자동차의 헤드 업 디스플레이의 화질이 향상, 「확산 마이크로 렌즈 어레이」의 톱 햇 배광 구조

헤드업 디스플레이의 인기 증가

최근 몇 년 동안 고급 차량에 헤드업 디스플레이(HUD)가 장착되고 있습니다. 덱세리얼즈(Dexerials)는 운전 경험 향상을 위해 확산형 마이크로 렌즈 어레이(DMLA)를 개발했으며, 이는 HUD의 이미지 화질 개선에 사용됩니다.

확산 마이크로렌즈 배열의 주요 기능은 무엇입니까?

HUD는 차량 운전자에게 정보를 제공하기 위해 앞 유리에 이미지를 투사합니다. 확산 마이크로 렌즈 어레이(DMLA)는 HUD 내부에 사용되는 광학 부품으로, 앞 유리에 투사되는 이미지의 밝기를 높이고 광학적 결함을 줄여줍니다.

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왜 많은 유럽 자동차 제조업체가 HUD를 채택하고 있나요?

유럽에서는 독일만 고속도로에 일반적인 제한 속도가 없습니다. 170~180km/h로 고속 주행 중 잠시라도 내비게이션을 보는 것은 매우 위험합니다. 하지만 HUD를 사용하면 운전자는 전방을 주시하면서 앞 유리에 투사되는 영상을 통해 필요한 정보를 얻을 수 있습니다.

점점 더 많은 자동차 OEM이 이러한 장점 때문에 HUD를 도입하고 있습니다.

탑햇형 광분포는 밝기를 약 40% 향상시키고 광학적 불균일성을 줄여줍니다.

HUD는 운전자 안전에 기여하지만, 시야각이나 화질 등 해결해야 할 문제가 많습니다. 덱세리얼즈의 DMLA는 이러한 문제를 해결할 수 있는 솔루션입니다.

HUD에서 DMLA는 어떻게 사용되나요?

자동차 HUD는 회의실 프로젝터와 동일한 원리를 사용합니다. LED 광원에서 방출된 빛은 액정 디스플레이(LCD)를 비추는 디퓨저(확산 필름)를 통해 효율적으로 분산되고, LCD는 HUD 내부의 거울을 통해 앞 유리에 이미지를 투사합니다. 투사된 이미지는 전력 소모가 적으면서도 하루 종일 충분히 밝아야 합니다. 또한, 기존 HUD는 내비게이션 디스플레이에 비해 화면이 작고 제한된 양의 정보만 표시할 수 있습니다. 이러한 가시성 문제를 해결하기 위해 덱세리얼즈(Dexerials)의 DMLA(디지털 레이저 레이저)가 권장됩니다.

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DMLA는 이러한 과제를 해결하기 위해 어떤 원칙을 사용합니까?

다음 그림은 덱세리얼즈 DMLA의 단면 구조와 이미지를 보여줍니다. 기존 디퓨저는 평평한 표면을 가지고 있지만, 덱세리얼즈 DMLA는 표면이 볼록하고 오목하며 틈새가 없도록 설계되었습니다. 이를 통해 확산광의 밝기가 화면 전체에 균일하게 분포되어 밝기 불균일을 줄이고 효율적인 확산을 구현합니다.

다음 그래프는 덱세리얼즈의 DMLA가 배광에 미치는 영향을 보여줍니다. DMLA의 독특한 배광 구조는 "탑햇 배광"이라고 합니다.

이 탑햇(top hat) 형태의 광 분배 방식은 HUD가 기존 제품보다 더 넓은 화각과 더 높은 화질의 이미지를 투사할 수 있도록 합니다(아래 그림 참조). 덱세리얼즈의 기술은 또한 확산광의 형태를 조절할 수 있도록 합니다. X축과 Y축 방향으로 확산각을 조절함으로써 빛을 타원형으로 분배할 수 있습니다.

미래 자동차 기술

덱세리얼스는 소비자 가전 시장뿐만 아니라 자동차 시장으로 적용 범위를 확대하고 있습니다.

Dexerials는 DMLA 기술을 넘어 HUD의 미래에 대해 어떤 비전을 가지고 있나요?

덱세리얼즈가 자동차 산업에 집중하기 시작한 것은 2015년경이었습니다. 그 전까지 덱세리얼즈의 부품은 휴대폰이나 PC와 같은 가전제품용으로 개발되었습니다. 가전제품 시장과 비교했을 때, 자동차용 제품은 개발 및 테스트에 훨씬 더 오랜 시간이 소요됩니다.

차량용 디스플레이의 크기가 커질 것이라는 점에는 의심의 여지가 없습니다. 또한 자율주행 기술이 발전함에 따라 증강 현실(AR)의 중요성이 더욱 커질 것입니다. 예를 들어, 자동차에는 전방 차량의 위치와 속도를 감지하고 최적의 경로를 실시간으로 앞 유리에 투사하는 센서가 장착될 것입니다. 자동차 OEM들은 3D 입체 영상 구현 등 다양한 옵션을 고려하고 있습니다.

조명 제어 및 이미지 투사 기술은 계속해서 발전할 것입니다. 예를 들어, 카메라와 디스플레이가 거울을 대체하고, 뒷유리에 광고가 표시되며, 조명이 보행자와 마주 오는 차량을 자동으로 피하는 데 사용될 것입니다. 덱세리얼즈는 가전제품 시장에서 축적된 전문성을 활용하여 미래 자동차의 기술 발전에 지속적으로 기여할 것입니다.