에 대해서 간략히 설명한다. 도1은 구형 반사경 역할을 하는 홀로그래픽 결합기를 이용하여 투사상이 무한대에 생기도록 하는 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(100)의 광학 구성도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 이 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(100)는 정보원(1), 이 정보원(1)으로부터의 광을 중계하는 중계 광학계(2), 반사경(3), 및 홀로그래픽 결합기로 구성되어 있다. 정보원(1)으로 발광 대폭(Spectral bandwidth)이 좁은 CRT등을 사용하며, 홀로그래픽 결합기(5)는 부분적인 투과가 가능한 반사판(Reflective Plane)또는 초점을 가진 구형 반사경(Spherical Reflecting Mirror)으로 이루어져 있다. 정보원(1)으로부터의 CRT화면은 중계 광학계(2)에 의해 반사경(3)으로 전달되 그 전면에 있는 홀로그래픽 구형 반사경(5)의 초점면에 1차상(4)이 생기게 되며, 이 1차상(4)은 다시 홀로그래픽 구형 반사경(5)으로 전달되어 그에 의해 무한대에 2차상이 형성된다. 중계 광학계 출사 동공의 상(6)은 조종사가 투사상을 통해서 원격 물체를 투시할 수 있는 시역(View Zone), 또는 눈통(Eye Box)이라고 불리는 영역을 형성하며, 관찰자(7)는 이 눈통을 통해 CRT화면의 2차상과 주변 광경을 동시에 보게된다.
그러나, 홀로그래픽 구형 반사경(5)은 보통 수 도(Several Degrees)이하의 아주 높은 각 선택도(Angular Selectivity)를 가지므로, 각 발산(Angular Divergence)이 적은 입사빔 만이 구형 반사경(5)에 의해 평행빔(Collimated Beam)으로 반사되어 눈통내로 입사한다. 이 평행빔의 폭은 실제 헤드 업 표시 장치에서는 10㎝이하이며 중계 광학계 출사 동공의 상(6)과 크기가 일치하므로 시역, 즉 눈통이 매우 좁다. 또한 홀로그래픽 구형 반사경(5)은 높은 스펙트럴 선택성을 갖고 있기 때문에, 즉 반사 대폭이 보통 15 - 30㎚내에 있기 때문에 단색의 상만 표시가능하다. 천연색 상을 관찰하기 위한 반사경형의 홀로그래픽 스크린은 만들기가 어려워 현재는 거의 쓰이지 않는다.
다음으로, 투사상이 관찰자와 가까운 곳에 생기도록 하는 헤드 업 표시 장치의 일례로는 미국 특허 제 5037166호에 기술된 것이 있다. 도2는 잘 알려진 홀로그래픽 확산 스크린(Holographic Diffusing Screen)을 홀로그래픽 결합기로 사용하여 투사상이 관찰자 주위에 생기게 하는 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(200)의 광학 구성도이다. 이 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(200)의 구성은 도1에 도시된것과 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 정보원(1)에서의 표시상(8)이 중계 광학계(2)를 거쳐 반사경(3)에 의해 홀로그래픽 확산 스크린(9)에 투사된다. 투사된 상은 확산 스크린(9)상의 각 점에서 산란되어 눈통(10)에 놓인다. 이 경우 눈통의 크기는 홀로그래픽 결합기로 홀로그래픽 구형 반사경으로 사용하는 경우(도1)에 비해 더 크다. 홀로그래픽 확산 스크린은 반사시킬 수 있는 발광 대폭이 홀로그래픽 구형 반사경보다 넓어 천연색 영상의 투사도 가능하다.
그러나, 홀로그래픽 확산 스크린을 사용하면 헤드 업 표시 장치의 눈통의 크기롤 크게 할 수 있으나 회절 효율(Diffraction Efficiency)의 값이 줄어 들어서 상의 밝기(Brightness)가 감소된다. 또한, 확산 스크린은 간유리(Ground Glass)와 같은 확산 표면을 가진 물체의 홀로그램이므로, 물체빔 간의 상호 변조(Intermodulation)에 의한 잡음 영향으로 산란이 증가하여 확산 스크린 상에 상이 투사되지 않을 때에는 스크린에 표시된 상에 후광(Halo)이 생기게 되어 상의 명암이 나빠진다. 확산 스크린을 홀로그래픽 결합기로 사용하는 경우는 스펙트럼의 분산(Dispersion) 때문에 천연색 영상의 표시가 어려우나 분산을 아주 크게 하는 경우는 이론적으로는 천연색 영상의 표시가 가능하다. 이 경우문제는 회절 효율이 줄어드는 데 있다.
본 발명은 상술한 종래의 헤드 업 표시 장치들에서 나타난 문제점들을 해소하기 위해서 안출된 것으로서, 분 발명의 목적은 눈통의 크기가 크고, 회절 효율이 높고, 상호 변조 잡음도 없는 천연색 상을 표시할 수 있는 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치를 제공하는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치는, 투사될 정보를 표시하기 위한 정보 표시판, 상기 정보 표시판에 표시된 상(Image)을 전달하기 위한 중계 광학계(Relay Optical System), 및 상기 중계 광학계로부터의 상을 관찰자의 시역, 즉 눈통에 전달하기 위한 홀로그래픽 결합기(Holographic Combiner)를 포함하여 구성된 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치에 있어서, 상기 정보 표시판이 천연색 LCD나 천연색 LED 매트릭스 형태의 2차원 화소 배열을 가진 표시판이고, 상기 홀로그래픽 결합기가 상기 정보 표시판의 화소수와 동일한 수의 홀로그래픽 광학 소자들로 구성되며, 상기 홀로그래픽 광학 소자들이 상기 정보 표시판의 화소 배열과 동일한 매트릭스 형태로 배열된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 홀로그래픽 광학 소자들은 투명 유리나 투명 플라스틱 기판에 접착된다.
바람직하게는, 상기 홀로그래픽 광학 소자들은 적색, 청색, 및 녹색에 해당하는 발광 대폭(Spectral Bandwidth)의 빛 중에서 어느 하나만 선택적으로 반사시키는 구형 반사경(Spherical Reflecting Mirror)의 특성을 갖는다.
바람직하게는, 관찰자의 시야를 형성하는 상기 눈통의 크기가 상기 홀로그래픽 광학 소자의 가로, 세로 길이와 초점 거리에 따라 정해진다.
바람직하게는, 상기 중계 광학계는 상기 정보 표시판의 천연색 화소 각각을 상기 홀로그래픽 결합기 내의 대응하는 홀로그래픽 광학 소자에 입사시킨다.
바람직하게는, 상기 홀로그래픽 광학 소자들이 렌즈특성을 갖는다.
또한, 본 발명의 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치는 정지 표시기용으로도 사용될 수 있다.
제1도는 구형 반사경 역할을 하는 종래의 홀로그래픽 결합기를 포함한 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치의 광학 구성도.
제2도는 반사형 확산 스크린의 기능을 가진 종래의 홀로그래픽 결합기를 포함한 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치의 광학 구성도.
제3도는 본 발명에 따른 반사형 홀로그래픽 결합기를 포함한 천연색 홀로그래픽 표시 장치의 광학 구성도.
제4도는 본 발명에 따른 반사형 홀로그래픽 결합기의 부분 단면도.
제5도는 본 발명에 따른 투과형 홀로그래픽 결합기를 포함한 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치의 광학 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 정보원 2 : 중계 광학계
3 : 반사경 4 : 1차상
5 : 구형 반사경 6 : 출사 동공상
7 : 관찰자 8 : 표시상
9 : 확산 스크린 10 : 눈통
11 : 광원 12 : 조준기
13 : 정보 표시판 14 : 반사형 홀로그래픽 결합기
15, 28 : 홀로그래픽 광학 소자 16, 30 : 투명 유리 또는 투명 플라스틱 기판
17 : 천연색 화소의 허상 18, 21 : 청색용 홀로그래픽 광학 소자
19, 22 : 녹색용 홀로그래픽 광학 소자
20, 23 : 적색용 홀로그래픽 광학 소자
24 : 청색상 25 : 적색상
26 : 적색상 27 : 투과형 홀로그래픽 결합기
29 : 천연색 화소의 허상
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시예를 통해서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도3은 본 발명에 따른 반사형 홀로그래픽 결합기를 포함한 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(300)의 광학 구성도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 이 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(300)는 광원(11), 조준기(Collimator)(12), 정보 표시판(13), 중계 광학계(2), 반사경(3), 및 반사형 홀로그래픽 결합기(14)를 포함하여 구성된다. 정보 표시판(13)으로는 천연색 LCD나 천연색 LED 매트릭스 등과 같은 2차원 화소 배열을 가진 표시판을 사용하며, 홀로그래픽 결합기(14)는 관측자에서 항공기 또는 차량의 앞창(즉, 홀로그래픽 결합기 부근)까지의 거리를 기준으로 관측자 눈의 해상도와 관측자의 상하 및 좌우 시야각을 고려하여 정해진 수의 홀로그래픽 광학 소자(15)와 투명 유리나 투명 플라스틱 기판(16)으로 구성된다. 바람직하게는 홀로그래픽 광학 소자(150)는 상기 표시판의 화소수와 같은 형태와 개수로 배열된다. 정보 표시판으로부터의 천연색 상을 구성하는 각 화소는 중계 광학계(2)를 통해 대응하는 홀로그래픽 결합기(14)의 한 구성 소자에 의해 눈통의 위치에 전달되며 또한 홀로그래픽 결합기(14)를 구성하는 각 광학 소자(15)는 대응하는 색상의 빛만 눈통으로 전달시키는 특성을 가지고 있어 빛의 손실이 없다. 또한, 각 광학 소자(15)는 확산판의 역할을 하지 않으므로 회절 효율이 높고 또한 상호 변조에 의한 잡음도 없다.
다시, 도3을 참조로 본 발명에 따른 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(300)의 작용에 대해서 설명한다. 광원(11)으로부터의 빛이 조준기(12)에 의해 평행빔으로 되어 천연색 LCD와 같은 정보 표시판(13)에 표시된 상을 조명한다. 정보 표시판(13)으로 천연색 LED 매트릭스를 사용하는 경우는 광원과 조준기가 필요없다. 정보 표시판(13)으로부터의 광은 중계 광학계(2)에 의해 반사경(3)을 거쳐 홀로그래픽 결합기(14)에 입사한다. 홀로그래픽 결합기(14)는 전술한 바와 같이 매트릭스 형태로 배열된 여러 홀로그래픽 광학 소자(15)가 투명 유리 또는 투명 플라스틱 기관(16)위에 접착되어 있는 형태로 되어 있다. 여기서 주의할 점은 도3에서는 반사경(3)에서 반사된 광이 홀로그래픽 광학 소자들(15)에 직접 입사되도록 홀로그래픽 광학 소자들(15)이 투명 유리 또는 투명 플라스틱 기판(16)위에 접착되어, 홀로그래픽 광학 소자들(15)이 외부의 악천후에 영향을 덜 받도록 하고 있으나 그 반대로 접착되어 있어도 좋다. 즉, 반사경(3)에서 반사된 광이 유리 또는 투명 플라스틱 기판(16)을 통해 홀로그래픽 광학 소자들(15)에 입사되도록 접착되어도 된다. 중계 광학(2)계는 정보 표시판(13)의 각 화소를 이에 대응하는 홀로그래픽 결합기내의 홀로그래픽 광학 소자들에 입사시킨다. 각 홀로그래픽 광학 소자(15)는 빨강, 노랑, 초록색에 해당하는 발광 대폭의 빛 중에서 어는 하나만 선택적으로 반사시키는 구형 반사경의 특성을 가지며, 정보 표시판(13)의 대응하는 천연색 화소로 부터의 광만을 눈통(10)에 입사시키고 또한 천연색 화소의 허상(Virtual Image)(17)이 자신을 중심으로 눈통과 반대측의 조금 떨어진 곳에 생기도록 한다. 본 발명의 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(300)에 눈통(10)의 크기는 각 홀로그래픽 광학소자(15)의 가로, 세로 크기를 조절함에 의해 눈통(10)의 가로, 세로 크기를 조절할 수 있다.
이러한 눈통(10)의 크기의 조절에 대해서 좀더 구체적으로 설명하면 만약, 홀로그래픽 광학 소자(15)에 의해 광원(11)의 허상(17)이 홀로그래픽 광학 소자(15)에서 초점 거리 f만큼 떨어진 거리에 나타나고, 홀로그래픽 광학 소자(15)의 크기(가로 × 세로)를 a, 눈통(10)의 크기(가로 × 세로)를 b, 눈통(10)과 홀로그래픽 광학소자(15)간의 거리를 L이라고 하면, 닮은 삼각형 원리에 의해 눈통(10)의 크기 b는 다음과 같은 식으로 주어진다.
b=a·(f + L) / f …(1)
따라서, 눈통(10)의 크기b는 홀로그래픽 광학 소자(15)의 크기 a에 비례하므로 홀로그래픽 광학 소자(15)의 가로, 세로 크기를 조절함으로써 눈통(10)의 가로, 세로 크기를 조절할 수 있다.
도4는 본 발명에 따른 홀로그래픽 결합기를 지면과 평행하게 자른 부분 단면을 나타낸 것이다. 투명 유리 또는 투명 플라스틱 기판(16)에 접착된 홀로그래픽 광학 소자는 녹색(18, 21), 청색(19, 22), 및 적색(20, 23) 빛이 교대로 반사되게 배열되어 있다. 각각의 천연색 광학 소자는 해당하는 색상의 허상, 즉 녹색상(24), 청색상(25), 및 적색상(26)을 생성시킨다. 허상(24, 25, 26)은 정보 표시판(13)의 녹색, 청색, 적색 화소에 대응하는 상이다.
본 발명의 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치는 투과형(Transmission Type)으로도 만들 수가 있다. 투과형의 경우 각 홀로그래픽 광학 소자의 스펙트럼 선택성이 나빠서 동일한 특성을 갖는 홀로그래픽 광학 소자들을 사용할 수도 있다. 도5에는 투과형 홀로그래픽 결합기를 포함한 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치(400)의 광학 구성도가 도시되어 있다. 광원(11)으로부터의 광이 조준기(12)에 의해 평행빔으로 되어 정보 표시판(13)을 조명한다. 정보 표시판(13)으로부터 빛은 중계 광학계(2)에 의해 반사경(3)을 거쳐 투과형 홀로그래픽 결합기(27)에투사된다. 투과형 홀로그래픽 결합기(27)는 도4의 반사형에서와 같이 투과형 홀로그래픽 광학 소자들(28)이 매트릭스 형태로 투명 유리 또는 투명 플라스틱 기판(30)위에 접착되어 있다. 중계 광학계(2)는 정보 표시판(13)의 각 화소의 상을 대응하는 투과형 홀로그래픽 결합기(27)의 투과형 홀로그래픽 광학 소자(28)에 투사시킨다. 투과형 홀로그래픽 결합기(27)를 투과한 광은 눈통의 위치에 수렴된다. 각 홀로그래픽 광학 소자(28)의 가로, 세로 길이와 촛점 거리 그리고 간섭 무늬의 공간 주파수 분포는 눈통으로 입사하는 빔의 방향, 각 발산, 및 발광 대폭을 결정한다. 각각의 홀로그래픽 광학 소자(28)는 렌즈의 특성을 가지며 대응하는 화소의 허상(29)을 자신과 조금 떨어진 곳에 만든다.
본 발명에서는 홀로그래픽 결합기를 구성하는 홀로그래픽 광학 소자들이 정보 표시판의 화소 배열과 동일한 매트릭스 형태로 배열되고, 홀로그래픽 광학 소자들이 적색, 청색, 및 녹색에 해당하는 발광 대폭의 빛 중에서 어느 하나만 선택적으로 반사시키는 구형 반사경 또는 렌즈의 특성을 갖고 있어 눈통의 크기가 크고, 회절 효율이 높고, 상호 변조 잡음도 없는 천연색 상을 표시할 수가 있다.
지금까지 본 발명을 실시예를 통해서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치는 차량용 정지 지시기에도 그대로 적용될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 현재 이용되고 있는 차의 뒷창 부근에 장착된 정지 지시기는 적색 플라스틱 확산기와 LED를 이용한 방식과 소형 홀로그램을 이용한 적색 패턴 표시 방식(참고 : Ronald T. Smith, Holographic Center High Mounted Stoplight,SPIE Proc. vol. 1461. p149, 1991)이 있지만 이러한 기존의 방식들은 단지 적색 또는 청색과 같은 단색 신호만 발하는 단순한 형태이다. 본 발명의 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치를 정지 지시기에 적용하면 단순한 패턴이 아닌 문자나 도형을 천연색으로 표시할 수가 있다. 당업계의 통상의 전문가는 이러한 적용을 기술적으로 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
그 외에도 본 발명의 본질과 범위를 벗어남이 없이 여러 가지 변형이나 수정이 가능함은 본 기술 분야의 통상의 전문가에게 명백하다 할 것이다.

Claims (7)

  1. 투사될 정보를 표시하기 위한 정보 표시판, 상기 정보 표시판에 표시된 상(Image)을 전달하기 위한 중계 광학계(Relay Optical System), 및 상기 중계 광학계로부터의 상을 관찰자의 시야를 형성하는 눈통(Eye Box)에 전달하기 위한 홀로그래픽 결합기(Holographic Combiner)를 포함하여 구성된 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치에 있어서, 상기 정보 표시판이 천연색 LCD나 천연색 LED 매트릭스 형태의 2차원 화소 배열을 가진 표시판이고, 상기 홀로그래픽 결합기가 상기 정보 표시판의 화소수와 동일한 수의 홀로그래픽 광학 소자들로 구성되며, 상기 홀로그래픽 광학 소자들이 상기 정보 표시판의 화소 배열과 동일한 매트릭스 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홀로그래픽 광학 소자들이 투명 유리나 투명 플라스틱 기판에 접착된 것을 특징으로 하는 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 홀로그래픽 광학 소자들이 적색, 청색, 및 녹색에 해당하는 발광 대폭(Spectral Bandwidth)의 빛 중에서 어느 하나만 선택적으로 반사시키는 구형 반사경(Spherical Reflecting Mirror)의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 관찰자의 시야를 형성하는 눈통의 크기가 상기 홀로그래픽 광학 소자의 가로, 세로 갈이와 초점 거리에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중계 광학계는 상기 정보 표시판의 천연색 화소 각각을 상기 홀로그래픽 결합기 내의 대응하는 홀로그래픽 광학 소자에 입사시키는 것을 특징으로 하는 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 홀로그래픽 광학 소자들이 렌즈특성을 갖는 것을 특징으로 하는 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 차량의 뒷창에 장착된 정지 지시기용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 천연색 홀로그래픽 헤드 업 표시 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014061920A1 (ko) * 2012-10-18 2014-04-24 엘지전자 주식회사 광학 장치
WO2015105347A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable display apparatus
US10768424B2 (en) 2017-07-05 2020-09-08 Samsung Display Co., Ltd. Holographic head-up display device

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163408A (en) * 1998-10-13 2000-12-19 Larussa; Joseph Compact visual simulation system
US6091521A (en) * 1998-10-16 2000-07-18 Digilens, Inc. Light collection from diffractive displays
KR100507270B1 (ko) * 1999-06-29 2005-08-10 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 반사형 액정 표시 장치의 요철부 형성방법
US6671100B1 (en) 1999-10-14 2003-12-30 Stratos Product Development Llc Virtual imaging system
IL135334A (en) * 2000-03-28 2013-08-29 Elbit Systems Ltd Personal view system with extended @ field of view
US7310071B2 (en) * 2002-10-18 2007-12-18 Kopin Corporation Instrument panel with active display
US7069685B2 (en) * 2003-09-12 2006-07-04 Lasermax, Inc. Diffractive head up display for firearms
GB0718706D0 (en) 2007-09-25 2007-11-07 Creative Physics Ltd Method and apparatus for reducing laser speckle
KR100988655B1 (ko) 2008-09-19 2010-10-18 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US9335604B2 (en) 2013-12-11 2016-05-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide display
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
US11300795B1 (en) 2009-09-30 2022-04-12 Digilens Inc. Systems for and methods of using fold gratings coordinated with output couplers for dual axis expansion
US10795160B1 (en) 2014-09-25 2020-10-06 Rockwell Collins, Inc. Systems for and methods of using fold gratings for dual axis expansion
US11320571B2 (en) 2012-11-16 2022-05-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view with uniform light extraction
US8233204B1 (en) 2009-09-30 2012-07-31 Rockwell Collins, Inc. Optical displays
US8659826B1 (en) 2010-02-04 2014-02-25 Rockwell Collins, Inc. Worn display system and method without requiring real time tracking for boresight precision
US9529323B2 (en) * 2010-06-07 2016-12-27 Konica Minolta Advanced Layers, Inc. Video display device, head-mounted display and head-up display
US9274349B2 (en) 2011-04-07 2016-03-01 Digilens Inc. Laser despeckler based on angular diversity
US10670876B2 (en) 2011-08-24 2020-06-02 Digilens Inc. Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
WO2013027004A1 (en) 2011-08-24 2013-02-28 Milan Momcilo Popovich Wearable data display
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
US9715067B1 (en) 2011-09-30 2017-07-25 Rockwell Collins, Inc. Ultra-compact HUD utilizing waveguide pupil expander with surface relief gratings in high refractive index materials
US9507150B1 (en) 2011-09-30 2016-11-29 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a bent waveguide assembly
US8634139B1 (en) 2011-09-30 2014-01-21 Rockwell Collins, Inc. System for and method of catadioptric collimation in a compact head up display (HUD)
US9366864B1 (en) 2011-09-30 2016-06-14 Rockwell Collins, Inc. System for and method of displaying information without need for a combiner alignment detector
WO2013102759A2 (en) 2012-01-06 2013-07-11 Milan Momcilo Popovich Contact image sensor using switchable bragg gratings
US9523852B1 (en) 2012-03-28 2016-12-20 Rockwell Collins, Inc. Micro collimator system and method for a head up display (HUD)
EP2842003B1 (en) 2012-04-25 2019-02-27 Rockwell Collins, Inc. Holographic wide angle display
US9933684B2 (en) 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
EP2979915B1 (en) * 2013-03-27 2019-09-11 Pioneer Corporation Virtual image generation device and head-up display
US9674413B1 (en) 2013-04-17 2017-06-06 Rockwell Collins, Inc. Vision system and method having improved performance and solar mitigation
US9727772B2 (en) 2013-07-31 2017-08-08 Digilens, Inc. Method and apparatus for contact image sensing
US9244281B1 (en) 2013-09-26 2016-01-26 Rockwell Collins, Inc. Display system and method using a detached combiner
US10732407B1 (en) 2014-01-10 2020-08-04 Rockwell Collins, Inc. Near eye head up display system and method with fixed combiner
US9519089B1 (en) 2014-01-30 2016-12-13 Rockwell Collins, Inc. High performance volume phase gratings
US9244280B1 (en) 2014-03-25 2016-01-26 Rockwell Collins, Inc. Near eye display system and method for display enhancement or redundancy
US10359736B2 (en) 2014-08-08 2019-07-23 Digilens Inc. Method for holographic mastering and replication
DE102014217180A1 (de) * 2014-08-28 2016-03-03 Robert Bosch Gmbh Bilderzeugungsvorrichtung für ein Head-up-Display, Head-up-Display und Verfahren zum Erzeugen eines Bilds für ein Head-up-Display
WO2016042283A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
US9715110B1 (en) 2014-09-25 2017-07-25 Rockwell Collins, Inc. Automotive head up display (HUD)
US10088675B1 (en) 2015-05-18 2018-10-02 Rockwell Collins, Inc. Turning light pipe for a pupil expansion system and method
US10437064B2 (en) 2015-01-12 2019-10-08 Digilens Inc. Environmentally isolated waveguide display
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
US10247943B1 (en) 2015-05-18 2019-04-02 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a light pipe
US10126552B2 (en) 2015-05-18 2018-11-13 Rockwell Collins, Inc. Micro collimator system and method for a head up display (HUD)
US11366316B2 (en) 2015-05-18 2022-06-21 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a light pipe
US10108010B2 (en) 2015-06-29 2018-10-23 Rockwell Collins, Inc. System for and method of integrating head up displays and head down displays
CN108474945B (zh) 2015-10-05 2021-10-01 迪吉伦斯公司 波导显示器
DE102015221774B4 (de) * 2015-11-05 2019-10-17 Agrippa Holding & Consulting Gmbh Optisches System und Verfahren zur Erzeugung eines zwei- oder dreidimensionalen Bildes
US10598932B1 (en) 2016-01-06 2020-03-24 Rockwell Collins, Inc. Head up display for integrating views of conformally mapped symbols and a fixed image source
WO2017162999A1 (en) 2016-03-24 2017-09-28 Popovich Milan Momcilo Method and apparatus for providing a polarization selective holographic waveguide device
CN109154717B (zh) 2016-04-11 2022-05-13 迪吉伦斯公司 用于结构光投射的全息波导设备
DE102016213335A1 (de) * 2016-07-21 2018-01-25 Robert Bosch Gmbh Projektionselement, Projektionssystem und Verfahren zum Projizieren
WO2018102834A2 (en) 2016-12-02 2018-06-07 Digilens, Inc. Waveguide device with uniform output illumination
US10545346B2 (en) 2017-01-05 2020-01-28 Digilens Inc. Wearable heads up displays
US10295824B2 (en) 2017-01-26 2019-05-21 Rockwell Collins, Inc. Head up display with an angled light pipe
CN108931851A (zh) * 2017-05-25 2018-12-04 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 抬头显示系统及汽车
CN116149058A (zh) 2017-10-16 2023-05-23 迪吉伦斯公司 用于倍增像素化显示器的图像分辨率的系统和方法
DE102017222621A1 (de) * 2017-12-13 2019-06-13 Robert Bosch Gmbh Projektionsvorrichtung mit einer Bilderzeugungseinheit
EP3710893A4 (en) 2018-01-08 2021-09-22 Digilens Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR HIGH RATE RECORDING OF HOLOGRAPHIC NETWORKS IN WAVEGUIDE CELLS
WO2019136476A1 (en) 2018-01-08 2019-07-11 Digilens, Inc. Waveguide architectures and related methods of manufacturing
CN111615655B (zh) 2018-01-08 2023-03-21 迪吉伦斯公司 用于制造波导单元的系统和方法
WO2020023779A1 (en) 2018-07-25 2020-01-30 Digilens Inc. Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure
WO2020149956A1 (en) 2019-01-14 2020-07-23 Digilens Inc. Holographic waveguide display with light control layer
US20220283377A1 (en) 2019-02-15 2022-09-08 Digilens Inc. Wide Angle Waveguide Display
CN113692544A (zh) 2019-02-15 2021-11-23 迪吉伦斯公司 使用集成光栅提供全息波导显示的方法和装置
EP3938821A4 (en) 2019-03-12 2023-04-26 Digilens Inc. HOLOGRAPHIC WAVEGUIDE BACKLIGHT AND RELATED METHODS OF MANUFACTURE
KR102246158B1 (ko) * 2019-04-16 2021-04-28 광운대학교 산학협력단 차량 전면유리 부착용 헤드업 디스플레이
CN110108228A (zh) * 2019-04-26 2019-08-09 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 计算全息和球面反射镜检测不同离轴量非球面的方法
CN114207492A (zh) 2019-06-07 2022-03-18 迪吉伦斯公司 带透射光栅和反射光栅的波导及其生产方法
KR20220038452A (ko) 2019-07-29 2022-03-28 디지렌즈 인코포레이티드. 픽셀화된 디스플레이의 이미지 해상도와 시야를 증배하는 방법 및 장치
EP4022370A4 (en) 2019-08-29 2023-08-30 Digilens Inc. EVACUATION BRAGG GRID AND MANUFACTURING PROCESS
EP4288831A4 (en) 2021-03-05 2025-01-15 Digilens Inc EVACUATED PERIODIC STRUCTURES AND THEIR MANUFACTURING PROCESSES
CN113175897B (zh) * 2021-05-08 2023-03-14 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 离轴高次类椭球面反射镜的组合补偿面形检测系统及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4763990A (en) * 1984-02-03 1988-08-16 Flight Dynamics, Inc. Head up display system
US5037166A (en) * 1985-10-07 1991-08-06 Astronautics Corporation Of America Holographic optical element for instrument panel displays
JP3151766B2 (ja) * 1992-07-31 2001-04-03 キヤノン株式会社 画像表示装置
US5526145A (en) * 1994-06-10 1996-06-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Color tuned holographic optical elements and methods of making and using the elements

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014061920A1 (ko) * 2012-10-18 2014-04-24 엘지전자 주식회사 광학 장치
US9658455B2 (en) 2012-10-18 2017-05-23 Lg Electronics Inc. Optical device having a diffraction region
WO2015105347A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable display apparatus
US11333891B2 (en) 2014-01-09 2022-05-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable display apparatus having a light guide element that guides light from a display element and light from an outside
US10768424B2 (en) 2017-07-05 2020-09-08 Samsung Display Co., Ltd. Holographic head-up display device
US11740462B2 (en) 2017-07-05 2023-08-29 Samsung Display Co., Ltd. Holographic head-up display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2931264B2 (ja) 1999-08-09
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US5917459A (en) 1999-06-29
KR19980020357A (ko) 1998-06-25

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