KR100762861B1 - 헤드 업 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

자동차용 헤드 업 디스플레이에 관한 것으로, X축 방향으로 광을 제공하는 조명부와, X축 방향에 배치되고 광을 받아 영상을 디스플레이하는 디스플레이부와, X축 방향에 배치되고 디스플레이부로부터 입사되는 광을 편광시키는 편광부와, 편광된 광을 X축 방향에서 Y축 방향으로 반사시키는 제 1 반사부와, Z축 방향에 배치되고 입사되는 광을 반사시키는 제 2 반사부와, 제 1 반사부로부터 반사된 광을 Z축 방향에 배치된 제 2 반사부로 반사시키고, 제 2 반사부로부터 반사된 광을 투과시키는 광분할부와, Z축 방향에 배치되고 광분할부로부터 투과된 광을 반사시키는 컴바이너(combiner)를 포함하여 구성될 수 있다.
편광부, 프리즘, 광분할부, 컴바이너

Description

헤드 업 디스플레이{head up display}
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 헤드 업 디스플레이의 광학계를 보여주는 도면
도 2는 도 1a의 광학계를 갖는 헤드 업 디스플레이가 장착된 차량을 보여주는 도면
도 3은 본 발명 제 1 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이의 광학계 구조를 보여주는 도면
도 4는 차량에 장착된 본 발명 제 1 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이를 보여주는 도면
도 5는 본 발명 제 2 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이의 광학계 구조를 보여주는 도면
도 6은 본 발명 제 3 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이의 광학계 구조를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 21, 31 : 조명부 2, 22, 32 : 디스플레이부
3, 23 : 편광부 4, 5 : 제 1, 제 2 반사부
6, 24 : 광분할부 7, 26, 36 : 컴바이너
25 : 반사부 33, 34 : 제 1, 제 2 렌즈부
35 : 프리즘 11 : 커버
12 : 보호덮개
본 발명은 헤드 업 디스플레이(head up display)에 관한 것으로, 특히 자동차용 헤드 업 디스플레이에 관한 것이다.
헤드 업 디스플레이는 외부 화면의 배경 위에 중첩된 정보광을 표시하는 장치이다.
일반적으로 헤드 업 디스플레이는 항공기 또는 기타 차량에서는 외부화면의 배경에 대하여 항공기 또는 차량의 속도, 위치, 남은 연료량 등의 각종 정보를 관찰하기 위하여 사용되어져 왔다.
관찰자는 배경 화면상에서 헤드 업 디스플레이내에 중첩된 정보화상을 실질적으로 눈을 움직이지 않고 동시에 정보(화상)를 볼 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 헤드 업 디스플레이의 광학계를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1a의 광학계를 갖는 헤드 업 디스플레이가 장착된 차량을 보여주는 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 헤드 업 디스플레이는 조명부, LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 표시부, 렌즈부가 순차적으로 배열되어 있는 광학 구조를 갖는다.
이러한 구조는 동축상에 모든 소자가 배치되므로, 기구적인 설계가 간단하고 비용면에서도 유리하며 조립을 비교적 용이하게 할 수 있으나, 광학계의 크기를 고려하여 도 2에 도시된 바와 같이 설치되며, 이 경우 운전자가 시준된 영상을 B 방향으로 보게 되어 거의 수평이 되므로 운전자 전방의 배경과 완전히 중첩되어 장애를 유발할 수 있는 단점이 있다.
따라서, 운전자에게 안정된 시선의 각도를 A 방향으로 유지하기 위해서는 헤드 업 디스플레이 전체를 a 방향으로 이동시켜야 한다.
이 경우, 광학계를 포함한 전체 구성물을 고려해 볼 때, 차량 자체의 기구물들을 변경해야 하는 문제가 나타난다.
그리고, 도 1b는 도 1a의 렌즈부 앞에 반사부를 둔 구조이며, 도 1c는 도 1b의 반사부 앞에 대물 렌즈를 둔 구조이다.
도 1b 및 도 1c와 같은 구조는 디스플레이 전체 길이가 약 30-40cm 정도 길게 구성되어, 차량에 설치될 범위가 넓어지므로 이 역시 적합한 구조라 볼 수 없다.
이와 같이, 헤드 업 디스플레이는 윈드 쉴드의 기울어진 각도와 운전자의 위치, 하향각(운전자가 허상을 보는 각도) 및 투영영상의 위치는 기하학적으로 중요한 의미를 가지므로, 수정이나 변경이 불가능한 요소이다.
즉, 운전자의 시선을 하향각에 맞추고, 광학계에 의해 시준된 영상이 윈드쉴드에 반사되어 그 전방에 투영되는 영상을 보기 때문에 이 광로에 맞추어 광학계를 구성해야 한다는 점에 많은 어려움이 있다.
또한, 운전자가 영상을 편하게 보기 위해서는 영상 자체의 크기를 갖는 시야각뿐만 아니라 운전자가 머리를 상하좌우로 움직일 경우에도 편하게 시준된 영상을 볼 수 있어야 한다.
그러므로, 실제 광학계는 이를 감안하여 영상 자체의 시야각 보다 더 큰 시야각을 가질 수 있도록 광학계를 구성해야하는 어려움들이 있다.
그리고, 디스플레이 자체를 차량의 구조물에 적합하게 설치되어야 하고, 외관도 미려하게 마감되어야 한다.
특히, 차량의 엔진 룸과 실내는 소음이나 충돌시의 안전을 고려한 복잡한 기구구조와 조향장치 및 고정부, 계기판, 통풍을 위한 에어덕트, 기타 각종 배선들이 위치하므로, 헤드 업 디스플레이를 차량에 설치하기에는 많은 어려움들이 있다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이 헤드 업 디스플레이는 기하학적 배열에 따라 광학계를 배치하여야 하는데, 이것은 엔진룸과 실내를 구분하는 차량 구조물과 매우 가까운 위치에 놓이게 되므로 이 부분의 광학 소자를 간단하게 해야 한다.
따라서, 앞으로는 상기와 같은 요구 조건을 만족할 수 있는 헤드 업 디스플레이가 연구되어야 할 것이다.
본 발명의 목적은 이러한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 새로운 구조의 광학계를 이용하여 전체 크기를 줄일 수 있는 헤드 업 디스플레이를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 버스나 지프와 같이 윈드쉴드 각이 수평에 가까운 차량에 적합하게 장착할 수 있는 헤드 업 디스플레이를 제공하는데 잇다.
본 발명의 또 다른 목적은 새로운 구조의 광학계를 이용하여 운전자가 시준된 영상을 편한하게 볼 수 있는 헤드 업 디스플레이를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이는 X축 방향으로 광을 제공하는 조명부와, X축 방향에 배치되고 광을 받아 영상을 디스플레이하는 디스플레이부와, X축 방향에 배치되고 디스플레이부로부터 입사되는 광을 편광시키는 편광부와, 편광된 광을 X축 방향에서 Y축 방향으로 반사시키는 제 1 반사부와, Z축 방향에 배치되고 입사되는 광을 반사시키는 제 2 반사부와, 제 1 반사부로부터 반사된 광을 Z축 방향에 배치된 제 2 반사부로 반사시키고, 제 2 반사부로부터 반사된 광을 투과시키는 광분할부와, Z축 방향에 배치되고 광분할부로부터 투과된 광을 반사시키는 컴바이너(combiner)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 조명부, 디스플레이부, 편광부는 X축상에 나란히 배열되고, 제 2 반사부와 광분할부는 Z축상에 나란히 배열되는 것이 바람직하다.
그리고, 제 1 반사부는 편광부의 입사광에 대해 45도가 되도록 배치되어, 편광부의 입사광을 90도 반사시킬 수 있다.
또한, 조명부, 디스플레이부, 편광부, 제 1, 제 2 반사부, 광분할부을 보호하기 위한 케이스가 형성되고, 컴바이너와 광분할부 사이에는 투명 유리 또는 투명 플라스틱으로 이루어진 보호 덮개가 형성되며, 컴바이너는 상기 케이스에 부착될 수 있다.
여기서, 컴바이너는 회전가능하게 배치되며, 480 - 630nm의 가시 영역에서 40 - 50% 반사율을 갖는 다층막 코팅이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 Y축 방향으로 광을 제공하는 조명부와, Y축 방향에 배치되고 광을 받아 영상을 디스플레이하는 디스플레이부와, Y축 방향에 배치되고 디스플레이부로부터 입사되는 광을 편광시키는 편광부와, Z축 방향에 배치되고 입사되는 광을 반사시키는 반사부와, 편광부로부터 반사된 광을 Z축 방향에 배치된 반사부로 반사시키고, 반사부로부터 반사된 광을 Z축 방향으로 투과시키는 광분할부와, Z축 방향에 배치되고 광분할부로부터 투과된 광을 반사시키는 컴바이너(combiner)를 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서, 조명부, 디스플레이부, 편광부는 Y축상에 나란히 배열되고, 반사부와 광분할부는 Z축상에 나란히 배열되는 것이 바람직하다.
본 발명은 광을 제공하는 조명부와, 광을 받아 영상을 디스플레이하는 디스플레이부와, 디스플레이부로부터 입사되는 광을 편광시키는 편광부와, 편광된 광을 포커싱하는 제 1 렌즈부와, 제 1 렌즈부로부터 입사되는 광 경로를 변경하는 프리즘과, 프리즘으로부터 광 경로가 변경된 광을 포커싱하는 제 2 렌즈부와, 제 2 렌즈부로부터 입사되는 광을 반사시키는 컴바이너를 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서, 조명부, 디스플레이부, 제 1 렌즈부, 프리즘은 제 1 광축상에 나란히 배열되고, 제 2 렌즈부는 제 2 광축상에 배열되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명 제 1 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이의 광학계 구조를 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 조명부(1), 디스플레이부(2), 편광부(3), 제 1, 제 2 반사부(4, 5), 광분할부(6), 컴바이너(combiner)(7)로 크게 구성된다.
여기서, 조명부(1), 디스플레이부(2), 편광부(3)는 X축상에 나란히 배열되고, 제 2 반사부(5)와 광분할부(6)는 Z축상에 나란히 배열된다.
먼저, 조명부(1)는 X축 방향의 디스플레이부(2)로 광을 제공한다.
그리고, 디스플레이부(2)는 X축 방향에 배치되고, 조명부(1)로부터 광을 받아 영상을 디스플레이한다.
여기서, 디스플레이부(2)는 LCD 또는 CRT 등을 사용할 수 있다.
편광부(3)는 X축 방향에 배치되고, 디스플레이부(2)로부터 입사되는 광을 편광시킨다.
본 발명에서 편광부(3)를 사용하는 이유는 광학계에서 시준되는 영상을 컴바이어(7)에 효과적으로 반사되도록 하여 운전자의 시선에 밝은 영상을 제공하기 위해서이다.
일반적으로 편광되지 않는 광이 미러 등에 반사될 경우, TE(S)파, TM(P)파로 분리되는데, 본 발명에서는 TE(S)파 및 TM(P)파에 대해 다른 반사율을 갖는 성질을 이용하여, 광학계에서 시준되는 영상을 컴바이어(7)에서 운전자의 눈 방향으로 반사율을 최대화한다.
따라서, 본 발명에서 사용되는 편광부(3)의 특성은 약 400 - 700nm인 광 파장대의 투과율이 0.5 - 0.6이고, 반사율이 0.5 - 0.4인 특성을 갖는다.
또는, 본 발명은 편광부(3)의 특성이 약 400 - 700nm인 광 파장대의 투과율은 0.4 - 0.5이고, 반사율은 0.5 - 0.6인 것을 사용할 수도 있다.
이와 같은 특성을 갖는 편광판을 디스플레이부 앞에 배치하여 회전시키면, 컴바이어에서 반사되는 광의 밝기가 최대가 되는 장점이 있다.
한편, 제 1 반사부(4)는 편광부(3)와 광분할부(6) 사이에 배치되어 편광부(3)로부터 입사되는 광을 광분할부(6)로 반사시킨다.
즉, 제 1 반사부(5)는 편광부(3)의 입사광에 대해 45도가 되도록 배치되어, 편광부(3)의 입사광을 90도 반사시킨다.
또한, 제 2 반사부(5)는 Z축 방향에 배치되고, 광분할부(6)로부터 입사되는 광을 반사시킨다.
여기서, 제 2 반사부(5)는 입사되는 광축에 대해 수직한 면과 수평한 면의 곡률이 다른 볼록 미러를 사용할 수도 있다.
그리고, 광분할부(6)는 제 1 반사부(4)로부터 반사된 광을 Z축 방향에 배치된 제 2 반사부(5)로 반사시키고, 제 2 반사부(5)로부터 반사된 광을 투과시킨다.
다음, 컴바이너(7)는 Z축 방향에 배치되고, 광분할부(6)로부터 투과된 광을 반사시킨다.
운전자는 이 컴바이너(7)를 통하여 공간상에 투영영상을 볼 수 있게 된다.
도 4는 차량에 장착된 본 발명 제 1 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이를 보여주는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 조명부(1), 디스플레이부(2), 편광부(3), 제 1, 제 2 반사부(4, 5), 광분할부(6)을 보호하기 위해, 케이스(11)가 형성되어 있다.
그리고, 컴바이너(7)와 광분할부(6) 사이에는 투명 유리 또는 투명 플라스틱으로 이루어진 보호 덮개(12)가 형성되며, 컴바이너(7)는 케이스(11)와 일체화되도록 케이스(11)에 부착되는 것이 바람직하다.
이 때, 컴바이너는 회전가능하게 배치되어, 운전자의 눈높이가 다를 경우에도 운전자의 시선과 투영영상을 맞출 수 있게 조절할 수 있다.
컴바이너는 약 480 - 630nm의 가시 영역에서 약 40 - 50% 반사율을 갖는 다층막 코팅을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명 제 2 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이의 광학계 구조를 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 조명부(21), 디스플레이부(22), 편광부(23), 반사부(25), 광분할부(24), 컴바이너(combiner)(26)로 크게 구성된다.
여기서, 조명부(21)는 Y축 방향으로 광을 제공하고, 디스플레이부(22)는 Y축 방향에 배치되고, 조명부(21)로부터 광을 받아 영상을 디스플레이한다.
여기서, 디스플레이부(22)는 LCD 또는 CRT 등일 수 있다.
그리고, 편광부(23)는 Y축 방향에 배치되고, 디스플레이부(22)로부터 입사되는 광을 편광시키고, 반사부(25)는 Z축 방향에 배치되고, 입사되는 광을 반사시킨다.
이어, 광분할부(24)는 편광부(23)로부터 반사된 광을 Z축 방향에 배치된 반사부(25)로 반사시키고, 반사부(25)로부터 반사된 광을 Z축 방향으로 투과시킨다.
다음, 컴바이너(26)는 Z축 방향에 배치되고, 광분할부(24)로부터 투과된 광을 반사시키면, 운전자는 컴바이너(26)를 통하여 공간상에 투영영상을 볼 수 있게 된다.
본 발명 제 2 실시예는 본 발명의 제 1 실시예와 광학계의 배치 구조가 다르다.
본 발명 제 2 실시예는 조명부(21), 디스플레이부(22), 편광부(23)는 Y축상에 나란히 배열되고, 반사부(25)와 광분할부(24)는 Z축상에 나란히 배열되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명 제 3 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이의 광학계 구조를 보여주는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 조명부(31), 디스플레이부(32), 제 1, 제 2 렌즈부(33, 34), 프리즘(35), 컴바이너(36)로 구성된다.
여기서, 도 6에 도시되지는 않았지만, 디스플레이부(32)와 제 1 렌즈부(33) 사이에는 편광부를 더 배치할 수도 있다.
즉, 도 3과 같은 편광부를 더 배치하여 동일한 역할을 수행할 수도 있다.
다음, 조명부(31)는 광을 제공하고, 디스플레이부(32)는 광을 받아 영상을 디스플레이한다.
그리고, 제 1 렌즈부(33)는 디스플레이부(32)로부터 입사되는 광을 포커싱하며, 프리즘(35)은 제 1 렌즈부(33)로부터 입사되는 광 경로를 변경한다.
또한, 제 2 렌즈부(34)는 프리즘(35)으로부터 광 경로가 변경된 광을 포커싱하며, 컴바이너(36)는 제 2 렌즈부(34)로부터 입사되는 광을 반사시키면, 운전자는 컴바이너(36)를 통하여 공간상에 투영영상을 볼 수 있게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명 제 3 실시예는 제 1, 제 2 실시예와 같이 광분할부와 반사부를 사용하지 않고 프리즘(35)을 사용하여 광학계의 구조를 더 단순화하였다.
따라서, 광학계의 전체의 크기 뿐만 아니라 높이도 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 제 3 실시예는 조명부(31), 디스플레이부(32), 제 1 렌즈부(33), 프리즘(35)은 제 1 광축상에 나란히 배열되고, 제 2 렌즈부(34)는 제 2 광축상에 배열되는 것이 바람직하다.
여기서, 프리즘(35)은 유전체 다층막이 코팅될 수도 있다.
또한, 프리즘(35)의 제 1 면은 제 1 렌즈부(33)의 입사광에 대해 소정의 각도로 기울어져 있고, 프리즘(35)으로 입사되는 광은 프리즘(35)의 제 1 면에 1차 반사되고, 프리즘(35)의 제 2 면에 2차 반사되어 입사광의 경로를 변경할 수 있다.
이 때, 컴바이너는 회전가능하게 배치되어, 운전자의 눈높이가 다를 경우에 도 운전자의 시선과 투영영상을 맞출 수 있게 조절할 수 있다.
또한, 컴바이너는 약 480 - 630nm의 가시 영역에서 약 40 - 50% 반사율을 갖는 다층막 코팅을 형성할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이와 같이, 구성되는 본 발명의 헤드 업 디스플레이는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 광학계의 광 경로를 줄여 디스플레이 시스템의 전체 크기를 줄일 수 있고, 특히 버스나 지프와 같이 윈드쉴드가 거의 수직한 차량에 설치가 용이하다.
그리고, 본 발명은 프리즘을 사용하여 광학계의 전체의 크기 뿐만 아니라 높이도 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 회전가능한 컴바이너를 이용하여 다양한 눈 높이를 갖는 운전자에게 시준된 영상을 편한하게 볼 수 있도록 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. X축 방향으로 광을 제공하는 조명부;
    상기 X축 방향에 배치되고, 상기 광을 받아 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;
    상기 X축 방향에 배치되고, 상기 디스플레이부로부터 입사되는 광을 편광시키는 편광부;
    상기 편광된 광을 상기 X축 방향에서 Y축 방향으로 반사시키는 제 1 반사부;
    Z축 방향에 배치되고, 입사되는 광을 반사시키는 제 2 반사부;
    상기 제 1 반사부로부터 반사된 광을 상기 Z축 방향에 배치된 제 2 반사부로 반사시키고, 상기 제 2 반사부로부터 반사된 광을 투과시키는 광분할부; 그리고,
    상기 Z축 방향에 배치되고, 회전 가능하게 배치되어 상기 광분할부로부터 투과된 광을 반사시키는 컴바이너(combiner)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 디스플레이부는 LCD 또는 CRT인 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 편광부는 400 - 700nm인 광 파장대의 투과율이 0.5 - 0.6이고, 반사율이 0.5 - 0.4인 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 편광부는 400 - 700nm인 광 파장대의 투과율이 0.4 - 0.5이고, 반사율이 0.5 - 0.6인 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 조명부, 디스플레이부, 편광부는 상기 X축상에 나란히 배열되고, 상기 제 2 반사부와 광분할부는 상기 Z축상에 나란히 배열되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반사부는 상기 편광부의 입사광에 대해 45도가 되도록 배치되어, 상기 편광부의 입사광을 90도 반사시키는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 반사부는 입사되는 광축에 대해 수직한 면과 수평한 면의 곡률이 다른 볼록 미러인 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 조명부, 디스플레이부, 편광부, 제 1, 제 2 반사부, 광분할부을 보호하기 위한 케이스가 형성되고, 상기 컴바이너와 상기 광분할부 사이에는 투명 유리 또는 투명 플라스틱으로 이루어진 보호 덮개가 형성되며, 상기 컴바이너는 상기 케이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 컴바이너는 480 - 630nm의 가시 영역에서 40 - 50% 반사율을 갖는 다층막 코팅이 형성되는 것을 헤드 업 디스플레이.
  11. Y축 방향으로 광을 제공하는 조명부;
    상기 Y축 방향에 배치되고, 상기 광을 받아 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;
    상기 Y축 방향에 배치되고, 상기 디스플레이부로부터 입사되는 광을 편광시키는 편광부;
    Z축 방향에 배치되고, 입사되는 광을 반사시키는 반사부;
    상기 편광부로부터 반사된 광을 상기 Z축 방향에 배치된 반사부로 반사시키고, 상기 반사부로부터 반사된 광을 상기 Z축 방향으로 투과시키는 광분할부; 그리고,
    상기 Z축 방향에 배치되고, 회전 가능하게 배치되어 상기 광분할부로부터 투과된 광을 반사시키는 컴바이너(combiner)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  12. 삭제
  13. 광을 제공하는 조명부;
    상기 광을 받아 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부로부터 입사되는 광을 포커싱하는 제 1 렌즈부;
    상기 디스플레이부와 상기 제 1 렌즈부 사이에는 상기 디스플레이부로부터 입사되는 광을 편광시키는 편광부;
    상기 제 1 렌즈부로부터 입사하는 입사광에 대해 소정의 각도로 기울어져 있는 제 1 면과, 상기 제 1면에 1차 반사된 광의 경로를 변경하는 제2면을 구비하여 상기 제 1 렌즈부로부터 입사되는 광 경로를 변경하는 프리즘;
    상기 프리즘으로부터 광 경로가 변경된 광을 포커싱하는 제 2 렌즈부; 그리고,
    상기 제 2 렌즈부로부터 입사되는 광을 반사시키는 컴바이너를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 조명부, 디스플레이부, 제 1 렌즈부, 프리즘은 제 1 광축상에 나란히 배열되고, 상기 제 2 렌즈부는 제 2 광축상에 배열되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 컴바이너는 480 - 630nm의 가시 영역에서 40 - 50% 반사율을 갖는 다층막 코팅이 형성되는 것을 헤드 업 디스플레이.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102664690B1 (ko) * 2016-06-02 2024-05-09 현대모비스 주식회사 비대칭 프리즘을 구비한 차량용 헤드업 디스플레이 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07101266A (ja) * 1993-10-04 1995-04-18 Nippondenso Co Ltd 車両用ヘッドアップディスプレイ
KR20020021091A (ko) * 1999-04-29 2002-03-18 추후제출 헤드업 디스플레이
US6359737B1 (en) 2000-07-28 2002-03-19 Generals Motors Corporation Combined head-up display
US6392812B1 (en) 1999-09-29 2002-05-21 Bae Systems Electronics Limited Head up displays

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07101266A (ja) * 1993-10-04 1995-04-18 Nippondenso Co Ltd 車両用ヘッドアップディスプレイ
KR20020021091A (ko) * 1999-04-29 2002-03-18 추후제출 헤드업 디스플레이
US6392812B1 (en) 1999-09-29 2002-05-21 Bae Systems Electronics Limited Head up displays
US6359737B1 (en) 2000-07-28 2002-03-19 Generals Motors Corporation Combined head-up display

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10634916B2 (en) 2014-12-17 2020-04-28 Lg Innotek Co., Ltd. Wearable display device

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