- DMD·LCOS 프로젝션 시스템 적용…이전 세대보다 밝기 10~15% 높여

 

ams OSRAM이 자동차 증강현실 헤드업 디스플레이(AR-HuD)에 적용하는 RGB LED 광원 'OSRAM OSTAR Projection Compact LED'를 공급한다. 이 제품은 DMD와 LCOS 프로젝션 시스템에서 운전자 시야에 내비게이션과 경고 정보를 투사하며, 최대 1만6000니트 밝기와 넓은 색역을 제공한다. 자동차 제조사는 AR-HuD 적용을 중급 차종까지 확대하면서 제한된 계기판 공간 안에서 높은 밝기와 색 정확도, 자동차 안전 규격을 함께 충족해야 한다. OSRAM OSTAR Projection Compact LED는 이러한 요구에 맞춰 주간 시인성과 광학 효율을 높이도록 설계했다.

 

RGB 광원으로 명암비와 주간 시인성 확보

LCD 방식은 백라이트에서 나온 빛을 차단해 이미지를 만들기 때문에 어두운 화면에서도 일부 빛이 남는다. OSRAM OSTAR Projection Compact LED는 적색과 녹색, 청색 광원을 개별적으로 제어하고 DMD 또는 LCOS와 결합해 필요한 색상의 빛만 투사한다. DMD는 미세 거울을 움직여 LED에서 나온 빛을 반사하고, LCOS는 액정 소자를 이용해 빛의 방향과 밝기를 조절한다. 두 방식은 RGB LED가 만든 빛을 전면 유리에 투사해 속도와 내비게이션, 경고 기호를 운전자 시야에 표시한다.

 

콤팩트한 DMD와 RGB 광원을 결합한 프로젝션 시스템은 최대 1만6000니트 밝기를 구현한다. AR-HuD는 최대 20×8도의 시야각을 제공하며, 1만5000cd/㎡ 휘도에서 주간 가시성을 확보한다. 강한 햇빛이나 편광 선글라스를 착용한 환경에서도 경고 기호와 안내 정보를 선명하게 표시한다. 녹색과 청색 제품에는 최대 4.0A/㎟의 전류 밀도를 처리하는 칩 기술을 적용했다. 작은 LED 칩에 높은 전류를 공급해 광출력을 높이고, 주변광과 차량 내부 반사가 강한 환경에서도 AR 이미지와 HUD 표시 정보의 밝기를 유지한다.

 

DMD 이미저에 맞춘 광학 결합

OSRAM OSTAR Projection Compact LED는 0.3인치와 0.46인치, 0.55인치 DMD 이미저에 맞춰 발광 면적과 방출각을 조정했다. LED에서 나온 빛을 DMD의 미세 거울 영역에 집중해 프로젝션 광학계로 전달하며, 이미지 형성에 사용되지 않고 외부로 빠져나가는 광 손실을 줄인다. ams OSRAM은 광학 엔진 크기와 목표 밝기에 따라 선택할 수 있는 여러 모델을 공급한다. 최신 제품은 이전 세대보다 DMD에 전달하는 빛의 비율을 높여 밝기를 10~15% 개선했다. 광 손실을 줄이면 같은 밝기를 구현하는 데 필요한 LED 출력을 낮추고 광학 부품도 작게 구성할 수 있다. 자동차 제조사는 계기판 내부에서 광학계가 차지하는 공간과 시스템 소비전력을 함께 줄일 수 있다

 

RGB 3개 채널로 표시 색상 제어

OSRAM OSTAR Projection Compact LED는 적색과 변환 녹색, 청색 등 3개 채널을 제공한다. 설계 엔지니어는 각 채널에 공급하는 전류를 조절해 내비게이션과 경고, 알림 심볼의 색상과 밝기를 제어한다. 3개 채널에서 나온 빛을 서로 다른 비율로 섞어 표시 목적에 맞는 색상을 구현한다. 차량은 경고 수준과 운전자 보조 기능을 색상으로 구분하기 때문에 작동 온도와 사용 시간이 달라져도 색상 편차를 줄여야 한다. 제품에 적용한 구조화 칩 기술은 높은 전류 밀도에서도 광출력 저하와 색 편차를 억제한다. LCD 방식보다 높은 밝기와 넓은 색역을 제공해 속도와 내비게이션, 경고 정보를 색상별로 구분해 표시한다.

 

세라믹 패키지로 열을 방열판에 전달

LED 칩은 발생한 열을 방열판으로 전달하는 세라믹 패키지에 탑재했다. 칩에서 발생한 열이 세라믹 패키지를 거쳐 방열판으로 이동해 칩 온도 상승과 밝기 저하를 줄인다. 세라믹 패키지는 칩과 방열판 사이의 열저항을 낮추고 표면실장기술(SMT) 조립을 지원한다. 높은 밝기로 장시간 작동하거나 차량 내부 온도가 달라져도 광출력과 색상 편차를 억제한다. 제품은 자동차용 광전자 부품의 신뢰성과 성능을 평가하는 AEC-Q102 Annex 3 인증을 획득했다. 해당 규격은 온도 변화와 장시간 작동 등 자동차 운행 조건에서 광전자 부품의 내구성을 검증한다.

 

광학계·드라이버 레퍼런스 디자인 제공

RGB LED 방식은 발광 면적과 방출각을 DMD에 맞춰 광학 부품 크기를 줄이고, 주간 환경에 필요한 밝기와 색상 제어 기능을 제공한다. 레이저 광원에서 나타날 수 있는 코히어런스와 스페클 현상도 억제한다. AR-HuD를 차량에 적용하려면 LED 광원과 광학계, 드라이버, 센서 융합 소프트웨어를 함께 조정해야 한다. 내비게이션과 차량 센서에서 받은 데이터를 영상으로 변환하고, 운전자 시야와 전면 유리 위치에 맞춰 정보를 투사해야 한다. ams OSRAM은 자동차 프로젝션용 LED와 광학계, 드라이버 레퍼런스 디자인을 제공한다. 지역별 자동차 제조사와 협력해 AR-HuD의 양산 설계와 시험을 지원하고, 중급 차종부터 고급 차종까지 적용 범위를 넓히고 있다.

 

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